Transcript prezentace powerpoint

Fotosyntéza
Autor: Mgr. Milena Lajdolfová
Projekt „EUROgymnázia“
Úvod
Cílem prezentace je vysvětlit jeden z
nejdůležitějších biochemických dějů –
fotosyntézu.
Obsah
1. Lokalizace fotosyntézy
2. Stavba listu
3. Struktura molekuly chlorofylu
4. Schéma fotosyntézy
5. Testy, otázky k ověřování učiva
Fotosyntéza
Světlo
Kyslík
Oxid
uhličitý
Voda
Glukóza
-
Dvoustupňový proces
Světelná energie se využije k oxidaci vody
Elektrony se využijí k redukci CO2
Primární fáze fotosyntézy - světelná fáze
Sekundární fáze fotosyntézy - temnostní fáze
Calvinův cyklus
- Pouze u autotrofních organismů
- Závislá na světle
Rovnice fotosyntézy
6CO2 + 12H2O
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
chlorofyl
světlo
Schéma fotosyntézy
ADP + P,
NADP+
H2O
Světlo
O2
Chlorofyl
(CH2O)n
CH2O P
ATP + NADPH
CO2 + H2O
Zopakujte si anatomickou stavbu listu
Kde probíhá fotosyntéza?
Buňka mezofylu
Příčný řez listem
chloroplast
intermembránový prostor
vnější membrána
granum
vnitřní membrána
stroma
tylakoid
tylakoidní prostor
Chloroplasty
Chlorofyl a,b, c, d
Průměrný list je tvořen zhruba 70 miliony
buněk obsahujícími asi 5.109 chloroplastů a v každém z
nich je zhruba 600 milionů molekul chlorofylu.Celkový
počet molekul chlorofylů v průměrném listu je tedy
1018.
Chlorofyly a,b zachycují fotony
modrofialové a červené části spektra.
Jak vypadá chlorofyl ?
Další barviva plastidů
Fykocyan, fykoerytrin
- najdeme je u nižších rostlin
- zachycují při fotosyntéze fotony zelené a žluté části spektra.
Xantofyly a karotenoidy
- Mají podobnou strukturu
- Zachycují fotony modrozelené části spektra
Absorbční spektra různých pigmentů
Světlosběrný komplex = fotosystém - anténní komplex + fotosynt.
centrum
Světelná fáze fotosyntézy
fotony
P700
ADP
+P
=ATP
e-
P700
*
e-
NADPH + H+
ADP+P=ATP
e-
H2O
P680*
e-
P680
2H+ + 2e- + 1/2O2
Fotofosforylace
1. Cyklická P700 - uvolněné elektrony z chloroplastu jsou
přenášeny přenašeči a nakonec se vracejí do excitované
molekuly chlorofylu.Vzniká ATP
ADP + P
Chl
p
ř
e
ATP
n
e-
a
e-
š
e
č
Chl
Foton
foton
i
e-
2.Necyklická
-elektrony z P700 jsou využity k redukci NADP+
-chlorofyl je redukován elektrony uvolněné při fotolýze vody
- stálý tok elektronů mezi dvěma fotosystémy
Fotosyst. II
- vzniká NADPH + H+; kyslík; ATP
Fotosyst. I
Chl
e-
Chl
e-
H2O
1/2O2
+
e2H+
NADPH+H+
e-
Chl
P700
Chl
P680
foton
foton
NADP+
Temnostní fáze fotosyntézy
Energie ATP a redukční ekvivalenty (NADPH2)
získané při primárních pochodech (světelné
fázi)fotosyntézy jsou dále využity pro fixaci a
redukci CO2 a jeho zabudování do sacharidů v
sekundárních pochodech fotosyntézy. Tyto reakce
probíhají ve stromatu chloroplastu
Průběh cyklu:
má 3 fáze
fixace CO2 akceptorem
redukce navázaného CO2 za vzniku hexózy
regenerace akceptoru

Rostliny dělíme podle toho, na jaký substrát se CO2 váže
C3 rostliny
- Po navázání CO2 na ribuloza-1,6-bifosfát se meziprodukt rozpadá na dvě tříuhlíkové
molekuly - kys. 3-fosfoglycerové - většina rostlin mírnéhé pásu.
C4 rostliny
- CO2 se váže na fosfoenolpyruvát a mění se na oxalacetát - 4 uhlíkatou sloučeninu.
- rostliny mají odlišný metabolismus
- mají menší fotorespiraci - poskytují větší výnosy biomasy
CAM rostliny - kyselinový metabolismus tučnolistých - CO2 uvolňován během
dne z org. kyselin, které si během noci syntetizují (v noci jsou průduchy otevřené)
sacharid
Počty molekul jsou uvedené pro jednu úplnou otáčku cyklu.
cyklus platí pro C3 rostliny
pro C3 rostliny
C3 rostliny
C4 rostliny
CAM rostliny
Otázky k opakování
1. Srovnej z hlediska příjmu energie heterotrofní a autotrofní organismy.
2. Popiš stavbu chloroplastu.
3. Uveď příklady plastidů, vyskytujících se rostlinných buňkách
4. Za jakých podmínek probíhá fotosyntéza?
5. Co se stane s chlorofylem při dopadu fotonu?
6. Vysvětli pojem "excitovaná molekula chlorofylu"
7. Jaké znáš fáze fotosyntézy?
8. Napiš rovnici fotolýzy vody
9. Vysvětli, k čemu slouží ATP - obecně
10. Jakou roli sehrává NADPH ?
11. Napište rovnici fotosyntézy
12. Porovnej, ve kterých částech chloroplastu probíhá světelná a temnostní fáze?
Fotosyntéza je reakce ...................... - vysvětli, co tento výraz znamená
. . .
. . . .
. .
. . . .
. .
. .
. . . . . .
. . .
. . . .
. . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Tajenka : Anabolická
. .
. .
. . .
.
organely, nesoucí pigmenty
Calvinův cyklus se označuje jako fáze....
sloučeniny, vznikající při fotosyntéze
na povrchu chloroplastů je
částice, která zahájí fotosyntézu
. . .
zelené barvivo jinak
uvnitř chloroplastů jsou
. .
. .
proces, při kterém se uvolní elektron z chlorofylu
při oxidaci chlorofylu se uvolňují
první fáze fotosyntézy
Test
1.Světelné reakce fotosyntézy dodávají do Calvinova cyklu
a/ světelnou energii
d/ ATP a NADPH
b/ CO a ATP
e/ cukr a O2
c/ H2O a NADPH
2. Která z následujících posloupností představuje přesný popis průtoku elektronů během
fotosyntézy?
a/ NADPH O2 CO2
b/ H2O NADPH Calvinův cyklus
c/ NADPH chlorofyl Calvinův cyklus
d/ H2O fotosystém I fotosystém II
e/ NADPH přenašeči O2
3. Spolupráce obou fotosystémů je nezbytná pro:
a/ vytváření ATP
b/ redukci NADP+
c/ cyklickou fotofosforylaci
d/ oxidaci reakčního centra fotosystému I
e/ vytváření protonového gradientu
4. Který z následujících výroků vyjadřuje správně rozdíl mezi cyklickou a necyklickou
fotofosforylací?
a/ ATP se vyrábí pouze necyklickou fotofosforylací
b/ cyklická fotofosforylace vytváří kromě ATP navíc ještě O2 a NADPH
c/ pouze cyklická fotofosforylace využívá světlo o vlnové délce 700 nm
d/ pouze cyklická fotofosforylace může probíhat za nepřítomnosti fotosystému II
5. Který z následujících výroků vyjadřuje správně rozdíl mezi autotrofním a heterotrofním
organismem?
a/ chemické sloučeniny z okolního prostředí vyžadují pouze heterotrofní organismy
b/ buněčné dýchání provádějí výhradně heterotrofní organismy
c/ pouze heterotrofní organismy mají mitochondrie
d/ autotrofní organismy se dokážou - na rozdíl od heterotrofních - vyživovat s využitím CO2
e/ kyslík potřebují pouze heterotrofní organismy
6/ Který z následujících pochodů je endergonický?
a/ fotosyntéza
b/ dýchání
7/ Pro vytvoření jedné molekuly glukózy se spotřebuje :
........ molekul CO2
........ molekul H2O
Výsledek testu : 1d; 2b; 3b; 4e; 5d; 6a; 7-6,12
Rychlost fotosyntézy je ovlivněna :
1.vnitřními faktory - stáří listů
- množství chlorofylu
2. vnějšími faktory - světlo - intenzita a vlnová délka /380-760 nm optimum/
- koncentrace CO2
- teplota /15-200C optimum; 300C se zastavuje/
- voda - nedostatek uzavírání průduchů
Otázky k zamyšlení :
1. Jaké nároky na světlo bude mít rostlina s panašovanými listy?
Vyhledáme ji v bytě světlejší nebo tmavší místo?
2. Jaký je rozdíl mezi heliofyty a sciofyty ? /rostliny světlomilné a stínomilné
3. Uveďte názvy rostlin s různými nároky na množství vody
4. Znáš termíny hydrofyt, hygrofyt, mezofyt a xerofyt?
Význam fotosyntézy
přeměna světelné energie na chemickou
vznik biomasy - produkce organických sloučenin
produkce kyslíku
udržuje stálou koncentraci CO2 ve vzduchu
důležitý biochemický cyklus - udržuje život na Zemi