Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0349 Šablona III/2VY_32_INOVACE_374

I. ročník čtyřletého gymnázia V. ročník osmiletého gymnázia Jméno autora: Mgr. Alešová Lenka Třída/ročník: I. ročník čtyřletého gymnázia V. ročník osmiletého gymnázia Datum vytvoření: 30. 11. 2012 Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Tematická oblast: Fyziologie rostlin Předmět: Biologie Výstižný popis způsobu využití, případně metodické pokyny: Studenti se seznámí s průběhem temnostní fáze fotosyntézy, objasní si význam enzymu RUBISCO pro život na Zemi, poznají rozdíly v průběhu temnostní fáze u různých druhů rostlin, seznámí se s jejich příčinami Klíčová slova: Calvinův cyklus, RUBISCO, karboxylace Druh učebního materiálu: prezentace

3. Regenerace ribulosabisfosfátu za přispění ATP. FOTOSYNTÉZA. Temnostní fáze. FOTOSYNTÉZA. Temnostní fáze. Jde v podstatě o redukci CO2, která se realizuje jen za přísunu produktů světelné fáze fotosyntézy, tj. ATP a NADPH+H+. Jde o vícestupňový, enzymy katalyzovaný proces, který nejčastěji probíhá jako CALVINŮV CYKLUS. Jde o třístupňový děj: 1. Karboxylace - vázání CO2 na ribulosabisfosfát a rozpad nestálého meziproduktu na dvě molekuly 3-fosfoglycerátu. 2. Redukce vázáného CO2 ve formě 3-fosfoglycerátu účinkem NADPH+H+ a ATP na triosu (glyceraldehydfosfát), z něhož malá část vystoupí z cyklu a je využita na metabolismus sacharidů, aminokyselin, mastných kyselin, bílkovin a tuků. 3. Regenerace ribulosabisfosfátu za přispění ATP.

FOTOSYNTÉZA. Temnostní fáze.

FOTOSYNTÉZA. Temnostní fáze. Fotorespirace Při nízké koncentraci CO2 a vysoké koncentraci O2 může nad fotosyntézou převládnout fotorespirace. Jde o děj, kdy po ozáření rostlina přijímá kyslík a uvolňuje oxid uhličitý. Kyslík se váže na RUBISCO = ribulosa-1,5-bisfosfátkarboxylasa/oxygenasa. Fotorespirace chrání fotosyntetický aparát před poškozením fotooxidačními reakcemi, ve které vyúsťuje přeměna pohlcené energie při nedostatku CO2.

C3-rostliny Calvinův cyklus používá k fixaci CO2 většina rostlin a řas. Všechny označujeme souhrnným názvem C3-rostliny – prvním produktem asimilace je tříuhlíkatá sloučenina zvaná 3-fosfoglycerát. C4-rostliny Některé druhy rostlin – např. kukuřice, cukrová třtina, významné plevele, mají metabolický cyklus, který koncentruje CO2 v jejich buňkách. Primárním akceptorem CO2 je fosfoenolpyruvát a prvním asimilátem čtyřuhlíkatá sloučenina oxalacetát, který se dále redukuje na malát. Rozkladem malátu vzniká oxid uhličitý a pyruvát. Oxid uhličitý pak vstupuje do Calvinova cyklu a pyruvát regeneruje na fosfoenolpyruvát.

FOTOSYNTÉZA. Temnostní fáze.

FOTOSYNTÉZA. Temnostní fáze. Jaké jsou výhody C4-rostlin? Asi 500 druhů rostlin Vyšší účinnost fixace CO2 v lokalitách s intenzivním zářením, vysokou teplotou a omezeným přístupem vody. Stačí menší přísun CO2 do listů, jejich průduchy mohou být uzavřenější a rostlina tak ztrácí méně vody. Na vysoké účinnosti fotosyntézy se podílí také výrazné omezení fotorespirace, která je konkurenčním dějem.

FOTOSYNTÉZA. Temnostní fáze. CAM-rostliny 300 druhů z 18 rodů Rostliny z čeledi Crassulaceae – tučnolisté – pouštní sukulenty. Obměna C4-cyklu – oddělena kumulace CO2 od jeho fixace v Calvinově cyklu. Příjem CO2 v noci – uskladnění ve vakuolách ve formě malátu. Přes den – průduchy zavřené, probíhá štěpení malátu a zpracování CO2 v Calvinově cyklu.

Proč vznikl metabolický cyklus CAM-rostlin? PROCVIČOVÁNÍ: Jaký je význam enzymu RUBISCO? Jakou funkci má fotorespirace? Popiš průběh Calvinova cyklu: Čím se liší C3 a C4 rostliny? Jakým způsobem asimilují CO2 CAM-rostliny? Proč vznikl metabolický cyklus CAM-rostlin?

Kincl M, Krpeš V 1994. Fyziologie rostlin.- Pdf OU Ostrava. POUŽITÁ LITERATURA a ZDROJE. MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie pro čtyřletá gymnázia. 1. vyd. Olomouc: NAKLADATELSTVÍ OLOMOUC, 2000. ISBN 80-7182-057-1. ROSYPAL Stanislav a kol. Nový přehled biologie. 1. vydání. Praha: Scienta, 2003. ISBN: 978-80-86960-23-4. JELÍNEK, Jan a Vladimír ZICHÁČEK. Biologie pro gymnázia: (teoretická a praktická část). 9. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2007, 575 s., [92] s. barev. obr. příl. ISBN 978-80-7182-213-4. Kincl M, Krpeš V 1994. Fyziologie rostlin.- Pdf OU Ostrava.