5. Fyziologie rostlin

chlorofyly – zelená barviva, vyšší rostliny mají chlorofyl a (modrozelený) a b (žlutozelený); hnědé řasy mají chlorofyl c a bakterie mají bakteriochlorofyl a a b a chlorobiumchlorofyl

karotenoidy – oranžové karoteny (beta karoten), žluté až hnědé xantofyly ( xantofyl, zeaxantin); jsou ve vyšších rostlinách. U hnědých řas je fukoxantin

fykobiliny - u ruduch; červenofialový fykoerytrina modrý fykocyanin

Chlorofyly jsou deriváty pyrrolu, s komplexně vázaným Mg2+ , karotenoidy jsou deriváty izoprenu a fykobiliny mají čtyři pyrrolová jádra

Chlorofyl a (u bakterií bakteriochlorofyl a) se jako jediný přímo účastní procsu fotosyntézy, ostatní jsou pouze doplňkové pigmenty ( funkce lapačů světla, usměrňování proudu fotonů).

- barva pigmentů je doplňkovou barvou pohlcené části slunečního spektra

-chlorofyl absorbuje modré a červené světlo a propouští a odráží zelené > listy se jeví jako zelené

-při fotosyntéze rostliny využívají pouze oblast viditelného světla (400 – 700nm), čím kratší vlnová délka, tím větší energii fotony nesou

-jednotlivé pigmenty jsou naladěny na určitou vlnovou délku, proto je výhodná kombinace pigmentů

fotosyntéza bakteriálního typu – neuvolňuje se kyslík do ovzduší

• 6CO2 + 12H2S + E C6H12O6 + 6S + 6H2O

rostlinný typ fotosyntézy – kyslíkový typ, zelené rostliny a sinice

podstatou je absorbce světla a využití E k syntéze glukózy z CO2 a H2O

• 6CO2 + 12H2O + E C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

kyslík v glukóze pochází z CO2 a kyslík uvolňovaný do ovzduší pochází z vody

fáze fotosyntézy:

fáze fotochemická (primární, světelná) – vyžaduje světlo; v tylakoidech

-přeměna světelné energie na chemickou, tj. ukládání energie do NADPH a ATP, vznik ATP při fotosyntéze se nazývá fotofosforylace

- NADPH přenáší vodík pro vznik glukózy do syntetické fáze a ATP přináší energii

- vodík pro NADPH vzniká fotolýzou (rozkladem) vody

- chlorofyl a se po přijetí fotonu excituje (na excitaci jednoho elektronu musí přijmout dva fotony), energie fotonu se přenese na energii elektronu, elektron se tak stává vysokoenergickým elektronem, pak uvolní elektron a dostává se do původního stavu, poté elektron ihned doplňuje

vedlejším produktem je kyslík

fáze syntetická (sekundární, temnostní) – nevyžadují světlo, ale potřebují produkty první fáze; v chloroplastech ve stromatu

- přeměna látek, vázání CO2, přeměny CO2 na sacharidy (Calvinův cyklus – buduje CO2 do glukózy)

- glukóza pak slouží ke vzniku dalších org. látek (škrob, celulóza, lipidy, org. kyseliny tuky, bílkoviny,...)

Fotosystémy: komplexy bílkovin a fotosyntetických pigmentů

- fotostém I a fotosystém II, liší se uspořádáním a obsahem chorofylu a,b a dalších složek, jsou v membráně tylakoidů

- fotosystém I absorbuje delší vlnové délky (nejlépe 700nm) než fotosystém II nejlépe 680nm), bakterie mají jen fotosystém I