Fotosynteza

Fotosynteza

I jej znaczenie w przyrodzie

start

sPIS TREŚCI

FAZA JASNA

aUTOTROFIZM

FAZA CIEMNA

cZYM JEST FOTOSYNTEZA

ROŚLINY TYPU C4

rODZAJE FOTOSYNTEZY

ROŚLINY TYPU CAM

bARWNIKI FOTOSYNTETYCZNE

zNACZENIE FOTOSYNTEZY

FOSFORYLACJA FOTOSYNTETYCZNA

zAKOŃCZENIE

FOTOSYSTEMY

Autotrofizm

autotrofizm jest to sposób odżywiania się organizmów, który polega na samodzielnym wytworzeniu związków organicznych z prostych związków nieorganicznych takich jak co2.

W zależności od pochodzenia energii wyróżniamy dwa rodzaje autotrofizmu:

• Fotosynteza: źródłem energii jest światło pochłaniane przez barwniki fotosyntetyczne
• Chemosynteza: energia pochodzi z utleniania prostych związków nieorganicznych obecnych w środowisku

Czym jest fotosynteza

Fotosynteza- odżywianie autotroficzne

Fotosynteza jest sposobem odżywiania się roślin, protistów roślinopodobnych oraz niektórych bakterii. U organizmów eukariotycznych proces ten zachodzi w chloroplastach, a u prokariotycznych w tylakoidach oraz cytozolu.

Rodzaje fotosyntezy

Fotosynteza anoksygeniczna

Fotosynteza oksygeniczna

• Zachodzi u organizmów, które żyją w środowisku beztlenowym- bakterie zielone i purpurowe
• Do redukcji dwutlenkiu węgla jest zwykle wykorzystywany prosty związek nieorganiczny H2S
• Tlen nie powstaje
• Sumaryczne równanie reakcji chemicznej: 6CO2 + 6H2S + hν (energia świetlna) → C6H12O6 + 12S + 6H2O

• Zachodzi u organizmów, które żyją w środowisku tlenowym- rośliny, protisty roślinopodobne, sinice
• Do redukcji dwutlenku węgla jest wykorzystywana woda
• Produktem ubocznym jest tlen
• Sumaryczne równanie reakcji chemicznej: 6H2O + 6CO2 + hν (energia świetlna) → C6H12O6 + 6O2↑

Barwniki fotosyntetyczne

Barwniki fotosyntetyczne (asymilacyjne) są to barwniki pochłaniające światło niezbędne do zajścia fotosyntezy. Znajdują się one w błonach tylakoidów komórek. Do barwników fotosyntetycznych należą:

• Barwniki gówne: chlorofile. Mają one zieloną barwę i pochłaniają światło widzialne w zakresie fal niebieskich oraz czerwonych.
• Barwniki pomocnicze: głównie karotenoidy, czyli czerwone i pomarańczowe karoteny oraz żółte ksantofile. Pochłaniają one światło niebieskozielone.

Fosforylacja fotosyntetyczna

Fosforylacja fotosyntetyczna – proces zachodzący w fazie jasnej fotosyntezy w chloroplastach. Polega na wytworzeniu ATP z ADP i fosforanu nieorganicznego przy użyciu energii światła.

Wyróżniamy dwa rodzaje fosforylacji:

• Fosforylacja cykliczna: zachodzi w warunkach silnego oświetlenia i stałego stężenia CO2. Dotyczy tylko fotosystemu pierwszego, nie dochodzi do fotolizy wody i nie uwalnia się tlen.
• Fosforylacja niecykliczna: zachodzi w warunkach optymalnego natężenia światła i stężenia CO2, wymaga obecności obu fotosystemów

Fotosystemy

Fotosystemy- kompleksy zbudowane z lipidów, białek i barwników, które znajdują się na tylakoidach. W skład fotosystemów wchodzą: - barwniki antenowe (chlorofile i karotenoidy) - centrum reakcji fotochemicznej (para zmodyfikowanych cząstek chlorofilu A) - pierwotny akceptor elektronów

Fotosystemy- PSI i PSII

Fotosystem pierwszy (PSI) - Chlorofil A, tworzący centrum reakcji fotosystemu pierwszego wykazuje maksimum absorbcji przy 700 nm (dlatego oznaczamy go symbolem P-700) - Głównym barwnikiem pomocniczym jest karoten

Fotosystem drugi (PSII) - Chlorofil A, tworzący centrum rakcji fotosystemu drugiego, wykazuje maksimum absorbcji przy 680 nm (dlatego oznaczamy go symbolem P-680) - Głównym barwnikiem pomocniczym jest ksantofil

Przebieg fotosyntezy

Faza zależna od światła

Faza jasna

Faza jasna zachodzi tylko w dzień w granach chloroplastów. Polega ona na przemianie energii świetlnej w energię chemiczną magazynowaną w postaci siły asymilacyjnej. W trakcie tej fazy zachodzi inicjowany światłem przepływ elektrnów w błonach tylakoidów. Celem fazy zależnej od światła jest wytworzenie energii asymilacyjnej.

Przebieg fotosyntezy

Faza niezależna od światła

Faza ciemna

Faza ciemna zachodzi niezależnie od pory dnia. Polega na wykorzystaniu siły asymilacyjnej do wytworzenia związków organicznych z CO2

Przebieg fotosyntezy

Faza niezależna od światła

Faza ciemna - cykl Calvina

Cykl Calvina składa się z trzech etapów: -Karboksylacja, czyli przyłączenie CO2 do pięciowęglowego akceptora - rybuloza 2,5-bifosforanu, (RuBP). W wyniku karboksylacji RuBP powstaje nietrwały sześciowęglowy związek, który rozkłada się na dwie cząsteczki kwasu 3-fosfoglicerynowego(PGA). -Redukcja, redukcja PGA do aldehydu PGAL elektronami pochodzącymi z NADPH, z udziałem energii z rozkładu ATP. -Regeneracja, która polega na odtworzeniu akceptora CO2. Substratem do syntezy rybulozo-1,5-bisfosforanu jest pięć cząsteczek aldehydu PGAL

Rośliny typu C4

Rośliny typu C4 są charakterystyczne dla klimatów równikowych i zwrotnikowych (za dnia występują tam wysokie temperatury) Przykłady takich roślin:

• trzcina cukrowa
• kukurydza

Porównanie budowy liścia roślin typu C3 i C4

Budowa liścia rośliny C4

Budowa liścia rośliny C3

• skórka (od spodu też są aparaty szparkowe- służą do usuwania wody, wymiany gazowej - pobieranie CO2 i usuwanie O2, jeśli są zamknięte nie zajdzie usunięcie wody ani O2)
• miękisz asymilacyjny- podzielony na miękisz palisadowy i gąbczasty
• wiązka przewodząca wzmacnia tkankę, by zachować stały kształt

• skórka z aparatami szparkowymi
• miękisz asymilacyjny (nie dzieli się tak jak u roślin typu C3)
• wiązka przewodząca wzmocniona żywą tkanką- pochwą okołowiązkową

+info

Fotosynteza u roślin C4

Rośliny w ciągu dnia ograniczają transpirację (zamykają aparaty szparkowe) ograniczając tym samym przyjmowanie CO2

Faza jasna

1) W komórkach miękiszu asymilacyjnego następuje przyłączenie CO2 do PEP (karboksylacja) 2) Powstaje szczawioctan 3) Redukcja do jabłczanu 4) Transport jabłczanu do komórek pochwy okołowiązkowej i uwolnienia CO2, przekształcenie w pirogronian 5) Powrót pirogronianu do komótek miękiszu asymilacyjnego 6) CO2 uwolniony z jabłczanu udaje się do cyklu Calvina (faza ciemna zachodzi jak u roślin C3)

+info

Rośliny typu CAM

Rośliny typu CAM- rosną na terenach półpustynnych i pustynnych, w ciągu dnia ich aparaty szparkowe są zamknięte- otwierają się tylko w nocy.(Przyswojenie CO2 następuje nocą)Przykłady roślin CAM: - kaktusy - sukulenty

Fotosynteza u roślin CAM

Faza jasna

1) CO2 zostaje przyłączony do PEP2) powstanie szczawioctanu 3) Powstanie jabłczanu i magazynowanie go w wakuolach przez resztę nocy 4) Za dnia uwalniany jabłczan uwalnia CO2 i przekształca się w pirogronian (faza ciemna pozostaje taka sama jak przy roślinach typu C3 i C4)

Znaczenie fotosyntezy

Bibliografia

Notatki z zeszytu

Podręcznik

Zdjęcia classroom

Dziękuję za uwagę!

Jędrzej Lipski 1A