Fotosynteza - Metabolizm - notatki z fotosyntezy PDF

Preview

Summary

Metabolizm - notatki z fotosyntezy...

Description

Fotosynteza Organizmy:rośliny,protisty roślinopodobne,niektóre bakterie (zielone/purpurowe) Miejsce zachodzenia:eukarionty - chloroplast , prokarioty - tylakoid lub cytozol Istota procesu: Wiązanie energii świetlnej w związkach organicznych,przy wykorzystaniu barwników fotosyntetycznych,wody i dwutlenku węgla,redukcja CO2 do związków organicznych Sposób pobierania dwutlenku węgla - z powietrza przez aparaty szparkowe - z wody przez jony wodorowęglanowe Autotrofizm- sposób odżywiania polegający na samodzielnym wytwarzaniu związków organicznych z prostych związków nieorganicznych z udziałem energii świetlnej (warunek barwniki fotosyntetyczne) lub energii chemicznej (chemosynteza) chemosynteza - proces utleniania związków mineralnych prostych

1) Barwniki fotosyntetyczne główne: - chlorofile a i b (a - niebieskozielony , b - żółto zielony) pomocnicze - pochłaniają światło niebiesko-zielone : - karoten - czerwono pomarańczowy - ksantofil - żółty bakterie - bakteriochlorofil a - zielony,pochłania czerwone światła sinice - barwniki pomocnicze - fikoerytryna (czerwona) - pochłania światło niebiesko-żółto-zielone + fikocyjanina (niebieska) - pochłania światło pomarańczowe,czerwone chlorofil a - grupa funkcyjna -CH3 (metylowa) chlorofil b - CHO (aldehydowa)

2) Budowa chlorofilu -

pierścień porfirynowy - atom magnezu wzbudzany światłem łańcuch fitolowy (zakotwiczenie chlorofilu w błonie tylakoidu)

3) Rodzaje fotosyntezy - porównanie oksygenicznej i anoksygenicznej cecha

fotosynteza oksygeniczna

fotosynteza - anoksygeniczna (organizmy dla których tlen jest toksyczny)

źródło elektronów w fazie jasnej

woda

związek organiczny lub nieorganiczny (np.siarkowodór)

organizmy

aeroby (rośliny,protisty,sinice)

bakterie (zielone,purpurowe) anaeroby

produkt uboczny

tlen

nie powstaje tlen

równanie reakcji

6𝐶𝑂 + 6𝐻 𝑂 → 𝐶 𝐻 𝑂 + 6𝐻 𝑂 2

2

6

12 6

2

6𝐶𝑂 + 12𝐻 𝑆 → 𝐶 𝐻 𝑂 + 12𝑆 + 6𝐻 𝑂 2

2

6

12 6

2

4) Przebieg procesu fotosyntezy 1. Faza jasna - zależna od światła cel: siła asymilacyjna - wytwarzanie ATP,NADPH Przemiana energii świetlnej w energię chemiczną zmagazynowaną w postaci siły asymilacyjnej. - Pod wpływem światła z centrum reakcji PSII i PSI są wybijane 2 elektrony po których zostają luki elektronowe,cząsteczki chlorofilu z centrów reakcji stają się kationami - W obrębie PSII kompleks manganowy przeprowadza fotolizę wody do H+ i elektronów - zapchanie luk w PSII i powstanie tlenu jako produktu ubocznego - Wybite elektrony z PSII są przekazywane na łańcuch przenośników elektronów aby uzupełnić luki w PSI - Wybite elektrony z PSI są przekazywane na łańcuch przenośników ich celem jest ostateczny akceptor- NADP+ - który ulega redukcji pod ich wpływem i przekształca się w NADPH Transportowi elektronów z wody do NADP+ towarzyszy ubytek protonów w stromie→ powstaje gradient protonowy w poprzek błony tylakoidu → siła napędowa do fosforylacji fotosyntetycznej syntaza ATP - wypompowanie protonów do stromy czemu towarzyszy wytwarzanie ATP ADP + Pi + 2NADP+2H2O→ATP+NADPH+2H+ +O2

2. Faza ciemna - cykl Calvina wymaga do zajścia: dwutlenek węgla + siła asymilacyjna produkty: związki organiczne I. Karboksylacja - przyłączenie dwutlenku węgla do akceptora rybulozo-1,5-bisfosforan [RuBP] powstaje produkt pośredni - sześciowęglowy i rozkłada się na kwas 3-fosfoglicerynowy (PGA) reakcje katalizuję enzym - RUBISCO II. Redukcja - PGA → aldehyd 3-fosfoglicerynowy [PGAL] → pierwotny produkt fotosyntezy - jedna cząsteczka z 6 → wtórny produkt fotosyntezy (związek organiczny - białka,cukry) III. Regeneracja - 5 cząsteczek PGAL → odtworzenie akceptora RuBP Enzym RUBISCO gdy temperatura spada + wysokie stężenie dwutlenku węgla do tlenu: - Cykl Calvina → 2 cząsteczki kwasu 3-fosfoglicerynowego → + 6 atomów węgla gdy temperatura wzrasta i stężenie CO2 do tlenu jest niskie: - Fotooddychanie → 1 cząsteczka PGA → -3 atomy węgla

5) Budowa i działanie fotosystemów -

z białek lipidów i barwników na cząsteczki barwników pada energia świetlna cząsteczki pochłaniają energię i przechodzą ze stanu podstawowego w wzbudzony energia wzbudzenia dociera do centrum reakcji i wybija z niej 2 elektrony po których zostają luki elektronowe PSI - fotosystem 1 P-700 + karoteny PSII - fotosystem 2 P-680 + ksantofile

6) Porównanie fosforylacji cyklicznej i niecyklicznej

cecha

fosforylacja niecykliczna

fosforylacja cykliczna

warunki procesu

optymalne

dużo światła ,niskie stężenie dwutlenku węgla

fotosystemy

PSI i PSII

tylko PSI

droga elektronów

PSI→NADP+ PSII → PSI fotoliza wody → PSII

przez nośniki powracają na fotosystem I PSI ↔ PSI

fotoliza wody

zachodzi

nie zachodzi

produkt

ATP,NADPH i tlen

ATP...