Jdi na obsah Jdi na menu
 


Fotosyntéza

9. 4. 2010
  • metabolismus -> (látkový a energetický)
    • fotosyntéza
    • dýchání
  • výživa rostlin
    • autotrofní
    • heterotrofní
  • příjem a výdej látek
    • voda
    • minerální látky
    • plynné látky
    • produkty fotosyntézy
  • ontogenetický vývoj (individuální), růst, vnější faktory
  • pohyby rostlin

 

Metabolismus

  • = přeměna
  • látek nebo energie
  • vzájemně propojené
  • na přeměně se podílejí:
    • anabolické dráhy (asimilační)
      • skladné (syntetické)
      • z jednoduchých složitější
      • energie do chemických vazeb
      • např. fotosynzéza
    • katabolické dráhy
      • rozkladné
      • ze složitých jednodušší
      • při štěpení se E uvolňuje
      • např. dýchání

 

 

Fotosyntéza

 

  • = anabolický proces, při kterém dochází k přeměně sluneční energie na energii chemickou (chemických vazeb) (= rostliny dokáží přeměnit sluneční E na chemickou E)
  • = jev, při kterém dochází k tvorbě kyslíku
  • = ASIMILACE
  • pouze zelené rostliny (zelené barvivo)
  • barviva:
    • CHLOROFYLY = zelená barviva
      • vyšší rostliny, zelené řasy - A, B
      • hnědé řasy - A, C
      • červené řasy - A, D
    • KAROTENOIDY
      • xantofyly
      • karoteny
    • FYKOBILINY
      • fykoerythrin - červené
      • fykocyanin - modré
  • 6CO2 + 12H2O + light energy -> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
  • součástí chlorofylu - centrálním atomem je HOŘČÍK (dále C, O, H, N, Mg)
  • chlorofyl A (skupina CH3) x B (skupina COH)
  • chlorofyl A
    • 4 pyrolová jádra
    • na 2. pyrolovém jádře CH3
    • na 3. jádře izocyklický pentanový kruh
    • na 4. jádře fytol
  • fotolýza vody -> O2 vzniká z vody
  • rostliny využívají pouze viditelné světlo (záření) - 400-750 nm

Obrazek

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • pro fotosyntézu významná fotosyntetická (asimilační) barviva v chloroplastech
    • chlorofyl A: nejdůležitější = reakční centrum
    • chlorofyl B + karotenoidy (xantofyl, karoten) -> antény (světlosběrný komplex) = chlorofylové pasti
      • fce: přenesení energie fotonu do reakčního centra
    • fykobiliny: např. u řas
  • fotosyntetická barviva - absorbují červenou a modrou barvu, odrážejí zelenou
  • 2 fáze:
    • I. fáze - fotochemická (světelná, primární)
    • II. fáze - syntetická (temnostní, sekundární)

 

  • FOTOCHEMICKÁ FÁZE
    • závisí na světle
    • dochází k přeměně ze sluneční energie na chemickou
    • probíhá na membráně tylakoidů (tvořená dvouvrstvou fosfolipidů, na jejím povrchu jsou fotosystémy)
    • součástí je fotolýza vody
    • tvořena 2 fotosystémy (představovány fotosyntetickými barvivy)
    • fotosystém I (PS I, P700)
      • pomocná barviva zachytí energii fotonů a přenášejí ji do reakčního centra (chlorofyl A)
      • molekula chlorofylu A poté co přijme energii, přejde do excitovaného stavu -> uvolní excitovaný elektron -> vrátí se do základního stavu
      • uvolněný elektron přenášen přenašeči (např. ferredoxin), uvolňuje se z něj energie a je přenesen zpátky do PS I
      • energie elektronu je využívána na tvorbu ATP
      • elektron s sebou bere i vodíkové kationty - vodíky jsou přenášeny do thylakoidu -> vrací se do stromatu a v tom místě na membráně vzniká z ADP ATP
      • tvorba ATP v rámci fotosystému I - cyklická fosforylace (elektrony se vrací)
    •  fotosystém II (PS II, P680)
      • tvořen barvivy
      • až po uvolnění excitovaného elektronu postup stejný jako u fotosystému I
      •  tvorba ATP - necyklická fosforylace (elektron nejde zpátky do PS II, ale do PS I)
      • dochází zde k fotolýze vody
        • H2O -> 2H+ + 2e- + 1/2 O2
      • elektrony přenášeny do PS I
      • vodíky se navážou na NADP+ + 2H+ -> NADPH + H+ (energií elektronu)
      • doplňování elektronů z fotolýzy vody

 

  • SYNTETICKÁ FÁZE
    • navazuje na fotosyntetickou fázi
    • může probíhat i bez světla
    • probíhá ve stromatu chloroplastů
    • tzv. Calvinův cyklus
      • výsledkem tvorba glukosy C6H12O6
      • a) karboxylace
        • -> CO2 se zabuduje do 5-uhlíkaté sloučeniny ribulóza-1,5-bifosfát pomocí enzymu RubisCo
        • -> vzniká 6-uhlíkatá molekula, která se dělí na 2   3-uhlíkaté molekuly kyseliny 3-fosfoglycerové (triózy) => C3 rostliny
      • b) redukce
        • -> dojde k redukci kyseliny 3-fosfoglycerové na 3-fosfoglyceraldehyd (využito NADPH a ATP)
        • -> z aldehydu vzniká glukosa (C6)
      • c) obnova výchozí látky ribulóza-1,5-bifosfát
      • fotorespirace:
        • RubisCo místo CO2 váže O2
        • když je CO2 nedostatek
        • nevzniká glukóza, stav nevýhodný
        • u C3 rostlin

 

  • faktory ovlivňující fotosyntézu
    •   -> vnitřní
      • množství chloroplastů (chlorofylu)
      • stáří rostliny
      • celkový stav rostliny
    • -> vnější
      • množství CO2
      • teplota
      • světlo (zdroj E, I. fáze na něm závislá)
      • H2O

 

  • rostliny podle vázání C (řešení dilema otevřených průduchů, zda radši ztratit vodu a přijmout oxid uhličitý nebo naopak):
    • a) C3
      • 1x karboxylace
      • RubisCo váže CO2 na 5-uhlíkatou sloučeninu, vzniká 2x 3-uhlíkatá
    • b) C4
      • mají kolem cévní svazků pochvu
      • 2x karboxylace
        • 1. Hatch-Slackův cyklus
          • v mesofylu (= palisádový + houbový parenchym)
          • meziprodukt - 4-uhlíkatá sloučenina (malát)
          • odštěpí se CO2 a vzniká pyruvát (C3)
        • 2. Calvinův cyklus
          • v buňkách pochvy
        • = efektivní mechanismus (CO2 zabudovaný v molekulách, může se opět uvolnit)
        • např. kukuřice, cukrová třtina, proso, bambus
        • cykly prostorově oddělené
    • c) CAM
      • 2x karboxylace
      • v noci (kdy je teplota menší a ztráty vody nižší) otevřené průduchy, zabudují C do malátu
      • ve dne průduchy uzavřené + Calvinův cyklus
      • časově oddělené karboxylace
      • např. kaktusy, netřesk
 

Komentáře

Přidat komentář

Přehled komentářů

Zatím nebyl vložen žádný komentář
 

 

 

Z DALŠÍCH WEBŮ

REKLAMA