340 likes | 1.16k Views
Fotosyntéza. Autor: Mgr. Milena Lajdolfová Projekt „EUROgymnázia“. Úvod Cílem prezentace je vysv ě tlit jeden z nejdůležit ě jších biochemických d ě jů – fotosyntézu. Obsah 1. Lokalizace fotosyntézy 2. Stavba listu 3. Struktura molekuly chlorofylu 4. Schéma fotosyntézy
E N D
Fotosyntéza Autor: Mgr. Milena Lajdolfová Projekt „EUROgymnázia“
Úvod Cílem prezentace je vysvětlit jeden z nejdůležitějších biochemických dějů – fotosyntézu.
Obsah 1. Lokalizace fotosyntézy 2. Stavba listu 3. Struktura molekuly chlorofylu 4. Schéma fotosyntézy 5. Testy, otázky k ověřování učiva
Fotosyntéza Světlo Kyslík Oxid uhličitý Glukóza Voda
- Dvoustupňový proces - Světelná energie se využije k oxidaci vody - Elektrony se využijí k redukci CO2 - Primární fáze fotosyntézy - světelná fáze -Sekundární fáze fotosyntézy - temnostní fáze Calvinův cyklus - Pouze u autotrofních organismů - Závislá na světle
Rovnice fotosyntézy 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O chlorofyl světlo
ADP + P, NADP+ H2O (CH2O)n CH2O P Chlorofyl Světlo ATP + NADPH O2 CO2+ H2O Schéma fotosyntézy
Kde probíhá fotosyntéza? intermembránový prostor vnější membrána granum vnitřní membrána stroma tylakoidní prostor tylakoid Buňka mezofylu Příčný řez listem chloroplast
Chloroplasty Chlorofyl a,b, c, d Průměrný list je tvořen zhruba 70 miliony buněk obsahujícími asi 5.109 chloroplastů a v každém z nich je zhruba 600 milionů molekul chlorofylu.Celkový počet molekul chlorofylů v průměrném listu je tedy 1018. Chlorofyly a,b zachycují fotony modrofialové a červené části spektra.
Další barviva plastidů Fykocyan, fykoerytrin - najdeme je u nižších rostlin - zachycují při fotosyntéze fotony zelené a žluté části spektra. Xantofyly a karotenoidy - Mají podobnou strukturu - Zachycují fotony modrozelené části spektra
Světlosběrný komplex = fotosystém - anténní komplex + fotosynt. centrum
fotony e- e- P700 P700 * NADPH + H+ ADP +P =ATP ADP+P=ATP H2O 2H+ + 2e- + 1/2O2 e- P680 P680* Světelná fáze fotosyntézy e-
Fotofosforylace ADP + P Chl p ř e n a š e č i ATP e- e- Chl e- 1. Cyklická P700 - uvolněné elektrony z chloroplastu jsou přenášeny přenašeči a nakonec se vracejí do excitované molekuly chlorofylu.Vzniká ATP Foton foton
2.Necyklická -elektrony z P700 jsou využity k redukci NADP+ -chlorofyl je redukován elektrony uvolněné při fotolýze vody - stálý tok elektronů mezi dvěma fotosystémy - vzniká NADPH + H+; kyslík; ATP Fotosyst. II Fotosyst. I Chl e- Chl NADP+ NADPH+H+ p ř e n a š e č i e- e- H2O 1/2O2 + 2H+ e- Chl e- P700 Chl ADP+P ATP P680 foton foton
Temnostní fáze fotosyntézy Energie ATP a redukční ekvivalenty (NADPH2) získané při primárních pochodech (světelné fázi)fotosyntézy jsou dále využity pro fixaci a redukci CO2 a jeho zabudování do sacharidů v sekundárních pochodech fotosyntézy. Tyto reakce probíhají ve stromatu chloroplastu
Průběh cyklu: • má 3 fáze • fixace CO2 akceptorem • redukce navázaného CO2 za vzniku hexózy • regenerace akceptoru • Rostliny dělíme podle toho, na jaký substrát se CO2 váže • C3 rostliny • - Po navázání CO2 na ribuloza-1,6-bifosfát se meziprodukt rozpadá na dvě tříuhlíkové molekuly - kys. 3-fosfoglycerové - většina rostlin mírnéhé pásu. • C4 rostliny • - CO2 se váže na fosfoenolpyruvát a mění se na oxalacetát - 4 uhlíkatou sloučeninu. • - rostliny mají odlišný metabolismus • - mají menší fotorespiraci - poskytují větší výnosy biomasy • CAM rostliny - kyselinový metabolismus tučnolistých - CO2 uvolňován během • dne z org. kyselin, které si během noci syntetizují (v noci jsou průduchy otevřené)
pro C3 rostliny sacharid Počty molekul jsou uvedené pro jednu úplnou otáčku cyklu. cyklus platí pro C3 rostliny
Otázky k opakování 1. Srovnej z hlediska příjmu energie heterotrofní a autotrofní organismy. 2. Popiš stavbu chloroplastu. 3. Uveď příklady plastidů, vyskytujících se rostlinných buňkách 4. Za jakých podmínek probíhá fotosyntéza? 5. Co se stane s chlorofylem při dopadu fotonu? 6. Vysvětli pojem "excitovaná molekula chlorofylu" 7. Jaké znáš fáze fotosyntézy? 8. Napiš rovnici fotolýzy vody 9. Vysvětli, k čemu slouží ATP - obecně 10. Jakou roli sehrává NADPH ? 11. Napište rovnici fotosyntézy 12. Porovnej, ve kterých částech chloroplastu probíhá světelná a temnostní fáze?
Fotosyntéza je reakce ...................... - vysvětli, co tento výraz znamená . . . . . . . . organely, nesoucí pigmenty . . . . . . . . . Calvinův cyklus se označuje jako fáze.... . . . . . . . . sloučeniny, vznikající při fotosyntéze . . . . . . . . na povrchu chloroplastů je . . . . . částice, která zahájí fotosyntézu . . . . . . . . zelené barvivo jinak . . . . . . . . . uvnitř chloroplastů jsou . . . . . . . . proces, při kterém se uvolní elektron z chlorofylu . . . . . . . . . při oxidaci chlorofylu se uvolňují . . . . . . . . první fáze fotosyntézy Tajenka : Anabolická
Test 1.Světelné reakce fotosyntézy dodávají do Calvinova cyklu a/ světelnou energii d/ ATP a NADPH b/ CO a ATP e/ cukr a O2 c/ H2O a NADPH 2. Která z následujících posloupností představuje přesný popis průtoku elektronů během fotosyntézy? a/ NADPH O2 CO2 b/ H2O NADPH Calvinův cyklus c/ NADPH chlorofyl Calvinův cyklus d/ H2O fotosystém I fotosystém II e/ NADPH přenašeči O2 3. Spolupráce obou fotosystémů je nezbytná pro: a/ vytváření ATP b/ redukci NADP+ c/ cyklickou fotofosforylaci d/ oxidaci reakčního centra fotosystému I e/ vytváření protonového gradientu 4. Který z následujících výroků vyjadřuje správně rozdíl mezi cyklickou a necyklickou fotofosforylací? a/ ATP se vyrábí pouze necyklickou fotofosforylací b/ cyklická fotofosforylace vytváří kromě ATP navíc ještě O2 a NADPH c/ pouze cyklická fotofosforylace využívá světlo o vlnové délce 700 nm d/ pouze cyklická fotofosforylace může probíhat za nepřítomnosti fotosystému II
5. Který z následujících výroků vyjadřuje správně rozdíl mezi autotrofním a heterotrofním organismem? a/ chemické sloučeniny z okolního prostředí vyžadují pouze heterotrofní organismy b/ buněčné dýchání provádějí výhradně heterotrofní organismy c/ pouze heterotrofní organismy mají mitochondrie d/ autotrofní organismy se dokážou - na rozdílod heterotrofních - vyživovat s využitím CO2 e/ kyslík potřebují pouze heterotrofní organismy 6/ Který z následujících pochodů je endergonický? a/ fotosyntéza b/ dýchání 7/ Pro vytvoření jedné molekuly glukózy se spotřebuje : ........ molekul CO2 ........ molekul H2O Výsledek testu : 1d; 2b; 3b; 4e; 5d; 6a; 7-6,12
Rychlost fotosyntézy je ovlivněna : 1.vnitřními faktory - stáří listů - množství chlorofylu 2. vnějšími faktory - světlo - intenzita a vlnová délka /380-760 nm - optimum/ - koncentrace CO2 - teplota /15-200C optimum; 300C se zastavuje/ - voda - nedostatek uzavírání průduchů Otázky k zamyšlení : 1. Jaké nároky na světlo bude mít rostlina s panašovanými listy? Vyhledáme ji v bytě světlejší nebo tmavší místo? 2. Jaký je rozdíl mezi heliofyty a sciofyty ? /rostliny světlomilné a stínomilné 3. Uveďte názvy rostlin s různými nároky na množství vody 4. Znáš termíny hydrofyt, hygrofyt, mezofyt a xerofyt?
Význam fotosyntézy • přeměna světelné energie na chemickou • vznik biomasy - produkce organických sloučenin • produkce kyslíku • udržuje stálou koncentraci CO2 ve vzduchu • důležitý biochemický cyklus - udržuje život na Zemi