Fotosynteza
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