Prezentace na téma: ""— Transkript prezentace:

1

2

3 BIOSYNTÉZA SACHARIDŮ Využívají CO2, vodu a sluneční energii
V ekologickém smyslu jsou zelené rostliny producenti Rostliny: fotoautotrofové Využívají 2-4 uhlíkaté sloučeniny vzniklé v průběhu katabolismu (glukoneogeneze) živí se částmi jiných organismů = v ekologickém smyslu se jedná o konzumenty

4 FOTOSYNTÉZA

5 Co je fotosyntéza? složitý biochemický proces
nejvýznamnější anabolický proces Org. látky (glukosa) vznikají z jednoduchých anorg. látek – (vody a oxidu uhličitého) chemická energie se ukládá do vazeb organických látek

6 Co je fotosyntéza? DVA POHLEDY:
mění se světelná energie na chemickou energii = fyzikální pohled redukce C z ox.č.IV na nižší, redukčním činidlem je voda nebo sulfan, vodík, organické kyseliny = chemický pohled

7 Co je fotosyntéza? DVA POHLEDY:
mění se světelná energie na chemickou energii = fyzikální pohled redukce C z ox.č.IV na nižší, redukčním činidlem je voda nebo sulfan, vodík, organické kyseliny = chemický pohled

8 Kde fotosyntéza probíhá?
ANATOMIE LISTU

9 Kde fotosyntéza probíhá?

10 Jaké je složení slunečního záření?
fotosynteticky aktivní záření 400 – 700 nm

11 Čím je podmíněna fotosynéza?
- Přítomností fotoreceptorů Co to je fotoreceptor? barvivo, absorbující energii slunečního záření fotosyntetický pigment zachycuje fotony z různých částí spektra A) jedině chlorofyl a 1) transformuje světelnou energii na chemickou 2) absorbují nejúčinnější modrou a červenou část spektra B) KAROTENOIDY –pomocné pigmenty

12 Co to je chlorofyl? Chlorofyly: a, b, c, d, obsahuje Mg2+
Chlorofyl a1+ a2 důležitý pro FS a1 - pohlcuje světlo vlnové délky 700ŋm a2- pohlcuje světlo vlnové délky 680ŋm

13 Světlo může být listem odraženo, může být absorbováno nebo může projít skrze list

14 Excitovaný-vybuzený stav

15 Jaká je rovnice fotosyntézy?
Ve skutečnosti velmi složitý soubor reakcí. Probíhá ve dvou oddělených fází, ale na sebe jdoucích!!! primární sekundární (světelné) (temnostní)

16 Jak vypadá schéma fotosyntézy?

17 FÁZE FOTOSYNTÉZY FOTOCHEMICKÁ SYNTETICKÁ SVĚTELNÁ SEKUNDÁRNÍ
Sluneční záření Oxid uhličitý Chlorofyl a voda Enzym rubisCo Calvinův cyklus 1. fotolýza vody 2. fotofosforylace ATP NADPH+H+ glukóza ADP NADP+ kyslík voda

18 Co charakterizuje primární procesy?
Probíhá za účasti 2 fotosystémů: Fotosystém I. (700 nm) Fotosystém II. (680 nm) potřebují přímé dodávky světla (E fotonů na E elektronů) probíhají na tylakoidech chloroplastů zahrnují cyklickou fotofosforylaci necyklickou fotofosforylaci fotolýzu vody

19 Co charakterizuje FOTOSYSTÉM I ?
Absorbce 700 nm Přijme světelné záření, přejde do excitovaného stavu a uvolní elektrony, které: se vrátí na P (700), část jejich energie je využita k tvorbě ATP v procesu = cyklická fotofosforylace: - kvantum světla uvede chlorofyl fotosystému I (P700) do excitovaného stavu - vyrazí se elektrony - systém přenašečů je vrátí na původní místo - cestou předají energii na tvorbu ATP

20 Jaké je schéma cyklické fosforylace?

21 Cyklický elektronový tok

22 Co charakterizuje FOTOSYSTÉM II ?
Absorbce 680 nm chlorofyl fotosystému II (P680) přijme světelné záření přejde do excitovaného stavu a uvolní elektrony, které přenáší se na akceptor Q a další redoxní systémy až na fotosystém I, kde doplní svůj chybějící elektron (toto celé proběhne dvakrát) a při tom se uvolňuje molekula ATP proces= necyklická fotofosforylace - Elektron se nevrátí na místo odkud se uvolnil ! Elektrony se spojují s vodíkovými ionty  vodíkové radikály ty reagují s koenzymem NADP+ na NADPH + H+ = redukční činidlo pro sekundární procesy

23 Jaké je schéma necyklické fosforylace?

24 Jakým způsobem se doplní elektron do P 680?

25 Co je fotolýza vody? 2 H2O  2 H+ + 2 OH- 2 OH- - 2 e-  H2O + ½ O2
rozklad vody účinkem světla je zdrojem uvolňovaného kyslíku poskytuje vodíkové ionty pro tvorbu redukčního činidla poskytuje elektrony pro fotosystém II rovnice reakcí: 2 H2O  2 H+ + 2 OH- 2 OH- - 2 e-  H2O + ½ O2

26 Jaký je význam necyklické fosforylace?
tvoří se energetické konzervy ATP vzniká redukční činidlo NADPH + H+ pro sekundární procesy do atmosféry se uvolňuje kyslík

27 Co charakterizuje sekundární procesy?
nepotřebují přímé dodávky světla probíhají souběžně s primárními procesy potřebují ale produkty primárních procesů  NADPH + H+, ATP probíhají ve stromatu chloroplastů mají cyklický charakter známé 3 typy (C3-, C4-, CAM-rostliny) nejznámější je Calvinův cyklus

28 Jaké je schéma Calvinova cyklu?

29 Co je Calvinův cyklus? Oxid uhličitý zde postupně začleňován do org. látek. Produktem : hexosa sacharid má 3 fáze

30 Co je Calvinův cyklus? Fixace CO2 akceptorem
Akceptorem = ribulosa – 1,6 difosfat (C5) Vzniká nestabilní meziprodukt (C6) Ten se rozpadá na 2 molekuly fosfoglycerátu (3C) Enzym = RUBISCO

31 Co je Calvinův cyklus? 2) redukce navázaného CO2 za vzniku hexózy
Fosfoglycerát se prostřednictvím NADH+H+ redukuje na glyceraldehyd-3-fosfát (3C)

32 Co je Calvinův cyklus? 3) regenerace akceptoru
Ze dvou molekul (3C) vzniká glukosa-6-fosfát (6C) = VL pro vznik sacharidů 6 molekul : ribulosa-1,6 -bisfosfát (5C) ta absorbuje CO2 a cyklus se opakuje Aby se získala 1 molekula glukosy, celý cyklus musí proběhnout6krát.

33 Co je fotorespirace? Opačný děj: Příjem kyslíku a uvolnění CO2.
Vazba pomocí RUBISCO na akceptor CO2. Kyslík soutěží jako substrát pro tento enzym.

34 Kdo vyhraje? Při nízké koncentraci CO2: Se váže na akceptor kyslík,
Rostlina spotřebuje kyslík, Produkuje CO2. Převládá nad fotosyntézou. Chrání rostlinu před poškozením při nízké koncentraci CO2 a nadbytku energie.

35 Co jsou C4-rostliny? hlavně rostliny tropů a subtropů (kukuřice, ananas, agáve, cukrová třtina, proso) vyšší nároky na příjem CO2, potřebují hodně slunečního záření, jiná stavba listu prvotním akceptorem CO2 je fosfoenolpyruvát prvotními produkty jsou maláty, asparáty a oxalacetáty teprve CO2 z prvotních produktů přenášen na ribulóza -1,5-bifosfát, pak stejně jako u Calvinova cyklu dvojí prostorově oddělená karboxylace (2 typy chloroplastů) větší přírůstek biomasy, protože mají nižší fotorespiraci

36 Co jsou CAM-rostliny? sukulentní rostliny (pouštní, tučnolisté)
musí šetřit vodou  průduchy otevírají v noci  přijímají CO2 a fixují ho do malátu malát skladují ve vakuolách ve dne z malátu uvolňují CO2  vstupuje do Calvinova cyklu dvojí časově oddělená karboxylace

37 Jak vypadá CAM cyklus?

38 Jaký je význam fotosyntézy?
udržuje život na Zemi přeměna světelné energie na chemickou produkce organických látek produkce kyslíku udržuje koncentraci CO2 v atmosféře existuje více než 2 miliardy let vytvořila energetické suroviny