Metabolismus IV.

2. Metabolismus IV. CH- 4 Chemické reakce a děje , DUM č. 18 Mgr. Radovan Sloup čtvrtý ročník čtyřletého studia Gymnázium Sušice Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Gymnázium Sušice – Brána vzdělávání II

3. Metabolismus IV. Metabolismus zahrnuje všechny děje spojené s příjmem a zpracováním látek živým organismem. Skládá se z dějů: rozkladných – katabolických skladných - anabolických Metabolické reakce jsou složité, většinou vícestupňové a podmíněné přítomností enzymů – biokatalyzátorů.Řada z nich probíhá kontinuálně (v kruhu), produkty jedné reakce se stávají reaktanty reakce následné. mezi základní metabolické dráhy patří také fotosyntéza • probíhá v: zelené rostliny • řasy (zelené, červené, hnědé) • sinice • některé baktérie autotrofní organismy

4. Metabolismus IV. obr. 1

5. Metabolismus IV. obr. 2 fotosyntéza foto syntéza • světelná (primární ) fáze: probíhá v thylakoidech, přeměna světelné energie → tvorba ATP • 2. temnostní (sekundární) fáze: Calvinův cyklus, probíhá ve stromatu, tvorba sacharidů, nezávislá na světle

6. obr. 3 700 nm 680 nm

7. světelná (primární ) fáze: probíhá v thylakoidech, přeměna světelné energie → tvorba ATP Fotosyntéza - chlorofyl pohlcuje foton - excitace elektronu na vyšší energetickou úroveň, při návratu je energie využita: 1) k tvorbě ATP (fosforylace) 2) k fotolýze vody výsledkem primární fáze je: ATP, O2 a NADPH2 cyklicky (cyklická fosforylace) necyklicky (necyklická fosforylace)

8. Fotosyntéza obr. 4

9. Fotosyntéza cyklická fosforylace: • foton excituje fotosystém I., excitace se projeví prudkým vzrůstem energie jednoho z elektronů molekuly chloforylu • elektron je vymrštěn a zachycen přenašečem, nejznámějším přenašečem je feredoxin (protein s vysokým obsahem Fe a S) • elektron z feredoxinu se vrací přes cytochromyzpět do chlorofylu na výchozí energetickou hladinu • jeho energie je využita pro tvorbu ATP • cyklická fosforylace v buňce hromadí ATP • ADP + P UV, chlorofyl ATP + H2O

10. Fotosyntéza 2 NADP+ + 2 ADP + 2P + 2H2O UV, chlorofyl UV, chlorofyl 2 NADPH + 2 ATP + O2 + 2H+ 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 • do molekuly chlorofylu se na místo elektronu využitého k redukci NADP+vrací elektron z aniontu OH- disociované vody • 4 OH- 2 H2O + O2 • - chloroplasty uvolňují jako vedlejší produkt kyslík z vody

11. Fotosyntéza 6 CO2 C6H12O6 C5 12NADPH2 12NADP 12H2 Calvinův cyklus 6 H2O 12 ATP Calvinův cyklus: - CO2 se váže na pětiuhlíkatý cukr (funguje jako nosič) - asimilace CO2 za vzniku glukosy - reakce probíhají za spotřeby energie - dochází k oxidaci koenzymu NADPH2 na NADP

12. Fotosyntéza v Calvinově cyklu jsou využity 2 produkty světlostní fáze • ATP jako zdroj energie • redukovaný koenzym NADPH2jako přenašeč vodíku, který slouží k redukci CO2 • (tyto vodíkové protony pochází z molekuly H2O) molekula kyslíku, která vzniká při fotolýze vody je z hlediska fotosyntézy vlastně odpadní produkt rovnice: 6CO2 + 12H2O  C6H12O6 + 6O2 + 6H2O glukosa, která je produkována jako nejdůležitější produkt fotosyntézy, se využívá pro vytváření dalších sacharidů rostlinou (např. škrob)

13. Fotosyntéza faktory ovlivňující rychlost fotosyntézy: množství CO2 teplota množství využitelného ATP množství H2O

14. Fotosyntéza Jaký je celý název NADP? … Který kov je součástí chlorofylu a v jaké je podobě? … Co je to fotolýza? … Jakým způsobem můžeme rostlinám dodat oxid uhličitý? … Jak je oxidován NADPH2 a jak se změní po oxidaci? … nikotinamiddinukleotidfosfát hořčík ve formě kationtu Mg2+ rozklad látek pomocí světla použitím foliovníku nebo skleníku jsou mu odejmuty dva vodíkové kationty, vznikne NADP

15. Fotosyntéza Který vzorec patří glukose?

16. METABOLISMUS IV. Vytvořeno v rámci projektu Gymnázium Sušice - Brána vzdělávání II Autor: Mgr. Radovan Sloup, Gymnázium Sušice Předmět: Chemie (Chemické reakce a děje) Třída: čtvrtý ročník čtyřletého studia Označení: VY_32_INOVACE_Ch-4_18 Datum vytvoření: září 2013 Anotace a metodické poznámky Fotosyntéza je metabolická dráha na pomezí biologie a chemie. Má dvě základní fáze a řadu reakčních mechanismů. Prezentace je doplněna řadou obrázků a schémat. V závěru prezentace je jednoduché cvičení k orientaci v problematice fotosyntézy. Použité materiály: Honza, J.; Mareček, A.; Chemie pro čtyřletá gymnázia (3.díl). Olomouc: DaTaPrint, 2000;ISBN 80-7182-057-1 obr.1: zdroj: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Auto-and_heterotrophs.svg, staženo 26.9. 2013 obr. 2: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9c/Chloroplast_diagram.svg/500px-Chloroplast_diagram.svg.png?uselang=cs staženo 26. 9. 2013 obr. 3: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Photosynthesis_-_light_reactions.png staženo 26. 9. 2013 Obr. 4: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Photosynthesis_(animated).gif staženo 26. 9. 2013 Ostatní schémata jsou dílem autora prezentace. Vše je vytvořeno pomocí nástrojů Power Point 2003 Materiály jsou určeny pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu.