S tvorbou O 2 je nejd?le?it?j?? ud?lost V . , co? u?inilo sv?tlo Slunce hlavn?m zdrojem bez. energie, prakticky neomezen? zdroj pro synt?za l?tek?iv? . V d?sledku toho vznikl ten modern?. slo?en?, O 2 se stal dostupn?m pro potravu (viz), a to vedlo ke vzniku vysoce organizovan?ch organism?. heterotrofn? (jako zdroj pou??t exogenn? organickou hmotu).

OK. 7 % org. Lid? vyu??vaj? produkty fotosynt?zy jako potraviny, jako krmivo pro zv??ata a tak? ve form? a konstrukci. materi?l. Fosilie je tak? produktem fotosynt?zy. Jeho spot?eba v kon. 20. stolet? p?ibli?n? rovnaj?c? se n?r?stu biomasy.

Celkov? akumulace energie slune?n?ho z??en? ve form? fotosyntetick?ch produkt? je cca. 1,6 · 10 21 kJ ro?n?, co? je p?ibli?n? 10x v?ce ne? dnes. energick? lidsk? spot?eba. P?ibli?n? polovina energie slune?n?ho z??en? spad? do viditeln? oblasti spektra (vlnov? d?lka l od 400 do 700 nm), kter? se vyu??v? pro fotosynt?zu (fyziologicky aktivn? z??en?, neboli PAR). IR z??en? nen? vhodn? pro fotosynt?zu kysl?ku produkuj?c?ho ( vy??? rostliny

a ?asy), ale je pou??v?n ur?it?mi fotosyntetick?mi bakteriemi.

Vzhledem k tomu, ?e tvo?? hlavn? mno?stv? biosyntetick?ch produkt?. ?innost rostlin, chem ?rove? fotosynt?zy se obvykle zapisuje jako: Pro tento okres 469,3 kJ/, pokles 30,3 J/(K mol), -479 kJ/. Kvantov? spot?eba fotosynt?zy pro jednobun??n? ?asy v laborato?i. podm?nek je 8-12 kvant na CO2. Vyu?it? energie slune?n?ho z??en? dopadaj?c?ho na zemsk? povrch b?hem fotosynt?zy nen? v?t?? ne? 0,1 % z celkov? PAR. Na?b. produk?n? rostliny (nap?.) pr?m?rn? ro?n? absorbuje cca. 2% dopadaj?c? radia?n? energie a obiln? plodiny - a? 1%. Celkov? produktivita fotosynt?zy je obvykle omezena obsahem CO2 (0,03-0,04 % objemov?ch), intenzitou sv?tla atd. Zral? ?pen?tov? listy v norm?ln?m slo?en? p?i 25 0 C ve sv?tle intenzity nasycen? (at slune?n? sv?tlo) d?t n?kolik. litr? O 2 za hodinu na gram nebo na kilogram su?iny. U ?asy Chlorella pyrenoidosa je p?i 35 0 C zv??en? CO 2 z 0,03 na 3 % mo?n? zv??it v?t??ek O 2 5kr?t;

Bakteri?ln? fotosynt?za a obecn? ?rove? fotosynt?zy. Spolu s fotosynt?zou vy???ch rostlin a ?as, doprov?zenou uvol?ov?n?m O 2, prob?h? v p??rod? bakteri?ln? fotosynt?za, ve kter? nen? oxidovateln?, ale jin? slou?eniny, kter? se projevuj? v?razn?ji, redukuj?. Nap??klad sv. H2S, SO2. neuvol?uj? se b?hem bakteri?ln? fotosynt?zy, nap??klad:

Fotosyntetick? bakterie jsou schopny vyu??vat nejen viditeln?, ale i bl?zk? IR z??en? (a? 1000 nm) v souladu s absorp?n?m spektrem bakteriochlorofylu, kter? v nich p?evl?daj?. Bakteri?ln? fotosynt?za nen? nezbytn? pro glob?ln? skladov?n? slune?n? energie, ale je d?le?it? pro pochopen? obecn?ch mechanism? fotosynt?zy. Nav?c lok?ln? anoxick? fotosynt?za m??e v?znamn? p?isp?t k celkov? produktivit? planktonu. V ?ern?m mo?i je tedy po?et bakteriochlorofyl? ve sloupci na ?ad? m?st p?ibli?n? stejn?.

S p?ihl?dnut?m k ?daj?m o fotosynt?ze vy???ch rostlin, ?as a fotosyntetick?ch bakteri? lze zobecn?nou rovnici fotosynt?zy zapsat jako:

F otosynt?za se prostorov? a ?asov? d?l? na dva relativn? samostatn? procesy: sv?tl? stadium a tmav? stadium CO 2 (obr. 1). Ob? tyto f?ze se prov?d?j? u vy???ch rostlin a ?as specializovan?m zp?sobem. organely -. V?jimkou jsou modrozelen? ?asy (sinice), kter? nemaj? fotosyntetick? apar?t odd?len? od cytoplazmatick?ch. .

V reakci V centru fotosynt?zy, kam se excitace p?en??? s t?m?? 100% pravd?podobnost?, doch?z? k prim?rn? reakci mezi fotochemicky aktivn?m a (bakteriochlorofylem u bakteri?) a prim?rn?m akceptorem (PA). Mezi nimi se vyskytuj? dal?? r-tiony v thylakoidech. stavy a nevy?aduj? buzen? sv?tlem. Tyto oblasti jsou organizov?ny do elektronov?ho transportn?ho ?et?zce – sekvence pevn?ch nosi??. Elektronov? transportn? ?et?zec vy???ch rostlin a ?as obsahuje dv? fotochemik?lie. centrum (fotosyst?m), p?sob?c? sekven?n? (obr. 2), v bakteri?ln?m elektronov?m transportn?m ?et?zci je jedno (obr. 3).

Ve fotosyst?mu II vy???ch rostlin a ?as, jednotliv? excitovan? a ve st?edu P680 (??slo 680 znamen?, ?e maxim?ln? spektr?ln? zm?ny v syst?mu p?i excitaci sv?tlem jsou bl?zk? 680 nm) p?ed?vaj? p?es intermedi?rn? akceptor feofytinu (PEO, a analog bez ho???ku), tvo??c?. Radik?lov? anion redukovan?ho feofytinu d?le slou?? pro nav?zan? plastochinon (HRP*; odli?n? od substituent? v chinoidn?m kruhu), koordinovan? s Fe 3+ (bakterie maj? podobn? komplex Fe 3+ -ubichinon). Pot? se p?enese pod?l ?et?zce, kter? obsahuje voln? plastochinon (HRP), kter? je p??tomen v p?ebytku vzhledem k ostatn?m slo?k?m ?et?zce, pak (C) b 6 a f, tvo??c? komplex s centrem ?elezo-s?ra, p?es a obsahuj?c? m??plastocyanin (PC; mol. hm. 10400) do reak?n?ho centra fotosyst?mu I.

St?ediska jsou rychle obnovena v n?kolika intervalech. dopravci z . Tvorba O2 vy?aduje sekven?n? ?ty?n?sobn? excitace reak?n?ho centra fotosyst?mu P a je katalyzov?na membr?nov?m komplexem obsahuj?c?m Mn.

Fotosyst?m I m??e jednat autonomn? bez kontaktu se syst?mem II. V tomto p??pad? cyklick?. p?evod (v diagramu zn?zorn?n? te?kovanou ?arou) je doprov?zen znakem , nikoli NADPH. Vytvo?eno ve f?zi sv?tla

NADPH a jsou vyu??v?ny v temn?m st?diu fotosynt?zy, p?i kter? se op?t tvo?? NADP a.

Elektronov? transportn? ?et?zce fotosyntetick?ch bakteri? jsou ve sv?ch hlavn?ch rysech podobn? jednotliv?m fragment?m t?ch v chloroshastas vy???ch rostlin. Na Obr. Obr?zek 3 ukazuje elektronov? transportn? ?et?zec purpurov?ch bakteri?.

Temn? f?ze fotosynt?zy. V?echny fotosyntetick? bakterie, kter? produkuj? O 2, stejn? jako n?kter? fotosyntetick? bakterie, nejprve redukuj? CO 2 na tzv. Calvin?v cyklus. U fotosyntetick?ch bakteri? z?ejm? doch?z? k dal??m mechanism?m. V?t?ina Calvinova cyklu se nach?z? v rozpustn?m stavu ve stromatu.

Zjednodu?en? sch?ma cyklu je na Obr. 4. Prvn? stupe? - ribul?za-1,5-difosf?t a hydrol?zu produktu za vzniku dvou 3-fosfoglycerolov?ch kyselin. Tato C3 kyselina je fosforylov?na za vzniku 3-fosfoglycerolfosf?tu, kter? je n?sledn? redukov?n NADPH na glyceraldehyd-3-fosf?t. V?sledn? triosafosf?t pak vstoup? do ?ady reakc? a p?esmyk?, ??m? se z?sk? 3-ribulosa-5-fosf?t. Ten je fosforylov?n za ??asti riouloso-1,5-difosf?tu a t?m se cyklus uzav?r?. Jeden z vytvo?en?ch 6-glyceraldehyd-3-fosf?t? se p?em?n? na gluk?za-6-fosf?t a pak se pou?ije pro synt?zu nebo se z n?j uvoln?. Glyceraldehyd-3-fosf?t lze tak? p?ev?st na 3-glycero-fosf?t a pot? na . Trioso, poch?zej?c? z, prom?nit v z?kl. c, okraje se p?enesou z listu do jin?ch ??st? rostliny.

V jedn? pln? ot??ky Calvinova cyklu se spot?ebuje 9 a 6 NADPH za vzniku jedn? 3-fosfoglycerolov? kyseliny. Energie ??innost cyklu (pom?r energie foton? pot?ebn?ch pro fotosynt?zu a NADPH k tvorb? DG 0 z CO 2) s p?ihl?dnut?m k t?m p?sob?c?m ve stromatu je 83 %. V samotn?m Calvinov? cyklu nejsou ??dn? fotochemik?lie. st?dia, ale lehk? st?dia ji mohou nep??mo ovlivnit (v?etn? t?ch, kter? nevy?aduj? NADPH) prost?ednictv?m zm?n Mg 2+ a H + a tak? ?rovn? redukce.

N?kter? vy??? rostliny, kter? se p?izp?sobily vysok? intenzit? sv?tla a tepl?mu klimatu (nap?. cukrov? t?tina, kuku?ice), jsou nav?c schopny p?edfixovat CO 2 . Se 4 cykly. V tomto p??pad? je CO 2 nejprve zahrnut do v?m?ny ?ty?uhl?kov?ch dikarbon?tov?ch slou?enin, kter? jsou n?sledn? dekarboxylov?ny tam, kde je lokalizov?n Calvin?v cyklus. Cyklus C 4 je charakteristick? pro rostliny se zvl??tn? anatomickou stavbou. stavba list? a rozd?len? funkc? mezi dva druhy kaktus?, ml?? atd. rostliny odoln? v??i suchu vyzna?uj?c? se ??ste?nou separac? fixace CO 2 a fotosynt?zy v ?ase (CAM-exchange, neboli v?m?na typu Crassulaceae; CAM, zkr?cen? z anglick?ho Crassulaceae acid metabolism). B?hem dne se pr?duchy (kan?ly, kter?mi doch?z? k v?m?n? plyn?) zav?raj?, aby se sn??ily. Z?rove? je obt??n? i p??sun CO 2 . V noci se pr?duchy otev?raj?, CO 2 se fixuje ve form? kyseliny fosfoenol-pyrohroznov? za vzniku C 4 kyselin, kter? se b?hem dne dekarboxyluj? a uvoln?n? CO 2 je zahrnut do Calvinova cyklu (obr. 6). .

Fotosynt?za halobakteri?. Jedin? v p??rod? zn?m? nechlorofylov? zp?sob ukl?d?n? sv?teln? energie prov?d? bakterie Halobacterium halobium. Za jasn?ho sv?tla se sn??enou koncentrac? chlorofylu. To bylo nakonec prok?z?no hmotnostn? spektrometri?. metoda (S. Ruben, M. Kamen, stejn? jako A.P. Vinogradov a R.V. Theis, 1941).

V letech 1935-41 K. Van Niel shrnul ?daje o fotosynt?ze vy???ch rostlin a bakteri? a navrhl obecnou rovnici zahrnuj?c? v?echny typy fotosynt?zy.X. Gaffron a K. Wohl, stejn? jako L. Duysens v letech 1936-52 na z?klad? mno?stv?. m??en? v?t??nosti fotosyntetick?ch produkt? absorbovan?ho sv?tla a obsah formuloval my?lenku „fotosyntetick? jednotky“ - souboru, kter? shroma??uje sv?tlo a slou?? fotochemik?li?m. centrum.

Ve 40-50 letech. M. Calvin pomoc? 14 C identifikoval mechanismus fixace CO 2 . D. Arnon (1954) objevil fotofosforylaci (iniciovanou sv?tlem z a H 3 PO 4) a formuloval koncept transportu elektron? v. P. Emerson a C.M. Lewis (1942-43) objevil prudk? pokles ??innosti fotosynt?zy p?i 700 nm (?erven? kapka nebo prvn? Emerson?v efekt) a v roce 1957 Emerson pozoroval neaditivn? zv??en? fotosynt?zy, kdy? bylo p?id?no sv?tlo o n?zk? intenzit?650 nm a? daleko ?erven? sv?tlo (efekt zes?len? nebo druh? Emerson?v efekt). Na to v 60. letech. je formulov?na my?lenka d?sledn?ho jedn?n?b??n? fotosyst?my v elektronov?m transportn?m ?et?zci fotosynt?zy s maximy v ak?n?ch spektrech bl?zko 680 a 700 HM.

Z?kladn? Vzorce tvorby O 2 b?hem fotosynt?zy byly stanoveny v prac?ch B. Coca a P. Joliota (1969-70). Vyjasn?n? se bl??? ke konci. organizace membr?nov?ho komplexu, kter? tento proces katalyzuje. V 80. letech Metoda podrobn? studovala strukturu jednotliv?ch slo?ek fotosyntetiky. aparatury, v?etn? reak?n?ch center a komplex? pro sb?r sv?tla (I. Deisenhofer, X. Michel, P. Huber).

Lit.: Clayton R., Photosyntech. Fyzik?ln? mechanismy a chemick? modely, p?el. z angli?tiny, M., 1984; "J. All. Chemical Society pojmenovan? po D.I. Mend?lejevovi", 1986, v. 31, ?. 6; Fotosynt?za, ed. Govindji, p?el. z angli?tiny, sv. 1-2, M., 1987; V?sledky v?dy a techniky. Biophysics, t. 20-22, M., 1987. M.G. Goldfeld.

Existuj? t?i typy plastid?:

• chloroplasty- zelen?, funkce - fotosynt?za
• chromoplasty- ?erven? a ?lut?, jsou zch?tral? chloroplasty, mohou d?t jasn? barvy okv?tn?m l?stk?m a plod?m.
• leukoplasty- bezbarv?, funkce - z?sob?rna l?tek.

Struktura chloroplast?

Pota?eno dv?ma membr?nami. Vn?j?? membr?na je hladk?, vnit?n? m? v?r?stky dovnit? - tylakoidy. Stohy kr?tk?ch thylakoid? se naz?vaj? zrna zv?t?uj? plochu vnit?n? membr?ny, aby pojaly co nejv?ce fotosyntetick?ch enzym?.

Vnit?n? prost?ed? chloroplastu se naz?v? stroma. Obsahuje kruhovou DNA a ribozomy, d?ky nim? jsou chloroplasty nez?visle sou??st? jejich protein?, a proto se jim ??k? semiautonomn? organely. (P?edpokl?d? se, ?e plastidy byly d??ve voln? bakterie, kter? byly absorbov?ny velkou bu?kou, ale nebyly tr?veny.)

Fotosynt?za (jednoduch?)

V zelen?ch listech ve sv?tle
V chloroplastech pomoc? chlorofylu
Z oxidu uhli?it?ho a vody
Syntetizuje se gluk?za a kysl?k.

Fotosynt?za (st?edn? obt??nost)

1. Sv?teln? f?ze.
Vyskytuje se na sv?tle v granu chloroplast?. Vlivem sv?tla doch?z? k rozkladu (fotol?ze) vody, vznik? kysl?k, kter? se uvol?uje, d?le atomy vod?ku (NADP-H) a energie ATP, kter? jsou vyu?ity v dal??m stupni.

2. Temn? f?ze.
Vyskytuje se za sv?tla i ve tm? (sv?tlo nen? pot?eba), ve stromatu chloroplast?. Z oxidu uhli?it?ho z?skan?ho z ?ivotn? prost?ed? a atomy vod?ku z?skan? v p?edchoz? f?zi, gluk?za je syntetizov?na d?ky energii ATP z?skan? v p?edchoz? f?zi.

1. Stanovte soulad mezi procesem fotosynt?zy a f?z?, ve kter? prob?h?: 1) sv?tlo, 2) tma. Napi?te ??sla 1 a 2 ve spr?vn?m po?ad?.
A) tvorba molekul NADP-2H
B) uvol?ov?n? kysl?ku
B) synt?za monosacharid?
D) synt?za molekul ATP
D) p?id?n? oxidu uhli?it?ho k uhlohydr?tu

Odpov?d?t

2. Stanovte soulad mezi charakteristikou a f?z? fotosynt?zy: 1) sv?tl?, 2) tma. Napi?te ??sla 1 a 2 ve spr?vn?m po?ad?.
A) fotol?za vody
B) fixace oxidu uhli?it?ho
B) ?t?pen? molekul ATP
D) excitace chlorofylu sv?teln?mi kvanty
D) synt?za gluk?zy

Odpov?d?t

3. Stanovte soulad mezi procesem fotosynt?zy a f?z?, ve kter? prob?h?: 1) sv?tlo, 2) tma. Napi?te ??sla 1 a 2 ve spr?vn?m po?ad?.
A) tvorba molekul NADP*2H
B) uvol?ov?n? kysl?ku
B) synt?za gluk?zy
D) synt?za molekul ATP
D) sn??en? oxidu uhli?it?ho

Odpov?d?t

4. Stanovte soulad mezi procesy a f?z? fotosynt?zy: 1) sv?tlo, 2) tma. ??sla 1 a 2 pi?te v po?ad? odpov?daj?c?m p?smen?m.
A) polymerace gluk?zy
B) vazba oxidu uhli?it?ho
B) Synt?za ATP
D) fotol?za vody
D) tvorba atom? vod?ku
E) synt?za gluk?zy

Odpov?d?t

5. Stanovte soulad mezi f?zemi fotosynt?zy a jejich charakteristikami: 1) sv?tl?, 2) tma. ??sla 1 a 2 pi?te v po?ad? odpov?daj?c?m p?smen?m.
A) doch?z? k fotol?ze vody
B) Tvo?? se ATP
B) kysl?k se uvol?uje do atmosf?ry
D) pokra?uje s v?dejem energie ATP
D) reakce mohou prob?hat jak ve sv?tle, tak ve tm?

Odpov?d?t

FORMOV?N? 6:
A) obnoven? NADP+
B) transport vod?kov?ch iont? p?es membr?nu
B) konverze NADP-2R na NADP+

D) pohyb excitovan?ch elektron?

Analyzujte tabulku. Vypl?te pr?zdn? bu?ky tabulky pomoc? pojm? a term?n? uveden?ch v seznamu. Pro ka?dou bu?ku s p?smeny vyberte p??slu?n? v?raz z poskytnut?ho seznamu.
1) tylakoidn? membr?ny
2) sv?teln? f?ze
3) fixace anorganick?ho uhl?ku
4) fotosynt?za vody
5) temn? f?ze
6) bun??n? cytoplazma

Odpov?d?t

Vyberte t?i mo?nosti. Temn? f?ze fotosynt?zy se vyzna?uje
1) v?skyt proces? na vnit?n?ch membr?n?ch chloroplast?
2) synt?za gluk?zy
3) fixace oxidu uhli?it?ho
4) pr?b?h proces? ve stromatu chloroplast?
5) p??tomnost fotol?zy vody
6) Tvorba ATP

Odpov?d?t

1. N??e uveden? znaky, krom? dvou, se pou??vaj? k popisu struktury a funkc? zobrazen? bun??n? organely. Identifikujte dv? charakteristiky, kter? „vypadnou“ z obecn?ho seznamu, a zapi?te ??sla, pod kter?mi jsou uvedeny.

2) hromad? molekuly ATP
3) zaji??uje fotosynt?zu

5) m? ??ste?nou autonomii

Odpov?d?t

2. V?echny n??e uveden? charakteristiky, krom? dvou, lze pou??t k popisu bun??n? organely zn?zorn?n? na obr?zku. Identifikujte dv? charakteristiky, kter? „vypadly“ z obecn?ho seznamu, a zapi?te si ??sla, pod kter?mi jsou uvedeny.
1) jednomembr?nov? organela
2) sest?v? z krist a chromatinu
3) obsahuje kruhovou DNA
4) syntetizuje sv?j vlastn? protein
5) schopn? d?len?

Odpov?d?t

V?echny n?sleduj?c? charakteristiky, krom? dvou, lze pou??t k popisu struktury a funkc? chloroplastu. Identifikujte dv? charakteristiky, kter? „vypadly“ z obecn?ho seznamu, a zapi?te si ??sla, pod kter?mi jsou uvedeny.
1) je dvoumembr?nov? organela
2) m? vlastn? uzav?enou molekulu DNA
3) je semi-autonomn? organela
4) tvo?? v?eteno
5) napln?n? bun??nou m?zou se sachar?zou

Odpov?d?t

Vyberte si ten, kter? v?m nejl?pe vyhovuje spr?vn? mo?nost. Bun??n? organela obsahuj?c? molekulu DNA
1) ribozom
2) chloroplast
3) bun??n? centrum
4) Golgiho komplex

Odpov?d?t

Vyberte jednu, nejspr?vn?j?? mo?nost. P?i synt?ze jak? l?tky se v temn? f?zi fotosynt?zy ??astn? atomy vod?ku?
1) NADP-2H
2) gluk?za
3) ATP
4) voda

Odpov?d?t

V?echny n?sleduj?c? charakteristiky, krom? dvou, lze pou??t k ur?en? proces? sv?teln? f?ze fotosynt?zy. Identifikujte dv? charakteristiky, kter? „vypadly“ z obecn?ho seznamu, a zapi?te si ??sla, pod kter?mi jsou uvedeny.
1) fotol?za vody


4) tvorba molekul?rn?ho kysl?ku

Odpov?d?t

Vyberte dv? spr?vn? odpov?di z p?ti a zapi?te ??sla, pod kter?mi jsou uvedeny. V sv?teln? f?ze fotosynt?za v bu?ce
1) kysl?k vznik? v d?sledku rozkladu molekul vody
2) sacharidy jsou syntetizov?ny z oxidu uhli?it?ho a vody
3) doch?z? k polymeraci molekul gluk?zy za vzniku ?krobu
4) Molekuly ATP jsou syntetizov?ny
5) energie molekul ATP se vynakl?d? na synt?zu sacharid?

Odpov?d?t

Vyberte jednu, nejspr?vn?j?? mo?nost. Kter? bun??n? organela obsahuje DNA?
1) vakuola
2) ribozom
3) chloroplast
4) lysozom

Odpov?d?t

Do textu „Synt?za organick?ch l?tek v rostlin?“ dopl?te chyb?j?c? pojmy z navrhovan?ho seznamu pomoc? ??seln?ch z?pis?. Zapi?te si vybran? ??sla v po?ad? odpov?daj?c?m p?smen?m. Rostliny ukl?daj? energii nezbytnou pro svou existenci ve form? organick?ch l?tek. Tyto l?tky jsou syntetizov?ny b?hem __________ (A). Tento proces prob?h? v bu?k?ch list? v __________ (B) - speci?ln?ch zelen?ch plastidech. Obsahuj? speci?ln? zelenou l?tku – __________ (B). Po?adovan? stav tvorba organick?ch l?tek krom? vody a oxidu uhli?it?ho je __________ (D).
Seznam term?n?:
1) d?ch?n?
2) odpa?ov?n?
3) leukoplast
4) j?dlo
5) sv?tlo
6) fotosynt?za
7) chloroplast
8) chlorofyl

Odpov?d?t

Vyberte jednu, nejspr?vn?j?? mo?nost. V bu?k?ch prob?h? prim?rn? synt?za gluk?zy v
1) mitochondrie
2) endoplazmatick? retikulum
3) Golgiho komplex
4) chloroplasty

Odpov?d?t

Vyberte jednu, nejspr?vn?j?? mo?nost. Molekuly kysl?ku p?i fotosynt?ze vznikaj? v d?sledku rozkladu molekul
1) oxid uhli?it?
2) gluk?za
3) ATP
4) voda

Odpov?d?t

Vyberte jednu, nejspr?vn?j?? mo?nost. Jsou n?sleduj?c? tvrzen? o fotosynt?ze spr?vn?? A) Ve f?zi sv?tla se energie sv?tla p?em??uje na energii chemick? vazby gluk?za. B) Na membr?n?ch tylakoid? doch?z? k reakc?m temn? f?ze, do kter?ch vstupuj? molekuly oxidu uhli?it?ho.
1) Pouze A je spr?vn?
2) pouze B je spr?vn?
3) oba rozsudky jsou spr?vn?
4) oba rozsudky jsou nespr?vn?

Odpov?d?t

1. Nainstalujte spr?vn? po?ad? procesy prob?haj?c? b?hem fotosynt?zy. Zapi?te si ??sla, pod kter?mi jsou uvedeny v tabulce.
1) Pou?it? oxidu uhli?it?ho
2) Tvorba kysl?ku
3) Synt?za sacharid?
4) Synt?za molekul ATP
5) Excitace chlorofylu

Odpov?d?t

2. Stanovte spr?vn? sled proces? fotosynt?zy.
1) p?em?na slune?n? energie na energii ATP
2) tvorba excitovan?ch elektron? chlorofylu
3) fixace oxidu uhli?it?ho
4) tvorba ?krobu
5) p?em?na energie ATP na energii gluk?zy

Odpov?d?t

3. Stanovte sled proces? prob?haj?c?ch b?hem fotosynt?zy. Zapi?te si odpov?daj?c? posloupnost ??sel.

2) Rozklad ATP a uvol?ov?n? energie
3) synt?za gluk?zy
4) synt?za molekul ATP
5) stimulace chlorofylu

Odpov?d?t

Vyberte t?i vlastnosti struktury a funkce chloroplast?
1) vnit?n? membr?ny tvo?? cristae
2) v zrnech doch?z? k mnoha reakc?m
3) doch?z? v nich k synt?ze gluk?zy
4) jsou m?stem synt?zy lipid?
5) sest?vaj? ze dvou r?zn?ch ??stic
6) dvoumembr?nov? organely

Odpov?d?t

Identifikujte t?i pravdiv? tvrzen? z obecn?ho seznamu a zapi?te ??sla, pod kter?mi jsou v tabulce uvedena. B?hem sv?teln? f?ze doch?z? k fotosynt?ze
1) fotol?za vody
2) redukce oxidu uhli?it?ho na gluk?zu
3) synt?za molekul ATP pomoc? energie slune?n? sv?tlo
4) vod?kov? spojen? s transport?rem NADP+
5) vyu?it? energie molekul ATP pro synt?zu sacharid?

Odpov?d?t

V?echny n??e uveden? charakteristiky krom? dvou lze pou??t k popisu sv?teln? f?ze fotosynt?zy. Identifikujte dv? charakteristiky, kter? „vypadly“ z obecn?ho seznamu, a zapi?te si ??sla, pod kter?mi jsou uvedeny.
1) vznik? vedlej?? produkt – kysl?k
2) se vyskytuje ve stromatu chloroplastu
3) v?z?n? oxidu uhli?it?ho
4) Synt?za ATP
5) fotol?za vody

Odpov?d?t

Vyberte jednu, nejspr?vn?j?? mo?nost. Proces fotosynt?zy by m?l b?t pova?ov?n za jeden z d?le?it?ch ?l?nk? uhl?kov?ho cyklu v biosf??e, proto?e v jeho pr?b?hu
1) rostliny absorbuj? uhl?k z ne?iv? p??rody do ?iv? hmoty
2) rostliny uvol?uj? kysl?k do atmosf?ry
3) organismy uvol?uj? oxid uhli?it? p?i d?ch?n?
4) pr?myslov? produkce doplnit atmosf?ru oxidem uhli?it?m

Odpov?d?t

Stanovte soulad mezi f?zemi procesu a procesy: 1) fotosynt?za, 2) biosynt?za protein?. Napi?te ??sla 1 a 2 ve spr?vn?m po?ad?.
A) uvoln?n? voln?ho kysl?ku
B) tvorba peptidov?ch vazeb mezi aminokyselinami
B) synt?za mRNA na DNA
D) proces p?ekladu
D) obnova sacharid?
E) konverze NADP+ na NADP 2H

Odpov?d?t

Vyberte bun??n? organely a jejich struktury zapojen? do procesu fotosynt?zy.
1) lysozomy
2) chloroplasty
3) tylakoidy
4) zrna
5) vakuoly
6) ribozomy

Odpov?d?t

N?sleduj?c? term?ny, krom? dvou, se pou??vaj? k popisu plastid?. Identifikujte dva term?ny, kter? „vypadly“ z obecn?ho seznamu, a zapi?te si ??sla, pod kter?mi jsou v tabulce uvedeny.
1) pigment
2) glykokalyx
3) grana
4) Crista
5) tylakoid

Odpov?d?t

Odpov?d?t

V?echny n?sleduj?c? charakteristiky krom? dvou lze pou??t k popisu procesu fotosynt?zy. Identifikujte dv? charakteristiky, kter? „vypadly“ z obecn?ho seznamu, a zapi?te si ??sla, pod kter?mi jsou ve va?? odpov?di uvedeny.
1) K proveden? procesu se pou??v? sv?teln? energie.
2) Proces prob?h? za p??tomnosti enzym?.
3) ?st?edn? roli v procesu m? molekula chlorofylu.
4) Proces je doprov?zen rozpadem molekuly gluk?zy.
5) Proces nem??e nastat v prokaryotick?ch bu?k?ch.

Odpov?d?t

N?sleduj?c? pojmy, krom? dvou, se pou??vaj? k popisu temn? f?ze fotosynt?zy. Identifikujte dva pojmy, kter? „vypadnou“ z obecn?ho seznamu, a zapi?te si ??sla, pod kter?mi jsou ozna?eny.
1) fixace oxidu uhli?it?ho
2) fotol?za
3) oxidace NADP 2H
4) grana
5) stroma

Odpov?d?t

Vlastnosti uveden? n??e, krom? dvou, se pou??vaj? k popisu struktury a funkc? zobrazen? bun??n? organely. Identifikujte dv? charakteristiky, kter? „vypadnou“ z obecn?ho seznamu, a zapi?te ??sla, pod kter?mi jsou uvedeny.
1) ?t?p? biopolymery na monomery
2) hromad? molekuly ATP
3) zaji??uje fotosynt?zu
4) odkazuje na dvoumembr?nov? organely
5) m? ??ste?nou autonomii

Odpov?d?t

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Voda a miner?ly rostliny se z?sk?vaj? pomoc? ko?en?. Listy poskytuj? biopotraviny rostliny. Na rozd?l od ko?en? nejsou v p?d?, ale ve vzduchu, proto neposkytuj? v??ivu p?d?, ale vzduchu.

Z historie studia leteck? v??ivy rostlin

Poznatky o v??iv? rostlin se shroma??ovaly postupn?. P?ibli?n? p?ed 350 lety nizozemsk? v?dec Jan Helmont poprv? experimentoval se studiem v??ivy rostlin. V hlin?n? hrnec S p?dou vyp?stoval vrbu a p?idal pouze vodu. V?dec pe?liv? zv??il spadan? list?. Po p?ti letech se hmotnost vrby spolu s opadan?mi listy zv??ila o 74,5 kg a hmotnost p?dy se sn??ila pouze o 57 g Na z?klad? toho Helmont dosp?l k z?v?ru, ?e v?echny l?tky v rostlin? nejsou tvo?eny z p?dy ale z vody. N?zor, ?e rostlina se zv?t?uje jen d?ky vod?, p?etrval a? do konec XVIII stolet?.

V roce 1771 anglick? chemik Joseph Priestley studoval oxid uhli?it?, nebo, jak to nazval, „zka?en? vzduch“ a u?inil pozoruhodn? objev. Pokud zap?l?te sv??ku a p?ikryjete ji sklen?n?m krytem, tak pot?, co trochu doho??, zhasne. My? pod takovou kapotou se za?ne dusit. Pokud v?ak pod ?epici um?st?te my?? v?tvi?ku m?ty, my? se neudus? a ?ije d?l. To znamen?, ?e rostliny „opravuj?“ vzduch zka?en? d?ch?n?m zv??at, tedy p?em??uj? oxid uhli?it? na kysl?k.

N?meck? botanik Julius Sachs v roce 1862 experimenty dok?zal, ?e zelen? rostliny nejen produkuj? kysl?k, ale vytv??ej? tak? organick? l?tky, kter? slou?? jako potrava pro v?echny ostatn? organismy.

Fotosynt?za

Hlavn?m rozd?lem mezi zelen?mi rostlinami a jin?mi ?iv?mi organismy je p??tomnost chloroplast? obsahuj?c?ch chlorofyl v jejich bu?k?ch. Chlorofyl m? tu vlastnost, ?e zachycuje slune?n? paprsky, jejich? energie je nezbytn? pro tvorbu organick?ch l?tek. Proces vzniku organick? hmoty z oxidu uhli?it?ho a vody pomoc? slune?n? energie se naz?v? fotosynt?za (?ecky sv?tlo pbo1os). P?i procesu fotosynt?zy vznikaj? nejen organick? l?tky - cukry, ale uvol?uje se i kysl?k.

Schematicky lze proces fotosynt?zy zn?zornit takto:

Voda je absorbov?na ko?eny a pohybuje se vodiv?m syst?mem ko?en? a stonku k list?m. Oxid uhli?it? - komponent vzduch. Do list? se dost?v? otev?en?mi pr?duchy. Absorpci oxidu uhli?it?ho usnad?uje struktura listu: ploch? povrch listov?ch ?epel?, zv?t?uj?c? se plocha kontaktu se vzduchem a p??tomnost velk? ??slo pr?duchy v k??i.

Cukry vznikl? v d?sledku fotosynt?zy se p?em??uj? na ?krob. ?krob je organick? l?tka, kter? se nerozpou?t? ve vod?. Kgo lze snadno zjistit pomoc? roztoku j?du.

D?kaz tvorby ?krobu v listech vystaven?ch sv?tlu

Doka?me, ?e v zelen?ch listech rostlin vznik? ?krob z oxidu uhli?it?ho a vody. Chcete-li to prov?st, zva?te experiment, kter? kdysi provedl Julius Sachs.

Pokojov? rostlina (pelarg?nie nebo prvosenka) se dva dny udr?uje ve tm?, aby se ve?ker? ?krob spot?eboval pro ?ivotn? d?le?it? procesy. Pot? se n?kolik list? pokryje z obou stran ?ern?m pap?rem tak, aby byla pokryta pouze ??st z nich. P?es den je rostlina vystavena sv?tlu a v noci je nav?c osv?tlena pomoc? stoln? lampy.

Po dni jsou studovan? listy od??znuty. Abychom zjistili, ve kter? ??sti listov?ho ?krobu se tvo??, pova??me listy ve vod? (aby nabobtnaly ?krobov? zrna) a pot? je uchov?vaj? v hork?m lihu (chlorofyl se rozpust? a list se zbarv?). Pot? se listy promyj? vodou a o?et?? slab?m roztokem j?du. Oblasti list?, kter? byly vystaveny sv?tlu, tak z?sk?vaj? modrou barvu p?soben?m j?du. To znamen?, ?e v bu?k?ch osv?tlen? ??sti listu vznikal ?krob. Proto k fotosynt?ze doch?z? pouze ve sv?tle.

D?kazy pro pot?ebu oxidu uhli?it?ho pro fotosynt?zu

Abychom dok?zali, ?e oxid uhli?it? je nezbytn? pro tvorbu ?krobu v listech, pokojov? rostlina tak? p?edem p?ipraven? ve tm?. Jeden z list? se pak vlo?? do ba?ky s mal?m mno?stv?m v?penn? vody. Ba?ka se uzav?e vatov?m tamponem. Rostlina je vystavena sv?tlu. Oxid uhli?it? je absorbov?n v?pennou vodou, tak?e nebude v ba?ce. List se od??zne a stejn? jako v p?edchoz?m pokusu se vy?et?? na p??tomnost ?krobu. St??? v hork? voda a alkohol, o?et?en? roztokem j?du. V tomto p??pad? v?ak bude v?sledek experimentu jin?: list nen? nat?en Modr? barva, proto?e neobsahuje ?krob. Pro tvorbu ?krobu je tedy krom? sv?tla a vody pot?eba oxid uhli?it?.

Odpov?d?li jsme tak na ot?zku, jakou potravu rostlina p?ij?m? ze vzduchu. Zku?enosti uk?zaly, ?e jde o oxid uhli?it?. Je nezbytn? pro tvorbu organick? hmoty.

Organismy, kter? samostatn? vytv??ej? organick? l?tky ke stavb? sv?ho t?la, se naz?vaj? autotrofamn? (?ecky autos - s?m, trofe - potrava).

D?kaz produkce kysl?ku p?i fotosynt?ze

Dok?zat to b?hem fotosynt?zy rostlin vn?j?? prost?ed? uvoln?te kysl?k, zva?te experiment s vodn? rostlina Elodea. V?honky Elodea se pono?? do n?doby s vodou a p?ikryj? se n?levkou naho?e. Na konec n?levky um?st?te zkumavku napln?nou vodou. Rostlina je vystavena sv?tlu po dobu dvou a? t?? dn?. Ve sv?tle elodea vytv??? plynov? bubliny. Hromad? se v horn? ??sti zkumavky a vytla?uj? vodu. Aby se zjistilo, o jak? plyn se jedn?, opatrn? se zkumavka vyjme a vlo?? se do n? doutnaj?c? t??ska. T??ska jasn? blik?. To znamen?, ?e se v ba?ce nahromadil kysl?k, kter? podporuje ho?en?.

Kosmick? role rostlin

Rostliny obsahuj?c? chlorofyl jsou schopny absorbovat sol?rn? energie. Proto K.A. Timiryazev nazval jejich roli na Zemi kosmickou. ??st slune?n? energie ulo?en? v organick? hmota, m??e p?etrv?vat po dlouhou dobu. Uhl?, ra?elina, olej jsou tvo?eny l?tkami, kter? ve vzd?len?ch geologick?ch dob?ch vytv??ely zelen? rostliny a absorbovaly energii Slunce. Spalov?n?m p??rodn?ch ho?lav?ch materi?l? ?lov?k uvol?uje energii ulo?enou p?ed miliony let zelen?mi rostlinami.

Jak stru?n? a jasn? vysv?tlit tak slo?it? proces, jak?m je fotosynt?za? Rostliny jsou jedin? ?iv? organismy, kter? si mohou produkovat vlastn? potravu. Jak to d?laj?? Pro r?st a z?skat v?e pot?ebn? l?tky z prost?ed?: oxid uhli?it? - ze vzduchu, vody a - z p?dy. Pot?ebuj? tak? energii, kterou z?sk?vaj? slune?n? paprsky. Tato energie spou?t? ur?it? chemick? reakce, b?hem kter?ch se oxid uhli?it? a voda p?em??uj? na gluk?zu (potravu) a doch?z? k fotosynt?ze. Podstatu procesu lze stru?n? a srozumiteln? vysv?tlit i d?tem ?koln?ho v?ku.

„Spole?n? se Sv?tlem“

Slovo „fotosynt?za“ poch?z? ze dvou ?eck?ch slov – „foto“ a „synt?za“, jejich? kombinace znamen? „spole?n? se sv?tlem“. Slune?n? energie se p?em??uje na chemickou energii. Chemick? rovnice fotosynt?zy:

6C02 + 12H20 + sv?tlo = C6H12O6 + 602 + 6H20.

To znamen?, ?e je pou?ito 6 molekul oxidu uhli?it?ho a dvan?ct molekul vody (spolu s slune?n? sv?tlo) produkovat gluk?zu, nakonec produkovat ?est molekul kysl?ku a ?est molekul vody. Pokud to zn?zorn?te jako slovn? rovnici, dostanete n?sleduj?c?:

Voda + slunce => gluk?za + kysl?k + voda.

Slunce je velmi siln?m zdrojem energie. Lid? se ho v?dy sna?? vyu??vat k v?rob? elekt?iny, zateplov?n? dom?, oh?evu vody a tak d?le. Rostliny p?i?ly na to, jak vyu??t slune?n? energii p?ed miliony let, proto?e to bylo nezbytn? pro jejich p?e?it?. Fotosynt?zu lze stru?n? a jasn? vysv?tlit takto: rostliny vyu??vaj? sv?telnou energii slunce a p?em??uj? ji na chemickou energii, jej?m? v?sledkem je cukr (gluk?za), jeho? p?ebytek se ukl?d? jako ?krob v listech, ko?enech, stonc?ch a semena rostliny. Slune?n? energie se p?en??? na rostliny, stejn? jako na zv??ata, kter? tyto rostliny jed?. Kdy? rostlina pot?ebuje ?iviny pro r?st a dal?? ?ivotn? procesy, tyto z?soby se ukazuj? jako velmi u?ite?n?.

Jak rostliny absorbuj? energii ze slunce?

Kdy? mluv?me kr?tce a jasn? o fotosynt?ze, stoj? za to se zab?vat ot?zkou, jak rostliny zvl?daj? absorbovat slune?n? energii. K tomu doch?z? d?ky speci?ln? struktu?e list?, kter? zahrnuje zelen? bu?ky - chloroplasty, kter? obsahuj? speci?ln? l?tku zvanou chlorofyl. To je to, co d?v? listy zelen? barva a je zodpov?dn? za absorpci energie ze slune?n?ho z??en?.

Pro? je v?t?ina list? ?irok? a ploch??

Fotosynt?za prob?h? v listech rostlin. ??asn? fakt je, ?e rostliny jsou velmi dob?e p?izp?sobeny k zachycov?n? slune?n?ho z??en? a absorbov?n? oxidu uhli?it?ho. D?ky ?irok? plo?e bude zachyceno mnohem v?ce sv?tla. P?esn? z tohoto d?vodu sol?rn? panely, kter? se n?kdy instaluj? na st?echy dom?, jsou tak? ?irok? a ploch?. ??m v?t?? povrch, t?m lep?? absorpce.

Co dal??ho je pro rostliny d?le?it??

Stejn? jako lid? pot?ebuj? i rostliny prosp??n? ?iviny, aby z?staly zdrav?, rostly a dob?e plnily sv? ?ivotn? funkce. Prost?ednictv?m ko?en? z?sk?vaj? z p?dy miner?ly rozpu?t?n? ve vod?. Pokud p?da postr?d? miner?ln? ?iviny, rostlina se nebude norm?ln? vyv?jet. Zem?d?lci ?asto testuj? p?du, aby zajistili, ?e m? dostatek ?ivin pro r?st plodin. V opa?n?m p??pad? se uch?lit k pou?it? hnojiv obsahuj?c?ch z?kladn? miner?ly pro v??ivu a r?st rostlin.

Pro? je fotosynt?za tak d?le?it??

Abychom d?tem stru?n? a jasn? vysv?tlili fotosynt?zu, stoj? za to ??ci, ?e tento proces je jednou z nejd?le?it?j??ch chemick?ch reakc? na sv?t?. Jak? d?vody existuj? pro tak hlasit? prohl??en?? Za prv?, fotosynt?za ?iv? rostliny, kter? zase ?iv? v?echny ostatn? ?iv? bytosti na planet?, v?etn? zv??at a lid?. Za druh?, v d?sledku fotosynt?zy se do atmosf?ry uvol?uje kysl?k nezbytn? pro d?ch?n?. V?echny ?iv? v?ci vdechuj? kysl?k a vydechuj? oxid uhli?it?. Rostliny to na?t?st? d?laj? naopak, tak?e jsou pro lidi i zv??ata velmi d?le?it?, proto?e jim d?vaj? schopnost d?chat.

??asn? proces

Rostliny, jak se uk?zalo, tak? v?d?, jak d?chat, ale na rozd?l od lid? a zv??at absorbuj? oxid uhli?it? ze vzduchu, nikoli kysl?k. Rostliny tak? pij?. Proto je t?eba je zal?vat, jinak zem?ou. Pomoc? ko?enov?ho syst?mu, vody a ?ivin p?evezena do v?ech ??st? rostlinn? organismus a mal?mi otvory na listech je absorbov?n oxid uhli?it?. Spus?te spu?t?n? chemick? reakce je slune?n? sv?tlo. V?echny z?skan? metabolick? produkty jsou vyu??v?ny rostlinami k v??iv?, kysl?k se uvol?uje do atmosf?ry. Takto m??ete stru?n? a jasn? vysv?tlit, jak prob?h? proces fotosynt?zy.

Fotosynt?za: sv?tl? a temn? f?ze fotosynt?zy

Uva?ovan? proces se skl?d? ze dvou hlavn?ch ??st?. Existuj? dv? f?ze fotosynt?zy (popis a tabulka n??e). Prvn? se naz?v? sv?teln? f?ze. Vyskytuje se pouze za p??tomnosti sv?tla v thylakoidn?ch membr?n?ch za ??asti chlorofylu, elektronov?ch transportn?ch protein? a enzymu ATP syntet?zy. Co dal??ho skr?v? fotosynt?za? Zapalujte a nahrazujte se navz?jem, jak den a noc postupuj? (Calvinovy cykly). B?hem temn? f?ze doch?z? k produkci stejn? gluk?zy, potravy pro rostliny. Tento proces se tak? naz?v? reakce nez?visl? na sv?tle.

Z?v?r

Ze v?eho v??e uveden?ho lze vyvodit n?sleduj?c? z?v?ry:

• Fotosynt?za je proces, kter? vyr?b? energii ze slunce.
• Sv?teln? energie ze slunce je p?em?n?na na chemickou energii pomoc? chlorofylu.
• Chlorofyl dod?v? rostlin?m jejich zelenou barvu.
• Fotosynt?za prob?h? v chloroplastech rostlinn?ch listov?ch bun?k.
• Oxid uhli?it? a voda jsou nezbytn? pro fotosynt?zu.
• Oxid uhli?it? vstupuje do rostliny drobn?mi otvory, pr?duchy a kysl?k jimi vystupuje.
• Voda se do rostliny vst?eb?v? p?es jej? ko?eny.
• Bez fotosynt?zy by na sv?t? nebylo ??dn? j?dlo.

Fotosynt?za je synt?za organick?ch slou?enin v listech zelen?ch rostlin z vody a atmosf?rick?ho oxidu uhli?it?ho pomoc? slune?n? (sv?teln?) energie adsorbovan? chlorofylem v chloroplastech.

D?ky fotosynt?ze se zachycuje a p?em??uje energie viditeln?ho sv?tla na energii chemickou, kter? se ukl?d? (ukl?d?) do organick?ch l?tek vznikaj?c?ch p?i fotosynt?ze.

Za datum objeven? procesu fotosynt?zy lze pova?ovat rok 1771. Anglick? v?dec J. Priestley upozornil na zm?ny ve slo?en? vzduchu v d?sledku ?ivotn? d?le?it? ?innosti zv??at. V p??tomnosti zelen?ch rostlin se vzduch op?t stal vhodn?m pro d?ch?n? i spalov?n?. N?sledn? pr?ce ?ady v?dc? (Y. Ingenhaus, J. Senebier, T. Saussure, J.B. Boussingault) prok?zaly, ?e zelen? rostliny absorbuj? CO 2 ze vzduchu, ze kter?ho se za ??asti vody na sv?tle tvo?? organick? hmota. . Pr?v? tento proces nazval v roce 1877 n?meck? v?dec W. Pfeffer fotosynt?za. Pro odhalen? podstaty fotosynt?zy m?l velk? v?znam z?kon zachov?n? energie formulovan? R. Mayerem. V roce 1845 R. Mayer navrhl, ?e energie vyu??van? rostlinami je energie Slunce, kterou rostliny p?em??uj? na chemickou energii b?hem fotosynt?zy. Tato pozice byla vyvinuta a experiment?ln? potvrzena ve v?zkumu pozoruhodn?ho rusk?ho v?dce K.A. Timiryazev.

Hlavn? role fotosyntetick?ch organism?:

1) p?em?na energie slune?n?ho z??en? na energii chemick?ch vazeb organick?ch slou?enin;

2) nasycen? atmosf?ry kysl?kem;

V d?sledku fotosynt?zy vznik? na Zemi 150 miliard tun organick? hmoty a ro?n? se uvoln? asi 200 miliard tun voln?ho kysl?ku. Zabra?uje zvy?ov?n? koncentrace CO2 v atmosf??e, zabra?uje p?eh??v?n? Zem? (sklen?kov? efekt).

Atmosf?ra vytvo?en? fotosynt?zou chr?n? ?iv? organismy p?ed ?kodliv?m kr?tkovlnn?m UV z??en?m (kysl?ko-oz?nov? ?t?t atmosf?ry).

Pouze 1-2 % slune?n? energie se p?en??? do sklizn? zem?d?lsk?ch rostlin, ztr?ty jsou zp?sobeny ne?plnou absorpc? sv?tla. Existuje tedy obrovsk? perspektiva zv??en? produktivity prost?ednictv?m v?b?ru odr?d s vysokou ??innost? fotosynt?zy a vytvo?en? struktury plodiny p??zniv? pro absorpci sv?tla. V tomto ohledu se st?v? zvl??t? aktu?ln? v?voj teoretick?ch z?klad? pro ??zen? fotosynt?zy.

V?znam fotosynt?zy je obrovsk?. Poznamenejme pouze, ?e dod?v? palivo (energii) a vzdu?n? kysl?k nezbytn? pro existenci v?eho ?iv?ho. Proto je role fotosynt?zy planet?rn?.

Planet?rnost fotosynt?zy je d?na i t?m, ?e d?ky kolob?hu kysl?ku a uhl?ku (hlavn?) je zachov?no sou?asn? slo?en? atmosf?ry, kter? n?sledn? ur?uje dal?? udr?en? ?ivota na Zemi. M??eme d?le ??ci, ?e energie, kter? je ulo?ena v produktech fotosynt?zy, je v podstat? hlavn?m zdrojem energie, kterou nyn? lidstvo m?.

Celkov? reakce fotosynt?zy

CO 2 +H 2 O = (CH 2 O) + O 2 .

Chemie fotosynt?zy je pops?na n?sleduj?c?mi rovnicemi:

Fotosynt?za – 2 skupiny reakc?:

sv?teln? jevi?t? (z?le?? na osv?tlen?)

temn? jevi?t? (z?vis? na teplot?).

Ob? skupiny reakc? prob?haj? sou?asn?

Fotosynt?za prob?h? v chloroplastech zelen?ch rostlin.

Fotosynt?za za??n? zachycen?m a absorpc? sv?tla pigmentem chlorofylem, kter? se nach?z? v chloroplastech bun?k zelen?ch rostlin.

To se ukazuje jako dostate?n? k posunut? absorp?n?ho spektra molekuly.

Molekula chlorofylu absorbuje fotony ve fialov? a modr? a pot? v ?erven? ??sti spektra a neinteraguje s fotony v zelen? a ?lut? ??sti spektra.

To je d?vod, pro? chlorofyl a rostliny vypadaj? zelen? - prost? nemohou vyu??t zelen?ch paprsk? a nechat je bloudit sv?tem (??m? je zelen?j??).

Fotosyntetick? pigmenty jsou um?st?ny na vnit?n? stran? thylakoidn? membr?ny.

Pigmenty jsou organizov?ny do fotosyst?my(ant?nn? pole pro zachycen? sv?tla) - obsahuj?c? 250–400 molekul r?zn?ch pigment?.

Fotosyst?m se skl?d? z:

reak?n? centrum fotosyst?my (molekula chlorofylu A),

ant?nn? molekuly

V?echny pigmenty ve fotosyst?mu jsou schopny p?en??et energii excitovan?ho stavu mezi sebou. Energie fotonu absorbovan? tou ?i onou molekulou pigmentu se p?en??? na sousedn? molekulu, dokud nedos?hne reak?n?ho centra. Kdy? rezonan?n? syst?m reak?n?ho centra p?ejde do excitovan?ho stavu, p?enese dva excitovan? elektrony na molekulu akceptoru a t?m se oxiduje a z?sk? kladn? n?boj.

V rostlin?ch:

fotosyst?m 1(maxim?ln? absorpce sv?tla p?i vlnov? d?lce 700 nm - P700)

fotosyst?m 2(maxim?ln? absorpce sv?tla p?i vlnov? d?lce 680 nm - P680

Rozd?ly v optimu absorpce jsou zp?sobeny nepatrn?mi rozd?ly ve struktu?e pigmentu.

Tyto dva syst?my pracuj? v tandemu, jako dvoud?ln? dopravn?k tzv necyklick? fotofosforylace .

Souhrnn? rovnice pro necyklick? fotofosforylace:

F - symbol zbytek kyseliny fosfore?n?

Cyklus za??n? fotosyst?mem 2.

1) molekuly ant?ny zachycuj? foton a p?en??ej? excitaci do molekuly aktivn?ho centra P680;

2) excitovan? molekula P680 daruje dva elektrony kofaktoru Q, p?i?em? se oxiduje a z?sk?v? kladn? n?boj;

Kofaktor(kofaktor). Koenzym nebo jak?koli jin? l?tka nezbytn? k tomu, aby enzym plnil svou funkci

Koenzymy (koenzymy)[z lat. co (cum) - spolu a enzymy], organick? slou?eniny neb?lkovinn? povahy ??astn?c? se enzymatick? reakce jako akceptory jednotliv?ch atom? nebo atomov?ch skupin od?t?pen?ch enzymem z molekuly substr?tu, tzn. prov?d?t katalytick? p?soben? enzym?. Tyto l?tky maj? na rozd?l od proteinov? slo?ky enzymu (apoenzymu) relativn? malou molekulovou hmotnost a jsou zpravidla termostabiln?. N?kdy se koenzymy rozum? jak?koli n?zkomolekul?rn? l?tky, jejich? ??ast je nezbytn? pro katalytick? p?soben? enzymu, v?etn? nap??klad iont?. K+, Mg2+ a Mn2+. Enzymy se nach?zej?. v aktivn?m centru enzymu a spolu se substr?tem a funk?n?mi skupinami aktivn?ho centra tvo?? aktivovan? komplex.

V?t?ina enzym? vy?aduje p??tomnost koenzymu, aby vykazovaly katalytickou aktivitu. V?jimkou jsou hydrolytick? enzymy (nap??klad prote?zy, lip?zy, ribonukle?zy), kter? pln? svou funkci v nep??tomnosti koenzymu.

Molekula je redukov?na P680 (p?soben?m enzym?). V tomto p??pad? se voda disociuje na protony a molekul?rn? kysl?k, t?ch. voda je donor elektron?, kter? zaji??uje dopln?n? elektron? v P 680.

FOTOL?ZA VODA- ?t?pen? molekuly vody, zejm?na b?hem fotosynt?zy. Fotol?zou vody vznik? kysl?k, kter? zelen? rostliny uvol?uj? na sv?tle.