FOTOSYNTÉZA

1. FOTOSYNTÉZA

2. Co je fotosyntéza? • složitý biochemický proces • nejvýznamnější anabolický proces • mění se světelná energie na chemickou energii • chemická energie se ukládá do vazeb organických látek • organické látky vznikají z jednoduchých anorganických látek – vody a oxidu uhličitého

3. Kde fotosyntéza probíhá?

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

5. K čemu slouží fotosyntetické pigmenty? • zachycují fotony z různých částí spektra • jedině chlorofyl a transformuje světelnou energii na chemickou • ostatní pigmenty fotony usměrňují k chlorofylu a • uloženy na membráně tylakoidů

6. Jaké fotosyntetické pigmenty rozlišujeme? • chlorofyly – zelená barviva • vyšší rostliny, zelené řasy: chlorofyly a, b • hnědé řasy: chlorofyly a, c • červené řasy: chlorofyly a, d • bakterie: bakteriochlorofyly a, b • karotenoidy – žlutooranžové • xantofyly • karoteny • fykobiliny • fykoerytrin – červenofialový • fykocyanin – modrozelený

7. Jak vypadá schéma fotosyntézy?

8. Jaká je rovnice fotosyntézy? ve skutečnosti velmi složitý soubor reakcí dělíme na procesy primární sekundární (temnostní) (světelné)

9. Co charakterizuje primární procesy? • potřebují přímé dodávky světla • probíhají na tylakoidech chloroplastů • zahrnují • cyklickoufotofosforylaci • necyklickoufotofosforylaci • fotolýzuvody

10. Jak probíhá cyklická fosforylace? • 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

11. Jaké je schéma cyklické fosforylace?

12. Jaký je význam cyklické fosforylace? • hromadí se zásoby ATP • při trvalém osvětlení by stačil zásobit organismus energií

13. Jak probíhá necyklická fosforylace? • spojena s fotolýzou vody • propojení obou fotosystémů • kvantum světla uvede chlorofyl fotosystému I (P700) do excitovaného stavu • vyrazí se elektrony • spojují se s vodíkovými ionty  vodíkové radikály • ty reagují s koenzymem NADP+ na NADPH + H+ = redukční činidlo pro sekundární procesy

14. Jak probíhá necyklická fosforylace? • chybějící elektrony ve fotosystému I se doplní z fotosystému II (P680) po absorpci fotonů • ty cestou předají energii na tvorbu ATP • chybějící elektrony ve fotosystému II se doplní z iontů OH- radikály OH  reagují mezi sebou za vzniku vody a uvolnění kyslíku

15. Jaké je schéma necyklické fosforylace?

16. Co je fotolýza vody? • 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

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

18. 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

19. Co je Calvinův cyklus? • má 3 fáze • fixace CO2 akceptorem • redukce navázaného CO2 za vzniku hexózy • regenerace akceptoru

20. Jaké je schéma Calvinova cyklu?

21. Co jsou C3-rostliny? • sekundární procesy realizují Calvinovým cyklem • většina známých rostlin a řas (řepa, slunečnice, obiloviny) • rostliny mírného pásu • menší přírůstek biomasy – téměř polovinu produktů fotosyntézy prodýchají • akceptorem CO2 je ribulóza -1,5-bifosfát • prvním stabilním meziproduktem asimilace je tříuhlíkatý 3-fosfoglycerát  C3-rostliny

22. 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

23. Jak vypadá C4 cyklus?

24. 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

25. Jak vypadá CAM cyklus?

26. Na čem závisí fotosyntéza? • vnitřní faktory • množství akvalitachloroplastů • množstvíchlorofylu • stářílistů • minerální výživa

27. Na čem závisí fotosyntéza? • vnější faktory • světlo – kvalita (400 – 700 nm); intenzita • koncentrace CO2 – rostliny přizpůsobeny malé koncentraci (0,03%) velkou listovou plochou, zvýšení koncentrace (do 0,4%)  zvýšení fotosyntézy • teplota – Gaussova křivka, optimum 25 - 30 °C, u C4-rostlin je vyšší • voda – nutná pro fotolýzu, vliv na otevírání průduchů  příjem CO2

28. 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