Fotosynteza

2

Kiełkowanie roślin w różnych warunkach

Chloroplasty

3

4

Aktywacja enzymów w chloroplastach wywołana

światłem

5

Zredukowana tioredoksyna,

LEM, wzrost stężenia Mg

2+

pH 7 -> 8

Enzymy

aktywne

pH 8 -> 7

Spadek stężenia Mg

2+

ciemność

światło

Enzymy

nieaktywne

LEM = Light Effect Mediator

Chlorofil

6

7

Wykorzystanie energii

słonecznej przez rośliny

8

Fotosynteza zachodzi

w dwóch fotosystemach

9

W

organizmach wydzielających tlen fotosynteza zależy od współdziałania

dwóch fotosystemów:

fotosystem I

wzbudzany światłem o długościach fal

krótszych niż 700 nm prowadzi do powstania silnego reduktora
odpowiedzialnego za redukcje

NADP

+

do

NADPH

, natomiast

fotosystem II

,

który jest wzbudzany światłem o długościach fal krótszych od 680 nm,
przyczynia sie do powstawania silnego utleniacza bezpośrednio
odpowiedzialnego za wydzielanie O

2

.

Ponadto z fotosystemem I związane jest powstawanie słabego utleniacza, a
z fotosystemem II – słabego reduktora. Przepływ elektronów od
fotosystemu II do fotosystemu I oraz rozkład wody są związane z
powstawaniem transbłonowego gradientu stężenia protonów, który jest
niezbędny do fosforylacji ADP do ATP. Ta cześć fotosyntezy,

fosforylacją

fotosyntetyczną

lub

fotofosforylacją.

10

Fotosynteza zachodzi

w dwóch fotosystemach

11

Fotosynteza zachodzi

w dwóch fotosystemach

Pheo =

feofityna

PC =

plastocyjanina

Fd =

ferredoksyna

12

Cykl Calvina

13

14

15

16

Fruktozo-6-P

Glukozo-6-P

NADP

+

NADPH + H

+

6-P-Glukonian

NADP

+

NADPH + H

+

CO

2

Rybulozo-5-P

Sedoheptulozo-7-P

Triozo-P

Erytrozo-4-P

Cykl Horeckera

Pentozo-P

dehydrogenaza

gluko-6-fosforanowa

Funkcje katalityczne karboksylazy-
rybulozodifosforanowej

17

(1) Karboksylowanie w cyklu Calvina (aktywność

karboksylazy)

(2) Utlenianie w cyklu fotooddychania (aktywność

oksygenazy)

RubP + CO

2

2 PGA

6CO

2

+ 18ATP + 12NADPH + H

+

 F-6-P +18ADP +

12NADP

+

+ 17P

i

RubP + O

2

 fosfoglikolan + PGA + H

2

O

H

2

C

C

O

HC

OH

HC

OH

H

2

C

O

O

P

P

Rub P

COO

-

HC

OH

H

2

C

O

P

PGA

Rybulozo-

5-fosforan

Fruktuozo-6-fosforan

Skrobia

CO

2

Cykl

Calvina

H

2

C

COO

-

O

P

Fosfoglikolan

H

2

C

COO

-

OH

Glikolan

O

2

Glicyna

Seryna

CO

2

Cykl

fotooddychania

(1)

(2)

18

1965r.

Różne drogi fotosyntetyczne

Rośliny typy C3

- to większość roślin w naszej strefie

klimatycznej, pierwotnym produktem fotosyntezy jest
związek trój-węglowy.

Rośliny typu C4

- wiele gatunków tropikalnych traw, u nas

znane są kukurydza i trzcina cukrowa; pierwotnym
produktem fotosyntezy jest u nich związek cztero-węglowy;
rośliny te cechuje wysoka produktywność.

Rośliny typu CAM (kwasowe)

- asymilacja dwutlenku węgla

przez szparki zachodzi w nocy, są to rośliny pustynne,
prowadzące oszczędną gospodarkę wodną

Przebieg fotosyntezy zależy od wielu czynników:

ilości światła
budowy chloroplastów i ilości chlorofilu
stężenia odpowiednich enzymów
odpowiedniej ilości wody
stężenia dwutlenku węgla
odpowiedniej temperatury