Fotosyntéza

1. Fotosyntéza Základ života naZemi

2. Fotosyntéza • Zachycuje sluneční energii a z oxidu uhličitého vyrábí organickou sloučeninu (sacharid) • 6CO2 + 12H2O→ C6H12O6 + 6O2 + 6H2O • Je hlavním producentem kyslíku naší planety

3. Fáze fotosyntézy Primární (světelná) fáze je závislá na světle, za tmy neprobíhá! světelná energie se mění v chemickou vzniká O2, ATP a redukční činidlo NADPH + H+ probíhá v membránách thylakoidů Sekundární (temnostní) fáze využívá produktů primární fáze vznikají jednoduché sacharidy probíhá ve stromatu chloroplastu

4. Plastidy • Semiautonomní buněčné organely, ve všech živých rostlinných buňkách • Dvojitá membrána • Uvnitř stroma • Ve stromatu thylakoidy • Thylakoidy: • Jednoduchá membrána • Uvnitř lumen

5. Základní typ plastidu= proplastid • Proplastidy se na světle mění v chloroplasty grana Dvojitá membrána stroma

6. Shrnutí: • V membráně thylakoidu jsou struktury, v nichž probíhá primární fáze fotosyntézy (fotosystém I, fotosystém II) • Procesy sekundární fáze ve stromatu

7. Karotenoidy: • absorpce energie pro fotosyntézu • ochrana fotosyntetického aparátu před poškozením při vysokých ozářenostech (xantofylový cyklus) • Chlorofyly jsou v membráně thylakoidů ve fotosystémech I a II

8. Chlorofyly • Absorbují fotony v modré a červené oblasti spektra, proto se jeví zeleně • Tvořeny porfinovým skeletem, v jehož centru je atom Mg, a fytolem (nenasycený alkohol- diterpen)

9. Světelná fáze Ferredoxin Cyklický tok elektronů cytochromy ADP + P ATP P700* ADP + P P 700 PSI hυ ATP plastocyanin

10. NADPH + H+ NADP+ Světelná fáze Necyklický tok elektronů Ferredoxin Plastochinon P680* P700* cytochromy ADP + Pi P700 ATP PII P680 hυ 2 H+ hυ plastocyanin ½ O2 H2O 2e- Komplex OEC

11. NADPH + H+ NADP+ Světelná fáze Necyklická a cyklická Ferredoxin ADP + Pi Plastochinon P680* ATP P700* cytochromy ADP + Pi P700 ATP PII P680 hυ 2 H+ hυ plastocyanin ½ O2 2e- H2O Komplex OEC

12. Shrnutí světelné fáze fotosyntézy • Cyklický tok elektronů • elektrony se vrací zpět z ferrodoxinu (po spádu potenciálu, přenašeče: cytochromy, plastocyanin) na fotosystém I. • Vytváří se protonový gradient na membráně a tvoří ATP • Podílí se na něm fotosystém I, slouží k tvorbě ATP.

13. Shrnutí světelné fáze fotosyntézy Necyklický tok elektronů • vzniká ATP, redukční činidlo NADPH + H+ a kyslík • zapojeny jsou dva fotosystémy, zdrojem elektronů a protonů je voda Střídáním cyklického a necyklického toku rostlina reguluje tvorbu ATP a NADPH + H+

14. Hlavním produktem světelné fáze je kyslík • Meziprodukty světelné fáze je ATP a NADPH + H+

15. Sekundární fáze • za pomoci redukčního činidla NADPH + H+ a energie ATP získané z primární fáze se redukuje CO2 na organickou sloučeninu (sacharid) • Pomalejší než primární fáze • je to řada enzymatických reakcí – nejznámější je tzv. hexosafosfátový- pentosafosfátový cyklus nebo též Calvinův cyklus

16. Calvinův cyklus 1) Navázání CO2 na pentózu (ribulosa-1,5- bisfosfátu): 6CO2 H2O 12 C3 6 C5 6 C6 kyseliny3-fosfoglycerové Nestálý- hydrolyzuje se 2) Redukce oxidovaných trióz (kyseliny3-fosfoglycerové) pomocí ATP a NADPH + H+ za vzniku 2 redukovaných trióz: 12 C3 12 C3 3) 12 C3 škrob C6 (glukóza) 10 C3

17. Hatschův- Slackův cyklus • CO2 + C3 C4 C3 kys.fosfoenolpyrohroznová kys.oxaloctová C + C5 2 C3 (kys. 3-fosfoglycerová)

18. Způsoby fixace CO2 C3 rostliny • pšenice, oves, žito • pro C3 rostliny je typický Calvinův cyklus, prvním stabilním produktem je tříuhlíkatá látka C4 rostliny • kukuřice • Rostliny C4 fixují oxid uhličitý dvakrát. Fixaci v Calvinově cyklu (cyklus C3) předchází Hatschův- Slackův cyklus • akceptorem CO2 je trióza (kys.fosfoenolpyrohroznová) , prvním produktem je čtyřuhlíkatá látka – kys.oxaloctová

19. KONEC