fotosynteza

Alternatywny zapis:

(zielony) czerwone i podczerwore karoteny (jasnożółty do czem) niebieskie i zielone ksanto file (jasnożółty do cien) niebieskie niebieskozielone i zółtoziel. pom. i czerw. budowa eniorotiem Cząsteczka chlorofilu jest Noudokana z pierścienia porfirynowego oraz reszty, fitow-20-węglowego alkoholu. Pierścień porfirynowy charakteryzuje się zdolnoścą absorpcji promieniowania świetlnego. Funkcią hydrofobowego Tańcucha fitow jest zakotwiczenie cząsteczki chlorofilu w błonie tylakoidv. resxta fitolu pierścień porfirynony N-Mg-- faza zależna ad śwmarza Faxa xałexna od światła polega na przemianie energii świetlnej w en. chemiczną magazynowaną w postaci siły asymilacyinej -ATP i NADPH + H+. Ubocznym produktem tej faxy jest then. Powstanie siły asymilacyinej jest możliwe dzięki temu, że w tylakoidach występują: •fotosystemy • przenosniki e- oraz enxym syntaza ATP tatasystemy Znajdują się w błonach tylakoidów, xbudokane są z barwników Lipidów i białek. Istnieją dwa typy fotosystemór fotosystem I (PS 1) i fotosystem 11 (PS 11). Różnią się one m.in. składem barwników i długością absorbowanych fal.. Fotosystem I charakteryzuje duża zawartość chlorofilu a,. a fotosystem II-b.. W skład każdego fotosystemu wchodzą barwniki antenowe -chlorofile i karotenoidy, oraz centrum reakcji fotochemicznej (para xmod. cz. chlorofilu a). Cx. barwników antenowych po absorbcji światła przechodzą w stan wzbudzony. Wxbudzenie to jest przekazywane na cząsteczki chlorofilu a tworzące reakcji. W efekcie x każdej cz. chlorofilu a zostaje wybity elektron. Hybite e- przekazywane są na pierwotny akceptor e-. budoma katasystemu błona tylakoidu światło 2 H₂O PSIT (3) e- 1/202 + 2H+ energia świetlna centrum reakcji (chlorofila) faza jasna światło H+ G Stroma barwniki fotosyntetyczne PSI H+ chloroplastu NADP+ Pit ADP NADPH +H H+ ATP H+ (6) H+ 1. Pod wpływem światła cz. H₂O ulega fotolizie. Powstają 2², 2pt i 0₂ 2 2 cx. chlorofilu a uwalniają le. Stają się silnymi utleniaccami i przyjmują é x fotolixy. 3. ex fotosystemu 11. są odbierane przez pierwotny akceptor elektr. 1 pnekazywane x redoksem 4. W PSI dwie cz. chlorofilu a odbierają en. i uwalniają le stają się utleniaczami i pnyjmujq e`z PS11 5. E 2 PSI są odbierane prez pierwotny akceptor e-i pnekazywane dalej na łańcuch e. Ostateczny akceptor to NADP+ który redukuje się do NADPH + H+. Powstaje 1.ski. siły asymilacyjne 6. Podczas transportu ex NADP+ powstaje gradient pt. Wewnątrz tylakoidu xnajdują się protony pochodzące z fotolizy H₂O oraz protony pnetransp. xe stromy przez. przenośniki tańcucha e. Gradient pt jest siłą napędową fosforylacji fotosyntetycznej - syntezy ATP z ADP i Pi xachodzącę z udziałem kompleksu enzymat. - syntazy ATP. W ten sposób powstaje drugi składnik siły asymilacying. fastanylacja satasyntetyczne казданулаеја едklezna Przebiega z udziałem fotosystemu I Promadzi do wythorzenia АТР Lachodzi np. w warunkach niedoboru wody ● Oz H2O_ (нт) PS II fastanglacja пісеуклечка •Przebiega x udziatem dróch fotosystemor PSI; PSII Prowadzi do wytHorzenia ATP i NADPH + H* • Produkt uboczny tlen pochodzący x roxkładu wody Ht) przenośniki H* PSI Н ADP ATP przenośniki e- H* ADP przenośniki PSI ет ATP NADP+ NADPH+H* faza niezależna ad smatra TIL. Faxa niezależna od światła polega na wykorzystaniu siły asymilacyjnej do wytworzenia xwią₂x ków organicznych & CO₂. Faza ta zachodzi w stromie chloroplastów, w której znajdują się enxymy katalizujące kolejne etapy cyklu: karboksylację, redukcję i regenerację. eyki calvina rybulozo-1,5-bisfosforan (akceptor CO₂) 3x C5 3 CO₂ 3 ADP 3 ATP aldehyd 3-fosfoglicerynomy (5x C₂ 3xC6 karboksylacja regeneracja redukcja Związek pośredni 6 ATP 6 ADP 6 NADPH+H+ NADP+ aldehyd 3-fosfoglicerynong aldehyd 3-fosfoglicerynowy C3 pierwotny produkt fotosyntexy 6x C3 6xC3 Kwas 3-fosfoglicerynowy wtórne produkty fotosyntezy Karboksylacja polega na przyłączeniu CO₂ do 5-węglowego - rybulozo -1,5 -bisfosforanu (RuBP) x udziałem enxymu karboksylaxy rybulozobifosforanowej (RuBisCO). W wyniku tej reakcji powstaje nietrwały 6-węglowy związek (C₂) który rozpada się kr. 3-fosfo glicerynowego (C₂). na 2 cz. udziale energii z Redukcja polega na redukcji kH. 3-fosfoglicerynowego do aldehydu 3-fosfoglicerynowego (C₂) elektronami pochodzącymi x NADPH+H*, рху, rozkładu ATP. Aldehyd 3-fosfoglicerynowy jest pierwotnym produktem fotosyntexy, wykorzystywanym do syntexy wtórnych produktów fotosyntezy, czyli związków organicznych niezbędnych komórce. Regeneracja polega na odt korzeniu akceptora CO₂. Substratem do syntezy rybulozo-1,5-bifosforanu jest aldehyd 3-fosfoglicerynowy. pastine ез Rośliny typu C pochodzą ze wszystkich stref klimatycznych. Aparaty szparkowe tych roślin sa xamknięte w nocy, a otwarte w ciągu dnia. Dzięki temu CO₂ niezbędny do cyklu Calvina jest dostarczany z atmosfery w tym samym czasie, kiedy zachodzi faza zależna od światła. Pierwszym produktem karboksylacji u roślin typu C jest związek 3-węglory - kwas 3-fosfoglicerynony. pasting eu Rośliny typu Cu pochodzą ze xwrotnikowej strefy klimatycznej. Należą do nich, np. kukurydza i Encina cukrowa. W celu ochrony przed nadmierną transpiracją aparaty sxparkowe roślin typu Cy są xamknięte w ciągu dnia, a otwarte w nocy. CO₂ asymiloxany nocą jest przyłączany w komórkach mię kiszu asymilacyjnego do 3- węglowego akceptora - fosfoenolopiro gronianu. (PEP) x wytworzeniem 4-węglowego szczawiooctanu. Sxczakiooctan ulega przemianie w jabłczan, który w ciągu dnia jest transportowany plazmodesmami do komórek pochwy okołoniązkowej. Tam CO₂ jest odłączany i podlega przemianom i cyklu Calvina. pastiny ci cam Rośliny typu CAM (rośliny knasone). Są to rośliny stanowisk suchych, np. gatunki x rodziny gruboscowatych. Podobnie jak u roślin typu Cu, aparaty szparkowe roślin typu CAN sa xamknięte w ciągu dnia, a otwarte w nocy. CO₂ a sy milonary noca jest przyłączany w komórkach miękiszu asymilacyjnego do fosfoenolopirogronian (PEP) z wytwoneniem szczawio octanu, a następnie jabłczanu. W odróżnieniu od roślin typu Cy jabłczan magazynowany jest w Hakvolach. W dzień CO₂ jest odłączany od jabīczanu i podlega premianom w cyklu Calvina.. CO₂ NADPH+H+ NADP+ Szczaklooctan fosfoenolopirogronian ADP+P ATP komórka miękiszu asymilacyjnego jabłczan pirogronian NADP+ NADPH+H+CO PGAL glukoza CYKL CALVINA Komórka pochwy okołowiązkowej Pixebieg fotosyntezy v roślin CAM • Cechy ● as Damnanie ez i ly • Temperatura Hoda Typ roślin Pochodzenie Miejsce zachodzenia fotosyntezy Pierwszy produkt karboksylacji temp. pny max. wydajności fotosynt. Pory dnia wiazania CO₂ Światło Dwutlenek węgla Rośliny typu C₂ rośliny pochodzące ze wszystkich stref kim Fotooddychanie (fotorespiracia) zachodz: v roślin W warunkach małego stężenia CO₂ i dużego stężenia O₂ w komórkach. Sytuacia ta występuje w gorące dni, przy silnym nastonecznieniu i niedobone wody, gdy aparaty. szparkowe są zamknite. Fotooddychanie wynika & właściwośa karboksylazy" rybulozobisfosforanowej, która w warunkach dużego stężenia CO₂ działa jako karboksylaza, a warunkach dużego stężenia O₂ - jako oksygeneza. Efektem phyłączenia RuBP jest wytwonenie jednej cząsteczki krasu 3-fosfoglicerynongo amiast dwóch cząsteczek. W rezultacie spada wydajność fotosyntexy, co prowadzi do zmniejszenia produktywnośa roślin. Fotooddychanie W odróżnieniu od oddychania mitochondrialnego jest procesem zużywającym energię metaboliczną. U roślin typu C₁ i CAM praktycznie nie występuie, ponieważ magazynują one CO₂. exynniki wpływające na intensywność fatasyntezy Rośliny typu Cy rośl. ze strefy zwrotnikowei Składniki mineralne. miękisz asymilacyjny miękisz asymilacying i pochwa okołowiązkowa fataaddyenanie C3 25°C rano i po południu wieczorem iw nocy Си 40°C Światło Światto jest niezbędne do pnebiegu fazy zależnej od światła. Znaczenie ma zarówno barwa światła, jak i jego natężenie. Kriększanie natężenia światła powyżej swietlnego punktu Kysycenia (czyli takiego natężenia śmatła, pny którym intensywność fotosyntezy jest. maksymalna) powoduje zahamowanie wzrostu intensywności fotosyntezy. Dwutlenek węgla Dwutlenek węgla jest niezbędny do. •Pnebiegu fazy niezależnej od światła. Wraz xe jego stężenia uzrostem (do pewnej wartości, zwykle ok. 1%) zwięksca się intensywność fotosyntezy.. Temperatura Temperatura wpływa na aktywność enzymów biorących udział w procesie foto syntezy. Hymagania roślin wobec temp. różnych są odmienne K Strefach klimatycznych.. 'intensywność fotosyntezy Intensywność fotosyntezy, rośnie do pewnego denaturacja białek. momentu, później zachodzi Intensywność fotosyntezy punkt wysycenia 0,1 hганићsotoj, за симбанания 10 Świetlny punkt wysycenia 20 natężenie światła 30 40 temperatura C Hoda Substrat fotosyntezy jest źródłem elektronón i protonów światła. Wpływa też pośrednio na fotosyntezę np. pnez komórek separkowych, co z kolei decyduje o intensywności w fazie zależne od zmianę turgoru asymilacji CO₂. Składniki mineralne. Magnez wchodzi w skład chlorofilu. Jony Kt niezbędne do Mangan uczestniczy w. fotolizie wody. stężenie CO₂ [%] akt. enzymów. exynniki wpływające na intensymnasé stosunek ponienchni liścia dojego objętość • Liczba i rozmieszczenie aparatów szparkowych w skórce Lisca. • grubość kutykuli na powierchni liścia • wielkość prestrzeni międzykomórkowych w miękiszu asymilacyjnym. rozmieszczenie chloroplastów w komórkach mięki szu. asymilacyjnego • zawartość chlorofilu w chloroplastach rozmieszczenie chloroplastów w komórkach miękiszu asymilacyinego Ooooo O 000 00 Latasyntezy W silnym świetle chloroplasty ustawiają się przy ścianach równoległych do kierunku padania promieni świetlnych O W słabym świetle chloroplasty ustawiają się przy ścianach prostopadłych do kierunku padania promieni świetlnych. przystasawania rasun sa fatasyntexy W umiarkowanym świetle chloroplasty rozkładają się równomiernie. Liście roślin cieniolubnych mają cienką blaszkę Liściową, pokrytą cienką warstwą kutykuli. Komórki tych roślin są często zaopatnone w chloroplasty, a komórki miękiszu palisadowego są stosunkowo krótkie. Aparat fotosyntetyczny tych roślin posiada więcej barwników antenowych niż rośliny światłolubne. znaexenie долазуреку •Jesto to główny proces prowadzący do produkcji materii organicznej Rośliny są producentami w większośa ekosystemów autotroficznych. xródło tlenu atmosferyccnego Wiąże CO₂ z atmosfery i uczestniczy w obiegu piern. H pny rodzie