320 likes | 794 Views
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
E N D
FOTOSYNTÉZA Princip, jednotlivé fáze
FOTOSYNTETICKÉ PIGMENTY • chlorofyl a – modrozelený • chlorofyl b – žlutozelený + karoteny, xantofyly – žluté a oranžové zbarvení
CHLOROFYL a • nejdůležitější fotosyntetický pigment • adsorbuje z viditelné oblasti světla červené a modrofialové záření
CHLOROPLAST chloroplasty v rostlinných buňkách
MECHANISMUS FOTOSYNTÉZY 2 fáze: • Světelná fáze • 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 : • cyklicky (cyklická fosforylace) • 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 FÁZECALVINŮV 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-SLACKŮVCYKLUS(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 svodou – 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