-
Mgr. Alžbeta Futáková
-
Zabezpečuje výživu pre takmer všetky živé organizmy: ◦ organické
látky ◦ kyslík
Predpoklad biologickej existencie života na uhlíkovom
základe
Predpoklad vzniku fosílnych palív
Udržiavanie relatívne stáleho pomeru kyslíka a oxidu uhličitého
v ovzduší (21% : 0,03%)
-
Nevyhnutné faktory:
slnečné svetlo (hlavne červená a modrá časť spektra)
rastlinné farbivá (pigmenty):
karotény,
xantofyly,
chlorofyly a, b
tvoria „pascu na energiu“
energiu fotónov vedú k molekule
aktívneho chlorofylu a (P700 alebo P680)
= reakčné centrum - dokáže energiu fotónu
využiť na uvoľnenie e-
prenášače elektrónov = redoxné systémy
enzýmy (ATP-syntetáza, NADP+-reduktáza)
-
Cyklická fotofosforylácia Necyklická fotofosforylácia
fotosystém I:
reakčné centrum P700
= aktívny chlorofyl a,
ktorý absorbuje fotóny
s vlnovou dĺžkou 700 nm
produkt: ATP
fotosystém II:
reakčné centrum P680
= aktívny chlorofyl a,
ktorý absorbuje fotóny
s vlnovou dĺžkou 680 nm
fotosystém I
produkty:
NADPH+, ATP a O2 (fotolýza vody)
-
fotosystém I (P700): uvoľnenie e- prenášače (ferredoxín,
plastoquinon, cytochrómy, plastocyanin...) ATP vrátenie e- do
fotosystému I
-
fotosystém I (P700): uvoľnenie e- ferredoxín enzým
NADP+-reduktáza syntéza NADPH+H+(redukčné činidlo)
fotosystém II (P680):
uvoľnenie e- prenášače (feofytín, plastoquinon, plastocyanin,
cytochrómy...) ATP nahradenie e- vo fotosystéme I
fotolýza vody:
2H2O (+fotóny,+enzým) 4H+ + O2 + 4e
-
nahradenie e- vo fotosystéme II
-
fixácia CO2 a jeho redukcia na cukry – prebieha v stróme
nevyžaduje svetelnú energiu, ale využíva energiu ATP vytvorenej
vo fotochemickej fáze
NADPH+H+ = redukčné činidlo
rozdelenie rastlín podľa spôsobu fixácie CO2:
◦ rastliny s metabolizmom C3 (obilniny, cukrová repa,
dreviny...) – stredne produktívne, typické pre mierne pásmo
◦ rastliny s metabolizmom C4 (kukurica, cukrová trstina,
proso...) – veľmi produktívne, najmä v trópy a subtrópy
◦ rastliny s metabolizmom CAM (kaktusy, sukulenty...) – málo
produktívne, najmä suché lokality s horúcimi dňami a chladnými
nocami
-
o karboxylačná fáza:
primárny akceptor CO2: RuBP (ribulóza-1,5-bisfosfát) enzým
Rubisco vzniká nestabilná 6-uhlíkatá zlúčenina ihneď sa rozpadá
na dve 3-uhlíkaté molekuly PGA = kyseliny 3-fosfoglycerovej
(preto C3)
o redukčná fáza: redukcia CO2 na glukózu
prostredníctvom ATP a NADPH+H+ (vzniká GAP =
glyceraldehyd-3-fosfát
len 1/6 jeho molekúl sa kondenzuje na glukózu!)
o regeneračná fáza: obnova špecifického akceptora CO2
ribulóza-1,5-bisfosfátu (prostredníctvom ATP)
http://www.youtube.com/watch?v=o1I33Dgcc_M
-
Svetlo – intenzita - kvalita
Prítomnosť chlorofylu
Koncentrácia CO2
Voda
Teplo
Minerálna výživa rastlín
-
Podmienky:
1. prítomnosť substrátu (zložitá organická látka)
2. Aeróbne dýchanie: O2
3. Enzýmy
Fázy:
1. Anaeróbna glykolýza v cytoplazme, bez O2 2. Aeróbne dýchanie
v mitochondriách
(u prokaryotov v cytoplazme) za prítomnosti O2
-
1. Anaeróbna
glykolýza cytoplazma
bez
O2
• rozklad glukózy na dve 3-C látky
(k.pyrohroznová / pyruvát)
• vznik ATP (substrátová fosforylácia)
a NADPH + H+
2 ATP
2. Dekarboxylácia
kyseliny
pyrohroznovej
mitochondrie
(matrix) O2
• odštiepenie CO2 (odpad. látka)
z kyseliny pyrohroznovej
• vznik 2-C AcetylCo A
3. Krebsov cyklus
(citrátový cyklus)
mitochondrie
(matrix) O2
• odbúravanie C-látok (aj kys. citrónovej)
za vzniku CO2
• uvoľnená energia vznikajú:
1) redukované koenzýmy
NADH + H+, FADH2 ,
- prenášajú H+ a e- do poslednej fázy;
2) ATP (substrátová fosforylácia)
2 ATP
4. Koncový dýchací
reťazec
mitochondrie
(kristy) O2
• elektróntransportný reťazec:
niekoľkostupňovými chem. reakciami
- oxidáciou NADH a FADH2
(nosičov e- a H+) vzniká ATP
(za prít. O2 t.j. oxidačná fosforylácia):
O2 + H+ + e- voda
32 ATP
-
zahŕňa len 1. fázu aeróbneho dýchania
výskyt u anaeróbnych organizmov
energetický zisk z 1 molekuly glukózy: 2 molekuly ATP (málo v
porovnaní s aeróbnym spôsobom)
kyselinu pyrohroznovú (pyruvát) môžu anaeróbne organizmy
(baktérie, kvasinky...) meniť na:
♦ kyselinu mliečnu (mliečne kvasenie) jogurty, kefíre, kyslé
mlieko, kyslá kapusta
♦ na etanol a CO2 (alkoholové kvasenie) víno (kvasinka vínna),
pivo (kvasinka pivná)
-
FOTOSYNTÉZA DÝCHANIE
asimilácia → syntéza glukózy,
anabolizmus → viazanie E
Schéma: CO2 + H2O + E(svetelná) → C6H12O6 + O2
Kedy: len za svetla
Kde:
len bunky, ktoré majú asimilačné
pigmenty (najmä chlorofyly)
→ rastliny, sinice
• Organely: chloroplasty (u prokaryotov tylakoidy)
disimilácia → rozklad glukózy,
katabolizmus → uvoľňovanie E
Schéma: C6H12O6 + O2 → CO2 + H2O + E (ATP)
Kedy: stále
Kde: všetky bunky
Organely:
cytoplazma – anaeróbna glykolýza
glukóza → kys.pyrohroznová + ATP
mitochondrie – aeróbna glykolýza:
-
Ušáková, K. a kolektív. Biológia pre gymnáziá 1. Slovenské
pedagogické nakladateľstvo 2003 . ISBN 80-08-03518-8
Križan, J. Maturita z biológie. Bratislava, Vydavateľstvo
Príroda 2006. ISBN 80-07-01462-4
Benešová, M. a kolektív. Zmaturuj z biológie. Brno, DIDAKTIS
2003. ISBN 80-86285-87-1
Bašovská, M. a kolektív. Biológia pre 2. ročník gymnázií.
Slovenské pedagogické nakladateľstvo 1985. ISBN 80-08-02861-0
http://www.biopedia.sk/?cat=rastliny&file=vyziva
http://www.oskole.sk/?id_cat=55&clanok=9014
http://www.yalescientific.org/2013/12/revamping-photosynthesis/
http://www.citruscollege.edu/lc/archive/biology/Pages/Chapter06-Rabitoy.aspx
http://www.southtexascollege.edu/modeh/1408webpage_files/CH%207.htm
https://www.youtube.com/watch?v=Q_1mxZdF2TY
https://www.youtube.com/watch?v=OYSD1jOD1dQ
http://www.yalescientific.org/2013/12/revamping-photosynthesis/http://www.yalescientific.org/2013/12/revamping-photosynthesis/http://www.yalescientific.org/2013/12/revamping-photosynthesis/http://www.yalescientific.org/2013/12/revamping-photosynthesis/http://www.yalescientific.org/2013/12/revamping-photosynthesis/http://www.yalescientific.org/2013/12/revamping-photosynthesis/http://www.yalescientific.org/2013/12/revamping-photosynthesis/http://www.yalescientific.org/2013/12/revamping-photosynthesis/http://www.citruscollege.edu/lc/archive/biology/Pages/Chapter06-Rabitoy.aspxhttp://www.citruscollege.edu/lc/archive/biology/Pages/Chapter06-Rabitoy.aspxhttp://www.citruscollege.edu/lc/archive/biology/Pages/Chapter06-Rabitoy.aspxhttp://www.southtexascollege.edu/modeh/1408webpage_files/CH
7.htmhttps://www.youtube.com/watch?v=Q_1mxZdF2TYhttps://www.youtube.com/watch?v=OYSD1jOD1dQ
