Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1. A fotoszintézis lényege és jelentősége Szerves anyagok képződése fényenergia felhasználásával Az élővilág szerves anyag és oxigénszükségletét biztosítja.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1. A fotoszintézis lényege és jelentősége Szerves anyagok képződése fényenergia felhasználásával Az élővilág szerves anyag és oxigénszükségletét biztosítja."— Előadás másolata:

1 1. A fotoszintézis lényege és jelentősége Szerves anyagok képződése fényenergia felhasználásával Az élővilág szerves anyag és oxigénszükségletét biztosítja H 2 D + A H 2 A + D 6H 2 O + 6CO 2 C 6 H 12 O 6 + 6O 2 H 2 D: elektron- vagy hidrogéndonor A: elektron- vagy hidrogénakceptor Fotoszintézis fény

2 2. A kloroplasztisz felépítése 1. ábra: A kloroplasztisz felépítése 1. sztróma 2. belső membrán 3. külső membrán 4. perisztrómium 5. gránumtilakoid 6. sztrómatilakoid

3 2. ábra: A fotoszintézis két szakaszának összekapcsolódása

4 fény fényszakasz szénhidrát külső membrán belső membrán sötét szakasz 3. ábra: A fotoszintézis két szakaszának összekapcsolódása

5 A kloroplasztisz felépítése: - Sztróma: vízoldékony enzimek: fotoszintézis sötét szakasza - Tilakoidok: - fotofoszforiláló enzimek: ATP képződés - elektronszállító lánc tagjai - pigmentmolekulák: fotokémiai rendszerek alkotói (PS 1 és PS 2 ) - sztrómatilakoid: PS 1 : klorofill-a, klorofill-b, karotin - gránumtilakoid: PS 2 : klorofill-b, klorofill-a, xantofil 4. ábra: A pigmentrendszerek felépítése

6 Hullámhossz (nm) Fényelnyelés mértéke (%)Hullámhossz (nm) 5. ábra: A pigmentmolekulák fényelnyelési spektrumai

7 6. ábra: A klorofill-a és a klorofill-b 7. ábra: A karotin

8 A fotokémiai rendszer részei: Pigmentmolekulák: fényelnyelés, szállítás, koncentrálás Fotokémiai reakciócentrum: fényenergia átalakítása kémiai energiává Elektronszállító lánc, melynek utolsó tagja a NADP+ fény fény- elnyelés pigment- molekulák antenna komplex reakció- centrum elektronakceptor 8. ábra: A fotokémiai rendszer részei

9 A fényszakasz A fényszakaszban lejátszódó folyamatok: Fényelnyelés (abszorpció), továbbítás a reakciócentrumhoz, átalakítás kémiai energiává Vízbontás: 2 elektron és 2 proton kihasadása oxigén keletkezése közben (fotolízis) Elektrontranszport az elektronszállító láncon keresztül: végső elektronakceptor a NADP+, amely NADPH-vá redukálódik Az elektrontranszport során ADP-ből ATP képződik (fotofoszforilálás)

10 9. ábra: A fotoszintézis fényszakasza

11 Fotofoszforilálás: ATP képződés, Ciklikus fotofoszforilálás ATP képződés, NADPH képződés nélkül 10. ábra: Fotofoszforiláló rendszer

12 fény antenna komplex PS 2 PS 1 tilakoid tér ATP szintetáz komplex fény tilakoid membrán sztróma 11. ábra: A fotoszintézis fényszakasza

13 A fotoszintézis sötét szakasza A széndioxid fixációja és redukciója szénhidráttá ATP és NADPH segítségével 1. A sötét szakasz fázisai: A széndioxid megkötése (fixáció) A széndioxid redukciója A széndioxid akceptor regenerációja

14 2. A széndioxid megkötésének útjai C 3 -as fotoszintetikus út (Calvin – Benson ciklus): az elsődleges termék a három szénatomos glicerinsav-foszfát C 4 -es fotoszintetikus út (Hatch –Slack - Kortschak ciklus): az elsődleges termék a négy szénatomos oxálecetsav CAM-út, Crassulaceae sav anyagcseréjű fotoszintézis: a C 3 -as és a C 4 -es út is megtalálható benne, elsődleges termék az almasav 12. ábra: A glicerinsav-3-foszfát, az oxálecetsav és az almasav

15 C3-as fotoszintetikus út A CO 2 megkötődik a ribulóz-1,5-biszfoszfáton a rubisco (ribulóz-1,5-biszfoszfát – karboxiláz – oxigenáz) segítségével A CO 2 redukálódik a fényreakcióban keletkezett NADPH és ATP segítségével A ribulóz-1,5-biszfoszfát az ATP segítségével regenerálódik 13. ábra: A ribulóz-1,5-biszfoszfát

16 14. ábra: A fotoszintézis sötétszakasza

17 A fotorespiráció / fénylégzés Lényege: O 2 felvétel és CO 2 leadás fény jelenlétében Színhelye: kloroplasztisz, peroxiszóma, mitokondrium C 3 -as növényekre jellemző: a rubisco kettős aktivitású –magas CO 2 szint: karboxiláz aktivitás → fotoszintézis –magas O 2 szint: oxigenáz aktivitás → fotorespiráció Jelentősége: –csökken a megkötött CO 2 → CO 2 veszteség –fotodestrukciótól való védelem: a felesleges redukáló erő megkötése Magas fényintenzitás → intenzív fényszakasz → sok ATP és NADPH → a CO 2 redukció túlterhelt → a NADPH az O 2 -t redukálja → toxikus szuperoxid keletkezik A fotorespiráció során felszabaduló CO 2 „visszatáplálódik” a redukciós ciklusba → ADP és NADP keletkezik

18 15. ábra: A fénylégzés folyamata o2o2

19 színtest perioxiszóma mitokondrium 16. ábra: A fénylégzés folyamata

20 C4-es fotoszintetikus út A CO 2 primer fixációja és a CO 2 redukciója térben elkülönül C 4 -es növények: kétféle klorenchima: –nyalábhüvely sejtek: nincs gránumtilakoid (nincs PS 2 ) –mezofillumsejtek: van gránumtilakoid 17. ábra: Kétféle asszimiláló szövet: a nyalábhüvely és a mezofillum

21 C 4 -es fotoszintetikus út A mezofillumsejtekben a CO 2 megkötődik a foszfo- enolpiruváton a foszfo-enolpiruvát – karboxiláz enzim segítségével → oxálecetsav → almasav → az almasav a nyalábhüvely sejtekbe kerül → belőle CO 2 szabadul fel → a CO 2 megkötődik a Calvin-ciklusban A nyalábhüvely sejtekben nincs PS 2 → nincs vízbontás → nincs O 2 felszabadulás → a rubisco hatékonyan működik → a fotorespiráció nem valószínű → a fotoszintézis hatékony szűk sztómarés mellett is → kevesebb vízleadás → a C 4 -es növények magas fényintenzitású, magas hőmérsékletű, kedvezőtlen vízellátású élőhelyekhez alkalmazkodtak (pl.: fűfélék)

22 CAM-út, Crassulaceae sav anyagcseréjű fotoszintézis A CO 2 primer fixációja és a CO 2 redukciója időben elkülönül Éjszaka a CO 2 megkötődik a foszfo-enolpiruváton a foszfo- enolpiruvát – karboxiláz enzim segítségével → oxálecetsav → almasav → az almasav a vakuólumban raktározódik, és nappal szénhidráttá alakul: a CO 2 újra megkötődik a Calvin-ciklusban A sztómák nappal zárva, éjjel nyitva vannak → a CO 2 -t éjszaka veszik fel → szénhidrátképzés nagyfokú vízvesztés nélkül → szukkulens, forró, száraz élőhelyen élő növényekre jellemző

23 éjszaka: nyitott sztómák nappal: zárt sztómák 18. ábra CAM-út, Crassulaceae sav anyagcseréjű fotoszintézis

24 Diffúziós folyamatok A gázcsere diffúzióval történik: függ a koncentrációtól és a diffúziós ellenállástól Gázcsere: –CO 2 felvétel + O 2 leadás: fotoszintézis –O 2 felvétel + CO 2 leadás: légzés Napi ritmus: –nappal: mindkét folyamat végbemegy, de a fotoszintézis intenzívebb –éjszaka: csak légzés van A fotoszintézis intenzitása: A növény egységnyi felülete (dm 2 ) vagy egységnyi tömege (g) által megkötött CO 2 mennyisége (mg) egységnyi idő alatt (h -1 ) Asszimilációs szám: a klorofill egységnyi tömegére eső CO 2 megkötés.


Letölteni ppt "1. A fotoszintézis lényege és jelentősége Szerves anyagok képződése fényenergia felhasználásával Az élővilág szerves anyag és oxigénszükségletét biztosítja."

Hasonló előadás


Google Hirdetések