Transcript bic-fotosynteza

FOTOSYNTÉZA
Princip, jednotlivé fáze
FOTOSYNTETICKÉ
PIGMENTY
- chlorofyl a – modrozelený
- chlorofyl b – žlutozelený
+ karoteny, xantofyly – žluté a oranžové zbarvení
CHLOROFYL a, b
CHLOROFYL a
- nejdůležitější fotosyntetický pigment
- adsorbuje z viditelné oblasti světla červené
a modrofialové záření
CHLOROPLAST
chloroplasty v rostlinných
buňkách
MECHANISMUS
FOTOSYNTÉZY
2 fáze:
1. Světelná fáze
2. Temnostní fáze (Calvinův cyklus)
1.SVĚTELNÁ FÁZE
- jedná se o děj, který světlem vyvolá
transport elektronů
- tento transport je spojený s fosforylací
- tato fáze – uskutečněna 2 pigmentovými
fotosystémy
- fotosystém I. a fotosystém II.
- chlorofyly obou systémů se dostávají
adsorpcí světla do excitovaného stavu
1.SVĚTELNÁ FÁZE
Fotosystém I. – adsorbuje světlo o vlnové délce
700 nm (pigment P 700)
Fotosystém II. – adsorbuje světlo o vlnové délce
685 nm ( pigmnet P 685) – tento proces je spojen
s FOTOLÝZOU VODY
tento elektronový transport může probíhat :
a) cyklicky (cyklická fosforylace)
b) necyklicky (necyklická fosforylace)
CYKLICKÁ FOSFORYLACE
- světelné kvantum (foton) excituje fotosystém I.
- excitace se projeví prudkým vzrůstem energie
jednoho z elektronů molekuly chloforylu
- elektron je vymrštěn a systémem přenašečů
elektronů je zachycen
- nejznámějším přenašečem je FEREDOXIN
(protein s vysokým obsahem Fe a S)
- elektron uvolněný z feredoxinu se vrací přes
CYTOCHROMY zpět do chlorofylu na výchozí
energetickou hladinu
CYKLICKÁ FOSFORYLACE
- jeho energie je využita pro tvorbu ATP
- cyklická fosforylace v buňce hromadí ATP
ADP + P
UV, chlorofyl
ATP + VODA
NECYKLICKÁ
FOSFORYLACE
- složitější proces spojený s fotolýzou vody
(voda – substrát chemických změn)
- elektron uvolněný z chlorofylu je pomocí
přenašečů předán koenzymem NADP+
- koenzym NADP+ se příjmem H. (radikálu
vodíku) redukuje na NADPH, který je
redukčním činidlem v Calvinově cyklu
NECYKLICKÁ
FOSFORYLACE
- do molekuly chloroplastu se na místo
elektronu využitého k redukci NADP+ vrací
elektron ze skupiny OH- disociované vody
4 OH.
2 H2O + O2
chloroplasty uvolňují jako
vedlejší produkt kyslík z vody
SCHÉMA NECYKLICKÉ
FOSFORYLACE
2 NADP+ + 2 ADP + 2P + 2H2O UV, chlorofyl
2 NADPH + 2 ATP + O2 + 2H+
H+ v konečné fázi fotosyntézy
2. TEMNOSTNÍ FÁZE
CALVINŮV CYKLUS
- v této fázi se do děje zapojuje CO2
Význam cyklu:
1. vznik hexózy z CO2
2. obnova ribulóza-1,5 – bisfosfátu
- podle mechanismu zapojení se CO2 do Calvinova
cyklu rozeznáváme:
C3 – rostliny
C4 – rostliny
CAM - rostliny
C3 - ROSTLINY
- pro C3 rostliny je charakteristický Calvinův
cyklus s akceptorem ribulóza-1,5-bisfosfát
C4 - ROSTLINY
- pro C4 rostliny je typický HATCH-SLACKŮV
CYKLUS(cyklus dikarboxylových kyselin)
- primárním akceptorem CO2 je
FOSFOENOLPYRUVÁT, enzymem je
fosfoenolpyruvátdekarboxyláza
vznikají
C4 – dikarboxylové kyseliny
- patří sem rostliny tropické a subtropické (cukrová
třtina, proso, kukuřice,...)
C4 - ROSTLINY
C4 – rostliny:
- mají odlišnou anatomickou stavbu listu
- mají větší nároky na příjem CO2, světla a tepla
- mají nižší rychlost transpirace
- mají vyšší produkci sušiny
- v mechanismu cyklu se vyskytuje dvojí
dekarboxylace (v části listu prostorově oddělené)
- mají velmi efektivní fotosyntézu (tj. vysoký podíl
fotosynteticky fixovaného CO2, který není
uvolněn dýchacími procesy)
CAM – ROSTLINY
(Crassulacean Acid Metabolism)
- jedná se o proces v sukulentních rostlinách
- v nadzemních částech rostliny v noci stoupá obsah
kyselin, ve dne klesá
- obsah škrobu má tendenci opačnou
- odehrávají se zde dvě karboxylace, ale časově jsou
oddělené:
( v noci fixují CO2, který vzniká odbouráváním
škrobu a vzniká MALÁT
do vakuol
z vakuol je ve dne odveden a dekarboxylován jako
u C4 rostlin
VLASTNOSTI CAM ROSTLIN
- stanoviště – sucho, krátké a horké dny,
chladné noci
- velmi ekonomická regulace hospodaření s
vodou – chladné noci
průduchy
otevřeny, přes teplé a horké dny jsou
naopak průduchy zavřeny
PODMÍNKY FOTOSYNTÉZY
1. CO2
PODMÍNKY FOTOSYNTÉZY
2. Intenzita a kvalita světla
3. Teplota
4. Voda
PODMÍNKY FOTOSYNTÉZY
FOTOCHEMICKÁ FÁZE