Zestaw 1
1. Barwniki fotosyntetyczne i jakie światło pochłaniają.
a) chlorofile (a, b) – pochłaniają światło widzialne w zakresie niebieskim i czerwonym.
b) karotenoidy- absorbują światło w niebieskofioletowej części widma.
c) fikobiliproteiny- absorbują światło zielonej części widma.

2. Przyłączanie CO2 u roślin CAM.
W nocy, kiedy aparaty szparkowe są otwarte CO2 jest wstępnie przyłączany przez znajdującą się w
cyrozolu komórek karboksylazę fosfoenolopirogr do fosfoenolopirogr z utworzeniem
szczawiooctanu. Fosfoenolopirogr jest dostarczany przez glikolizę. Szczawiooctan ulega redukcji
do jabłczanu, który jest transportowany do wakuoli i tam gromadzony w dużych ilościach
(zakwaszenie). W ciągu dnia kiedy szparki są zamknięte jabłczan jest przenoszony na porót do
cytozolu i tam ulega dekarboksylacji przez enzym jabłczanowy, dostarczając CO2. W tym czasie
zachodzą rekacje świetlnej fazy fotosynt i są dostępne produkty ATP i NADPH i uruchamia się cykl
Calvina oraz zachodzi asymilacja uwolnionego CO2. W roślinach CAM procesy karboksylacji
fosfoenolopir do szczwiooctanu i dekarboksylacja jabłczanu są rozdzielone- karboksylacja odbywa
się w nocy, a dekarboksylacja w dzień.

3. Wpływ barwy światła na fotosyntezę:
Najbardziej aktrywne w fotosyntezie jest światło czerwone i niebieskofioletowe, a najmniej światło
zielone. Dlatego też istnieje zależność między widmem absorpcyjnym chlorofilu i widmem czynnim
fotosyntezy. Jest to dowód na to, że chlorofil jest głównym barwnikiem absorbującym światło w
fotosyntezie. (rys.)

4. Rodzaje plastydów (budowa i funkcje).
a) leukoplasty - bezbarwne, tworzą się w podziemnych organach spichrzowych (bulwach ziemniaków) i w
tkankach położonych w głębi organów nadziemnych. Jako amyloplasty magazynują skrobię w postaci
charakterystycznych ziarn, jako proteoplasty magazynują białka zapasowe, a jako elajoplasty magazynują
tłuszcze.
b) chromoplasty- nie zawierają one chlorofilu, ale karotenoidy, występują w zółtych liściach, organach
związanych z rozmnazaniem, wyrózniamy rodzaje: chromoplasty globularne (gromadzące karotenoidy w
plastoglobulach), błoniaste (gromadzące karotenoidy z strukturach mielinopodobnych), tubularne
(gromadzące karotenoidy z tubulach), krystaliczne (gromadzące karotenoidy w postaci kryształów). Zdolne
do podziałów i procesów biosyntetycznych.
c) chloroplasty- jedyny typ zdolny do przeprowadzania fotosyntezy, bardzo rozbudowany system błon
wewnętrznych (system lamellarny, u roslin wyzszych zróznicowany na tylakoid gran i tylakoidy stromy),
blony tylakoidów zawierają barwniki fotosyntetyczne, powszechny barwnik to chlorofil, występuja w
liściach, lodygach, zielonych owocach.
d) proplastydy - bezbarwne, występują w tkance merystematycznej, prekursory innych form plastydów,
słabo rozwinięty system wewnętrznych błon, drobne pęcherzyki będące prekursorami tylakoidów.

5. Chemolitotrofy. Omów i podaj przykład.
Są to bakterie wykorzystujące jako źródło energii takie substraty nieorganiczne jak związki siarki( bakterie
siarkowe), wodór( bakterie wodorowe), związki azotu(bakterie nitryfikacyjne) czy żelaza (bakterie
żelaziste). Bakterie te, mogą rosnąć w warunkach zupełnego braku substancji organicznych w środowisku.
Bakterie siarkowe: Thiobacillus sp, Bakterie wodorowe: Hydrogenomonas sp, Bakterie nitryfikacyjne:
Nitrosomonas sp, Nitrobacter, Bakterie żelaziste: Thiobacillus ferrooxidans.

6. Z czego powstaje tlen w fotosyntezie z CO2 czy H2O?
Tlen w fotosyntezie powstaje z H2O w fotolizie wody w fazie jasnej pod wpływem energii świetlnej
pochłoniętej i przetworzonej przez chlorofil. W wyniku tego rozszczepenie wydziela się tlen (jako produkt
uboczny).

7. Czy cykl Calvina może zachodzić w nocy? Uzasadnij wypowiedź.
Cykl Calvina nie może zachodzić w nocy, ponieważ zależy od siły asymilacyjnej (ATP i NADPH). Siła
asymilacyjna jest produktem fazy jasnej, zależnej od światła i nie jest magazynowana.

8. Przystosowanie liścia do fotosyntezy.
Liść jest organem przystosowanym specjalnie do fotosyntezy. Blaszka liściowa jest spłaszczona, dzięki
czemu ma dużą powierzchnię w stosunku do swej objętości, zwiększając powierzchnie absorpcyjną dla CO2.
Skórka liścia jest przezroczysta, a więc nie hamuje dostępu światła do porowatego mezofilu złożonego z 1ej
lub kilku warstw miękiszu gąbczastego. Dzięki silnie rozwiniętym przetworom międzykomórkowym każda
zielona komórka znajduje się w bezpośrednim kontakcie z wew. atmosferą liścia, a przez szparki też z
atmosferą zew. Elementy przewodzące, rozmieszczone w nerwach liścia, doprowadzają do komórek wodę i
sole mineralne, odprowadzają zaś produkty wytworzone w procesie fotosyntezy. Wiązki przewodzące w
liściu są bardzo silnie rozgałęzione.

9. Przenośniki elektronów w fosforylacji cyklicznej:
- ferredoksyna- białko zawierające S i Fe. Atomy Fe mogą przyjmować elektrony, redukując się do
Fe2+, a potem oddawać je z powrotem, utleniając się do Fe3+
- cytochrom b6f (kompleks)- k

ompleks bierze udział w przenoszeniu elektronów z fotoukładu II na

fotoukład I.

- plastocyjanina- białko, w którym występuje Cu. Cu przyjmuje elektrony oraz oddaje je z powrotem (utlen
do Cu2+)

10. Biosynteza karotenoidów:
Związki te syntetyzowane są w dwojaki sposób. Duża większość, bo aż 95% z nich, powstaje w wyniku
procesu kondensacji 2 cząsteczek difosforanu digeranylu (GGPP, C

20

PP), konsekwencją czego jest

symetryczny szkielet fitoenu C

40

. Proces ten zachodzi w obecności syntazy fitoenu (PSY). Powstały w ten

sposób fitoen ulega 4-stopniowej przemianie w reakcjach katalizowanych oksydazami, czego następstwem
jest powstanie cząsteczki likopenu. W wyniku reakcji cyklizacji powstaje α-karoten i β-karoten. W kolejnych
etapach β-karoten w reakcji hydroksylacji przekształcany jest w zeaksantynę, natomiast α-karoten – w
luteinę. Enzym epoksydaza zeaksantynowa w 2-stopniowej reakcji przekształca zeaksantynę w
anteraksantynę i wiolaksantynę. Finalnie u roślin wyższych wiolaksantyna przekształcana jest przez syntazę
neoksantynową w neoksantynę. Przy udziale dużej ilości światła wiolaksantyna może ulec powrotnej
przemianie w anteraksantynę za sprawą aktywnej deepoksydazy wiolaksantynowej (VDE).
Przemiana wiolaksantyny i zeaksantyny nazywana jest cyklem ksantofilowym. Jest ona mechanizmem
przystosowawczym rośliny do zmian (w szczególności intensywności światła) zachodzących w otoczeniu.
Przy częściowym niedoborze światła lub w ciemności przemiana zeaksantyny do wiolaksantyny jest
faworyzowana, konsekwencją czego jest wysoka zawartość wiolaksantyny. Natomiast gdy roślina przebywa
w silnie nasłonecznionym miejscu, wiolaksantyna przekształcana jest w zeaksantynę, zwiększając jej
zawartość w tkankach. Stosunek zeaksantyny i wiolaksantyny jest miarą stresu, wywołanego np. zmianą
temperatury otoczenia, czy dostępności wody. Oprócz nasłonecznienia i temperatury, ważnym czynnikiem
wpływającym bezpośrednio na skład chemiczny liści jest napromieniowanie. Druga grupa karotenoidów
powstaje na drodze syntezy 2 cząsteczek difosforanu farnezylu (FPP, C

15

PP). W wyniku tego procesu tworzy

się łańcuch zawierający 30 atomów węgla.

Zestaw 2
1. Akceptory CO2 w C3, C4, CAM- gdzie występują te reakcje i co powstaje:
- C3- pochodna rybulozy – 1,5-bisfosforybuloza. Enzymem katalizującym tę reakcję- karboksylaza 1,5-
bisfosforybulozy. Enzym ten przyłącza CO2 do akceptora dając nietrwały związek 6-węglowy, który
rozpada się na 2 cząsteczki kwasu 3-fosfoglicerynowego. Kwas ten jest fosforyzowany do kwasu 1,3-
bisfosfoglicerynowego, który z udziałem NADPH ulega redukcji do aldehydu 3-fosfoglicerynowego.
Reakcje w chloroplascie (cykl Calvina)
- C4- akceptorem jest 3węglowy kwas fosfoenolopirogronowy(PEP). Po przyłączeniu CO2 do tego związku
powstają 4węglowe kwasy o dwóch grupach karbosylowych: jabłkowy i szczawiooct. Reakcje w komórce
miękiszu liścia.
- CAM- fosfoenolopirogronian. Tworzone są przejściowo związki 4-węglowe, które ulegając następnie

dekarboksylacji dostarczają odpowiednio dużego stężenia CO2. Reakcje występują w cytozolu.

2. Co to chemoorganotrofy- przykłady
Są to bakterie, które czerpią energię z utleniania prostych, jednowęglowych związków organicznych, tj
metan, metanol, czy mrówczan, z użyciem tlenu atmosferycznego jako akceptora elektronów( metylotrofy)-
Methylobacter, Methylocystis, Methanomonas. Jedną z grup metylotrofów są metanotrofy, które
przeprowadzają reakcje utlenienia metanu do CO2. Metylotrofy nie mogą asymilować CO2.

3. Narysować i opisać schemat cyklu Q:
Drugi z elektronów plastochinonu uczestniczy w cyklu Q. jest on najpierw przekazywany na Fe hemowe
niskopotencjałowej formy cytochromu C6r po czym przechodzi na wysokopotencjałową formę tego
cytochromu. Wreszcie redukuje cząsteczkę plastochinonu przyłączaną do specyficznego miejsca Qr w
obrębie b6f. po przyjęciu 2 elektronów plastochinon przyłączą 2 protyny ze stromy i przechodzi jako
plastochinol do puli chinonowej błony. Protony uwalniane są do wnętrza tylakoidu podczas ponownego
oddawania elektronów przez plastochinol na kompleks cytochromowy b6f.

4. Zakres światła czynnego fotosyntezy:
Zakres widma światła słonecznego wykorzystywany przez rośliny do fotosyntezy mieści się międy 400 a
700nm. Jest to promieniowanie słoneczne, które może być zabsorbowane przez barwniki fotosyntetyczne na
potrzeby fotosyntezy.

5. Barwniki fotosyntetyczne- wymienić i jakie światła absorbują:
a) chlorofile (a, b) – pochłaniają światło widzialne w zakresie niebieskim i czerwonym.
b) karotenoidy- absorbują światło w niebieskofioletowej części widma.
c) fikobiliproteiny- absorbują światło zielonej części widma.

6. Skład chem. Chloroplastu:
W błonach chloroplastów dominującym składnikiem są białka ok. 60%. Lipidy stanowią ok. 20-35% i są to
przede wszystkim galaktolipidy- 85% wszystkich lipidów, które posiadają w swych strukturach wiele
kwasów nienasyconych (linolowy, linolenowy). W błonach chloroplastów niewielki procent stanowią
fosfolipidy ok. 15%, a wśród nich głównie fosfatydyloglicerol, fosfatyfylocholina. Oprócz białek i lipidów w
błony chloroplastów wbudowane są liczne barniwki fotosynt: chlorofil a i b oraz c i d- składają się one z
układów pirolowych z centralnie położonym atomem Mg2+ oraz fitolu; bakteriochlorofile i karotenoidy.

7. co to punkt kompensacyjny świetlny:
Świetlny punkt kompensacyjny to takie natężenie światła, przy którym ilość CO2 pochłaniana w
fotosyntezie równoważy ilość CO2 wydzielanego w oddychaniu. W świetlnym punkcie kompensacyjnym
procesy wydzielania i wiązania CO2 osiągają stan dynamicznej równowagi.

8. Co to elajoplasty, budowa:
plastydy bezbarwne (leukoplasty) wyspecjalizowane w syntezie i gromadzeniu tłuszczów. Występują w
organach przechowujących materiały zapasowe w postaci tłuszczy, między innymi w nasionach oleistych

9. w jakich miejscach zachodzi fotooddychanie:
Pierwszą z reakcji fotooddychania jest zachodzące w chloroplastach hydrolityczne odłączenie reszty
fosforanowej do fosfoglikolanu przez specyficzną fosfatazę. Uwolniony glikolan jest tranportowany do
peroksysomów, gdzie oksydaza glikolanowa przekształca go w glioksalan. Glioksalan przekształca się w
glicynę (reakcja transaminacji), a glicyna przemieszcza się do mitochondriów. CZYLI FOTOODD zachodzi
w 3 miejsach: chloroplastach, peroksysomach i mitochondriach.

10. w jakich warunkach zachodzi przemiana protochlorofilidu w chlorofilid A:
W wyniku oświetlenia fotoaktywnego kompleksu zawierającego protochlorofilid a, oksydoreduktazę i
NADPH następuje reakcja fotochemiczna, w wyniku której redukcji ulega jedno z wiązań podwójnych
pierścienia IV protochlorofildu i powstaje chlorofilid a.

zestaw 3

1. budowa i właściwości chlorofilu:

W skład cząsteczki chlorofilu wchodzą: 4 pierścienie pirolowe, złączone mostkami metinowymi(=CH-)-
porfina. W pierścieniu porfinowym następują kolejno po sobie wiązania podwójne na zmianę z
pojedynczymi- ten układ warunkuje intensywne zabarwienie chlorofilu. Zawiera podstawniki boczne-
łańcuchy różnej długości, przyłączone do pierścieni pirolowych porfiny. Wśród tych łańcuchów wyróżnia się
fitol. Cząsteczka chlorofilu ma budowę polarną, można w niej wyróżnić część hydrofilową (uklad
porfirynowy) i część lipofilową (długi "ogonek" fitolu). Polarna budowa zapewnia cząsteczkom chlorofilu
określone położenie w chloroplastach, cząsteczkom lipidów- w membranach plazmatycznych. Atom
magnezu zajmuje centralna pozycję w układzie porfirynowym, wiąże się z atomami N pierścieni pirolowych.
Nadaje częściom roślin (głównie liściom) charakterystyczny zielony kolor. Funkcją chlorofili w
organizmach przeprowadzających fotosyntezę jest wychwytywanie kwantów światła i przekazywanie energii
wzbudzenia do centrum reakcji fotoukładu, skąd wybijane są elektrony, spożytkowane następnie w dalszych
etapach fotosyntezy.

2. bezbarwne plastydy – funkcja:
1) leukoplasty - bezbarwne, tworzą się w podziemnych organach spichrzowych (bulwach ziemniaków) i w
tkankach położonych w głębi organów nadziemnych. Jako amyloplasty magazynują skrobię w postaci
charakterystycznych ziarn, jako proteoplasty magazynują białka zapasowe, a jako elajoplasty magazynują
tłuszcze.
2) proplastydy- w trakcie dyferencjacji komórek proplastydy ulegają przekształceniu w chloroplasty,
leukoplasty lub chromoplasty.

3. fosforylacja niecykliczna:
Polega na wytworzeniu ATP z ADP i Pi dzięki gradientowi stężeń jonów H+, jaki tworzy się podczas
przepływu elektronów pochodzących z rozpadu wody na NADP+ przez przenośniki fotosystemu I (PS I) i
fotosystemu II (PS II), dzięki tej fosforylacji zyskujemy tzw siłę asymilacyjną fotosyntezy, czyli ATP oraz
zredukowany NADPH+H+. Fosforylację nicykliczną można przedstawić równaniem: NADP+H2O+ADP+Pi
-> (światło, chloroplast pod ->) NADPH+ ATP+1/2O2.

4. na jakiej podstawie zróżnicowano rośliny C3 i C4:
Na podstawie różnego przebiegu syntezy cukrów w fazie ciemnej fotosyntezy. U rośliny C3 pierwszym
produktem asymilacji jest związek trój węglowy- kwas 3-fosfoglicerynowy. U roślin C4 pierwszym
produktem przyłączania CO2 jest związek 4 węglowy- szczawiooctan. Czyli jako pierwszy w fazie ciemnej
u roslin C3 powstaje 3-fosfoglicerynian, który ma 3 węgle, a u C4 szczawiooctan, który ma 4 węgle- na
podstawie ilości atomów węgla produktu.

5. Efekt Emersona:
natężenie fotosyntezy obserowowane w długofalowym świetle czerwonym (700nm) można zwiększyć przez
równoczesne naświetlenie roślin światłem o falach krótszych (650nm). Jednocześnie natężenie fotosyntezy u
roślin naświetlnaych oddzielnie światłem w zakresie 700nm oraz 650 nm jest mniejsze od natężenia
fotosyntezy u roślin naświetlanych równocześnie światłem o tych samych długościach fal i natężeniu.

6. w jakich warunkach Rubisco jest oksygenazą a w jakich karboksygenazą:
Karboksylazą w obecności CO2, a oksygenazą w obecności O2

.

7. porównanie roślin światło i cieniolubnych:
Rośliny rosnące w pełnym świetle (światłolubne) różnią się budową liści, a także składem i strukturą aparatu
fotosyntetycznego od roślin cieniolubnych, zajmujące siedliska zacienione. Liście roślin rosnących w cieniu
są cieńsze, mają krótsze komórki miękiszu palisadowego, a także większą proporcję chlorofilu b do a niż
liście roślin rosnących w pełnym świetle. Aparat fotosyntetyczny takich roślin cechuje się ponadto
zwiększeniem proporcji fotoskładu II w stosunku do fotoskładu I i większymi antenami energetycznymi.
Różnice dotyczą również świetlnego pkt. kompensacyjnego. ( światłolubne>cieniolubne). Na obniżenie tego
pkt. u roślin cieniolubnych ma też wpływ mniejsze oddychanie mitochondrialne, niż u światłolubnych. R.
cieniolubne osiagają stan wysycenia światłem w znacznie mniejszym jego natężeniu niż rośliny
światłolubne.

8.jakie cukry pełnia rolę zapasową a jakie transportową:
Rolę transportową pełni sacharoza. Rolę zapasową pełni skrobia i inulina.

9.funkcje karotenoidów:
względu na obecność podwójnych wiązań w układach sprzężonych działają w sposób podobny do chlorofilu
– absorbują promieniowanie świetlne, ale w innym zakresie widma. Następnie energię wzbudzenia. Chronią
one struktury komórkowe przed procesami fotooksydacyjnymi. Zakotwiczone w błonach tylakoidów
odbierają energię chlorofilu wzbudzonego (w tzw. stanie trypletowym) i wygaszają go nie dopuszczając do
powstawania bardzo reaktywnego tlenu singletowego. Tak działają karotenoidy w tzw. cyklu ksantofilowym.

10.czynniki wpływające na intensywność fotosyntezy:
1)Wewnętrzne: *Budowa anatomiczna liścia; *Budowa i rozmieszczenie aparatów szparkowych;
*Zawartość barwników fotosyntetycznych; *Budowa i ruchy chloroplastów. Do ważnych czynników
endogennych (wewnętrznych) fotosyntezy należą między innymi ilośd i rozmieszczenie aparatów
szparkowych. Decydują bowiem o szybkości wnikania do liścia CO2 i dyfundowania na zewnątrz O2.
Ważna jest również powierzchnia blaszki liściowej i grubośd kutykuli, przez którą do liścia przenika światło.
Nie mniej istotne są rozmieszczenie w komórkach miękiszu asymilacyjnego chloroplastów i zawartośd w
nich chlorofilu;
2) Zewnętrzne: *Intensywność oświetlenia; *Temperatura; *Dostępność CO2; *Dostępność wody; *Dobre
warunki zewnętrzne (np. Wiatr); *Dostępność pierwiastków mineralnych; *Stopień zanieczyszczenia
powietrza.

Zestaw 5
1.budowa ATPazy i jak funkcjonuje:
Jest zbudowana z dwóch podjednostek: CF0 i CF2. CF0 stanowi zaktowiczenie kompleksu w błonie
tylakoidu i umożliwia przepływ jonów H+ przez błonę. CF1 o złożonej strukturze (wiele podjednostek
białkowych) posiada dużo miejsc katalitycznych i regulatorowych, w których zachodzi spontaniczna
synteza ATP: ADP+Pi->ATP. Energia przepływających przez podjednostkę CF0 protonów pozwala na
zmianę konformacji elementów podjednostki CF1 i w wyniku tego następuje uwolnienie
zsyntetyzowanego ATP.

2.efekt Emersona:
natężenie fotosyntezy obserowowane w długofalowym świetle czerwonym (700nm) można zwiększyć przez
równoczesne naświetlenie roślin światłem o falach krótszych (650nm). Jednocześnie natężenie fotosyntezy u
roślin naświetlnaych oddzielnie światłem w zakresie 700nm oraz 650 nm jest mniejsze od natężenia
fotosyntezy u roślin naświetlanych równocześnie światłem o tych samych długościach fal i natężeniu.

3.w jakiej porze doby zachodzi faza ciemna fotosyntezy a w kiedy faza jasna:
Faza jasna zachodzi w dzień, ponieważ złożona jest z reakcji fotochemicznych, tzn reakcji wymagających
światła do swego przebiegu. Faza ciemna zachodzi w nocy, złożona z reakcji biochemicznych, zachodzących
bez udziału światła, chociaż przy wykorzystywaniu energii chemicznej, powstałej jego kosztem.

4.narysuj i opisz budowę chloroplastów:
Chloroplasty roślin wyższczych mają zwykle soczewkowaty kształt i otoczone są dwiema
membranami plazmatycznymi(zewnętrzna błona jest wysoce przepuszczalna dla jonów, a wewnętrzna
słabo) . Wewnątrz znajduje się wodnista, białkowa substancja(stroma), w której zanurzony jest system
lamellarny. Tworzą one małe spłaszczone, okrągłe, zamknięte woreczki- tylakoidy gran, które układają się w
grany(stosy). Poszczególne grana związane są ze sobą przy pomocy tylakoidów stromy. Istotnym
składnikiem gran jest zielony barnik- chlorofil. Chloroplasty zawierają także własne koliste cząsteczki DNA
oraz rybosomy.

5.tlen w fotosyntezie powstaje z H2O czy CO2:
Tlen w fotosyntezie powstaje z H2O w fotolizie wody w fazie jasnej pod wpływem energii świetlnej
pochłoniętej i przetworzonej przez chlorofil. W wyniku tego rozszczepenie wydziela się tlen (jako
produkt uboczny).

6.jakie cukry pełnia role transportującą a jakie zapasowe:
Rolę transportową pełni sacharoza. Rolę zapasową pełni skrobia i inulina.

7. gdzie występuje Rubisco i karboksylaza fosfoenolopirogronianowa oraz podać substraty i produkty
jakie tworzą:
Rubisco jest w stromie chloroplastów, a karboksylaza w cytozolu komórek miękiszowych liścia. U rubisco
produktem i substratem jest 3-fosfoglicerynian i 1,5-bisfosforybuloza. W karboksylazie produktem jest
szczawiooctan, a substratem fosfoenolopirogronian.

8. cykl ksantofilowy:
Zachodzi w błonach tylakoidów, polega na odwracalnej przemianie wiolaksantyny przez anteraksantynę w
zeaksantynę. Rośliny przetrzymywane w ciemności lub w słąbym świetle zawierają wiolaksantynę,
a nie zawierają zeaksantyny lub zawierają bardzo małe ilości. Oświetlenie roślin silnym świałtem,
prawadzi do zakwaszenia wnętrza tylakoidu i powoduje przyłączanie enzymu deepoksydazy
wiolaksantyny do wewnętrznej powierzchni błony. Cykl ten polega na ochronie roślin przed
nadmiarem światła. Rośliny rosnące w pełnym słońcu absorbują więcej energii świetlnej niż
potrzeba do wysycenia fotosyntezy.

9. narysować i opisać wpływ barwy światła na fotosyntezę:
Najbardziej aktrywne w fotosyntezie jest światło czerwone i niebieskofioletowe, a najmniej światło
zielone. Dlatego też istnieje zależność między widmem absorpcyjnym chlorofilu i widmem czynnim
fotosyntezy. Jest to dowód na to, że chlorofil jest głównym barwnikiem absorbującym światło w
fotosyntezie. (rys.)

10. co to jest siła asymilacyjna gdzie dokładnie jest wykorzystywana:
Powstaje w fazie jasnej fotosyntezy. W skład tej siły wchodzą NADPH + H+- zawierający zapas
wodoru pochodzącego z rozszczepienia wody oraz ATP- będący magazynem energii pochodzącej
ze światła. Podczas fazy ciemnej siła asymilacyjna redukuje grupę karbosylową, wytworzoną po
związaniu CO2 do grupy aldehydowej, czyli do poziomu cukrów. (Siła asymilacyjna zostaje
wykorzystana w fazie ciemnej do redukcji CO2)

Zestaw:
1. CAM - opisz cykl:
W nocy, kiedy aparaty szparkowe są otwarte CO2 jest wstępnie przyłączany przez znajdującą się w cyrozolu
komórek karboksylazę fosfoenolopirogr do fosfoenolopirogr z utworzeniem szczawiooctanu.
Fosfoenolopirogr jest dostarczany przez glikolizę. Szczawiooctan ulega redukcji do jabłczanu, który jest
transportowany do wakuoli i tam gromadzony w dużych ilościach (zakwaszenie). W ciągu dnia kiedy szparki
są zamknięte jabłczan jest przenoszony na porót do cytozolu i tam ulega dekarboksylacji przez enzym
jabłczanowy, dostarczając CO2. W tym czasie zachodzą rekacje świetlnej fazy fotosynt i są dostępne
produkty ATP i NADPH i uruchamia się cykl Calvina oraz zachodzi asymilacja uwolnionego CO2. W
roślinach CAM procesy karboksylacji fosfoenolopir do szczwiooctanu i dekarboksylacja jabłczanu są
rozdzielone- karboksylacja odbywa się w nocy, a dekarboksylacja w dzień.

2. Wpływ światła na fotosyntezę:
W ciemności fotosynteza nie zachodzi- wydzielanie CO2 jest wynikiem oddychania, które zachodzi na
świetle i w ciemności. W miarę wzrostu intensywności światła zwiększa się intensywność fotosyntezy. Przy
określonej intensywności światła oba procesy oddychanie i fotosynteza, przebiegają z równym
natężeniem(mimo że to przeciwstawne procesy)- roślina pochłania tyle CO2, ile wydziela go podczas
oddychania(pkt kompens). Przy wyższej intensywności światła natężenie fotosyntezy osiąga pewnien stały
poziom i staje się od niej niezależne. Najmniejszą intensywność światła, której powiększenie pozostaje bez
wpływu na fotosyntezę nazwa się punktme wysycenia. Znowu zbyt silne światło hamuje fotosyntezę. Jedną z
przyczyn jest fotooksydacja chlorofilu. Przy silnym świetle wzrasta nadmiernie transpiracja, komórki tracą
turgor, szparki się zamykają, co hamuje dostęp do CO2. Najbardziej aktywne w fotosynt jest świtało
czerwone i niebieskofioletowe, a najmniej zielone. Głównym barwnikiem absorbującym światło w

fotosyntezie jest chlorofil.

3. ułożenie chloroplastów podczas silnego i słabego natężenia światła:
W świetle słabym chloroplasty gromadzą się przy ścianach zorientowanych prostopadle do kierunku
padającego światła i ustawiają się płaską powierzchnią tak, aby zapewnić sobie max absorpcję światła. W
świetle o dużej intensywności chloroplasty przemieszczają się do ścian równoległych do kierunku padania
światła i przybierają położenie profilowe, zmniejszając w ten sposób ilość pochłanianego światła.
4. metody ilościowego pomiaru intensywnści fotosyntezy i jednostki:
Pomiar fotosyntezy opieramy zwykle na oznaczaniu: ilości przyswojonego CO2, ilości wydzielonego tlenu
lub ilości wytworzonych asymilatów. W doświadczeniach typu fizjologicznego intensywność fotosyntezy
podaje się w miligramach CO2 przyswojonego przez jednostkę powierzchni liścia(np. 1 dm2 w ciagu 1h).
Intensywność foto roślin wodnych i glonów wyraża się w ul tlenu wydzielonych przez jednostkę suchej
masy roślin.

5. karotenoidy - budowa właściwości:
Są barwnikami pochodnymi izoprenu i dzielą się na pom-czerw karoteny, zbudowane z węgla i wodoru oraz
żółte i żółto-pom ksantofile, zawierające również tlen. W większości karotenoidów występują dwa
pierścienie jononowe połączone długim łańcuchem węglowodorowym, w którym wiązania tworzą układ
sprzężony. Karotenoidy absorbują światło w nieco odmiennym zakresie niż chlorofil, mogą działać jak
antena. Pełnią rolę ochronną przed procesami fotooksydacji, na które narażone są głównie nienasycone
kwasy tłuszczowe lipidów chloroplastowych.

6. barwne plastydy - budowa i właściwości:
a) chromoplasty- nie zawierają one chlorofilu, ale karotenoidy, występują w zółtych liściach, organach
związanych z rozmnazaniem, wyrózniamy rodzaje: chromoplasty globularne (gromadzące karotenoidy w
plastoglobulach), błoniaste (gromadzące karotenoidy z strukturach mielinopodobnych), tubularne
(gromadzące karotenoidy z tubulach), krystaliczne (gromadzące karotenoidy w postaci kryształów). Zdolne
do podziałów i procesów biosyntetycznych.
b) chloroplasty- jedyny typ zdolny do przeprowadzania fotosyntezy, bardzo rozbudowany system błon
wewnętrznych (system lamellarny, u roslin wyzszych zróznicowany na tylakoid gran i tylakoidy stromy),
blony tylakoidów zawierają barwniki fotosyntetyczne, powszechny barwnik to chlorofil, występuja w
liściach, lodygach, zielonych owocach.

7. chemolitotrofy jakie związki wykorzystują:
Bakterie wykorzystujące jako źródło energii takie substraty nieorganiczne jak: związki siarki, wodór,
związki azotu czy żelaza.

8. chlorofil - jaką dł światła pochłania i w jaki sposób:
Chlorofile to barwniki, które absorbują światło o długości fali poniżej 480 nm i pomiędzy 550 a 700 nm,
czyli czerwoną i niebieską część spektrum światła. Światło o długości fali pomiędzy 480 a 550 nm (czyli
zielone) nie jest absorbowane przez chlorofile, lecz odbijane - dlatego właśnie liście są zielone.

9. opisać ruchome przenośniki w fosforylacji:
- ferredoksyna- białko zawierające S i Fe. Atomy Fe mogą przyjmować elektrony, redukując się do Fe2+, a
potem oddawać je z powrotem, utleniając się do Fe3+
- cytochrom b6f (kompleks)- k

ompleks bierze udział w przenoszeniu elektronów z fotoukładu II na

fotoukład I.

- plastocyjanina- białko, w którym występuje Cu. Cu przyjmuje elektrony oraz oddaje je z powrotem (utlen
do Cu2+)
- plastochinon- może przyjmować elektorny (lub atomy wodoru) redukując się do hydrochinonu, i oddawać
je z powrotem do chinonu.

10. gdzie i jak powstaje tlen w fotosyntezie:
Powstaje w fazie świetlnej fotosyntezy, która polega na rozczepieniu wody pod wpływem energii świetlnej
pochłoniętej i przetworzonej przez chlorofil. W wyniku tego rozczepienia wody wydziela się tlen, i uwalnia
H+ oraz elektron, co prowadzi do powstania tzw. Siły asymilacyjnej.

Zestaw
1. Opisz barwniki fotosyntetyczne, jakie światło pochłaniają, jakie pełnią funkcje:
a) chlorofile (a, b) – pochłaniają światło widzialne w zakresie niebieskim i czerwonym. Główny
barwnik absorbujący światło w fotosyntezie.
b) karotenoidy- absorbują światło w niebieskofioletowej części widma.
c) fikobiliproteiny- absorbują światło zielonej części widma. Wchodzą w skład struktur antenowych o
nazwie fikobilisomy.

2. W której fosforylacji powstaje więcej ATP, cyklicznej czy niecyklicznej – wyjaśnij:
Powstaje więcej w fosforylacji cyklicznej. Elektrony wybite pod wpływem światła z systemu barwników PS
I przepływają przez łańcuch przenośników z powrotem na system PS I z pominięciem NADP. Energia
uwolniona podczas tego przepływu zostaje zmagazynowana w postaci ATP. Nie tworzy się NADPH+H+,
powstaje natomiast znaczna ilość ATP.

3. Przystosowania budowy liścia do fotosyntezy:
Liść jest organem przystosowanym specjalnie do fotosyntezy. Blaszka liściowa jest spłaszczona,
dzięki czemu ma dużą powierzchnię w stosunku do swej objętości, zwiększając powierzchnie
absorpcyjną dla CO2. Skórka liścia jest przezroczysta, a więc nie hamuje dostępu światła do
porowatego mezofilu złożonego z 1ej lub kilku warstw miękiszu gąbczastego. Dzięki silnie
rozwiniętym przetworom międzykomórkowym każda zielona komórka znajduje się w bezpośrednim
kontakcie z wew. atmosferą liścia, a przez szparki też z atmosferą zew. Elementy przewodzące,
rozmieszczone w nerwach liścia, doprowadzają do komórek wodę i sole mineralne, odprowadzają
zaś produkty wytworzone w procesie fotosyntezy. Wiązki przewodzące w liściu są bardzo silnie
rozgałęzione.

4. Cykl C4, narysować i opisać
W cytozolu komórek miękiszu występuje enzym karboksylaza fosfoenolopirogr. (PEPC), który
katalizuje przyłączenie CO2 do fosfoenolopirogronianu. Pierwszym produktem przyłączania CO2
jest czetrowęglowy szczawiooctan. Utowrzony szczwiooctan ulega przekształceniu w jabłczan,
która jest transporotwany plazmodesmami do komórek pochwy okołowiązkowej. W tych komórkach
następuje dekarboksylacja jabłczanowa, a uwolniony CO2 jest ponownie wiązany przez obecną w
chloroplastach kom pochwy okołowiązkowej karboksylazę 1,5-bisfosforybulozy i następnie
przekształcany zgodnie z reakcjami w cyklu Calvina. Tworzący się w dekarboksylacji pirogronian
przemieszcza się z powrotem do komórek mezofilu, gdzie ulega fosforylacji do fosfoenolopirogronianu.

5. Fotoodychanie, gdzie zachodzi, jakie ma znaczenie i opisać przebieg:
Pierwszą z reakcji fotooddychania jest zachodzące w chloroplastach hydrolityczne odłączenie reszty
fosforanowej do fosfoglikolanu przez specyficzną fosfatazę. Uwolniony glikolan jest tranportowany do
peroksysomów, gdzie oksydaza glikolanowa przekształca go w glioksalan. Glioksalan przekształca się w
glicynę (reakcja transaminacji), a glicyna przemieszcza się do mitochondriów. CZYLI FOTOODD zachodzi
w 3 miejsach: chloroplastach, peroksysomach i mitochondriach.

6. Co to jest punkt kompensacyjny i punkt wysycenia
Punkt kompensacyjny- przy określonej intensywności światła fotosynteza i oddychanie przebiegają z
równym natężeniem. Roślina więc pochłania tyle CO2 w procesie fotosyntezy, ile wydziela go w procesie
oddychania, tak, że wymiana gazowa pozornie ustaje. Punkt wysycenia- jest to najmniejsza intensywność
światła, której powiększenie pozostaje bez wpływu na fotosyntezę. Przy wyższej intensywności światła
natężenie fotosyntezy osiąga pewnien stały poziom i staje się od niej niezależne.

7. Zakres długości światła fotosyntetycznie czynnego:
Zakres widma światła słonecznego wykorzystywany przez rośliny do fotosyntezy mieści się międy
400 a 700nm. Jest to promieniowanie słoneczne, które może być zabsorbowane przez barwniki
fotosyntetyczne na potrzeby fotosyntezy.

8. Co to jest LHCII, gdzie występuje, jakie pełni funkcje:
Jest to fotosyntetyczny kompleks antenowy fotosystem II- połączony z antenami peryferyjnymi, których
głównym składnikiem jest jest kompleks chlorofilowo-białkowy, w którym mieści się ok. 50% chlorofilu
całej rośliny. Występuje w stromie. Poza rolą antenową kompleksowi LHCII przypisuje sięinne funkcje
fizjologiczne w aparacie fotosyntetycznym, w tym wiązania oraz transportu jonów wodoru oraz gaszenia
nadmiaru wzbudzeń w warunkach stresu świetlnego.

9. Jakie jest pochodzenie ewolucyjne chloroplastów, napisać dowody na teorię pochodzenia:
Plastydy mają wiele wspólnego z bakteryjnymi przodkami (podomnie mitochondria). Posiadanie przez
chloroplasty własnych genomów - nagich kolistych cząsteczek DNA autonomicznych (a więc takich samych
jak u bakterii)- bez wątpliwości popiera teorię endosymbiozy. Mają rybosymy o stałej sedymentacji 70S co
świadczy o prokariotycznym pochodzeniu chloroplastów.

10. Co to są organotrofy(=chemoorgano), gdzie występują i przykłady:
Są to bakterie, które czerpią energię z utleniania prostych, jednowęglowych związków organicznych,
tj metan, metanol, czy mrówczan, z użyciem tlenu atmosferycznego jako akceptora
elektronów( metylotrofy)- Methylobacter, Methylocystis, Methanomonas. Jedną z grup metylotrofów są
metanotrofy, które przeprowadzają reakcje utlenienia metanu do CO2. Metylotrofy nie mogą
asymilować CO2.