Fotosynteza

Alternatywny zapis:

barwę pochłaniają światło x zakresu fal niebieskich i czerwonych Rodzaje chlorofilu barwa niebiesko, zielona chrolofil a Rożnią się długością chrolofil 6 d pochłanianych far barwa pochłanianie światła p fotosyntetyczne [A] 80 Funkcja Chronią przed fotook syolacją czyli uszkodzeniem, zniszeniem chlorofilu przez nadmierne światło 60 40 20 0 350 chlorofil b chlorofil a karotenoidy 400 450 500 550 Zestaw długości fal pochłanianych przez barwniki fotosyntetyczne. 600 chlorofil a chlorofil b 650 pomocnicze 700 długość fali [nm] karotenoidy • pomarańczowe i czerwone karoteny żółte ksantofile Funkcje ·Pochłaniają fale świetlne, których nie pochłania chrold fil Budowa cząsteczki chlorofilu pochłania CH₂-CH3 2 Nä H₂C H- CH₂=CH- H3C CH3 | H3C H H pierścień porfirynowy Światło -CH₂ O CH₂-CH₂-C-0-CH₂-C H Budowa cząsteczki chlorofilu a. reszta alkocholu fitola łańcuch fitolu hydrofilowy CH3 CH3 CH3 -(CH₂3-CH-(CH₂)3-CH-(CH₂)3-CH CH3 CH3 umocowuje cząsteczkę chlorofilu hydrofobowy w blonie tylakoidu Fotosyntexa · Zachodzi w liściach (przystosowanymi do tego) procesu Zawierają liczne chloroplasty • u roślin FAZA ZALEŻNA OD ŚWIATŁA granum tylakoid → liść jest wypełniony mickiszem H₂O • W trakcie tej faxy przepływ elektronow ADP + Pi NADP+ stroma ATP NADPH CO₂ związki organiczne na FAZA NIEZALEŻNA OD ŚWIATŁA 1. Faza jasna fotosyntexy polega świetlnej energie & chemiczing magazynowang postaci siły asymillacyjnej W błona zewnętrzna zlokalizowanych w błonach tylakoidów blona wewnętrzna przemianie energii zachodzi inicjowany światłem przez Tańcuch przenośników elektronowych डु Umożliwia to powstanie gradientu protonowego tylakoidu i fosforylacj'c I syntaxy ATP! d d d poprzek błony udziałem W (ADP c Taki rodzaj fosforylacji to Gosforylacja fotosyntetyczna 1) Odbywa się w tylakoidach chloroplastów Wymaga H₂0 dopływu energii świetlnej 2) i Pobierana x korzeniowego systemu un Pochłaniana przez barwniki fotosyntetyczne zlokalizow ne tylakoidów. tylakoidów bionach 3) Produktami faxy jasnej jest ATP i NADPH - tworzą site asymildeyjing oralz 02 W 4) Zachodzenie fazy jasnej jest możliwe dzięki fotosystemom (Enxyml) i syntaxie 2. Faxa ciemna (niezależna od światła) 1) Odbywa się w stromie chloroplastów obecności CO2 2) Wymaga oraz (wytworzonej w fazie zalexnej od światła) sity asymilacyjnej Pobierany za pomocą ха aparatów szparkowych Iznajdujących się w 3) Produktem fazy ciemnej są związki organicznej Rodzaje przebiegania fotosyntexy 1) u organizmów przeprowadzających fotosyntezę oksygeniczng niecykliczna (głównie u roślin) cykliczna (głównie u bakterii) Fotosystemy - barwniki xebrane w tzw. fotoukiady Budowa Kompleksy białkowe zbudowane z barwników, lipidów i Rodzaje fotosystemow maksymalna absorbeja absorbea - pochłanianie fal elektromagnetycznych Głowny barwnik pomocniczy PS T P-700 karoten \= Ps 11 P-680 ksantofil Działanie fotosystemu chloroplast blona tylakoidu fotosystem 1. Cząsteczki barwników przechodzą ze stanu } } Kompleks antenowy } blona tylakoidu (na wyższy poziom energetyczny) 乡 energia wzbudzenia. antenowych pochłaniają światło i podstawowego! W wzbudzony m chlorofil a w centrum. reakcji n barwniki antenowe 도 wyższy poziom energetyczny 2. Energia wzbudzenia zostaje przekazywana na cząsteczki chrolofilu - tworzące centrum reakest fotosystemu centrum reakgji pierwotny akceptor elektronów n m centrum reakcji 3 3. W efekcie z obu cząsteczek chrolofilu zostają wybite elektrony, ktore so przekazywane na pierwotny! akceptor elektronow. e pierwotny akceptor elektronow kompleks antenowy Zbiera światło Składają się na niego chrolofil a, b, karotenoidy i białka Fotosystem centrum reakcji 2 cząsteczki chlorofilu a - z każdego zostanie wybity e- (po jednym kazdego) е . Przebieg fotosyntezy Faza jasna (zależna od światła) - liniowy przepływ elektroAow od cząsteczki H₂O przez oba fotosystemy bowy o priemy orax przenośniki NADP+. Jednocześnie dzięki wytworkenth gradientu protonowego w poprzek błony tylakoidu powstaje fosforylacja niecykliczna STROMA energia świetlna 2ē PS II PO 2ē energia świetlna Faza zależna od światła. H+ blona tylakoidu 2 2ē NADP*+ 2 H+ fotoliza wody: H₂O 1/2O2 + 2H+H* 2ē PSI cutochromee of bf plasty cojanina H+ 2ē + 6 droga elektronów ferredoksyna ilu a ADP + Pi ATP NADPH + H+ 2e reduktor WNĘTRZE TYLAKOIDU droga protonów H+ 1. Cząsteczki chlorofilu w centrum reakcji PSI odbierają energie wzbudzenia od barwników antenowych i so nich wybijane 2 e-- Dzięki temu stają się kationami chlorofill a H+ 2.• Kationy chlorofilu odrywaję e od H₂O (obecnej chloroplasche). Staje się cząsteczkami chlorofilu dzięki temu z z powrotem + e e → W wyniku rozkładu wody powstają również pt z W oraz 0₂ 3. Elektro akceptor e i przekazywane е ● wybite x centrum reakcji PSI są odbierane przez na Tańcuch pierwotny przenośników e- wzrastającym potencjałem PSII ane 2e- 2e wybijane xe (ułożonych w błońe zgodnie ze redoks) 4.• Cząsteczki chlorofilu a w centrum reakgi PST odbierają energie wzbudzenia od barwników antenowych i sq x nich 2e Ze Dzięki temu stają się kationami chrolofilu a, ktore przekazywane pxex Tańcuch przenośników z PS 11 2e PSI 20 2e 5.• Elektrony w centrum reakcji PST sg odbierane przex pierwothly akceptor elektronow i przekazywane Tańcuch przehośników na • Ich ostatecznym akceptorem jest NADP+, który ulega redukcji do NADPH NADP++ 2H+ przyjmuję NADPH 6. Wytwarxa się gradient protonowy w poprzek błony tylakbidu, który jest siły napędową fosforylacji fotosyntetycznej syntlaxy ATP. W zachodzącej wyniku fosforylagi powstaje ATP ADP+ Pi ATP Dzigki схети protonowy? H* RACORAR BY YYY + H Ht HA H+ jest jest w stanie utworzyć się gradient 1) Transportowi elektronow x H₂O na NADP + towe ubytek pt w stromie. Część z nich: przyłączana do aktywnie pompowana do światła tylakoidu NADP+ towarzyszy 2) Wewnot x tylakoidu znajdują się protony pochodzące fotolizy H₂0 z CYKL CALVINA Faza ciemna zespół premian fotochemicznych wyniku, których powstaje wyłącznie ATP 1) Gdzie zachodzi ? głownie bakterii nie u 2) Którego fotosystemu dotyczy ? Tylko PST 3) Opis preebiegu 1 • Rzadko u roślin - występuje w sytuacji zwiększonego zapotrzebowania na do 1. Flektrony wybite x cząsteczek chlorofilu a so transportowane wzdłux Tańcucha przenośnikow 3 3. Część zużyta do I do I wnętrza 2. Następnie powracają do tego samego fotosystemu zapełniają jego luki Pomponionej podczas wędrówki zostaje pompowania tylakoidów protonów ze stromy 4. Wytworzony gradient protonowy jest wykorzystywany do syntexy i W fazie niezależnej od świałta nie powstaje NADPH i nie dochodzi do fotolixy wody! CO₂ nie uwalnia sie) - Przebieg cyklu Calvina polega na wykorzystaniu siły asymilacyśnej do wytworzenia związków ( oraz redukcyle c0₂ organicznych 3 ADP + 2 P₁ сог 3 ATP + 3 CO₂ 30000000 rybulozo-1,5-bisfosforan (RuBP) Przebieg cyklu Calvina. 50000 aldehyd 3-fosfoglicerynowy (PGAL) 60000 kwas 3-fosfoglicerynowy (PGA) CYKL CALVINA 6 ATP 10000 aldehyd 3-fosfoglicerynowy (PGAL) +6 ADP + 6 P₁ -6 NADPH -6 NADP+ 6 H* 60000 aldehyd 3-fosfoglicerynowy (PGAL) wtórne produkty fotosyntezy 1. Karboksylacja Przyłączenie CO₂ do 5 - weglowego akceptora RuBP (rybuzolo -1,5-bifosforanud) · Ten etap katalizuje enxym karboksylaxa 1,5-bisfosforybuozy Co powstaje w wyniku karboksylacji RuBP ? Powstaje nietrwały, sześcioweglowy związek, który się nal 2 cząstedxkid kwasu 3- fosfoglicerynowego (PGA) reszta fosforanowa ● atom węgla rybulozo-1,5-bifosforan 5 RuBP Karboksylaza -1,5 - bifosforybozyу Rubisco kwas 3. fosfoglicerynowy PGA PGA - rubiso 2. Redukcja Redukcja kwasu 8- fosfoglicerynowego do aldehydu 3- fosfoglicerynowego ( OPGAOL) elektrona mid NADPH z udziałem & rozklada ATP Jedna z 6 uzyskanych cząsteczek aldehydu stanowi pierwotny I prodlukt fotosyntexy Jest ona wtornych wykorzystywana do syntexy produktów NIEZBĘDNYCH W KOMORCE PGA redukcja ex NADPH energią z rozkiadu ATP 3. Regeneracja PGAL PIERWOTNY PRODUKT PGAL FOTOSYNTEZY aldehyd 3. forforglicerynowy PGAL PGAL PGAL PGAL WSZYSTKICH ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH Polega na odtworzeniu akceptora CO2 Substratem do syntexy ryboxo - 1,5-bifosfora cząsteczek aldehydu 3-fosfoglicerynowego Wymaga nakładu energil energüi ATP z nakładem ATP RuBP (RuBP) foranu jest 5 Wtorne produkty fotosyntexy ·PGAL jest substratem do syntezy wszystkich pozostałych xwig xrow organicznych . zostaje Podczas intensywnej fotosyntexy exęść PGAL chloroplascie asymilacying. Skrobial do potrzeb Energetycznych komdrek J W przekształcona w skrobię jest wykorzystywana посу żeby wytworzyć 1 cząsteczkę glukozy, produktem wykorzystać . · . . 6 RuBP в сог 18 ATP 12 NADPH Czy faza ciemna zachodzi w ciemności? Faza ciemna nie w ciemności, ponied ga udziału światła, ale nie zachodzi wymaga do przebiegu siły asymilacyjnej, a do jej wymaga wytworkenia I niezbędne jest Cecha Fosforylacja porównawcza fotosyntetyczna cykloczna ktora Iwtórnym fotosyntexy I`nalexy Udział fotosystemów PS Fotoliza H₂O Produkty Sklad sily asymilacy dnej Pxepływ e ATP ATP Fosforylacja fotosyntetyczna nie cykliczna PST i PST zachodzi ATP, NADPH i 0₂ jest ATP NADPH wybite z PST XPS na PST wracają na PST i na NADP+ Co świadexy o zachodzeniu fosforylacji niecyklicznej? Udział fotosysteme PS II i TPS świadexy a o zachodzeniu fosforyldeji niecyklicznej. W cykliczna przypadkach może zachodzić roślinach? - Brak H₂O fosforylacja nadmiar NADPH U roślin może zachodzić fosforylacja cykliczna, której W bierze Dzięki temu roślina cykliczna, I tylko jak d i y fotosystem PST ATP uzyskuje Jaka fosforylacja zachodzi w komórkach bakterili? U bakterii fotosyntetyzujących występuje tylko fosforylacja której jedes fotosystem zbliżony do zarówno PST Czynniki wpływające na fotosyntezę Światło ilość pecherzykow 02 B- świetlny punkt wysycenia A-punkt kompensacyjny Od A do B światło jest exynnikiem ograniczającym, poniewaz jest go ciggle za mato, aby fotosyntexa I zachodziła maksymalng exęstotliwością d świetlny punkt wysycenia - takie natężenie światła przy którym fotosyntedal osiąga swoją maksymaling intensywność Punkt kompensacyjny - natężenie światła procesy pobierania i со 2 pržex rosliny pobieranie U = с02 przy, którym I wydzielania y wydzielanie 2 со 2 intensywność fotosyntexy Wszystkie enxymy xostały wysycone intensywność fotosyntexy B Czynnik I ograniczający A stgrenie со 2 Wniosek: Wzrost stężenia Co₂ zwiększa intensywność fotosyntexy Temperatura AB Temperatura Niedobory pierwiastków a) azot Niedobor azotu niedobór aminokwasów i białek enzymatycznych fotosyntexie → mniejsza efektywność biorących udział w fotosyhtexy Niedobór azotu → niedobór chlorofilu Fotosyntexa slabo zachodzi b) siarka Niedobor siarki → niedobór aminokwasów →niedobor białek enzymatycznych siarkowych Rozmieszczenie chloroplastów w komórkach miękiszu asymilacyjnego W silnym świetle chloroplasty ustawiają się року ścianach równoległych do padania promieni świetlnych W umiarkowanym świetle chloroplasty rozkładają się równomiernie W słabym świetle chloroplasty ustawiają się przy ścianack prostopadłych do kierunka padania promieni swietlnych