Biologia 2

1.Definicja fotosyntezy - biochemiczny proces, endoenergetyczny polegający na syntezie związków organicznych z CO2 i H2O – związków nieorganicznych, przy udziale energii świetlnej słońca i barwników asymilacyjnych np. chlorofilu

2.Fotosynteza – wzor: Fotosynteza zachodzi według ogólnego równania: 6 CO₂ + 6H₂O + energia świetlna = C₆H₁₂O₆ + 6O₂.

• faza świetlna, zwana fotochemiczną- są to reakcje chemiczne, które zachodzą pod wpływem światła; istotą tej fazy jest przekształcenie tejże energii świetlnej w energię chemiczną; biorą w tym udział dwa fotosystemy chlorofilu,

• faza ciemna, niezależna od światła- zwana jest także cyklem Calvina; jest; przebiega ona w stromie chloroplastów i polega na redukcji dwutlenku węgla przy udziale siły asymilacyjnej;

3. Fotosynteza – znaczenie ekologiczne: Fotosynteza to ogromna produkcja masy organicznej, stanowiącej podstawę wyżywienia ludzi i zwierząt, przy wykorzystaniu „darmowej” energii słonecznej. Oprócz glukozy (pierwotny produkt fotosyntezy), sacharozy, skrobi i innych związków organicznych (wtórne produkty fotosyntezy) w procesie fotosyntezy powstaje również tlen, który ma podstawowe znaczenie dla życia na Ziemi.

4. . Barwniki biorące udział w fotosyntezie, ich znaczenie w procesie i lokalizacja;

• chlorofile- pochłaniają one promienie niebieskie oraz czerwone; barwniki te rozpuszczają się w rozpuszczalnikach typu organicznego; u roślin wyższych występują dwa rodzaje tego barwnika- forma a i b; chlorofil a jest to niebiesko-zielony barwnik, chlorofil b to barwnik zielono-żółty, spotykany u roślin wyższych oraz u glonów; zawartość chlorofilu b w liściach jest około trzy razy mniejsza niż chlorofilu a; rośliny cieniolubne zawierają generalnie więcej barwników, niż rośliny światłolubne;\ Chlorofil jest barwnikiem przenoszącym jony wodoru do redukcji dwutlenku węgla tak, aby powstała glukoza

• karotenoidy- pochłaniają promienie niebieskie i zielone; tak jak chlorofile występują u wszystkich roślin; są to barwniki żółte bądź pomarańczowe; karotenoidy nie rozpuszczają się w wodzie; rozpadają się pod wpływem światła i tlenu; Związki te pełnią pomocniczą rolę w procesie fotosyntezy, ponieważ absorbują pewne zakresy promieniowania świetlnego (niebieska, fioletowa) aby następnie przekazywać energię stanu wzbudzonego na cząsteczkę chlorofilu

• fikobiliny- są to barwniki towarzyszące, które występują u sinic i krasnorostów; ich główna rola polega na wychwytywaniu energii świetlnej; zaabsorbowana w ten sposób energia przekazywana jest na chlorofil;

5. LOKALIZACJA PROCESU- proces fotosyntezy odbywa się w tych strukturach komórkowych, w częściach zielonych.

7.Cykl Calvina

Cykl biochemiczny który zachodzi w stromie chloroplastów oraz cytoplazmie niektórych bakterii, jest to drugi etap fotosyntezy,zwany faza ciemna fotosyntezy. W cyklu Calvina zostają zużyte produkty reakcji świetlnych fotosyntezy, ATP i NADPH, określane jako siła asymilacyjna, jednocześnie z dwutlenku węgla zostają wytworzone cukry proste w postaci heksoz

W cyklu Calvina-Bensona wyróżnia się trzy fazy:

• Faza karboksylacyjna, w której CO₂ wiązany jest do rybulozo-1,5-bisfosforanu. W efekcie powstają dwie cząsteczki 3-fosfoglicerynianu

• Faza redukcyjna, w której 3-fosfoglicerynian ulega przekształceniu do aldehydu 3-fosfoglicerynowego. Związek ten może zostać przekształcony do heksoz.

• Faza regeneracyjna, w której z cząsteczek aldehydu 3-fosfoglicerunowego zostaje odtworzony akceptor CO₂ – rybulozo-1,5-bisfosforan.

Czynniki zewnętrzne wpływające na fotsynteze:

• Światło - Im wieksze jest natężenie światła, tym wydajność fotosyntezy wzrasta, ale do pewnego czasu. Tylko do 5% swiatła zostaje wykorzystana do procesu fotosyntezy.

• CO2- Wraz ze wzrostem CO2, wzrasta intensywność fotosyntezy. Jeżeli stężenie CO2, przekroczy 0,25%-0,30% wtedy związek ten działa jak toksyna i hamuje  proces.

• Temperatura- początkowo wraz z wzrostem temp. rośnie intensywność fotosyntezyntezy, lecz do pewnego momentu( około 25-35 stopni C) a potem gwałtownie spada do zera, gdyż niszczone sa enzymy w tym wypadku białka :)

• Woda- "Niedobór wody zaburza fotosyntezę, a ograniczając transpirację, powoduje zamykanie aparatów szparkowych :)

• Sole mineralne-" mogą hamować fotosyntezę, co wynika z niedostatku pierwiastków potrzebnych do syntezy związków uczestniczących w fotosyntezie, np. brak Fe, Mg, hamuje syntezę chlorofilu, brak K, Mn, Cl, ogranicza aktywność enzymów uczestniczących w fotosyntezie"

Chemosynteza to proces redukcji dwutlenku węgla do cukrów prostych z użyciem energii chemicznej pochodzącej z utleniania zredukowanych związków nieorganicznych. Jest to jeden ze sposobów odżywiania się bakterii autotroficznych. Różni się od fotosyntezy źródłem energii niezbędnej do syntezy cukrów. W procesie fotosyntezy jest to energia świetlna, natomiast w chemosyntezie energia pochodzi z utleniania związków nieorganicznych lub prostych połączeń węgla np. metanu. Proces chemosyntezy można podzielić na dwa etapy:
pierwszy, czyli utlenianie związku chemicznego (odpowiednik fazy jasnej fotosyntezy, w którym dany organizm wytwarza (ATP), natomiast drugi to wiązanie, CO2 i produkcja glukozy .

Chemosyntezę prowadzą różne grupy organizmów, bakterie nitryfikacyjne czy siarkowe

Chemosynteza ma minimalne znaczenie dla produkcji biomasy na Ziemi w porównaniu do fotosyntezy. Jednak towarzyszące jej procesy utleniania związków nieorganicznych przyczyniają się do obiegu materii w przyrodzie.

Nitryfikacja, biologiczne utlenianie amoniaku do azotanów(V) zachodzące w dwóch etapach. W pierwszym jon amonowy jest utleniany do jonu azotanowego(III) przez bakterie z rodzaju Nitrosomonas,w drugim jon azotanowy(III) jest utleniany do jonu azotanowego(V) przez bakterie z rodzaju Nitrobacter:
Proces ten zachodzi przy udziale tlenowych bakterii autotroficznych które wykorzystują związki nieorganiczne jako źródło energii koniecznej do wiązania CO₂. Nitryfikacja jest jednym z etapów krążenia azotu w przyrodzie (azotu cykl).

Bakterie nitryfikacyjne należą do grupy bezwzględnych tlenowców. W związku z tym, proces nitryfikacji przebiega w warunkach tlenowych.. Należą do obligatoryjnych chemolitoautotrofów, czyli ich źródłem energii jest energia chemiczna, donorem elektronów związek nieorganiczny, natomiast źródłem węgla dwutlenek węgla. Nie mogą wykorzystywać materii organicznej jako źródła energii. W celu pozyskania energii utleniają odpowiednio amoniak lub azotyny. Jednakże ilość energii uzyskiwana w wyniku tych reakcji chemicznych jest mała. W związku z tym bakterie te wykształciły mechanizmy, które umożliwiają im przeprowadzenie bardzo wydajnie tych procesów. Najlepsze warunki egzystencji zapewnia im życie w kolonii. Bakterie te nie tworzą zarodników. Z tego powodu w trudnych warunkach potrafią przeżyć tylko krótki okres aż do wyczerpania materiałów zapasowych.
Prawidłowy przebieg procesu nitryfikacji zależy od wielu czynników. Czynniki takie jak dostępność materii organicznej, zawartość wody i tlenu, temperatura i pH gleby wpływają na jakość tego procesu. Ciepłe, wilgotne gleby z dobrym natlenieniem sprzyjają nitryfikacji. Praktycznie, proces ten przebiega w sposób aktywny w miesiącach wiosennych oraz letnich, natomiast ulega spowolnieniu jesienią, a zimą praktycznie nie przebiega.

Chemosynteza siarkowa – mechanizm, charakterystyka bakterii zdolnych do chem. siarkowej.???

Fotosynteza bakteryjna: mechanizm, charakterystyka bakterii zdolnych do fotosyntezy;

??

b. Fosforylacja cykliczna;

c. Fosforylacja niecykliczna;