Biologie fotosynthese PDF

Preview

Summary

Download Biologie fotosynthese PDF

Description

Biologie hoofdstuk 5: Fotosynthese Stof- en energieomzettingen bij autotrofe/heterotrofe organismen. 1. Autrofe organismen: bouwen hun eigen C-verbindingen m.b.v licht. fotosynthese

Licht energie → energierijke verbindingen(glucose) chemosynthese

Chemische energie → energierijke verbindingen Chemosynthese = als de energiebron chemisch van aard is. → Via de celademhaling kan er energie worden vrijgemaakt voor de levensprocessen. 2. Heterotrofe organismen: kunnen niet hun eigen C-verbindingen aanmaken, dus halen ze die uit hun omgeving. Via voeding energierijke → verteren tot voedingsstoffen (nutriënten=kleine bouwstoffen) C-verbindingen opnemen

Verbranden energie door celademhaling → energieproductie voor levensprocessen. adenosinedifosfaat (universeel → in alle levende organismen)ATP-ADP-systeem = energie die vrijkomt bij chemische processen kan worden opgeslagen in dit systeem. adenosinetrifosfaat ATP-molecule bestaat uit : – adenine , organische base – ribose – drie fosfaatgroepen  reactievergelijking afbraak ATP : hydrolyse

ATP → ADP + P + energie (30J/mol)  reactievergelijking opbouw ATP : ADP + P + energie (30J/mol) → ATP → ATP is een energiedrager omdat die energie opneemt en afgeeft. FOTOSYNTHESE Voorwaarden:  licht voor fotosynthese → ook wel zetmeelsynthese genoemd. Zetmeel is immers het eindproduct van de fotosynthese.  Bladgroenkorrels/chlorofyl komt tussen bij de omzetting van zonne-energie in chemische energie , vandaar kunnen we fotosynthese ook bladgroenwerking noemen.  CO2 is noodzakelijk voor zetmeelsynthese → koolstofdioxideassimilatie Globale reactievergelijking Licht , chlorofyl 6CO2 + 6H2O → 6O2 + C6 H12 O6 H20 is de bron van O2

Absorptie van licht door chlorofyl Zonlicht = golfbeweging met een bepaalde golflengte (zichtbaar 400-700nm) Licht komt voor in vorm van fotonen = energiepakketjes De rol van chlorofyl  bladgroenkorrel → lensvormig schijfje → dubbele membraan → op thylakoïd en grana zitten pigmenten chloroplast : Inwendig Thylakoïdruimte + thylakoïdmembraan membraan Uitwendig membraan

granum Chromatografie = een scheidingstechniek om mengsels van moleculen te scheiden (kleuren schrijven) Gebeurt op papier → papierchromatografie Resultaat in een chromatogram.  Bladpigmenten → chlorofyl a, b (groen) → carotenoïden: xanthofyl (geeloranje) caroteen (oranjerood) Chlorofyl a en b overheerst in de zomer → groen In de winter worden zij als eerste afgebroken → bladeren worden roodoranje (carotenoïden). 



Elke pigment heeft zijn eigen deeltje golflengte die hij zal absorberen.



lichtabsorptie door chlorofylmoleculen.

– aangeslagen toestand = de toestand die de elektron bereikt wanner die genoeg energie heeft opgenomen om over te springen naar een hoger niveau. – grondtoestand = de situatie waarbij een elektron zich het dichtst bij de atoomkern bevindt. De aangeslagen energierijke elektronen in een chlorofylmolecule kunnen op verschillende plaatsten terechtkomen 1) terugvallen naar de grondtoestand → energie komt vrij als warmte 2) terugvallen naar de grondtoestand → energie komt vrij als licht = fluorescentie 3) ! terugvallen naar de grondtoestand → energie wordt overgegeven aan de naburige molecule = resonantie-energieoverdracht 4) ! de elektronen worden uitgestoten → de chlorofylmolecule wordt een elektronendonor. → de uitgestoten elektronen worden opgenomen door de elektrononenacceptor , wat leidt tot de omzetting van lichtenergie in chemische energie. ! Het is van belang dat de energie doorgegeven wordt en dat de aangeslagen elektronen zich verplaatsen ! Verloop van de fotosyntheseproces 1.Lichtenergie opgenomen door de chlorofylmoleculen wordt gebruikt voor de lichtreacties v/d fotosynthese. Lichtvangers / antenne chlorofylen – xanthofyl – caroteen – chlorofyl b

De lichtvangers vangen het zonlicht op en geven het door aan de elektronen tot dat die het reactiecentrum (fotosynthese 2 en 1) hebben bereikt en zo de energie overgeven. = resonantie-energieoverdracht 2 lichtreacties

fotolyse van watermoleculen → fotosynthese 1 vorming van ATP/ fotofosforylatie → fotosynthese 2

ADP + P → ATP licht

ATP synthase

1 H gaat naar de dokter reactie , 1 H ging naar NADPH + H + → FOTOLYSE = H2O → 2H + ½O2 + 2e→ fotofosforylatie = energie v/d protonengradiënt wordt via ATP synthase gebruikt. ADP + P → ATP + → Reductie: NADP + 2e + 2H+→ NADPH + H+ NADP reductase

ALGEMEEN FORMULE FOTOSYNTHESE + + ADP + P + NADP + H20 → ATP + NADPH + H + ½O2 x12! + + 12ADP + 12P +12NADP + 12H20 → 12ATP + 12NADPH + 12H + 602 extra toevoegen ' 6ADP +6P → 6ATP + + → 18ADP + 18 P + 12NADP + 12 H20 → 18ATP + 12 NADPH + 12H + 6O2 2. Donkerreactie = Calvincyclus  vindt plaats in de stroma  de omzetting van CO2 tot sachariden( C6 H12 06) Totale donkerreactie + 6CO2 + 18ATP + 12NADPH + 12 H → C6H12O6 + 18ADP + 18P + 12NADP + 6H20

fosfoglyceraat

ribulosedifosfaat

glyceraldehydefosfaat

overzicht licht- en donkerreactie: 6 LR : 18ADP + 18 P + 12NADP + 12 H20 → 18ATP + 12 NADPH + 12H + 6O2 DR: 6CO2 + 18ATP + 12NADPH + 12 H → C6H12O6 + 18ADP + 18P + 12NADP + 6H20 licht

→ 6H20 + 6CO2 → C6H12O6 + 6O2 Fotosynthese in het blad.

cuticula

bovenepidermis palissadeparenchym

sponsparenchym

benedenepidermis vaatbundel Intercellulaire ruimte

Cuticula = vettig, waterafstotend, doorschijnend bovenepidermis = doorschijnend, geen bladgroenkorrels palissadeparenchym = grote langwerpige cellen, veel bladgroenkorrels sponsparenchym = open weefsel, veel plaats tussen de cellen (=Intercellulaire ruimte)  in contact met huismondje , CO2 ↔ O2  bevat bladgroen  bevat nerven  vaatbundels → transport van H20 en C6H12O2 benedenepidermis = doorschijnend, huidmondje Huidmondjes/stomata incl. aan onderkant blad bevat bladgroen ( energie voor opname)  rol bij uitwisseling van CO2 en O2.

sluitcel huidmondje

bladgroenkorrels Overdag: fotosynthese in sluitcellen → productie glucose in sluitcellen → lost op in celsap in vacuole GEVOLG: osmotische waarde stijgt → water wordt onttrokken aan naburige cellen → vacuole zwelt op → volume neemt toe i/d sluitcel → huidmondje gaat open! S'nachts: geen fotosynthese → minder glucose i/h celsap → osmotische waarde daalt → sluitcel verliest vocht aan de naburige cellen GEVOLG: volume daalt → huismondje gaat dicht.

Factoren die de FS beïnvloeden  licht → lichtkleur ; afhankelijk van welke kleur weet men hoe veel/weinig licht het opneemt. (groen/geel : wordt teruggekaatst) → lichtintensiteit dus Onderscheid tussen lichtplanten en schaduwplanten . Lichtplanten groeien in volle licht schaduwplanten op plaatsen die weinig licht bieden.  

temperatuur ; lage lichtintensiteit heeft weinig effect bij een temperatuursverhoging bij hoge lichtintensiteit heeft het wel een effect en is 35° de perfecte temperatuur. CO2 : fotosynthese gebeurt intenser als er meer CO2 is....