Princip, jednotlivé fáze 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: 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 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