Вики статья учащегося Эколог 1: различия между версиями
| (не показано 10 промежуточных версий 2 участников) | |||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
== Автор== | == Автор== | ||
| − | + | Иванов Вячеслав | |
| − | |||
| − | |||
== Проблемный вопрос== | == Проблемный вопрос== | ||
| − | + | Первичные процессы фотосинтеза | |
==Цели исследования== | ==Цели исследования== | ||
| − | Рассмотреть | + | Рассмотреть первичный процесс фотосинтеза как химическую реакцию |
==Результаты проведённого исследования== | ==Результаты проведённого исследования== | ||
| + | Под фотосинтезом понимают происходящее в клетках фототрофных организмов преобразование световой энергии в биохимически доступную энергию (АТР) и восстановительную силу [NAD(P)H2], а также свя занный с этим синтез клеточных компонентов. Фотосинтетическое фос-форилирование и фотосинтетическое восстановление пиридиннуклеоти-да-это процессы, ведущие к образованию первых стабильных продук тов фотосинтеза. | ||
| − | + | К такому пониманию пришли в результате экспериментальных и теоретиче ских исследований, основанных главным образом на сравнении фотосинтеза у фототрофных бактерий и у зеленых растений. После того как Виноградский (1888) установил, что для некоторых бактерий источником энергии при ассими ляции С02отнюдь не всегда служит свет, а Энгельман (1883-1888) на основании своих физиологических исследований отнес пурпурные бактерии к фототрофныморганизмам, Будер (1919) показал, что эта группа бактерий обладает новым, не известным ранее типом метаболизма. Серные и несерные пурпурные бактерии ассимилируют С02 или органические вещества на свету. Однако такого рода фотосинтез существенно отличается от фотосинтеза высших растений: 1) вода здесь не может служить донором водорода, и поэтому такой фотосинтез не со провождается выделением 02; 2) бактерии используют в качестве доноров водо рода не воду, a H2S или органические вещества. | |
| − | + | Количественные исследования, проведенные на пурпурных серобактериях (ван Ниль, 1931). позволили вывести уравнение ассимиляции: | |
| − | + | С02 + 2H2S ^ <СН20> + Н20 + 2S | |
| − | + | 2С02 + H2S + 2Н20 Л 2<СН20> + H2S04 | |
| + | Если сравнить первое из этих уравнений с уравнением, описывающим фотосин тез у зеленых растений, можно заметить удивительную аналогию: У Chromatium | ||
| − | + | С02 + 2H2S hZ <CH20> + Н20 + 2S У зеленых растений | |
| − | + | С02 + 2Н20 hZ <CH20> + Н20 + 20 | |
| − | + | Первыми стабильными продуктами фотосинтеза являются АТР и вос становительная сила. Эти продукты можно обнаружить как в ин-тактных клетках и выделенных из них хлоропластах (у зеленых расте ний), так и в суспензиях фотосинтетических мембранных везикул из пурпурных бактерий. Фиксация С02 не обязательно сопряжена со свето вой реакцией. Она может происходить и как «темновая реакция», не зависящая от пигментсодержащих структур, при наличии АТР и NAD(P)H2. Эти два процесса разделены и в пространстве: фотосинтез происходит в мембранах и на их поверхности, а фиксация С02 - в цито плазме или в строме хлоропластов. Как уже говорилось, оксигенный фотосинтез цианобактерий и растений отличается от аноксигенного фо тосинтеза анаэробных фототрофных бактерий используемым донором водорода. Для того чтобы донором могла служить вода, необходимо последовательное осуществление двух фотореакций. Для использования же доноров с более отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом достаточно одной-единственной фотореакции. Так как первичные процессы при оксигенном фотосинтезе изучены лучше, чем при аноксигенном, их мы и рассмотрим в первую очередь. | |
| − | + | ==Вывод== | |
| − | + | В результате рассмотрения данного вопроса можно сделать вывод то в бактериальном фотосинтезе роль во ды выполняет сероводород. Выведенное отсюда общее уравнение фотосинтеза | |
| − | + | hv | |
| − | + | С02 + 2Н2А - <СН20> + Н20 + 2A | |
| − | [ | + | это позволило выдвинуть гипотезу, согласно которой в основе всякого фотосинтеза лежит один и тот же первичный процесс, а разные типы фотосинтеза отличают ся друг от друга только природой донора водорода (вода, сероводород или ор ганические вещества). Этот общий первичный процесс видели сначала в фотоли зе воды (Н20 + hv -» [Н] + [ОН])-в разложении ее на восстановительный и окислительный компоненты. Считали, что бактерии нуждаются в экзогенном доноре водорода Н2А, с помощью которого они восстанавливают окисли тельный компонент до воды, тогда как зеленые растения приобрели способность отщеплять от окислительного компонента кислород (4[ОН] -> 2Н20 + 02). Сейчас от этой концепции, рассматривающей разложение воды как первичный процесс фотосинтеза, пришлось отказаться, однако идея о переносе восстанови тельных эквивалентов с помощью энергии света сохраняется и в современной теории фотосинтеза. |
| − | + | ==Полезные ресурсы== | |
| − | |||
| − | |||
| − | + | 1. Холл Д., Рао К. Фотосинтез: Пер. с англ. — М.: Мир, 1983. | |
| + | 2. Физиология растений / под ред. проф. Ермакова И. П. — М.: Академия, 2007 | ||
| + | 3. Молекулярная биология клетки / Альбертис Б., Брей Д. и др. В 3 тт. — М.: Мир, 1994 | ||
| + | 4. Рубин А. Б. Биофизика. В 2 тт. — М.: Изд. Московского университета и Наука, 2004. | ||
| + | 5. Чернавская Н. М., Чернавский Д. С. Туннельный транспорт электронов в фотосинтезе. М., 1977. | ||
| − | [http:// | + | [http://ru.wikipedia.org/wiki/%D4%EE%F2%EE%F1%E8%ED%F2%E5%E7#.D0.9B.D0.B8.D1.82.D0.B5.D1.80.D0.B0.D1.82.D1.83.D1.80.D0.B0 Векипедия фотосинтез] |
== Другие документы == | == Другие документы == | ||
| − | |||
Текущая версия от 15:19, 5 июня 2013
Автор[править]
Иванов Вячеслав
Проблемный вопрос[править]
Первичные процессы фотосинтеза
Цели исследования[править]
Рассмотреть первичный процесс фотосинтеза как химическую реакцию
Результаты проведённого исследования[править]
Под фотосинтезом понимают происходящее в клетках фототрофных организмов преобразование световой энергии в биохимически доступную энергию (АТР) и восстановительную силу [NAD(P)H2], а также свя занный с этим синтез клеточных компонентов. Фотосинтетическое фос-форилирование и фотосинтетическое восстановление пиридиннуклеоти-да-это процессы, ведущие к образованию первых стабильных продук тов фотосинтеза.
К такому пониманию пришли в результате экспериментальных и теоретиче ских исследований, основанных главным образом на сравнении фотосинтеза у фототрофных бактерий и у зеленых растений. После того как Виноградский (1888) установил, что для некоторых бактерий источником энергии при ассими ляции С02отнюдь не всегда служит свет, а Энгельман (1883-1888) на основании своих физиологических исследований отнес пурпурные бактерии к фототрофныморганизмам, Будер (1919) показал, что эта группа бактерий обладает новым, не известным ранее типом метаболизма. Серные и несерные пурпурные бактерии ассимилируют С02 или органические вещества на свету. Однако такого рода фотосинтез существенно отличается от фотосинтеза высших растений: 1) вода здесь не может служить донором водорода, и поэтому такой фотосинтез не со провождается выделением 02; 2) бактерии используют в качестве доноров водо рода не воду, a H2S или органические вещества.
Количественные исследования, проведенные на пурпурных серобактериях (ван Ниль, 1931). позволили вывести уравнение ассимиляции:
С02 + 2H2S ^ <СН20> + Н20 + 2S
2С02 + H2S + 2Н20 Л 2<СН20> + H2S04
Если сравнить первое из этих уравнений с уравнением, описывающим фотосин тез у зеленых растений, можно заметить удивительную аналогию: У Chromatium
С02 + 2H2S hZ <CH20> + Н20 + 2S У зеленых растений
С02 + 2Н20 hZ <CH20> + Н20 + 20
Первыми стабильными продуктами фотосинтеза являются АТР и вос становительная сила. Эти продукты можно обнаружить как в ин-тактных клетках и выделенных из них хлоропластах (у зеленых расте ний), так и в суспензиях фотосинтетических мембранных везикул из пурпурных бактерий. Фиксация С02 не обязательно сопряжена со свето вой реакцией. Она может происходить и как «темновая реакция», не зависящая от пигментсодержащих структур, при наличии АТР и NAD(P)H2. Эти два процесса разделены и в пространстве: фотосинтез происходит в мембранах и на их поверхности, а фиксация С02 - в цито плазме или в строме хлоропластов. Как уже говорилось, оксигенный фотосинтез цианобактерий и растений отличается от аноксигенного фо тосинтеза анаэробных фототрофных бактерий используемым донором водорода. Для того чтобы донором могла служить вода, необходимо последовательное осуществление двух фотореакций. Для использования же доноров с более отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом достаточно одной-единственной фотореакции. Так как первичные процессы при оксигенном фотосинтезе изучены лучше, чем при аноксигенном, их мы и рассмотрим в первую очередь.
Вывод[править]
В результате рассмотрения данного вопроса можно сделать вывод то в бактериальном фотосинтезе роль во ды выполняет сероводород. Выведенное отсюда общее уравнение фотосинтеза
hv
С02 + 2Н2А - <СН20> + Н20 + 2A
это позволило выдвинуть гипотезу, согласно которой в основе всякого фотосинтеза лежит один и тот же первичный процесс, а разные типы фотосинтеза отличают ся друг от друга только природой донора водорода (вода, сероводород или ор ганические вещества). Этот общий первичный процесс видели сначала в фотоли зе воды (Н20 + hv -» [Н] + [ОН])-в разложении ее на восстановительный и окислительный компоненты. Считали, что бактерии нуждаются в экзогенном доноре водорода Н2А, с помощью которого они восстанавливают окисли тельный компонент до воды, тогда как зеленые растения приобрели способность отщеплять от окислительного компонента кислород (4[ОН] -> 2Н20 + 02). Сейчас от этой концепции, рассматривающей разложение воды как первичный процесс фотосинтеза, пришлось отказаться, однако идея о переносе восстанови тельных эквивалентов с помощью энергии света сохраняется и в современной теории фотосинтеза.
Полезные ресурсы[править]
1. Холл Д., Рао К. Фотосинтез: Пер. с англ. — М.: Мир, 1983. 2. Физиология растений / под ред. проф. Ермакова И. П. — М.: Академия, 2007 3. Молекулярная биология клетки / Альбертис Б., Брей Д. и др. В 3 тт. — М.: Мир, 1994 4. Рубин А. Б. Биофизика. В 2 тт. — М.: Изд. Московского университета и Наука, 2004. 5. Чернавская Н. М., Чернавский Д. С. Туннельный транспорт электронов в фотосинтезе. М., 1977.
