Fotosyntéza Flashcards
Čo je fotosyntéza?
- anabolický proces
proces, pri ktorom sa mení prijatá energia svetelného žiarenia na energiu chemickej väzby a vznikajú organické látky z anorganických = asimilácia
Význam fotosyntézy
- predpoklad existencie života na uhlíkovom základe
- predpoklad vzniku fosílnych palív
- jediný prírodný proces tvorby organických látok a kyslíka, ktoré rastliny uvoľňujú do ovzdušia
- kyslík v molekulovej podobe sa na žiadnej planéte nedokázal (veľmi reaktívny), musí sa neustále dopĺňať a to sa deje fotosyntézou zelených rastlín
- udržanie stáleho pomeru O2 a CO2 v ovzduší (21%:0,03%)
Aký je rozdiel medzi fotosyntetizujúcimi zelenými rastlinami a fotosyntetizujúcimi baktériami?
rastliny uvoľňujú do atmosféry kyslík, baktérie iné anorganické látky (vodík, síra)
Čo vzniká z kyslíka v horných vrstvách atmosféry?
ozón, ktorý pohlcuje UV žiarenie
Čím sú významné fotosyntetizujúce morské riasy?
v súčasnosti tvoria najväčší podiel organickej biomasy
Kde vznikali prvé organizmy a prečo?
na dne oceánov, voda pôsobila ako ochrana pred UV žiarením
- fotosyntetizujúce organizmy a ich asimilačné farbivo
sinice - modré farbivo fykocyanín
Kedy vznikali červené riasy, kde žili, ich farbivo
v kambriu, žili vo väčších hĺbkach ako sinice, červené farbivo fykoerytrín
Chemická rovnica fotosyntézy
https://i.ibb.co/8mFmGB6/Sn-mka-obrazovky-2021-11-13-135933.png
voda + oxid uhličitý → glukóza + kyslík + voda
premena atmosférického oxidu uhličitého na glukózu, sprevádzaná uvoľnením kyslíka s využitím svetelnej energie a asimilačných farbív
Hlavný orgán fotosyntézy, prečo?
list, má najväčší povrch a najviac plastidov
Prečo sú asimilačné farbivá pri fotosyntéze veľmi dôležité?
selektívne zachytávajú a spracúvajú energiu slnečných lúčov príslušnej vlnovej dĺžky
Aké poznáme asimilačné farbivá zelených rastlín?
chlorofyly, karotenoidy, fykobilíny
- každé absorbuje inú vlnovú dĺžku svetla (400 - 700 nm)
Chlorofyly - typy
chlorofyl a (modrozelený) - fotosynteticky aktívny chlorofyl b (žltozelený) - doplnkový
Karotenoidy - typy
karotény (oranžový beta karotén)
xantofyly (žlté až oranžové)
Fykobilíny - typy
farbivo siníc fykocyanín (modrý)
farbivo rias fykoerytrín (červený)
Ktorý farebný pigment je najvýznamnejší a čím?
Ako sa prezýva?
chlorofyl a - dokáže nielen pasívne absorbovať energiu ako ostatné, ale aj ju AKTÍVNE využiť vo fotosyntéze
= aktívny chlorofyl
2 základné fázy fotosyntézy
- kedy prebieha, kde, čo sa deje
- primárna (fotochemická) = svetlá
- prebieha iba za svetla
- na membránach chloroplastov (v tylakoidoch)
- premena slnečnej energie na energiu chemických väzieb - sekundárna (syntetická) = tmavá
- môže prebiehať aj v tme
- v stróme chloroplastov
- premena látok (CO2 → glukóza)
NADP+ - názov
nikotínamid adenín dinukleotid fosfát
PRIMÁRNA FÁZA
Podmienky pre priebeh primárnej (fotochemickej) fázy
- prítomnosť vody a asimilačných farbív
- svetlo s vlnovou dĺžkou 400 - 700 nm
- enzýmy ako prenášače vodíka (NADPH + H+)
PRIMÁRNA FÁZA
Podstata primárnej (fotochemickej) fázy
energia fotónov sa postupne zabudováva do makroergických fosfátových väzieb ATP pomocou fotosystémov
PRIMÁRNA FÁZA
Čo je to fotosystém?
bielkovinový komplex a špecifická pigmentová sústava, ktorá funguje ako transformátor (menič) energie
PRIMÁRNA FÁZA
Čo vzniká v primárnej fáze fotosyntézy?
ATP procesom fosforylácie (fotofosforylácie) - jeho vznik závisí od energie fotónov = svetla
PRIMÁRNA FÁZA
K akému ďalšiemu procesu dochádza vo fotochemickej fáze? (okrem vzniku ATP)
k fotolýze vody (štiepenie vplyvom svetelného žiarenia a príslušnej pigmentovej sústavy)
PRIMÁRNA FÁZA
Chemický vzorec fotolýzy vody
H2O → 1/2 O2 + 2H+ + 2e-
PRIMÁRNA FÁZA
Vedľajšie produkty fotolýzy vody
- molekulový kyslík (uvoľňuje sa do ovzdušia)
- vodík uvoľnený vo fotolýze sa viaže na koenzým NADP+ a vzniká jeho redukovaná forma NADPH (NADPH + H+) = ďalej využitý v syntetickej fáze
Podmienky pre priebeh sekundárnej (syntetickej) fázy
- prítomnosť CO2 a ATP
- prítomnosť organického substrátu = akceptor, na ktorý sa viaže CO2
- prítomnosť enzýmov a koenzýmov
Podstata sekundárnej fázy
Čo sa pri nej využíva?
CO2 sa fixuje = viaže do glukózy
využívajú sa produkty primárnych procesov
– redukčné činidlo NADPH + H+ a ATP
Podľa spôsobu fixácie CO2 rozlišujeme rastliny …. a ….
C3 (väčšina zelených rastlín) a C4 (proso, cukrová trstina, kukurica, tropické trávy)
Pri C3 rastlinách fixáciu CO2 opisuje ……. cyklus
Pri C4 rastlinách fixáciu CO2 opisuje ……. cyklus
Calvinnov-Bensonov - 3-uhlíkové medziprodukty
Hatchov-Slackov - 4-uhlíkové medziprodukty
Calvinnov-Bensonov cyklus
youtube.com/watch?v=0UzMaoaXKaM
- enzým Rubisco spája CO2 s päťuhlíkovým cukrom ribulóza 1,5-bisfosfát (RuBP), vzniká nestabilná 6 uhlíková zlúčenina
CO2 + C-C-C-C-C = C-C-C-C-C-C
- nestabilná zlúčenina sa rozpadá na 2 molekuly trojuhlíkovej zlúčeniny
C-C-C-C-C-C = C-C-C C-C-C
(((3. NADPH dodáva vodíky na obidva C-C-C C-C-C
= vzniká glyceraldehyd a kondenzáciou 6-uhlíková glukóza
CO2 + C5 → C6 → 2 C3 → 2 C3H6O3 → C6H12O6)))
proces vzniku glukózy cez medziprodukty je CYKLICKÝ, to (vstupné látky sa znovu regenerujú a sú schopné fixovať ďalší CO2)
Čo sa deje v Calvinnov-Bensonov cyklus po vzniku glukózy?
polymerizuje sa na škrob = pohotovostná zásoba pre rastlinu
Hatchov-Slackov cyklus - odlišnosti
- akceptorom CO2 je 3-uhlíková zlúčenina FOSFOENOLPYRUVÁT
- vzniká 4-uhlíková zlúčenina oxalacetát a následnou redukciou a kondenzáciou glukóza:
CO2 + C3 → C4 → C6H12O6
Faktory fotosyntézy
- celkový fyziologický stav rastliny
- vonkajšie faktory - svetlo (intenzita, čas pôsobenia), teplota, voda, minerálne živiny
= musí byť pôsobenie všetkých činiteľov v rovnováhe
