Fotosyntéza

Fotosyntéza

• Nejdůležitější děj na Zemi

• pouze u zelených rostlin + sinice a bakterie

• U bakterií odlišné – kyslík se neuvolňuje do ovzduší

• Probíhá v plastidech – chloroplasty (tylakoidy, stroma – chlorofyl)

• Nutná: energie, CO2, voda, barviva

• Vzniká: cukr, kyslík, voda

• Látková a energetická přeměna

• 6CO2 + 12 H20 + energie C6H12O6 + 6O2 + 6H20

• (převod ox. uhličitého na sacharidy)

• Asimilace – převedení látky tělu cizí na látku tělu vlastní

• CO2 zabudován do organických látek

Fotosyntetické pigmenty

• Chlorofyly (zelené)

Chlorofyl a – modrozelený (VR)

Chlorofyl b – žlutozelený (VR)

Chlorofyl c – zelenohnědý (hnědé řasy)

Bakteriochlorofyl – u bakterií

• Karotenoidy (Lipochromy)

Karoten – oranžový fukoxanthin - hnědý

Xantofyl - žlutý

• Fykobiliny

Fykocyanin – modrý

Fykoerytrin – červený

Základní barvivo = chlorofyl a (ostatní barviva doplňková)

Příjem světla, přenos fotonů H+ na chlorofyl a

• Průběh:

• Primární fáze (fotochemická, světelná) – probíhá v tylakoidech, nutná světelná energie

• Sekundární (syntetická, temnostní) – ve stromatu, světelná energie není nutná

Primární - fotochemická fáze

2 typy:

Acyklická fosforylace

Cyklická fosforylace

• Přeměna energie v tylakoidech

Přeměna na energií chemickou (chemických vazeb)

• Redukční činidlo H+ (součást koenzymu NADPH)

• Molekuly ATP

• A) ACYKLICKÁ

• Štěpení vody pomocí světla – Hillova reakce (fotolýza vody)

• 2H2O 4H+ + 4e - + O2

• O2 – odchází do prostředí

• 4H+ - přesovají se na NADP (nikotinamidadenindinukleotidfosfát) = NADPH

• 4e - – fotosystém II – pohlcení sluneč. energie – vyštěpení elektronu na přenašeč – přenos na fotosystém I – pohlcení energie – e - na přenašeč – malé množství ATP – zreduk 4 H + -

• Cyklická

Sekundární = syntetická fáze, temnostní

• Navazuje na fotochemickou

• Není zapotřebí světelné energie

• Využití ATP, NADPH

• Zahrnuje vázání CO2 a přeměňování CO2na sacharidy

(redukce CO2 – Calvinův cyklus – 1950 NC)

Enzym RubisCo zajišťuje tento cyklus, uvolnění vody

• redukce CO2 na sacharidy díky H z fotolýzy vody

Fotosystémy

• Jsou to soubory přenašečů a barviv v tylakoidech

• FS I a FS II

• Liší se strukturou, množstvím chlorofylů, jiná schopnost absorpce světla (různé vlnové délky), různá působnost během dne

• Přenašeče – CYTOCHROMY, FEREDOXIN, PLASTOCHINON (redoxní systém)

Faktory ovlivňující fotosyntézu

• 1) koncentrace oxidu uhličitého – 0,03%

• 2) sluneční záření – intenzita, rozsah vlnových délek

• 3) teplota – 15 – 25 optimum, 0 – 1 °C zastavuje se, nad 30 – 35°C výrazně klesá

• 4) voda – uzavírání průduchů, při nedostatku nižší přísun ox. uhl. fotosyntéza se zastavuje

• 5) Vnitřní faktory – množství barviv, věk listů, málo živin, aktuální stav rostliny, množství hormonů