Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

A fotoszintézis rejtelmei és néhány érdekes dolog a növényekről Dürer Verseny 2012. Február 10. Ferdinandy Bence ELTE, fizikus mesterszak.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "A fotoszintézis rejtelmei és néhány érdekes dolog a növényekről Dürer Verseny 2012. Február 10. Ferdinandy Bence ELTE, fizikus mesterszak."— Előadás másolata:

1 A fotoszintézis rejtelmei és néhány érdekes dolog a növényekről Dürer Verseny Február 10. Ferdinandy Bence ELTE, fizikus mesterszak

2 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Bevezető

3 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Bevezető Fényszakasz energia megkötés oxigén kibocsátás Sötét szakasz széndioxid megkötés cukor előállítás

4 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Vázlat A fotoszintézis anatómiája A fényszakasz A sötét szakasz Problémák: fotorespiráció (fordítás: fénylégzés) a fotoszintézis hatékonysága

5 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. A növényi sejt (EM kép)

6 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. A növényi sejt (rajz)

7 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10.. Kloroplaszt (EM kép) M P Gránum (tilakoid membrán) Lamella (tilakoid membrán)

8 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Kloroplaszt (rajz)

9 Rövid kitérő

10 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Endoszimbionta elmélet Nem vagyunk egyedül odabent!

11 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Endoszimbionta elmélet Endo: belső szimbiózis: kölcsönösen előnyös együttélés Bizonyítékok: kettős membrán (egy tőlünk, egy tőlük) saját, félig funkcionális DNS nagyon hasonlóak az egysejtűekhez sejtosztódáskor ők külön osztódnak (anyuéból kapunk)

12 Rövid kitérő vége

13 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. A fényszakasz célja: nagy energiájú molekulák ATP: adenozin trifoszfát NADPH: Nikotinamid adenin dinukleotid foszfát Ez nagyon fontos! Majdnem minden ezzel működik. A mitokondriumokban is készül.

14 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Fényszakasz (az elektrontranszport lánc)

15 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Fényszakasz (az elektrontranszport lánc) „Kint” „Bent”

16 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Az egész lelke: a Photosystem Mi történik itt?

17 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Photosystem II

18 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. A photosystem fénygyűjtő rendszere A gyűjtőkomplex: Gyors energiaátadás Klorofil A molekula Speciális pár

19 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Fényszakasz (az elektrontranszport lánc)

20 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Fényszakasz (az elektrontranszport lánc)

21 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10.. Fényszakasz összegzés 2 H2O, 4 foton 2 NADPH, 3 ATP, 1 O2 12 átpumpált proton

22 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Miért zöldek a növények?

23 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Sötét fázis I: RuBisCO Ribulóz-1,5-bifoszfát karboxiláz oxigenáz: Valószínűleg a legelterjedtebb fehérje a Földön.

24 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Sötét szakasz II: Calvin-ciklus RuBisCO + 3 RuBP (5C) + 3 CO2 3 pc. 6C 6 pc. 3PGA (3C) 13 lépés, energiaigényes (Calvin ciklus 1 G3P (3C) 3 RuBp 2 G3P 1 cukor (6C) a közben felhasznált energia 12 NADPH 18 ATP 24 photons

25 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Calvin ciklus

26 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Fotorespiráció (az igazi fénylégzés) RuBisCO az O2-t is meg tudja kötni, és haszontalan dolgokat csinál belőle (ez függ a széndioxid és az oxigén koncentrációjától) a folyamat visszafordítása energiaigényes és közben a növény széndioxidot is veszít ezt az ún. fotorespirációs komplex végzi (kloroplaszt + mitokondrium+ peroxiszoma) fotoszintézis fajták: C3, C4, CAM

27 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. C3 Fotoszintézis Tipikus (85%) eddig erről beszéltem A CO2 –t 3 szénatomos termékbe fixál nem hatékony meleg és száraz körülmények között mert a levelek bezárnak (nem veszít vizet, nem vesz fel széndioxidot)

28 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. C4 fotoszintézis térbeli elkülönítés másik enzimmel fixál négy szénatomos termékbe külső sejtbe termékből belső sejtben felszabadítja -> Calvin ciklis RuBisCo így nem találkozik magas oxigén koncentrációval példa: cukornád, kukorica

29 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. CAM fotoszintézis időbeli elválasztás, 1 sejt este köti meg a széndioxidot egy másik enzimmel (PEP) nappal lezárja a sejtet és csinálja a Calvin ciklust Példa: kaktuszok, ananász

30 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Hatékonyság I. Az egyes lépésekben elvesző energia ~30% - hatáskeresztmetszet ~47% - limitált elnyelési tartományok ~24% - csak a vörösnek megfelelő energiát tudja használni ~68% - cukorkészítés hatásfoka ~35-45% - fotorespiráció és egyéb veszteségek ez egy 5-6%-os hatékonyságnak felel meg

31 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Hatékonyság II. elméleti maximuma a hatásfoknak: 30% (a kémiai reakciók veszteségével együtt) laboratóriumban: 25% természetes körülmények között: a Death Valley-ben (ligetszépe): 8% cukornád: 7% (ez ugye C4) legtöbb növény: 1-4 % Ezt az 1-7%-ot használja saját maga fenntartására, növekedésre, szaporodásra is.

32 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Hatékonyság III. Napelemek hatásfokával való összehasonlítás: elméleti: 86% laboratóriumban jelenleg: > 40 % amit kapni lehet (olcsó / nem annyira olcsó): ~6% / 15-20% DE: a növények önfenntartóak, maguktól szaporodnak és környezetbarát (nem kellenek hozzá ritka elemek)

33 Ferdinandy Bence – Dürer Verseny február 10. Mit tanultunk? anatómia: kloroplaszt fényszakasz: elektrontranszport lánc, vízbontás, oxigénkészítés nagyenergiájú molekulákat készít, proton koncentráció különbséggel sötét szakasz: széndioxid megkötés: RuBisCO + energy = glucose fotorespiráció: RuBisCO oxigént is köt-> C3, C4, CAM utak hatékonyság: 10% alatt

34 Mintaszöveg szerkesztése Második szint Harmadik szint Negyedik szint Ötödik szint


Letölteni ppt "A fotoszintézis rejtelmei és néhány érdekes dolog a növényekről Dürer Verseny 2012. Február 10. Ferdinandy Bence ELTE, fizikus mesterszak."

Hasonló előadás


Google Hirdetések