cz.3 fotosynteza, Biologia, fizjologia roślin


FOTOSYNTEZA - proces syntezy związków organicznych dokonywany przez rośliny zielone z prostych związków nieorganicznych CO2 i woda- wykorzystujący energię promieniowania elektromagnetycznego o zakresie zbliżonym do światła widzialnego absorbowaną przez barwniki znajdujące się w chloroplastach.

W czasie przebiegu fotosyntezy dokonywana jest przemiana energii promieniowania fotosyntetycznego czynnego PAR emitowanego przez słońce lub inne źródła światła, w energię chemiczną magazynowana w roślinach w postaci związków zapasowych. Jest kluczowym ogniwem w przepływie i obiegu materii w ekosystemie.

Faza świetlna fotosyntezy- obejmuje reakcje chemiczne wymagające obecności światła. Istotną fazy jest przekształcenie energii świetlnej w energię wiązań chemicznych zawartych w ATP. W fazie świetlnej biorą udział 2 fotosyntezy chlorofilu określane jako PSI i PSII. Polega na rozbiciu cząsteczek przy udziale energii słonecznej. Powstają proteiny H, elektrony i tlen. Tlen uwalniany jest do atmosfery. Proteiny H zostają przemieszczone i zmagazynowane w ATP i dwie siły asymilacyjne NADH i H/

Promieniowanie widzialne 380-770 nm

Promieniowanie fotosynteyczne czynne PAR 400-760 nm

Promieniowanie nadfioletowe powyżej 760 nm

Faza ciemne fotosyntezy - to fotosyntetyczny cykl redukcji CO2 i podczas którego mamy 3 fazy

  1. karboksylacja- polega na przyłączeniu CO2 do RuDP- związku 5 węglowego, po przyłączeniu związek ten jako jeszcze 6 węglowy rozpada się na 2 cząsteczki o 3 atomach węgla, odbywa się to przy pomocy 3 sił asymilacyjnych powstaje kwas fosfoglicerynowy.

  2. redukcja- następuje redukacja kwasy fospoglicerynowego przy udziale ATP, NADH i H do aldehydu fosfoglicerynowego PGAld¯² . ten aldehyd jest 1 związkiem procesy fotosyntezy - cukier trioza.

  3. regeneracja- polega na odtwarzaniu, regeneracji akceptora CO2 czyli RuDP. Powstaje 6 cząsteczek PGA a w koncekwencji na 6 PDAld, 5 z tych cząsteczek zużywana jest na regenerację 3 cząsteczek RuDP, a 2 stanowi produkt końcowy fotosyntezy, służy do powstania glukozy.

Czynniki fotosyntezy

Zewnętrzna:

CO2- ogranicza fotosyntezę, w miarę zwiększenia się stężenia CO2 następuje zakwaszanie treści pokarmowej CO2, komórkowej co powoduje zahamowanie wymiany gazowej.

Światło- wysoka intensywność światła niekorzystnie wpływa na aparaty szparkowe u roślin typu C3 powodując fotoutlenianie chlorofilu obniżenie natężenia fotosyntezy blaszka liściowa nagrzewa się powstaje zaburzenie bilansy wodnego czyli przymykanie szparek i ograniczeni fotosyntezy.

Temperatura- wzrost temperatury o 10C w zakrecie temperatury min do optymalnej zwiększa intensywność fotosyntezy. Temperatura optymalna tu fotosynteza przebiega najszybciej i na stałym poziomie.

Tlen- w stężeniu atmosferycznym ogranicza tempo fotosyntezy u roślin C3 np. przenica, jeśli tlen przekroczy 21% stężenia następuje hamowanie fotosyntezy u roślin C4 np. kukurydza.

Woda- niedobór wody powoduje zamykanie się szparek liściowych i odcieanie tym samym dostępu do CO2 do liści.

Ruch powietrza- silny wiatr zamyka szparki

Składniki mineralna- N, K, P, Fe, Mg, Mn, Cl- niedobór azotu powoduje spadek fotosyntezy oraz powoduje objawy bladnięcia liścia.

Pestysydy

Zanieczyszczenie powietrza

Wewnętrzne

Budowa anatomiczna liścia- rozmieszczaenie i budowa szparek, budowa kutikuli , wielkość przetworów międzykomókowych oraz grubość liścia.

Układ chloroplastów- pod wpływem słabych stężeń światła przemieszczają się w cytoplazmie i gromadzą się w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku padanie światła, nie zacieniają się nawzajem - epistrofia. Przy wysokim natężeniu światła gromadzą się wzdłuż ściany komórkowej równoległych do kieunku światła.

Zawartość barwników fotosyntetycznych

Wiek organów asymilacyjnych- pkres maksymalnej fotosyntezy przypada prze zakończeniem procesów wzrostowych blaszki liściowej lub z chwilą osiągnięcia ostatecznych rozmiwrów. Im starszy liść tym słabsza fotosynteza.

Chlorofilowy punkt kompensacyjny-takie stężenie chlorofilu, przy którym następuje zrówanie się wymiany gazowej fotosyntezy i fotooddychania, a fotosynteza netto spada do zera. Stężenie barwnika waha się wówczas od 0,5-2,0 Mg chlorofilu(a+b) · dm¯².

Punkt kompensacyjny CO2- stężenie CO2 przy którym istnieje stan dynamicznej równowagi pomiędzy fotosyntezą a fotooddychaniem. Im większa jest jego wartość tym niższy jest gradient stężenia tego gazu między atmosferą a chlorofilem i tym wolniej jest pobierany CO2.

Punkt kompensacyjny Świetlny- natężenie światła przy którym następuje zrównoważenie procesu fotosyntezy i procesu oddychania. Ilość pobieranego CO2 jest równoważny z ilością wydzielanego CO2 w procesie oddychania. Wartość zależy od gatunku rośliny, wieku liścia, temperatury i stężenia CO2.

Punkt kompensacyjny termiczny- przy określonej ponadoptymalnej temperaturze dla fotosyntezy obserwujemy zanik wymiany gazowej między liściem a atmosferą. Intensywność fotosyntezy równoważna jest przez oddychanie lub fotooddychanie.

Punkt wysycenia- natężenie Światła przy którym parametry intensywności fotosyntezy są największe zależy od rodzaju i wieku rośliny. C3- 70-80% - 100-120%

BARWNIKI FOTOSYNTETYCZNE

Aby przebiegała reakcja fotochemiczna potrzeby jest udział fotoakceptora- związku barwnego zdolnego do absorpcji energii promienistej, przemiany jej w energie chemiczną.

Chlorofile

Chlorofil a- C55H75O5N4Mg- zielone zabarwienie z odcieniem niebieskawym.

Chlorofil B- C55H75O6N$\4Mg0 zielone zabarwienie o odcieniu żółtym.

U roślin wyższych chlorofile występują w chloroplastach, w błonach lamelli gran i intergranum. Zawartość chlorofilu w liściach 4-7mg/dm¯². Chlorogilu a jest 2/3 razy więcej niż b.

Cząsteczka chlorofolu zbudowana jest z pierścienia profirynowego w skład którego wchodzą 4 pierścienia pirolowe. W centrum układu porifirynowego jest atom Mg. Przedłużeniem pierwszego pierścienia pirolowego jest FITOL.

Zielona barwa chlorofilu uwarunkowana jest istnieniem wiązań pojedyńczych lub podwójnych łączących pierścienie pirolowe.

Chemiczne właściwości chlorofilu-

Powstanie feofityny-

Działając kwasem na chlorofil powstaje FEOFITYNA- barwy brunatnej. Atom Mg zostaje wyparty z chlorofilu i zastąpiony 2 atomami H pochodzącymi z kwasu. Po oddaniu octany miedzi powstaje PORFIRYNA MIEDZIANA o barwie zielonej. Jest to wynik zastępywania 2 atomów H atomami CU.

Chlorofile są rozpuszczalne w rozpuszczalnikach niepolarnych- aceton, benzyna, eter.

Zmydlanie chlorofilu-

Tworzą się sole sodowe chlirogilu a i b oraz następuje odczepienie alkoholi: FITOL-C30H39OH i METALON- CH3OH. Fitol utrzymuje się nad metanolem i ma barwe jaśniejszą.

Fizyczne właściwości chlorofilu

Właściowości hydrofibowe-

Obserwuje się stopień rozproszenia promieniowania w roztworze. Widać barwę fioletoto-niebieską, następnie pomarańczowo- czerwoną. Barwy te przechodzą przez chlorofil.

Fluorestencja-

Zjawisko emisji kwantów promieniowania o dłuższej fali i mniejszej energii w porówaniu z kwanstami absorbacyjnymi. Jest dowodem powrotu elektronów wzbudzenia na energii. Chlorofil fluoryzuje w zakresie światła fal długich (światło czerwone). Fala światła emitowanego w wyniku zjawiska fluorestencji jest zawsze dł€ższa i tym samym uboższa w energię światła obsorbowanego, gdyż część pochłoniętej energii zostaje zmieniona na ciepło.

Karotenoidy

Barwiniki towaryszące chlorofilom w chloroplastach. Mają zabarwienie żółte, pomarańczowe i brunatne o charakterze lipidowym.

Dzielimy je na:

Podstawową jednostką karotenoidów jest IZOPREN, syntezowany z acetylo CoA.

Karoten jest prowitaminą A

Rola:

1.bedąc barwnikami żółtymi absorbują światło o dłuższych falach odpowiadających barwie niebieskiej.

2.chronią chlorofil przed fotoutlenianiem spowodowanym nadmierną intensywnością światła.

3. pełni rolę w zjawisku fototropizmu- tj. wyginaniu się jednostronnie oświetlonych, roznącyhc pędów w kierunku światła. Najsliniejsza reackja fitotopija pędów roślin przy świetle długich fal 430=470nm.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
cz.4 wzrost, Biologia, fizjologia roślin
cz.2 oddychanie, Biologia, fizjologia roślin
cz.5 spoczynek, Biologia, fizjologia roślin
cz.1 dyfuzja, Biologia, fizjologia roślin
cz.6 ruchy roÂlin, Biologia, fizjologia roślin
Fizjologia roślin wykłady, Biologia, fizjologia roślin
wykład 6 fizj roślin, biologia, fizjologia roślin
wyklad 4 fizj roślin, biologia, fizjologia roślin
fizj roślin wykl 3, biologia, fizjologia roślin
wykl 13 fizj roślin, biologia, fizjologia roślin
wykl 12 fizjo roślin, biologia, fizjologia roślin
WYKLAD 7 ROSLINY, biologia, fizjologia roślin
Fizjo roślin, Biologia, Fizjologia roślin
egzamin fizjlogia roślin V1.9, Biologia, Fizjologia roślin
wykł 10 fizj roślin, biologia, fizjologia roślin
opracowanie(z grubsza) fizjologii roślin, Biologia, fizjologia roślin
wykl 11 fizj roślin, biologia, fizjologia roślin
wykl 8 fizj roślin, biologia, fizjologia roślin
Rosliny - sciaga hormony, Studia Biologia, Fizjologia roślin, Pomoce

więcej podobnych podstron