Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Malá fyziologie rostlin (KEBR562), ZS 2012 Fotosyntéza II. Sekundární procesy – fixace uhlíku Tomáš Hájek Jiří Šantrůček.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Malá fyziologie rostlin (KEBR562), ZS 2012 Fotosyntéza II. Sekundární procesy – fixace uhlíku Tomáš Hájek Jiří Šantrůček."— Transkript prezentace:

1 Malá fyziologie rostlin (KEBR562), ZS 2012 Fotosyntéza II. Sekundární procesy – fixace uhlíku Tomáš Hájek Jiří Šantrůček

2 Vše pochází ze slunce …

3 Člověk když jí, tak roste. Ale z čeho roste strom …? Co jí ? Z vody. 1684

4 Joseph Priestley ( ) anglický chemik, filozof, duchovní a pedagog. Proslavil se jako objevitel oxidu uhličitého a spoluobjevitel kyslíku. Hájil flogistonovou teorii. Flogiston=substance, která ozdravuje vzduch „vitiated by animal respiration“anglickýchemik oxidu uhličitéhokyslíku flogistonovou teorii Ale nejen z vody … Také vyměňuje něco se vzduchem (flogiston) Ingen-Housz: jen zelené části rostlin mají tuto schopnost (1779) Justus von Liebig: jediným zdrojem uhlíku pro rostliny je CO 2 v atmosféře

5 Asimilace CO 2 rostlinami M. Calvin (1911–1997) Nobelova cena za chemii 1961 Melvin Calvin, Andrew Benson a James A. Bassham

6 Calvin-Bensonův cyklus (PCR = Photosynthetic Carbon Reduction)

7 Fotosyntetické procesy v chloroplastech - souhrn

8 Schéma a stechiometrie Calvinova cyklu Jaká je energetická potřeba pro fixaci jedné molekuly CO 2 ? Která fáze je energeticky nejnáročnější? Na 3 mol CO 2 Redukce: 6 ATP 6 NADPH Regenerace: 3 ATP 1 CO 2 : 3 ATP + 2 NADPH fosfoglycerát fosfoglyceraldehyd Rubisco

9 V jaké stabilní molekule se prvně objeví nově asimilovaný uhlík?

10

11 A zase trochu jinak, tentokrát česky s obrázkem z Wikipedie

12 Ale co enzymy? RUBISCO

13 Rubisco 8 malých podjednotek (červeně, viditelné 4) a osmi velkých podjednotek (modře a zeleně dimery). Katalytické centrum je na velkých, které jsou kódovány v DNA chloroplastu. Malé jsou kódované v jádře. Je to nejčetnější protein na Zemi (cca polovina proteinů v rostlině – je totiž velmi pomalý). Kofaktorem je atom horčíku (Mg 2+ ). RuBisCO nebo názorněji (byť nesprávně)

14 Odštěpení fosforylovaného cukru karbamylace na lyzinu v RC Vazba Mg (z tylakoidů) Tři kroky nutné pro to, aby RuBisCO mohla karboxylovat RuBP (aktivace). Protože je nutné Rubisco aktivovat, je nástup fotosyntetické fixace CO 2 pomalý (fáze indukce – musí se rozběhnout primární procesy)

15 Fotorespirace Na RuBisCO soutěží o vazbu CO 2 a O 2 (Karboxylace nebo Oxygenace) PCR cyklusGlykolátový cyklus = tzv. fotorespirace CO 2 O 2 H-C-OH

16 První stabilní produkty asimilace CO 2 První stabilní produkty oxygenace RuBisCO

17 V peroxizómech V mitochondriích RuBisCO

18

19

20 Co je důsledkem oxygenační aktivity Rubisco? K čemu fotorespirace je vůbec dobrá? Fotosyntéza bez fotorespirace

21 CO 2 koncentrační mechanismy, C4, CAM

22 Kdy nebo kde měly nebo mají rostliny v přírodě málo CO 2 ? 400 ppm

23 C3 anatomie listu oleandru C4 anatomie listu kukuřice

24 Procesy C4 fotosyntézy a jejich rozdělení v buňkách Mezofylová buňka Věnčitá buňka

25 Procesy C4 fotosyntézy a jejich rozdělení v buňkách

26 C4 fotosyntéza a změny CO2 v atmosféře: čím více tím hůře C4 profit C3 profit

27 Jaký je klíčový enzym C4 fotosyntézy ? Jaké ekologické prostředí preferují C4 rostliny?

28 CAM rostliny Crassulaceae Acid Metabolism

29 CAM rostliny

30 Produkce cukru a škrobu, asimiláty

31

32 Faktory prostředí a fotosyntéza

33 Glacial 150 ppm CO 2 Pre-industry 270 ppm Current 350 pm Future 700 ppm

34 CO 2 křivka fotosyntézy Světelná křivka fotosyntézy

35 Shrnutí Jediným zdrojem uhlíku pro rostliny je CO 2 v atmosféře (Liebig 1840) Calvinův cyklus: Fáze, klíčový enzym, substrát, produkt a energetická náročnost; stechiometrie fixace CO 2 Vlastnosti Rubisco, fotorespirace (O 2 závislost, kompartmentace v buňce); aktivace Rubisco C 4 fotosyntéza; biochemické, anatomické rozdíly proti C 3 rostlinám; ekologické důsledky, biodiverzita, globální produkce C 4 rostlin CAM – rozdíly proti C 4 fixaci CO 2 Od triozofosfátů ke škrobu a sacharóze Závislost rychlosti fotosyntézy na ozářenosti a na koncentraci CO 2


Stáhnout ppt "Malá fyziologie rostlin (KEBR562), ZS 2012 Fotosyntéza II. Sekundární procesy – fixace uhlíku Tomáš Hájek Jiří Šantrůček."

Podobné prezentace


Reklamy Google