Заняття № 16

Тема. Двомембранні органели. Пластиди і процес фотосинтезу.

Мета: вивчити особливості будови та функції пластид, ознайомити студентів з процесом фотосинтезу.

Література: Загальна біологія: (Підруч. для учнів 10-11 кл. серед. загальноосвіт. шк.) М.Є.Кучеренко та інш. – К.: Генеза, 2000. – 464с. §14

л.2. Тагліна О.В. Біологія. 10 кл. (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч. для загальноосв. навч. закл. – Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256с.: іл. §

План

1. Особливості будови пластид.

2. Функції пластид.

3. Будова хлоропластів.

4. Фотосинтез.

5. Значення двомембранних органел.

1. Пластиди – органоїди, які є тільки в рослинних клітинах.

Як і мітохондрії, вони оточені подвійною мембраною. Із зовнішньою мембраною пов’язана система внутрішніх мембран. Окрім того, пластиди, подібно до мітохондрій, мають власні ДНК, РНК, рибосоми. Тобто відзначаються певною автономністю. В залежності від місця розташування в рослині, пластиди поділяють на три групи:

2. Хлоропласти – зелені фотосинтетичні органели клітини, у яких відбувається процес фотосинтезу. Зелене забарвлення хлоропластів залежить від вмісту в них пігменту хлорофілу. Зовнішня мембрана гладенька, без виростів, а внутрішня утворює багато складчастих виростів, спрямованих усередину хлоропласта – ламели. Тому в середині хлоропласта зосереджена велика кількість мембран, що утворюють особливі структури – тилакоїди, які можуть об’єднуватися у групи – грани, саме в мембранах гран розміщуються молекули хлорофілу, і тому тут відбувається фотосинтез. У стромі хлоропласту, оточеному внутрішньою мембраною, є кільцева ДНК і рибосоми. Розмножуються хлоропласти шляхом поділу.

Лейкопласти – безбарвні пластиди, що не містять пігментів. Пристосовані до зберігання запасів поживних речовин, і тому їх особливо багато у запасаючих органах – коріннях, насінні. Від хлоропластів вони відрізняються відсутністю розвиненої ламелярної системи. Внутрішня мембрана може утворювати нечисленні тилакоїди. В матриксі лейкопластів містяться ДНК, рибосоми, ферменти, що забезпечують синтез і гідроліз запасних речовин клітини (крохмалю, білків).

Хромопласти – забарвлені пластиди, які містять переважно жовто-червоні пігменти(каратіноїди). Найбільше хлоропластів у плодах, квітах.

Хлоропласти, хромопласти і лейкопласти можуть здійснювати взаємний перехід.

4. Фотосинтез

Фотосинтез – це процес, який відбувається у хлоропластах під дією сонячного світла. Під час фотосинтезу відбувається процес перетворення енергії сонячного світла на енергію хімічних зв’язків органічних речовин (глюкози), які синтезуються з неорганічних сполук – води та вуглекислого газу.

Сумарна формула фотосинтезу має вигляд:

6СО2 + 6Н2О = С6Н12О6 + 6О2

Основним фотосинтетичним пігментом вищих рослин є хлорофіл. Процес фотосинтезу складається з двох взаємопов’язаних етапів – світлової та темнової фаз.

Світлова фаза відбувається лише за наявності світла, за допомогою фотосинтетичних пігментів у тилакоїдах хлоропластів. У світловій фазі фотосинтезу відбувається поглинання світла молекулами хлорофілу і перетворення енергії світла в хімічну енергію молекул АТФ та інших переносників енергії, а також виділення кисню в атмосферу.

Темнова фаза не вимагає світла, відбувається у стромі хлоропласта. У ній енергетичні молекули витрачаються на синтез органічних сполук.

У світловій фазі фотосинтезу беруть участь дві фотосистеми: фотосистема 1 і фотосистема 2. У кожній фотосистемі є антенний комплекс, який складається з хлорофілу і призначений для вловлювання енергії світла різної довжини хвилі та передачі її на реакційний центр. До реакційного центру фотосистеми 1 входять молекули хлорофілу, які поглинають світло з довжиною хвилі 700нм, а до реакційного центру 2 - молекули хлорофілу, які поглинають світло з довжиною хвилі максимум 680нм. Утворені в результаті фотохімічних реакцій молекули АТФ і НАДФН (переносники енергії) вико-ристовуются для здійснення реакцій темнової фази.

Під час темнової фази фотосинтезу енергія, накопичена у світловій фазі, витрачається на синтез глюкози. Для цього синтезу потрібен вуглекислий газ.

Значення фотосинтезу. Фотосинтез – єдиний процес, у результаті якого на нашій планеті енергія сонячного світла перетворюється на хімічну енергію вуглеводів, а потім на енергію всіх інших органічних речовин організму.

В основному завдяки фотосинтезу атмосфера Землі збагачується вільним киснем, який потрібен для дихання.

Таким чином, фотосинтез – це не лише первинний синтез органічних речовин, а й процес, унаслідок якого на Землі створюються умови, необхідні для існування живих організмів.

5. Значення двомембранних органел. Двомембранні органели хлоропласти і мітохондрії називають органелами енергетичного обміну. Саме в них можуть синтезуватися молекули АТФ, які є універсальними переносниками енергії в клітині. Якщо мітохондрії синтезують АТФ для потреб клітини, то АТФ, що синтезується у хлоропластах, в них же і витрачається на синтез вуглеводів.

Значення двомембранних органел надзвичайно важливе тому що саме в них утворюється основна частина необхідної для життєдіяльності клітини енергії.