Życie na Ziemi zależy od dopływu energii od słońca Pozyskiwanie i przetwarzanie energii w komórkach roślinnych. Chloroplasty Fotosynteza Zdjęcie z mikroskopu świetlnego Zdjęcia z mikroskopu elektronowego Struktura chloroplastu Fotosynteza asymilacja węgla i energii słonecznej ΔE= -687 kcal/mol 1
2
tylakoid Fotosynteza - reakcje zależne od światła (asymilacja energii) Transportowi elektronów z cząsteczki wody na NADP + towarzyszy tworzenie gradientu stężenia protonów w poprzek błony tylakoidu. Dochodzi do alkalizacji stromy i zakwaszenia wnętrza pęcherzyka tylakoidu. Gradient stężenia protonów w poprzek błony tylakoidów odpowiada za syntezę cząsteczek ATP w procesie fosforylacji fotosyntetycznej Przenośniki elektronów zorganizowane są w złożone kompleksy http://creationevolutiondesign.blogspot.com/2006/12/newresearch-sheds-light-on.html Skróty: P-680 centrum reakcji fotoukładu II; P-700 centrum reakcji fotoukładu I; Phe feofityna; K Mn kompleks rozkładający wodę; Q A Q B plastochinon połączony z białkiem; PQ wolny plastochinon; b 6w wysokopotencjałowy chem cytochromu b 6 ; b 6n niskopotencjałowy hem cytochromu b 6 ; FeS centrum żelazowo-siarkowe białka Rieskego; PC plastocyjanina; A cząsteczka chlorofilu; A 1 witamina K 1 ; F x centra żelazowo-siarkowe; FD ferredoksyna; FNR reduktaza ferredoksyna-nadp Organizacja kompleksów białkowych w membranach tylakoidów 3
Diuron i parakwat - herbicydy blokujące przebieg fazy jasnej fotosyntezy Światło absorbowane jest przez złożony kompleks barwnikowy Barwniki fotosyntetyczne Chromatograficzny rozdział barwników fotosyntetycznych na płytce TLC Kompleks antenowy fotosystemu Struktura barwników fotosyntetycznych 4
Widma absorpcyjne barwników fotosyntetycznych w zakresie światła widzialnego Powstawanie widma absorpcyjnego i emisyjnego (fluorescencja) chlorofilu Źródło: http://pl.wikipedia.org Powstawanie widma absorpcyjnego i emisyjnego (fluorescencja) chlorofilu Widma absorpcyjne barwników fotosyntetycznych oraz widma czynnościowe fotosyntezy Reakcje niezależne od światła - cykl Calvina-Bensona Źródło: http://pl.wikipedia.org 5
Przebieg fazy ciemnej fotosyntezy http://en.wikipedia.org/wiki/photosynthesis http://plantphys.info/plant_physiology/calvincycle.shtml 6
Fotooddychanie (fotorespiracja) - fotosynteza, podczas której ostatecznie nie dochodzi do produkcji cukrów. W procesie dochodzi do zużywania tlenu i tworzenia CO 2. Kolejne etapy procesu zachodzą w chloroplastach, peroksysomach i mitochondriach. Do fotooddychania dochodzi w warunkach ograniczonego dostępu do dwutlenku węgla i nadmiaru tlenu. Fotooddychanie proces konkurencyjny do fotosyntezy Źródło: http://pl.wikipedia.org http://en.wikipedia.org/wiki/file:photorespiration_eng.png Fotosynteza typ C 4 (cykl Hatcha-Slacka) jest mechanizmem przeciwdziałającym fotooddychaniu http://plantphys.info/plant_physiology/photoresp.shtml 7
Budowa wewnętrzna liścia u roślin z fotosyntezą typu C 3 i C 4 Wpływ różnych czynników na wydajność fotosyntezy typu C 3 i C 4 Wpływ różnych czynników na wydajność fotosyntezy Fotosynteza CAM (ang. crassulacean acid metabolism) Zagadnienia Barwniki chloroplastowe - budowa, właściwości, funkcje Transport elektronów i fosforylacja fotosyntetyczna cykliczna i niecykliczna Wiązanie i redukcja dwutlenku węgla - faza niezależna od światła Rośliny typu C3, C4 i CAM Fotooddychanie i aspekty fizjologiczne procesu Zależność intensywności fotosyntezy od temperatury, intensywności światła i ilości CO2 u roślin C3 i C4. Polecam prezentację: http://www.slideshare.net/jayswan/chapter-10-c4-and-cam Przeźrocza dodatkowe 8
9