Fotosynt?za je unik?tn? fyzik?ln? chemick? proces, kterou na Zemi prov?d?j? v?echny zelen? rostliny a n?kter? bakterie a zaji??uje p?em?nu elektromagnetick? energie slune?n?ho z??en? na energii chemick?ch vazeb r?zn?ch organick?ch slou?enin. Z?kladem fotosynt?zy je sekven?n? ?et?zec redoxn?ch reakc?, p?i kter?ch doch?z? k p?enosu elektron? z donoru - reduk?n?ho ?inidla (voda, vod?k) na akceptor - oxida?n? ?inidlo (CO2, acet?t) za vzniku redukovan?ch slou?enin (sacharid?) a uvol?ov?n? O2, pokud je voda oxidov?na

Fotosynt?za hraje vedouc? roli v biosf?rick?ch procesech, vedouc?ch k glob?ln? m???tko ke vzniku organick? hmoty z anorganick?.

Vyu?it? fotosyntetick?ch organism? sol?rn? energie v reakc?ch fotosynt?zy prov?d?j? spojen? ?ivota na Zemi s Vesm?rem a v kone?n?m d?sledku ur?uj? ve?kerou jeho slo?itost a rozmanitost. Heterotrofn? organismy – ?ivo?ichov?, houby, v?t?ina bakteri?, ale i rostliny a ?asy bez chlorofylu – vd??? za svou existenci autotrofn?m organism?m – fotosyntetick?m rostlin?m, kter? vytv??ej? organickou hmotu na Zemi a dopl?uj? ztr?tu kysl?ku v atmosf??e. Lidstvo si st?le v?ce uv?domuje zjevnou pravdu, poprv? v?decky podlo?enou K.A. Timiryazev a V.I. Vernadsky: ekologick? blahobyt biosf?ry a existence samotn?ho lidstva z?vis? na stavu vegeta?n?ho krytu na?? planety.

Procesy v listu

List prov?d? t?i d?le?it? proces- fotosynt?za, odpa?ov?n? vody a v?m?na plyn?. V procesu fotosynt?zy v listech se p?soben?m slune?n?ho z??en? syntetizuj? organick? l?tky z vody a oxidu uhli?it?ho. B?hem dne, v d?sledku fotosynt?zy a d?ch?n?, rostlina uvol?uje kysl?k a oxid uhli?it? a v noci - pouze oxid uhli?it? vznikl? b?hem d?ch?n?.

V?t?ina rostlin je schopna syntetizovat chlorofyl p?i slab?m osv?tlen?. S p??m?m slune?n? sv?tlo chlorofyl se syntetizuje rychleji.
Sv?teln? energie nezbytn? pro fotosynt?zu je v ur?it?ch mez?ch absorbov?na t?m v?ce, ??m m?n? je list zatemn?n. Proto si v procesu evoluce rostliny vyvinuly schopnost oto?it listovou desku sm?rem ke sv?tlu, aby na ni dopadalo v?ce slune?n?ho sv?tla. Listy na rostlin? jsou uspo??d?ny tak, aby se navz?jem neutla?ovaly.
Timiryazev dok?zal, ?e zdrojem energie pro fotosynt?zu jsou p?edev??m ?erven? paprsky spektra. Nazna?uje to absorp?n? spektrum chlorofylu, kde nejintenzivn?j?? absorp?n? p?s je pozorov?n v ?erven? a m?n? intenzivn? - v modrofialov? ??sti.

Foto: Nat Tarbox

V chloroplastech jsou spolu s chlorofylem pigmenty karoten a xantofyl. Oba tyto pigmenty pohlcuj? modr? a ??ste?n? zelen? paprsky a propou?t?j? ?ervenou a ?lutou. N?kte?? v?dci p?ipisuj? karotenu a xantofylu roli clon, kter? chr?n? chlorofyl p?ed ?kodliv?mi ??inky modr?ch paprsk?.
Proces fotosynt?zy se skl?d? z ?ady po sob? jdouc?ch reakc?, z nich? n?kter? prob?haj? absorpc? sv?teln? energie a n?kter? ve tm?. Stabiln?mi kone?n?mi produkty fotosynt?zy jsou sacharidy (cukry a pot? ?krob), organick? kyseliny, aminokyseliny a b?lkoviny.
Fotosynt?za p?i r?zn? podm?nky prob?h? s r?znou intenzitou.

Intenzita fotosynt?zy z?vis? tak? na f?zi v?voje rostliny. Maxim?ln? intenzita fotosynt?zy je pozorov?na ve f?zi kv?tu.
Obvykl? obsah oxidu uhli?it?ho ve vzduchu je 0,03 % obj. Sn??en? mno?stv? oxidu uhli?it?ho ve vzduchu sni?uje intenzitu fotosynt?zy. Zv??en? obsahu oxidu uhli?it?ho na 0,5 % zvy?uje intenzitu fotosynt?zy t?m?? ?m?rn?. S dal??m zvy?ov?n?m obsahu oxidu uhli?it?ho se v?ak intenzita fotosynt?zy nezvy?uje a p?i 1 % rostlina trp?.

Rostliny velmi t?kaj? nebo transmutuj? velk? po?et voda. Odpa?ov?n? vody je jedn?m z d?vod? vzestupn?ho proudu. Vlivem odpa?ov?n? vody rostlinou doch?z? k jej?mu hromad?n? miner?ly a b?hem sol?rn?ho oh?evu doch?z? k poklesu teploty u?ite?n? pro rostlinu.
Rostlina reguluje proces odpa?ov?n? vody prost?ednictv?m pr?ce pr?duch?. Usazov?n? kutikuly nebo voskov?ho povlaku na epidermis, tvorba jej?ch chloupk? a dal?? ?pravy jsou zam??eny na sn??en? neregulovan? transperace.

Proces fotosynt?zy a neust?l? prob?haj?c? d?ch?n? ?iv?ch bun?k listu vy?aduje v?m?nu plynu mezi vnit?n?mi tk?n?mi listu a atmosf?rou. V procesu fotosynt?zy se asimilovan? oxid uhli?it? absorbuje z atmosf?ry a vrac? se do atmosf?ry s kysl?kem.
Pou?it? izotopov? metody anal?zy uk?zalo, ?e kysl?k vr?cen? do atmosf?ry 16O pat?? vod?, a nikoli oxidu uhli?it?mu ze vzduchu, ve kter?m p?evl?d? jeho dal?? izotop 15O. P?i d?ch?n? ?iv?ch bun?k (oxidace voln?m kysl?kem organick? hmota uvnit? bu?ky oxid uhli?it? a voda) vy?aduje p??sun kysl?ku z atmosf?ry a n?vrat oxidu uhli?it?ho. Tato v?m?na plynu se tak? prov?d? p?ev??n? p?es stomat?ln? apar?t.

Proces fotosynt?zy se skl?d? ze dvou po sob? jdouc?ch a vz?jemn? souvisej?c?ch f?z?: sv?tl? (fotochemick?) a tmav? (metabolick?). V prvn? f?zi se energie sv?teln?ch kvant absorbovan?ch fotosyntetick?mi pigmenty p?em??uje na energii chemick?ch vazeb vysokoenergetick? slou?eniny ATP a univerz?ln?ho reduk?n?ho ?inidla NADPH – vlastn?ch prim?rn?ch produkt? fotosynt?zy, neboli tzv. „asimilace“. platnost". V temn?ch reakc?ch fotosynt?zy se na sv?tle vznikaj?c? ATP a NADPH vyu??vaj? v cyklu fixace oxidu uhli?it?ho a jeho n?sledn? redukce na sacharidy.
V?echny fotosyntetick? organismy fotochemick? procesy Sv?teln? st?dia fotosynt?zy se vyskytuj? ve speci?ln?ch membr?n?ch p?em??uj?c?ch energii naz?van?ch thylakoidn? membr?ny a jsou organizov?ny do tzv. elektronov?ho transportn?ho ?et?zce. Temn? reakce fotosynt?zy prob?haj? mimo thylakoidn? membr?ny (v cytoplazm? u prokaryot a ve stromatu chloroplastu u rostlin). Sv?tl? a tmav? f?ze fotosynt?zy jsou tedy odd?leny v prostoru a ?ase.

Intenzita fotosynt?zy d?eviny se zna?n? li?? v z?vislosti na interakci mnoha vn?j??ch a vnit?n? faktory a tyto interakce se v pr?b?hu ?asu m?n? a jsou r?zn? u r?zn?ch druh?.

Fotosyntetick? kapacita se n?kdy m??? ?ist?m p??r?stkem such? hmotnosti. Tyto ?daje jsou zvl??t? d?le?it?, proto?e p??r?stek je pr?m?rn? skute?n? p??r?stek hmotnosti po dlouhou dobu za podm?nek vn?j?? prost?ed? v?etn? obvykl?ch periodicky se vyskytuj?c?ch nam?h?n?.
N?kter? druhy krytosemenn?ch rostlin prov?d?j? ??innou fotosynt?zu p?i n?zk? i vysok? intenzit? sv?tla. Mnoho nahosemenn?ch rostlin je mnohem produktivn?j??ch za vysok?ch sv?teln?ch podm?nek. Srovn?n? t?chto dvou skupin p?i n?zk? a vysok? intenzit? sv?tla ?asto d?v? jinou p?edstavu o fotosyntetick? kapacit? z hlediska akumulace ?ivin. Nahosemenn? rostliny nav?c ?asto hromad? ??st su?iny b?hem dormance, zat?mco opadav? krytosemenn? rostliny ji ztr?cej? d?ch?n?m. Proto gymnosperm s m?rn? ni??? rychlost? fotosynt?zy ne? opadav? krytosemenn? rostlina b?hem sv?ho r?stov?ho obdob?, m??e akumulovat tolik nebo dokonce v?ce celkov? such? hmoty b?hem roku kv?li mnohem del?? dob? fotosyntetick? aktivity.

Prvn? experimenty s fotosynt?zou provedl Joseph Priestley v 70.-80. letech 18. stolet?, kdy upozornil na „kazen?“ vzduchu v uzav?en? n?dob? ho??c? sv??kou (vzduch p?estal b?t schopen podporovat ho?en?, zv??ata um?stila v n?m se udusila) a jeho „n?prava“ rostlinami . Priestley dosp?l k z?v?ru, ?e rostliny vyd?vaj? kysl?k, kter? je nezbytn? pro d?ch?n? a spalov?n?, ale nev?iml si, ?e rostliny k tomu pot?ebuj? sv?tlo. To brzy uk?zal Jan Ingenhaus. Pozd?ji se zjistilo, ?e rostliny krom? uvol?ov?n? kysl?ku absorbuj? oxid uhli?it? a za ??asti vody na sv?tle syntetizuj? organickou hmotu. V roce 1842 Robert Mayer na z?klad? z?kona zachov?n? energie p?edpokl?dal, ?e rostliny p?em??uj? energii slune?n? sv?tlo do energie chemick?ch vazeb. V roce 1877 nazval W. Pfeffer tento proces fotosynt?za

Fotosynt?za - unik?tn? syst?m proces? tvorby organick?ch l?tek z anorganick?ch l?tek za pomoci chlorofylu a sv?teln? energie a uvol?ov?n? kysl?ku do atmosf?ry realizovan? v obrovsk?m m???tku na sou?i i ve vod?.

V?echny procesy temn? f?ze fotosynt?zy prob?haj? bez p??m? spot?eby sv?tla, ale v?znamnou roli v nich hraj? vysokoenergetick? l?tky (ATP a NADP.H), kter? vznikaj? za ??asti sv?teln? energie b?hem sv?teln? f?ze fotosynt?zy. . B?hem temn? f?ze se energie makroenergetick?ch vazeb ATP p?em??uje na chemickou energii organick?ch slou?enin molekul sacharid?. To znamen?, ?e energie slune?n?ho sv?tla je jakoby zachov?na v chemick? vazby mezi atomy organick?ch l?tek, co? m? velk? v?znam v energetice biosf?ry a konkr?tn? pro ?ivot cel? ?iv? populace na?? planety.

Fotosynt?za prob?h? v chloroplastech bu?ky a jde o synt?zu sacharid? v bu?k?ch nesouc?ch chlorofyl, ke kter? doch?z? p?i spot?eb? energie ze slune?n?ho z??en?. Existuj? sv?teln? a teplotn? f?ze fotosynt?zy. Sv?teln? f?ze, kdy? je p??mo spot?ebov?na sv?teln?mi kvanty, poskytuje procesu synt?zy pot?ebnou energii ve form? NADH a ATP. Temn? f?ze - bez ??asti sv?tla, ale prost?ednictv?m ?etn?ch s?ri? chemick?ch reakc? (Calvin?v cyklus) zaji??uje tvorbu sacharid?, hlavn? gluk?zy. V?znam fotosynt?zy v biosf??e je obrovsk?.

Na t?to str?nce jsou materi?ly k t?mat?m:

• Zpr?va o sv?teln? a tmav? f?zi fotosynt?zy

• Sv?tl? a tmav? f?ze fotosynt?zy stru?n? a jasn?

• Biochemie temn? f?ze fotosynt?zy

• Temn? f?ze fotosynt?zy se vyzna?uje

• Fotosynt?za a jej? f?ze abstraktn?

Ot?zky k t?to polo?ce:

Fotosynt?za je velmi slo?it? biologick? proces. Biologick? v?da ji zkoum? ji? mnoho let, ale jak ukazuje historie studia fotosynt?zy, n?kter? f?ze jsou st?le nepochopiteln?. Ve v?deck?ch p??ru?k?ch zabere konzistentn? popis tohoto procesu n?kolik str?nek. ??elem tohoto ?l?nku je stru?n? a jasn? popsat pro d?ti takov? jev, jako je fotosynt?za, ve form? diagram? a vysv?tlen?.

v?deck? definice

Nejprve je d?le?it? v?d?t, co je to fotosynt?za. V biologii zn? definice takto: jde o proces tvorby organick?ch l?tek (potravin) z anorganick?ch l?tek (z oxidu uhli?it?ho a vody) v chloroplastech pomoc? sv?teln? energie.

Abychom pochopili tuto definici, lze si p?edstavit dokonalou tov?rnu - to je jak?koli zelen? rostlina, co? je fotosyntetika. "Palivem" pro tuto tov?rnu je slune?n? sv?tlo, rostliny vyu??vaj? vodu, oxid uhli?it? a miner?ly vyr?b?t potravu pro t?m?? v?echny formy ?ivota na Zemi. Tato „tov?rna“ je dokonal?, proto?e na rozd?l od jin?ch tov?ren ne?kod?, ale naopak uvol?uje do atmosf?ry kysl?k a p?i v?rob? pohlcuje oxid uhli?it?. Jak vid?te, pro fotosynt?zu jsou nutn? ur?it? podm?nky.

Tento jedine?n? proces m??e b?t reprezentov?n jako vzorec nebo rovnice:

slunce + voda + oxid uhli?it? = gluk?za + voda + kysl?k

struktura list? rostliny

Abychom mohli charakterizovat podstatu procesu fotosynt?zy, je nutn? zv??it strukturu listu. P?i pohledu pod mikroskopem m??ete vid?t pr?hledn? bu?ky, ve kter?ch je od 50 do 100 zelen?ch skvrn. Jedn? se o chloroplasty, kde se nach?z? chlorofyl – hlavn? fotosyntetick? pigment, a ve kter?ch prob?h? fotosynt?za.

Chloroplast vypad? jako mal? kabelka a uvnit? jsou kabelky je?t? men??. ??k? se jim tylakoidy. Molekuly chlorofylu se nach?zej? na povrchu thylakoid? a uspo??d?ny do skupin naz?van?ch fotosyst?my. V?t?ina rostlin m? dva typy fotosyst?m? (PS): fotosyst?m I a fotosyst?m II. Pouze bu?ky, kter? maj? chloroplast, jsou schopn? fotosynt?zy.

Popis f?ze sv?tla

Jak? reakce prob?haj? b?hem sv?teln? f?ze fotosynt?zy? Ve skupin? PSII se energie slune?n?ho sv?tla p?en??? na elektrony molekuly chlorofylu, v d?sledku ?eho? je elektron nabit?, to znamen?, ?e je „nabuzen natolik“, ?e vysko?? ze skupiny fotosyst?m? a „sebere“. molekulou nosi?e v thylakoidn? membr?n?. Tento elektron se pohybuje od nosi?e k nosi?i, dokud nen? vybit. Pot? m??e b?t pou?it v jin? skupin? PSI k nahrazen? elektronu.

Ve skupin? fotosyst?mu II chyb? elektron a nyn? je kladn? nabit? a vy?aduje nov? elektron. Kde ale takov? elektron z?skat? Oblast ve skupin?, zn?m? jako komplex evoluce kysl?ku, ?ek? na bezstarostn? se proch?zej?c? molekulu vody.

Molekula vody obsahuje jeden atom kysl?ku a dva atomy vod?ku. Komplex uvol?uj?c? kysl?k v PSII m? ?ty?i ionty manganu, kter? odeb?raj? elektrony z atom? vod?ku. V d?sledku toho se molekula vody rozd?l? na dva kladn? vod?kov? ionty, dva elektrony a jeden atom kysl?ku. Molekuly vody se rozpadaj? a atomy kysl?ku jsou distribuov?ny v p?rech a tvo?? molekuly plynn?ho kysl?ku, kter? vracej? rostlinu do vzduchu. V thylakoidn?m v??ku se za?nou hromadit vod?kov? ionty, odtud je rostlina m??e vyu??t a pomoc? elektron? je vy?e?en probl?m ztr?ty v komplexu PS II, kter? je p?ipraven tento cyklus opakovat mnohokr?t za vte?inu.

V thylakoidn?m vaku se hromad? vod?kov? ionty a za?nou hledat cestu ven. Dva vod?kov? ionty, kter? v?dy vznikaj? p?i rozpadu molekuly vody, nejsou zdaleka v?echno: pr?chodem cesty z komplexu PS II do komplexu PS I elektrony p?itahuj? do vaku dal?? vod?kov? ionty. Tyto ionty se pak hromad? v thylakoidu. Jak se odtamtud mohou dostat?

Ukazuje se, ?e maj? „turniket“ s jedn?m v?chodem – enzym, kter? se pou??v? p?i v?rob? bun??n?ho „paliva“ zvan?ho ATP (adenosintrifosf?t). Vod?kov? ionty p?i pr?chodu t?mto „turniketem“ poskytuj? energii pot?ebnou k dobit? ji? pou?it?ch molekul ATP. Molekuly ATP jsou bun??n? "baterie". Poskytuj? energii pro reakce v bu?ce.

P?i sklizni cukru je pot?eba je?t? jedna molekula. Naz?v? se NADP (nikotinamid adenindinukleotid fosf?t). Molekuly NADP jsou „n?kla??ky“, ka?d? z nich dod?v? atom vod?ku enzymu molekuly cukru. K tvorb? NADP doch?z? v komplexu PS I. Zat?mco fotosyst?m (PS II) rozkl?d? molekuly vody a vytv??? z nich ATP, fotosyst?m (PS I) absorbuje sv?tlo a vyd?v? elektrony, kter? pak budou pot?eba p?i tvorb? NADP. Molekuly ATP a NADP jsou ulo?eny ve stromatu a n?sledn? pou?ity k tvorb? cukru.

Produkty sv?teln? f?ze fotosynt?zy:

• kysl?k
• NADP*N 2

Sch?ma no?n? f?ze

Po sv?tl? f?zi n?sleduje temn? f?ze fotosynt?zy. Tuto f?zi poprv? objevil Calvin. N?sledn? byl tento objev nazv?n c3 – fotosynt?za. U n?kter?ch rostlinn?ch druh? je pozorov?n typ fotosynt?zy - c4.

B?hem fotosynt?zy neprodukuje sv?teln? f?ze cukr. Sv?tlo produkuje pouze ATP a NADP. Enzymy se pou??vaj? ve stromatu (prostor mimo tylakoid) na v?robu cukru. Chloroplast lze p?irovnat k tov?rn?, kde t?my (PS I a PS II) uvnit? thylakoidu vyr?b?j? n?kladn? automobily a baterie (NADP a ATP) pro pr?ci t?et?ho t?mu (speci?ln? enzymy) stromatu.

Tento t?m tvo?? cukr p?id?n?m atom? vod?ku a molekuly oxidu uhli?it?ho prost?ednictv?m chemick?ch reakc? pomoc? enzym? um?st?n?ch ve stromatu. V?echny t?i brig?dy pracuj? p?es den a „cukrov?“ brig?dy pracuj? ve dne i v noci, dokud se nevy?erpaj? ATP a NADP, kter? zbyly po denn? sm?n?.

Ve stromatu je pomoc? enzym? spojeno mnoho atom? a molekul. N?kter? enzymy jsou proteinov? molekuly, kter? maj? speci?ln? formul?? a to jim umo??uje vz?t ty atomy nebo molekuly, kter? jsou pot?ebn? pro ur?itou reakci. Po dojde ke spojen?, enzym se uvoln? nov? vytvo?en? molekula a tento proces se neust?le opakuje. Ve stromatu enzymy provozuj? molekuly cukru, kter? shrom??dily, p?eskup? je, nabij? je ATP, p?id?vaj? oxid uhli?it?, p?id?vaj? vod?k, pot? po?lou t??uhl?kov? cukr do jin? ??sti bu?ky, kde se p?em?n? na gluk?zu a ?adu dal??ch l?tek.

Tmav? f?ze je tedy charakterizov?na tvorbou molekul gluk?zy. A sacharidy se syntetizuj? z gluk?zy.

F?ze sv?tla a tmy fotosynt?zy (tabulka)

Role v p??rod?

Jak? v?znam m? fotosynt?za v p??rod?? M??eme s jistotou ??ci, ?e ?ivot na Zemi z?vis? na fotosynt?ze.

• S jeho pomoc? rostliny produkuj? kysl?k, kter? je tak nezbytn? pro d?ch?n?.
• P?i d?ch?n? se uvol?uje oxid uhli?it?. Pokud by to rostliny neabsorbovaly, pak by to bylo v atmosf??e Sklen?kov? efekt. S p??chodem sklen?kov?ho efektu se m??e zm?nit klima, t?t ledovce a v d?sledku toho m??e b?t zaplaveno mnoho pozemk?.
• Proces fotosynt?zy pom?h? vy?ivovat v?echny ?iv? bytosti a tak? z?sobuje lidstvo palivem.
• D?ky kysl?ku uvol?ovan?mu fotosynt?zou ve form? kysl?ko-oz?nov? clony atmosf?ry je v?e ?iv? chr?n?no p?ed ultrafialov?m z??en?m.

Co je to fotosynt?za

Fotosynt?za je p?em?na anorganick?ch l?tek na organick? l?tky pomoc? speci?ln?ch pigment?. D?ky tomuto fenom?nu rostliny ?iv? a z?sobuj? planetu kysl?kem. Nejjednodu??? je to pochopit co je fotosynt?za s t?mto obr?zkem:

• Rostliny s pomoc?pigment opr?vn?n? chlorofyl P absorbuj? vodu a oxid uhli?it? (anorganick? l?tky).
• Na rostlin?ch poskytnout vystaven? slune?n?m paprsk?m.
• Pod vlivem t?chto paprsk? Kysl?k a gluk?za se syntetizuj? z vody a oxidu uhli?it?ho.
• Ostatn? ?iv? bytosti d?chaj? kysl?k. Uvoln?te oxid uhli?it? A kruh se uzav?r? v?e za??n? znovu.

Existuj? rostliny bez chlorofylu v listech?

Ano, to se st?v?. V?echny organismy podl?haj? zm?n?m.. Znamen? to, ?e mohou mutovat. N?kdy pom?haj? rostlin?m l?pe p?e??t, ale n?kdy se stane opak.

Jeden z t?chto mutace jen v rostlin?ch vyj?d?eno v nep??tomnosti chlorofylu v listech. Proto?e to Tento pigment je zodpov?dn? za zelen? barva olist?n?,v t?chto rostlin?ch bude b?l?.

Jak jed? alb?nsk? rostliny?

Nemohou j?st sami. tedy ve v?t?in? jeho vlastn? zem?ou. Ale tak? existuje v?jimky.

Jedn?m z nich je sekvojov? alb?n. Kr?sn?, ?e? Ale pro n?kter? rostliny se to nezd? tak atraktivn?.

M??ete tomu ??kat skute?n? up?r ve sv?t? rostlin: ona m? b?l? barva, A ?iv? se jin?mi rostlinami, "s?n?" jeho ko?eny do ko?enov?ho syst?mu jin?ch rostlin, odn??en? oni maj? sou??st? j?dla.

Ne, ?asy, bakterie a dokonce i zv??ata mohou fotosyntetizovat.

P??klad zv??e, kter? schopn? fotosynt?zy je mo?sk? slim?k Elysia chlorotica.

On bere chloroplasty z ?as, jejich vkl?d?n? do va?eho tr?vic?ho syst?mu. Pak, v d?sledku fotosynt?zy slim?k produkuje cukr, kter? n?sledn? j?. Vypad? to trochu jako list rostliny - to sam? zelen?.

Rostliny v dom?

Pokud chce?, m?t doma v?ce kysl?ku- jsou p?esn? neubl???.

Tady P?t pokojov? kv?tiny , kter? d?lat nejl?pe s t?mto ?kolem:

Byla to ona, kterou jsem si koupil na parapet, te? pot??? o?i. Mo?n? se mi to jen zd?, ale d?chat te? opravdu jednodu???.

U?ite?n?9 Ne p??li?

Koment??e0

Fotosynt?za byla d?kladn? ulo?ena v m? hlav?. Absolvovali jsme to v ?est? t??d?. J?, jako fyzik a program?tor, kter? odm?t? u?it biologii, jsem jen spal ve t??d?. Moje u?itelka byla velmi trp?liv? pan?, ale pak to jej? trp?livost nevydr?ela. Zavolala m? k tabuli a j? se za sm?chu a houk?n? t??dy sna?il p?ij?t na to, jak? zv??e je tato "fotosynt?za". Nep??jemn? zku?enost se mi ulo?ila do hlavy a nyn? o n? mohu kdykoli mluvit, dokonce m? probudit uprost?ed noci.

Co je to za zv??e - fotosynt?za

Fotosynt?za - proces, p?i kter?m vznik? organick? hmota z anorganick? hmoty rostlinou nebo prvokem. Anorganick? l?tky: voda (HOH), oxid uhli?it? (CO2); organick?: gluk?za (C6H12O6). V tomto procesu tak? vznik? velk? mno?stv? energie, kterou pak rostlina vynakl?d? na pokra?ov?n? ?ivota (na vnit?n? procesy a pohyb).

Mechanismus

Mechanismus fotosynt?zy nen? p??li? slo?it?. Rostlina absorbuje oxid uhli?it? z atmosf?ry, pak pou?ije voda, kter? ko?eny absorbovaly pod zem? a s pomoc? chlorofyl a sv?tlo spust? reakci, kter? prob?h? v podlo?n? tk?ni. Tato reakce kombinuje ?est molekul oxidu uhli?it?ho se ?esti molekulami vody za vzniku ?esti molekul gluk?zy a stejn?ho mno?stv? kysl?ku. Kysl?k je pozd?ji uvol?ov?n pr?duchy list? do atmosf?ry. Je d?le?it? s t?m po??tat katalyz?tor v takov? reakci by m?l slou?it slune?n? sv?tlo(vlny ultrafialov?ho spektra).

Existuje mal? nuance, u jednodu???ch organism? lze fotosynt?zu pozorovat bez ??asti chlorofylu, to je ji? t?ma pro st?edn? / vysokou ?kolu, tak?e si mysl?m, ?e nem? cenu to podrobn? popisovat. Studentovi sta?? v?d?t, ?e t?m doch?z? k velk? ztr?t? ??innosti, to znamen?, ?e se z?sk? m?n? energie a organick?ch l?tek.

Ti, kte?? fotosyntetizuj?

• V?echny zelen? rostliny
  • vy??? rostliny.
  • R?zn? zelen? ?asy.
• N?kter? zv??ata:
  • Euglena je zelen? (m??e tam b?t chyba, proto?e i kdy? jsem studoval, byly spory, zda se m? p?ipisovat zv??at?m nebo rostlin?m),
  • V?chodn? smaragdov? elize.

U?ite?n?1 Ne moc dobr?

Koment??e0

Jednou byl do m?ho pokoje na koleji um?st?n biolog, kter? byl posedl? studiem. Za t?den pobytu v na?em pokoji oblo?il cel? okenn? parapet rostlinami a ne?navn? opakoval, ?e rostliny pot?ebuje na teze. Studoval, jak v m?stnosti rostliny recykluj? energii slunce. Jednou se m? zeptal, jestli v?m, co je to fotosynt?za, a j? odpov?d?l, co jsem studoval ve ?kole. Na to odpov?d?l, ?e chemici nic nev?d? a moje znalosti se rovnaj? znalostem d?t?. Tak mi od ?asn?ho r?na do pozdn? noci neust?le vypr?v?l o rostlin?ch a fotosynt?ze, tak?e jsem si cel? tento proces dokonale pamatoval.

Fotosynt?za - co to je

Jak jsem odpov?d?l biologovi, fotosynt?za je proces p?em?ny vody a oxidu uhli?it?ho na organick? slou?eniny p?soben?m slune?n?ho z??en?. Fotosynt?za je jedin? proces v biosf??e, kter?m je energie slunce absorbov?na rostlinami a jin?mi organismy. Obecn? rovnice fotosynt?zy je zn?zorn?na jako: 6CO2 + 6H2O \u003d C6H12O6 + 6O2 - oxid uhli?it? a voda se p?soben?m ultrafialov?ho sv?tla m?n? na hex?zu a tak? se uvol?uj? vedlej?? produkt synt?zy – kysl?k kter? podporuje ve?ker? ?ivot na planet?. Existuje n?kolik typ? fotosynt?zy:

1. Fotosynt?za bez chlorofylu- tehdy nedoch?z? k tvorb? slou?enin nezbytn?ch pro absorpci oxidu uhli?it?ho, ale prob?h? pouze dod?vka slune?n? energie ve form? ATP.
2. Fotosynt?za chlorofylu- od bezchlorofylu se li?? v?razn? v?t?? ??innost? skladov?n? energie .

Existuj? dva typy fotosynt?zy chlorofylu: anoxygenn? akysl?kov?. Anoxygenn? je bezkysl?kov? fotosynt?za, prob?h? bez uvol?ov?n? kysl?ku. Kysl?kov? je kysl?kov? fotosynt?za, kter? je doprov?zena uvol?ov?n?m kysl?ku jako vedlej??ho produktu.

V?znam fotosynt?zy

D?ky fotosynt?ze to bylo mo?n? evoluce bakteri? ve slo?it?j?? organismy Slune?n? energie se tak stala jedn?m ze zdroj? v??ivy pro nespo?et organism?. Tak? prost?ednictv?m fotosynt?zy kysl?k se uvol?uje a oxid uhli?it? se recykluje. Pomoc? fotosynt?zy se v ran?ch f?z?ch existence Zem? hromadila atmosf?ra velk? mno?stv? kysl?k, kter? pozd?ji sehr?l roli p?i formov?n? na?? atmosf?ry a ?ivota na planet?.

U?ite?n?1 Ne moc dobr?

Koment??e0

Asi ka?d?, kdo n?kdy byl na da?i, se setkal s t?m, ?e po zvednut? kobere?ku nebo prk?nka, kter? z?staly na dvo?e z minul?ho roku, je pod nimi vid?t docela k?ehk? tr?va b?l? barva. A m?j p?tilet? synovec, kter? to vid?l poprv?, ze m? ud?lal skute?n? v?slech.) Tady je to, co jsem mu ?ekl.

Stru?n? o fotosynt?ze

Rostliny maj? zelenou barvu d?ky p??tomnosti l?tky zvan? chlorofyl. Je obsa?en v organel?ch (lze nakreslit analogii s lidsk?mi org?ny) zvan?ch chloroplasty. Jsou navr?eny tak, ?e p?i dopadu slune?n?ho sv?tla je okam?it? za?nou pohlcovat a zpracov?vat na energii pot?ebnou pro ?ivot rostlin. Jedn? se o slo?it? chemick? proces, p?i kter?m se uvol?uje kysl?k. Zelen? ??st barevn?ho spektra p?itom z?st?v? nevyu?ita. slune?n? paprsek. Proto se list nebo tr?va zezelenaj?. A to v?e dohromady se naz?v? fotosynt?za.

Pot?ebuje ?lov?k chlorofyl

Pokud nakresl?me paralelu s Lidsk? t?lo, pak je chlorofyl nejpodobn?j??, a to jak sv?mi funkcemi, tak chemick? vzorec pro hemoglobin. V?dc?m se ale nepoda?ilo prok?zat, zda jej dok??e vst?ebat i ?lov?k. Proto se chlorofyl nej?ast?ji pou??v? jako p??rodn? a nez?vadn? zelen? potravin??sk? barvivo.

Zde je je?t? n?co, co m? na tomto procesu zaujalo:

• hlavn?m dodavatelem kysl?ku v d?sledku fotosynt?zy je mo?sk? fytoplankton;
• n?kter? hlubokomo?sk? bakterie jsou natolik fotosenzitivn?, ?e pot?ebuj? sv?tlo z hork?ch pramen? k zah?jen? procesu fotosynt?zy;
• s nadm?rn?m slune?n?m z??en?m se m??e sn??it schopnost rostlinn?ch bun?k fotosynt?zy;
• listy fialov?ch a ?erven?ch kv?t? jsou nasyceny speci?ln?mi pigmenty, kter? neumo??uj? potla?en? procesu fotosynt?zy nadm?rn?m osv?tlen?m;
• N?kter? druhy bakteri? b?hem fotosynt?zy neuvol?uj? kysl?k.

A chlorofyl nen? nutn? pro fotosynt?zu. V n?kter?ch organismech jeho roli hraje „p??buzn?“ vitaminu A, zvan? retinal.

U?ite?n?0 Ne p??li?

Koment??e0

Kdy? m?m hlad, prvn? v?c, kterou ud?l?m, je, ?e jdu do lednice nebo sejdu dol? do sp??e pro potraviny. Co ale mohou rostliny d?lat, kdy? hladov?? Z m?ch ?koln?ch let si pamatuji, jak n?m u?itel na p??kladu kv?tin ve t??d? ??kal, ?e rostliny pot?ebuj? ke sv?mu r?stu slune?n? sv?tlo, vodu a p?du. Ale jak z?sk?vaj? j?dlo? D?laj? to sami!

Hodnota fotosynt?zy

V?znam fotosynt?zy pro udr?en? ?ivota na Zemi nelze p?ehnan? zd?raz?ovat. Pokud se zastav?, pak:

• Zem? by brzy m?la nedostatek potravy nebo jin? organick? hmoty;
• ?asem by atmosf?ra na?? planety t?m?? ztratila plynn? kysl?k;
• planetu by ob?valy pouze anaerobn? bakterie ?ij?c? v anoxick?m prost?ed?.

Stejn? jako lid? jed? j?dlo, rostliny mus? absorbovat plyny, aby mohly ??t. Mnoho lid? v???, ?e rostlinu „krm?“, kdy? ji zahrab?vaj? do p?dy, zal?vaj? nebo vystavuj? slunci, ale ??dn? z t?chto zdroj? pro n? nen? potravou.

Absorbov?n?m sv?teln? energie a jej? p?em?nou na kysl?k a miner?ly m??e existovat jak?koli rostlina. Tento proces se naz?v? fotosynt?za a prov?d?j? ho v?echny rostliny, ?asy a dokonce i n?kter? mikroorganismy.

Pro fotosynt?zu na?e zelen? p??tel?„Pot?ebujeme t?i v?ci:

• oxid uhli?it?;
• voda;
• slune?n? sv?tlo.

Fotosynt?za a ekosyst?m

Za pomoci oxidu uhli?it?ho a vody lusk hrachu vyu??v? energii ze slune?n?ho z??en? k vytvo?en? molekul cukru. Kdy? kr?l?k sn?dl lusk hrachu, nep??mo p?ij?mal energii ze slune?n?ho z??en?, kter? byla ulo?ena v molekul?ch cukru kv?tu.

Energie generovan? b?hem fotosynt?zy je zodpov?dn? za fosiln? paliva, kter? poh?n?j? pr?mysl. V minul?ch stalet?ch zelen? rostliny a mal? organismy rostly rychleji, ne? byly spot?ebov?ny, ale nyn? se situace radik?ln? zm?nila. Nane?t?st? modern? civilizace vyu??v? po n?kolik stalet? p?ebytek fotosyntetick? produkce nashrom??d?n? za miliony let a v d?sledku toho se oxid uhli?it? obnovuje obzvl??t? vysokou rychlost?.

U?ite?n?0 Ne p??li?

Koment??e0

Energie vl?dne sv?tu. Energetick? hodnota, kilokalorie – zn?m? slova, ?e? Kalorie v na?? spole?nosti, zaujat? hubnut?m k neexistuj?c?mu ide?lu, jsou ?ast?ji spojov?ny s n???m ?patn?m. Tady jsou moje p??telkyn?, kter? se v?dy nad?vaj? za to, co jed?. A ??kaj? mi n?co o "?patn?m j?dle". ?patn? j?dlo je j?dlo, kter? se pokazilo nebo jste na n?j alergi?t?. V?echno.

Nebudu zab?hat do detail? v??ivy, ale bez kalori? (nebo jejich o?ez?n? na naprost? minimum) se prost? ??t ned?, proto?e n?m dod?vaj? energii pro pr?ci cel?ho organismu. ??dn? j?dlo - ??dn? ?ivot.

S rostlinami je to stejn?. K r?stu a ?ivotu tak? pot?ebuj? energii, jen ji nez?sk?vaj? z bor??e a karban?tk?, ale z p?dy a slune?n?ho z??en?. „Potrava sv?tlem“ se naz?v? fotosynt?za.

Fotosynt?za: co d?v? rostlin?m

Nejzn?m?j?? "fotosyntetiz?ry" jsou rostliny, tak o nich budu mluvit, i kdy? n?kte?? se mohou pochlubit stejnou schopnost? bakterie.

Nejb??n?j?? je fotosynt?za chlorofylu. Pr?v? chlorofyl pom?h? rostlin?m „chytat“ slune?n? paprsky. Tak? jim nat?r? listy na zeleno. Chlorofyl se nach?z? v chloroplasty- bun??n? organely rostlin.

Zaj?mav? je, ?e tak? chlorofyl dopln?k stravy E140.

Aby se rostliny mohly transformovat, je pot?eba sv?teln? energie anorganick? l?tky na organick?(kter? mohou j?st).

Krom? sv?tla pro fotosynt?za rostliny pot?ebuj? voda a oxid uhli?it?.

P?i takto slo?it?m zpracov?n? dost?vaj? rostliny pot?ebn? sacharidy a aminokyseliny.

Kysl?k je jedn?m z vedlej??ch produkt? fotosynt?zy. Rostliny tedy „?iv?“ nejen sebe, ale i atmosf?ru.

Alternativn? zp?soby stravov?n?

nenahrazuje, ale dopl?uje fotosynt?zu v??iva p?dy . Ko?eny rostlin "vyt?hnout" ?ivin z p?dy. K tomu je mimochodem tak? pot?eba voda. Ko?eny mohou pouze absorbovat ?e?en?, su?ina je to pro n? zbyte?n?.

N?kter? rostliny si vyvinuly jin? zp?sob v??ivy. Docela neobvykl?. Tyto rostliny hmyzo?rav?.

Typi?t? p?edstavitel?:

• rosnatka;
• Mucholapka;
• pemfigus.

Hmyz ale nen? z?kladem jejich stravy. Bez ?ivo?i?n? potravy mohou ??t bezpe?n? a klidn?, ale st?le slou?? jako d?le?it? dopln?k jejich j?deln??ku.

Na bezb?lkovinov? diet? takov? rostliny obvykle rostou pon?kud h??e.

U?ite?n?0 Ne p??li?

Koment??e0

Fotosynt?za. Co to bylo t??k? pro m? slovo na z?kladn? ?kole. Tedy alespo? jsme nebyli nuceni se u?it alespo? tehdy obt??n? proces fotosynt?za. Myslel jsem, ?e je nemo?n? pochopit tento proces. Ale o n?co pozd?ji jsem byl p?elo?en na gymn?zium. U?itel biologie, kter? tam pracoval, byl velmi dobr? u?itel. V?dy dok?zala naj?t p??stup k d?t?ti a pomoc? propracovan?ch sch?mat, vide? a ?e?nick?ho projevu, ??dil v na?ich dosud k?ehk?ch hlav?ch z?klady fotosynt?zy.

N?co m?lo o fotosynt?ze

to nepostradateln? v p??rod? proces bez kter?ch bychom nebyli schopni d?chat a rostliny cvi?en? vy s?m j?dlo. S jeho pomoc? jsou organismy schopny konzumovat slune?n? energie, oxid uhli?it? a voda, ale v?m?nou produkuj? sacharidy a kysl?k. Pro? p??u organismy a ne rostliny? Ano proto?e um? fotosyntetizovat:

Z?klady fotosynt?zy

j? zkus?m prozradit o tom, jak je to mo?n? stru?n?ji. Po v?em proces tak t??k??e nep?ipraven? z p?ijat?ch informac? jednodu?e vybuchnou mozek. navrhuji pod?vejte se na str?nku m?j star? abstraktn? v biologii.

co jsi z toho m?l? Ano, jsem Ukrajinec. No, k t?matu? Jsem si jist?, ?e jsi skoro nic nepochopil. Proto vysv?tlit tob? od nuly.

M?me spoustu energie a sacharid?. T?lo je ??astn?!

Pou?en?

M??ete se pochlubit sv?m p??tel?m, z?skat jedni?ku ve ?kole nebo se nau?it pokro?ilej?? z?klady tr?ven?, pokud jste pot? neztratili chu? studovat biologii.

Jako d?t? I v?t?ina l?ta tr?vila na da?i a jej? matka v?dy s l?skou ??kala: „Dcero, netrhej kv?tiny, jsou ?iv? jako lid?. Slunce sv?t? na listy a unik? kysl?k, kter? d?ch?me, tomu se ??k? fotosynt?za. A poslechl jsem, nicm?n? jsem tehdy nech?pal samotn? proces fotosynt?zy.

Ale d?ky n? podrobn? p??b?hy a znalosti z?skan? ve ?kole, nyn? tomuto d?le?it?mu fenom?nu zcela rozum?m.

Co je fotosynt?za

Nechci v?s nudit slo?it?mi pojmy a definicemi, tak?e to ?eknu jednodu?e, fotosynt?za je produkce gluk?zy rostlinami hlavn? kysl?k vystaveny slune?n?mu z??en? a recyklaci vody a oxidu uhli?it?ho.

V?t?inalisty se pod?lej? na fotosynt?ze rostlin. Pod?v?me-li se na listy pod mikroskopem, uvid?me, ?e se skl?daj? ze zelen?ch pod?ln?ch bun?k, kter?m se ??k? chloroplasty, jsou vypln?ny zelen?m pigmentem. chlorofyl. Je to vid?t na obr?zku, kde je list zv?t?en? pod mikroskopem.

Ale barva list? nen? zelen?, proto?e tou barvou je chlorofyl. Faktem je, ?e bu?ky sm?t absorbovatb pouze paprsky modr? a ?erven? spektrum, a zelen? spektrum odr??et, tak?e ve v?t?in? p??pad? vid?me zelen? listy. Ale jsou chv?le, kdy je v?ce jin?ch pigment? ne? chlorofylu, pak mohou listy ze?loutnout, nebo dokonce z?ervenat.

chlorofyly absorbovat sami sebe slune?n? sv?tlo, po kter?m to za??n? slo?it? proces chemick? reakce , b?hem kter?ch se vyr?b?:

• cukr;
• tuky;
• sacharidy;
• proteiny;
• a ?krob.

Ale stejn? hlavn? rys fotosynt?za je produkce kysl?ku, kter? umo??uje lidem a zv??at?m bezpe?n? ??t na Zemi.

Dv? f?ze fotosynt?zy – sv?tlo a tma

Pro f?zi sv?tla D?le?it? slune?n?sv?tlo a pigmenty.

Jak jsem ji? d??ve psal o zelen? a jin?ch barv?ch list?, je to zp?sobeno t?m, ?e pigmenty Rostliny jsou r?zn?:

• ?lut?;
• zelen?;
• modr?;
• ?erven?.

V fotosynt?za??astnit se chlorofyly(zelen? pigmenty). V?echny pigmenty absorbuj? slune?n? sv?tlo a p?en??ej? je na chlorofyly, proto?e pouze ony je dok??ou zpracovat, na?e? se sv?teln? energie p?em?n? na chemickou energii ATP a redukuje NADP * H, fotorozkladem vody se uvol?uje kysl?k.

V temn? f?ze se obnovuje v obsahu chloroplast? absorbov?n oxid uhli?it?, co zp?sobuje tvorba organick? hmoty.

U?ite?n?0 Ne p??li?

Zp?t dop?edu

Pozornost! N?hled sn?mku slou?? pouze pro informa?n? ??ely a nemus? p?edstavovat cel? rozsah prezentace. Jestli m?te z?jem tato pr?ce st?hn?te si pros?m plnou verzi.

?koly: Vytvo?it znalosti o reakc?ch plastick? a energetick? v?m?ny a jejich vztahu; p?ipomenout strukturn? rysy chloroplast?. Popi?te sv?tlou a temnou f?zi fotosynt?zy. Uka?te v?znam fotosynt?zy jako procesu, kter? zaji??uje synt?zu organick?ch l?tek, absorpci oxidu uhli?it?ho a uvol?ov?n? kysl?ku do atmosf?ry.

Typ lekce: p?edn??ka.

Za??zen?:

1. Vizu?ln? pom?cky: tabulky obecn? biologie;
2. TCO: po??ta?; multimedi?ln? projektor.

Pl?n p?edn??ek:

1. Historie studia procesu.
2. Experimenty s fotosynt?zou.
3. Fotosynt?za jako anabolick? proces.
4. Chlorofyl a jeho vlastnosti.
5. Fotosyst?my.
6. Sv?teln? f?ze fotosynt?zy.
7. Temn? f?ze fotosynt?zy.
8. Limituj?c? faktory fotosynt?zy.

Pr?b?h p?edn??ky

Historie studia fotosynt?zy

1630 ro?n?k zah?jen? studia fotosynt?zy . Van Helmont dok?zal, ?e rostliny tvo?? organick? l?tky a nep?ij?maj? je z p?dy. Po zv??en? kv?tin??e se zem? a vrbou a zvl??? se stromem samotn?m uk?zal, ?e po 5 letech se hmotnost stromu zv??ila o 74 kg, zat?mco p?da ztratila pouze 57 g. Rozhodl, ?e strom p?ij?m? potravu z vody. Nyn? v?me, ?e se pou??v? oxid uhli?it?.

V 1804 Saussure zjistili, ?e voda hraje d?le?itou roli v procesu fotosynt?zy.

V 1887 objeveny chemosyntetick? bakterie.

V 1905 Blackman zjistil, ?e fotosynt?za se skl?d? ze dvou f?z?: rychl? - lehk? a s?rie postupn?ch pomal?ch reakc? temn? f?ze.

Experimenty s fotosynt?zou

Fotosynt?za jako anabolick? proces

1. Ka?d? rok se v d?sledku fotosynt?zy vytvo?? 150 miliard tun organick? hmoty a 200 miliard tun voln?ho kysl?ku.
2. Cyklus kysl?ku, uhl?ku a dal??ch prvk? zapojen?ch do fotosynt?zy. Udr?uje modern? slo?en? atmosf?ry nezbytn? pro existenci modern? formy?ivot.
3. Fotosynt?za zabra?uje zv??en? koncentrace oxidu uhli?it?ho a zabra?uje p?eh??v?n? Zem? v d?sledku sklen?kov?ho efektu.
4. Fotosynt?za je z?kladem v?ech potravn?ch ?et?zc? na Zemi.
5. Energie ulo?en? ve v?robc?ch je hlavn?m zdrojem energie pro lidstvo.

Podstata fotosynt?zy spo??v? v p?em?n? sv?teln? energie slune?n?ho paprsku na chemickou energii ve form? ATP a NADP·H 2.

Celkov? rovnice fotosynt?zy je:

6C02 + 6H20->C6H12O6 + 602

Existuj? dva hlavn? typy fotosynt?zy:

Chlorofyl a jeho vlastnosti

Druhy chlorofylu

Chlorofyl m? modifikace a, b, c, d. Li?? se strukturn? strukturou a spektrem absorpce sv?tla. Nap??klad: chlorofyl b obsahuje o jeden atom kysl?ku v?ce a o dva atomy vod?ku m?n? ne? chlorofyl a.

V?echny rostliny a oxyfotobakterie maj? ?lutozelen? chlorofyl a jako sv?j hlavn? pigment a chlorofyl b jako dal?? pigment.

Ostatn? rostlinn? pigmenty

N?kter? dal?? pigmenty jsou schopny absorbovat slune?n? energii a p?en??et ji na chlorofyl, ??m? jej zapojuj? do fotosynt?zy.

V?t?ina rostlin m? tmav? oran?ov? pigment - karoten kter? se v t?le zv??at m?n? na vitam?n A a ?lut? barvivo - xantofyl.

Phycocyanin a fykoerythrin- obsahuj? ?erven? a modrozelen? ?asy. U ?erven?ch ?as se tyto pigmenty aktivn?ji pod?lej? na procesu fotosynt?zy ne? chlorofyl.

Chlorofyl minim?ln? absorbuje sv?tlo v modrozelen? ??sti spektra. Chlorofyl a, b - ve fialov? oblasti spektra, kde je vlnov? d?lka 440 nm. Jedine?n? funkce chlorofylu spo??v? v tom, ?e intenzivn? pohlcuje slune?n? energii a p?ed?v? ji dal??m molekul?m.

Pigmenty absorbuj? ur?itou vlnovou d?lku, neabsorbovan? ??sti slune?n?ho spektra se odr??ej?, co? zaji??uje barvu pigmentu. Zelen? sv?tlo se neabsorbuje, tak?e chlorofyl je zelen?.

Pigmenty- tohle je chemick? slou?eniny, kter? absorbuj? viditeln? sv?tlo, co? zp?sobuje excitaci elektron?. ??m krat?? je vlnov? d?lka, t?m v?t?? je energie sv?tla a t?m v?t?? je jeho schopnost p?en??et elektrony do excitovan?ho stavu. Tento stav je nestabiln? a brzy se cel? molekula vr?t? do sv?ho obvykl?ho n?zkoenergetick?ho stavu a ztr?c? excita?n? energii. Tato energie m??e b?t pou?ita pro fluorescenci.

Fotosyst?my

Rostlinn? pigmenty pod?lej?c? se na fotosynt?ze jsou „nabaleny“ do chloroplastov?ch tylakoid? v podob? funk?n?ch fotosyntetick?ch jednotek – fotosyntetick?ch syst?m?: fotosyst?m I a fotosyst?m II.

Ka?d? syst?m se skl?d? ze sady pomocn?ch pigment? (od 250 do 400 molekul), kter? p?ed?vaj? energii jedn? molekule hlavn?ho pigmentu a je tzv. reak?n? centrum. K fotochemick?m reakc?m vyu??v? slune?n? energii.

Sv?tl? f?ze prob?h? nutn? za ??asti sv?tla, tmav? f?ze jak ve sv?tle, tak ve tm?. Sv?teln? proces prob?h? v thylakoidech chloroplast?, tmav? proces prob?h? ve stromatu, tzn. tyto procesy jsou prostorov? odd?leny.

Sv?teln? f?ze fotosynt?zy

V 1958 Arnon a jej? zam?stnanci studovali sv?teln? f?ze fotosynt?za. Zjistili, ?e sv?tlo je zdrojem energie p?i fotosynt?ze, a proto?e ve sv?tle v synt?ze chlorofylu z ADP + F.c. -> ATP, pak se tento proces naz?v? fosforylace. Je spojena s p?enosem elektron? v membr?n?ch.

?loha sv?teln?ch reakc?: 1. Synt?za ATP - fosforylace. 2. Synt?za NADP.H2.

Dr?ha transportu elektron? se naz?v? Z-sch?ma.

Z-sch?ma. Acyklick? a cyklick? fotofosforylace(Obr. 6.)

V pr?b?hu cyklick?ho transportu elektron? nedoch?z? k tvorb? NADP.H 2 a fotodekompozici H 2 O, tedy k uvol?ov?n? O 2. Tato cesta se pou??v?, kdy? je v bu?ce nadbytek NADP.H 2, ale je pot?eba dal?? ATP.

V?echny tyto procesy pat?? do sv?teln? f?ze fotosynt?zy. V budoucnu se energie ATP a NADP.H 2 vyu??v? k synt?ze gluk?zy. Tento proces nevy?aduje sv?tlo. Jsou to reakce temn? f?ze fotosynt?zy.

Temn? f?ze fotosynt?zy nebo Calvin?v cyklus

K synt?ze gluk?zy doch?z? b?hem cyklick?ho procesu, kter? byl pojmenov?n po v?dci Melvinu Calvinovi, kter? jej objevil, a byl ocen?n Nobelovou cenou.

R??e. 8. Calvin?v cyklus

Ka?d? reakce Calvinova cyklu je prov?d?na vlastn?m enzymem. Pro tvorbu gluk?zy se pou??vaj?: CO 2, protony a elektrony z NADP.H 2, energie ATP a NADP.H 2 . Proces prob?h? ve stromatu chloroplastu. Po??te?n? a kone?n? slou?enina Calvinova cyklu, ke kter?mu se pomoc? enzymu ribul?za difosf?t karboxyl?za CO2 se spoj?, je p?tiuhl?kov? cukr - ribul?za bisfosf?t obsahuj?c? dv? fosf?tov? skupiny. V d?sledku toho vznik? ?estiuhl?kov? slou?enina, kter? se okam?it? rozlo?? na dv? t??uhl?kov? molekuly. kyselina fosfoglycerov?, kter? jsou n?sledn? obnoveny na fosfoglyceraldehyd. Z?rove? se ??st vznikl?ho fosfoglyceraldehydu vyu?ije k regeneraci ribulosabifosf?tu a t?m se cyklus op?t obnov? (5C 3 -> 3C 5), ??st se pou?ije na synt?zu gluk?zy a dal??ch organick?ch slou?enin (2C 3 -> C 6 -> C6H12O6).

Pro vytvo?en? jedn? molekuly gluk?zy je pot?eba 6 cyklov?ch ot??ek a pot?eba 12NADP.H 2 a 18 ATP. Z celkov? reak?n? rovnice vypl?v?:

6CO2 + 6H20 -> C6H12O6 + 6O2

Z v??e uveden? rovnice je vid?t, ?e atomy C a O vstoupily do gluk?zy z CO 2 a atomy vod?ku z H 2 O. Gluk?za m??e b?t pozd?ji vyu?ita jak pro synt?zu komplexn?ch sacharid? (celul?za, ?krob), tak pro tvorbu b?lkovin a lipidy.

(C 4 - fotosynt?za. V roce 1965 bylo prok?z?no, ?e cukrov? t?tina- prvn?mi produkty fotosynt?zy jsou kyseliny obsahuj?c? ?ty?i atomy uhl?ku (jable?n?, oxaloctov?, asparagov?). C 4 rostliny zahrnuj? kuku?ici, ?irok, proso).

Limituj?c? faktory fotosynt?zy

Rychlost fotosynt?zy je nejv?ce d?le?it?m faktorem ovliv?uj?c? v?nosy zem?d?lsk?ch plodin. Tak?e pro temn? f?ze fotosynt?zy jsou pot?eba NADP.H 2 a ATP, a proto rychlost temn?ch reakc? z?vis? na sv?teln?ch reakc?ch. P?i slab?m osv?tlen? bude rychlost tvorby organick? hmoty n?zk?. Sv?tlo je tedy limituj?c?m faktorem.

Ze v?ech faktor? sou?asn? ovliv?uj?c?ch proces fotosynt?zy omezuj?c? bude ta, kter? se bl??? minim?ln? ?rovni. Nainstalovalo se Blackman v roce 1905. Limituj?c? mohou b?t r?zn? faktory, ale jeden z nich je hlavn?.

Prostorov? role rostlin(pops?no K. A. Timiryazev) spo??v? v tom, ?e rostliny jsou jedin? organismy, kter? absorbuj? slune?n? energii a akumuluj? ji ve form? potenci?ln? chemick? energie organick?ch slou?enin. Uvol?ovan? O 2 podporuje vit?ln? ?innost v?ech aerobn?ch organism?. Z kysl?ku vznik? oz?n, kter? chr?n? v?e ?iv? p?ed ultrafialov?mi paprsky. Rostliny vyu??valy obrovsk? mno?stv? CO 2 z atmosf?ry, jeho? p?ebytek vytv??el „sklen?kov? efekt“ a teplota planety klesla na sou?asn? hodnoty.