Fotoszintézis

Fotoszintetizáló (fotoautotróf) élőlény: C-forrása: CO2 H-forrása: H2O E-forrása: fényenergia Eredmény: szerves anyag Jelentősége: ökológiailag: termelő szervezetek >> heterotrófok számára (a tápláléklánc alapja) O2 termelés, CO2 fogyasztás >> légkör összetétele, hőmérséklete fosszilis energiahordozók >> a fotoszintézis termékei ózonpajzs >> a földi fotoszintézis során alakult ki

elhelyezkedésük a sejtben: membránhoz kötötten Kellékek 1. fotoszintetikus pigmentek kékmoszatok >> fikocianin vörösmoszatok >> fikoeritrin barnamoszatok >> fukoxantin zöldmoszatok mohák harasztok nyitvatermők zárvatermők delokalizált elektronrendszer karotin xantofill likopin klorofill >> porfirinvázas vegyület karotinoid típ. vegyület a látható fény gerjeszti őket (ezért színesek) >>képesek e- -okat leadni elhelyezkedésük a sejtben: membránhoz kötötten prokarioták: sh-betüremkedés eukarioták: színtest belső membránja

β-karotin klorofill A (apoláros fitol – alkohol lánc észterkötéssel köt egy proprionsavhoz + porfirinváz)

2. fény

1 + 2: a pigmentek fényelnyelése

3. víz 4. zöld színtest (kloroplasztisz) hajtásos növényeknél: levél >> asszimiláló alapszövet >> kloroplasztisz

kloroplasztisz és annak szerkezete

e- a belső membránba ágyazott fotorendszerek (pigmentrendszerek) klorofill A klorofill B karotin xantofill PS I. 700 nm PS II. 680 nm e- fénygyűjtő antennák reakciócentrum fény

A fotoszintézis részfolyamatai FÉNYSZAKASZ: fényenergia megkötése és kémiai E-vá alakítása SÖTÉTSZAKASZ: CO2 megkötése és redukálása H2O O2 FÉNYSZAKASZ FÉNY ADP NADP+ ATP NADPH SÖTÉTSZAKASZ CO2 C6H12O6

I. A fényszakasz ADP + P energiaszint ATP e- e- NADP+ NADPH O2 H2O e- e- -trp.-lánc e- O2 NADP+ NADPH elektrontranszport-lánc p+ H2O PS I. e- PS II. fény fény fény p+

[Melvin Calvin USA biokémikus] 6 molekula II. A sötétszakasz CO2 1 C 6 molekula 12 molekula 5 C ribulóz 1,5-difoszfát 3 C glicerinsav-3-foszfát NADPH NADP+ Calvin-ciklus ATP ADP ATP ADP + P 10 molekula 12 molekula 3 C glicerinaldehid-3-foszfát 3 C glicerinaldehid-3-foszfát 1 molekula 2 molekula 3 C glicerinaldehid-3-foszfát 6 C glükóz-foszfát

A fotoszintézis általános reakcióegyenlete: fény 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2

Fotoszintetikus pigmentek szétválasztása >> kromatográfia (órai gyakorlat) >> fizikai elválasztási módszer hasonló vegyületek komplex keverékének szétválasztására >> az oldószert felszívó anyagban a szétválasztandó molekulák (oldott anyagok) különböző sebességgel haladnak például: az elválasztás alapja a módszer neve hasonló vegyületek különböző adszorpciója adszorpciós kromatográfia elektromos töltéskülönbségek ioncserélő kromatográfia Az adszorpciós kromatográfiában a polárosabb anyag a polárosabb fázishoz (általában az álló fázishoz) kötődik jobban, az apolárisabb anyag pedig az apolárisabb fázishoz kapcsolódik erősebben (általában a mozgó fázishoz), tehát az apolárisabb anyag mozdul el jobban.

Anyagok: - zöld növényi rész, kvarchomok, aceton, etanol, előre elkészített futtatóelegy: aceton-petroléter (1:9), kromatografáló papír (10 cm x 1 cm) Kb. 2 g frissen szedett, összevágott füvet vagy levelet 1 g kvarchomokkal és 25 ml acetonnal a színanyagok kivonása céljából dörzsmozsárban alaposan eldörzsölünk. A keveréket redős papírszűrőn Erlenmeyer-lombikba szűrjük. A szűrletből 5 ml-t kémcsőbe öntünk, meghígítjuk kb. 2 ml desztillált vízzel, majd az erősen apoláros klorofillok kioldására kb. 3 ml petrolétert adunk hozzá, végül a kémcsövet összerázzuk. A petroléteres és a vizes fázis elkülönül. A kromatografáló papírcsík aljától 1 cm-re, a csík közepére ceruzával kijelöljük a startpontot, amelyre a petroléteres (felső) fázisból 20-25 cseppet cseppentünk úgy, hogy minden egyes csepp után a cseppet megszárítjuk. A felcseppentésnél legyünk óvatosak, mert ha a vizes fázisból is felcseppentünk, a kromatográfiás szétválasztás nem sikerül. Egy főzőpohárba öntsünk a futtatóelegyből, és a papírcsíkot a startponttal lefelé lógassuk bele, úgy, hogy a felső részét a főzőpohár peremén rögzítjük.

3. A megszárított szűrőpapírt ragasszuk be laborjegyzőkönyvünkbe. karotinoidok >> foltja sárga >> legmagasabban klorofill-a (metilcsoport) >> foltja kékeszöld >> alacsonyabban klorofill-b (aldehidcsoport) >> foltja sárgászöld >> legalul