Fotosyntésa

V celkové bilanci se jedná o opak dýchání Při fotosyntéze využívají rostliny světelnou energii k syntéze organických látek z CO2 a H2O a přitom uvolňují do vzduchu kyslík V celkové bilanci se jedná o opak dýchání 6CO2 + 6H2O + E  C6H12O6 + 6O2 Fotosyntéza probíhá ve dvou fázích: Primární – světelná fáze Sekundární – temnostní fáze

Lokalizace fotosyntézy Komplexy fotosyntetických pigmentů a bílkovin jsou součástí tylakoidů V prokaryotické buňce jsou tylakoidy volně v cytoplasmě V eukaryotické buňce jsou součástí organel chromatoforů (řas, bičíkovci) a chloroplastů (vyšší rostliny)

Fotosyntetické pigmenty Chlorofyl – patří mezi porfyriny, uprostřed molekuly je komplexně vázán Mg2+ Klíčovou roli má chlorofyl a, ostatní barviva jsou doplňková

Složky přenosu elektronů Cytochromy – porfyrinové sloučeniny podobné chlorofylu, ale obsahují železo Plastochinon – chinoidní sloučenina Plastokyanin – bílkovina obsahující měď NADP+ - konečný akceptro elektronů ve světelné fázi FAD Ferredoxin – bílkovina obsahují železo, redukuje NADP+ Sloučeniny Z a Q – jejich povaha není známa, přejímají elektrony emitované chlorofylem a

Světelná fáze fotosyntézy Probíhá v tylakoidech Absorbuje se světelná energie a mění se na energii chemické vazby Uskutečňuje se fotolýza vody a cyklický i necyklický transport elektronů Vznikají redukované formy NADPH+H+, ATP a uvolňuje se kyslík

Celková bilance světelné fáze H2O + NADP+ + P + ADP  ½ O2 + NADPH+H+ + ATP

Temnostní fáze fotosyntézy Probíhá v matrix chloroplastu Dochází k fixaci CO2 na organický akceptor, který je redukován na sacharid Tento proces se nazývá Calvinův cyklus K fixaci jsou potřeba NADPH+H+ a ATP vzniklé ve světelné fázi Vzniká především glukosa, škrob, ale také sacharosa, maltosa a celulosa

Calvinův cyklus Je soubor reakcí od fixace CO2 na akceptor až po vznik hexosy Má dvě funkce: Vznik hexosy z CO2 Obnova akceptoru CO2 (ribulosa-1,5-bisfosfátu)

Vznik hexosy z CO2

Ze šesti molekul pentosy a šesti molekul CO2 vznikne šest molekul hexosy Jedna z nich představuje čistý zisk Zbytek se přemění na šest molekul pentosy: C3 + C6  C4 + C5 C3 + C4  C7 C3 + C7  C5 + C5 Vzájemné přeměny se označují jako transglykolyzační pochody

Vnější faktory fotosyntézy Koncentrace CO2 Voda – v primární fázi donor elektronů, protonů a kyslíku Světlo – nositel energie, je využíváno světlo v rozmezí 400 – 700 nm Teplota – teplotní optimum je 20 až 30°C, ale existují i rostliny, které syntetizují při teplotách pod 0°C, i kolem 70 až 80°C