Top Banner
Fotosynteza
57

Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Feb 23, 2018

Download

Documents

duongcong
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Fotosynteza

Page 2: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 3: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Niemiecki botanik Engelmann w 1880 r. udowodnił

bezpośredni związek między wydzielaniem tlenu i

chloroplastami

Page 4: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 5: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

fotosynteza

6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2

oddychanie

CO2

H2O

energia barwniki fotosyntetyczne

Page 6: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Jest to suma trzech etapów

światło + chlorofil

4 H2O 4 (OH) + 4 H

4 H + CO2 (CH2O) + H2O

4 (OH) 2 H2O + O2

Page 7: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Aparat fotosyntetyczny

Chloroplasty – organelle o średnicy 4 - 10 µm i grubości 1

µm. Liczba w komórce od 1 - do ponad 100. Oddzielone od

cytoplazmy błoną. Wnętrze wypełnione jest systemem lamelli w

postaci spłaszczonych tylakoidów. Lamelle - zbudowane są z

dwóch błon białkowo-lipidowych i mają grubość 5 - 7 nm. W

granach (lamellach gran) więcej jest kompleksów fotosystemu II,

a w lamellach stromy więcej jest kompleksów fotosystemu I.

Przestrzeń między dwiema błonami tylakoidów nazwano lumen.

Page 8: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 9: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 10: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 11: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 12: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Promieniowanie – strumień cząstek lub fal wysyłanych

przez ciało.

Wytwarzanie promieniowania jest

nazywane emisją.

Promieniowanie

jonizujace

elektromagnetyczne

Page 13: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Światło obejmuje zakres promieniowania

elektromagnetycznego o długości od 10 nm do 1 mm,

podzielony na trzy zakresy – podczerwień, światło

widzialne oraz ultrafiolet.

Promieniowanie elektromagnetyczne

fale radiowe, mikrofale, podczerwień, światło

widzialne, ultrafiolet, promieniowanie

rentgenowskie i promieniowanie gamma.

Page 14: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Kwant - najmniejsza porcja energii jaką może

pochłonąć lub wysłać mikroukład fizyczny

(cząsteczka, atom, jądro atomowe itp.). Po emisji

kwantu układ znajduje się w niższym stanie

energetycznym.

Foton – cząsteczka elementarna niemająca

ładunku elektrycznego, będąca nośnikiem

oddziaływań elektromagnetycznych

Page 15: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Najmniejszą porcję promieniowania elektromagnetycznego nazywany

fotonem.

Foton to inaczej kwant energii promieniowania elektromagnetycznego

(fali elektromagnetycznej).

Wartość energii fotonu obliczamy mnożąc stałą Plancka przez

częstotliwość fali elektromagnetycznej.

Page 16: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Energia fotonu

E = h ∙ v

h – stała Planca = 6,625 ∙10-27

erg∙s

v – częstotliwość fali

v = c/λ

c – prędkość fali = 3 ∙ 108

m ∙ s-1

λ – długość fali

E = h ∙ c/λ

Energia fotonu ma wartość zależną wprost

proporcjonalnie od częstotliwości promieniowania

elektromagnetycznego (fali elektromagnetycznej).

Page 17: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 18: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Fale elektromagnetyczne zależnie od długości fali (częstotliwości)

przejawiają się jako (od fal najdłuższych do najkrótszych):

Page 19: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Barwa światła zależy od jego długości/częstotliwości. Różnym

długościom/częstotliwościom odpowiadają różne barwy. W

zakresie widzialnym barwa czerwona na najniższą

częstotliwość (największą długość) i najniższą energię a barwa

fioletowa najwyższą częstotliwość (najmniejszą długość) i niesie

najwyższą energię. Między nimi rozciąga się szereg barw i

odcieni. Po zmieszaniu barwy te dają światło białe.

Większość ciał wokół nas odbija światło wytwarzane

przez źródła światła (słońce, lampy, lasery itp.).

Odbijana jest tylko część padającego światła i to ta

część powoduje zabarwienie przedmiotu. Np. barwę czerwoną

charakteryzuje się obiekt słabo pochłaniający promieniowanie

czerwone i pomarańczowe, natomiast silnie pochłaniające

promieniowanie niebieskie i fioletowe. Ciało czarne pochłania

wszystkie rodzaje światła, niczego nie odbijając.

Page 20: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

System RGB

Jeśli mamy do czynienia ze światłem emitowanym wszystkie

kolory możemy uzyskać z trzech kolorów podstawowych, czyli:

czerwonego, niebieskiego i zielonego.

Na tej zasadzie pracują monitory komputerowe oraz inne

wyświetlacze kolorowe, emitując wiązki świateł Red (czerwony),

Green (zielony), Blue (niebieski) (RGB). Czarny ekran to wynik braku

emisji światła, a biały to wynik złożenia świateł R + G + B z

maksymalną jasnością.

Page 21: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Z punktu widzenia teorii oddziaływania fal elektromagnetycznych z

materią pochłanianie (absorpcja) światła związana jest z przejściem

cząsteczki w stan wzbudzony.

Wzbudzenie polega na przeniesieniu elektronu na orbital o wyższej

energii i odbywa się kosztem energii niesionej przez światło. Zazwyczaj

stany wzbudzone cząsteczek nie są stabilne i po pewnym czasie

zwanym czasem życia cząsteczki w danym stanie energetycznym,

elektron powraca na orbital o niższej energii.

Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o

przejściu promienistym. Wyróżniamy dwa rodzaje przejść

promienistych: fluorescencja i fosforescencja (może trwać znacznie

dłużej niż fluorescencja).

W przypadku przejść bezpromienistych energia elektronowa zostaje

przekazana innej cząsteczce lub zamieniona na energię cieplną (dlatego

ciało czarne wystawione na działanie promieniowania słonecznego

nagrzewa się znacznie szybciej niż ciało białe pozostawione w tych

samych warunkach).

Page 22: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Atomy zbudowane są z dodatnio naładowanego jądra i

elektronów poruszających się w jego polu elektrycznym.

Energie elektronów w atomie przyjmują jedynie określone

(dyskretne) wartości tzn. nie mogą zmieniać się w sposób

ciągły, tak jak na przykład zmienia się energia kopniętej piłki

poruszającej się w polu grawitacyjnym Ziemi. Mówimy, że

energia w atomach jest skwantowana.

Atom posiada szereg poziomów energetycznych. Stan o

najniższej energii czyli taki, w którym zbiór elektronów

otaczających jądro przyjmuje najmniejszą możliwą wartość

energii nazywa się stanem podstawowym atomu, pozostałe zaś

stanami wzbudzonymi.

Page 23: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Rys. Modelowe przedstawienie rozkładu poziomów energetycznych w

atomie wodoru.

Atom może znaleźć się w stanie wzbudzonym (np. E2, E3, E4)

pobierając z otoczenia (absorbując) energię tylko określonymi

porcjami. Te porcje energii nazywamy kwantami. Powrót do stanu

podstawowego jest związany z emisją kwantu promieniowania

elektromagnetycznego - fotonu o energii hv równej różnicy energii

poziomu wzbudzonego (np. E2) i podstawowego E1.

E2 - E1= hv

h - stała Plancka, v - częstość promieniowania elektromagnetycznego

Gdy jest to foton promieniowania widzialnego obserwujemy świecenie.

Page 24: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

STANY wzbudzone: SINGLETOWE, TRYPLETOWE.

Zgodnie z prawami mechaniki kwantowej, dwa elektrony znajdujące

się na tym samym orbitalu muszą mieć przeciwnie skierowane spiny. W

stanie podstawowym atomu (cząsteczki) mamy właśnie taką sytuację.

Natomiast gdy atom przejdzie na wyższy poziom energetyczny, jego

spin może być skierowany równolegle (stan wzbudzony singletowy) lub

antyrównolegle (stan wzbudzony trypletowy) w stosunku do spinu

elektronu znajdującego się w stanie niższym.

Page 25: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Cząsteczka chlorofilu zbudowana jest z

czterech pierścieni pirolowych, z czterema

atomami azotu, tworzących układ

porfirynowy, a atomem magnezu pośrodku.

Do jednego węgla w IV pierścieniu pirolowym

dołączony jest alkohol z 20 atomów węgla –

fitol.

Jest to układ następujących po sobie kolejno

wiązań pojedynczych i podwójnych. Nosi on

nazwę układu wiązań sprzężonych i

charakteryzuje się zdolnością absorpcji

promieniowania świetlnego. Łańcuch fitolu

nie uczestniczy w absorpcji promieniowania,

a jego funkcja polega na zakotwiczeniu i

zapewnieniu pewnej orientacji w błonie.

Barwniki roślinne: Chlorofil stanowi

około 4 % masy chloroplastów.

Page 26: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Inne barwniki fotosyntetyczne - karotenoidy pochodne

izoprenu (grupa terpenów), dzielą się na pomarańczowo

czerwone karoteny, zbudowane wyłącznie z wodoru i węgla oraz

na żółte i żółto- czerwone ksantofile zawierające także tlen.

Karotenoidy mają dwa pierścienie jononowe połączone

łańcuchem węglowym, w którym występują na przemian

wiązania pojedyncze i podwójne - układ wiązań sprzężonych -

umożliwiający absorpcje promieniowania świetlnego.

Page 27: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 28: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Rola karotenoidów polega na absorbowaniu

promieniowania i przekazywanie energii wzbudzenia na chlorofil,

działając jako antena.

Druga istotna rola karotenoidów – rola ochronna przed

procesami fotooksydacji, na które narażone są nienasycone kwasy

tłuszczowe lipidów chloroplastowych

Page 29: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 30: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Photosynthetic Pigment Absorption of Light

Chlorophyll bChlorophyll aCarotenoid

Page 31: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 32: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Photosynthesis

…. Human Eye Sensitivity

Human Eye Sensitivity Vs Energy Absorbed During Photosynthesis

Page 33: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 34: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Światło białe

Barwniki w liściu

absorbują niemal całe

widmo

Zielone ulega odbiciulub przenika przez liść

Page 35: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 36: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Pig światło Pig*

Pig * Pig

1. Reakcje fotochemiczne

2. fluorescencja, luminescencja

3. transfer energii do innej czasteczki(rezonans)

4. Emisja ciepła

Page 37: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Barwniki pomocnicze znajdujące się w błonach

fotosyntetycznych oraz większość cząstek chlorofilu tworzą

kompleksy barwnikowo-lipidowo-białkowe, które pełnią rolę anten

energetycznych. Po absorpcji kwantu światła przechodzą w stan

wzbudzenia ze stanu podstawowego. Wzbudzenie to przekazują na

drodze rezonansowej do specjalnej pary cząstek chlorofilu a

tworzących centrum reakcji fotochemicznej - gdzie następuje trwała

separacja ładunków tzn. oddzielenie elektronu od wzbudzonej

cząsteczki chlorofilu.

Rozróżniamy dwa centra reakcji i towarzyszących im anten -

fotoukład I i fotoukład II (PS I i PS II). Błona tylakoidu zawiera

tysiące obu rodzajów fotoukładów. Oba fotoukłady różnią się

budową, składem barwników, lipidów i białek oraz właściwościami

spektralnymi. W PS I maksimum absorpcji jest przy 700 nm i jest on

określany jako P-700, a w PS II przy 680 nm i określany jest jako P-

680.

Page 39: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Barwniki antenyModel

fotosystemu

Donor

elektronów

Akceptor

elektronów

Centrum

reakcji

Page 40: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 41: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 42: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 43: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

http://www.youtube.com/watch?v=hj_WKgnL6MI

Page 44: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 45: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 46: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Fotosynteza:

Jest to ciąg reakcji fotochemicznych, których istotą jest

powstanie tzw. siły asymilacyjnej w postaci: ATP

oraz NADPH +; związki te są niezbędne do przebiegu

fazy ciemnej.

Jest zlokalizowana w granach chloroplastów, ponieważ w

nich zawarte są barwniki fotosyntetyczne.

Mechanizm tworzenia ATP jest sprzężony z transportem

elektronów i protonów przenoszonych za

pośrednictwem specjalnych przenośników; proces

powstawania ATP nosi nazwę fosforylacji

fotosyntetycznej.

Page 47: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Jeżeli transport elektronów przebiega cyklicznie, a

produktem reakcji jest tylko ATP, mówimy o

fosforylacji cyklicznej, natomiast, gdy przebiega

niecyklicznie, a produktami reakcji są: ATP,

NADPH + H+ oraz O2, mówimy o fosforylacji

niecyklicznej. Fosforylacja niecykliczna występuje

znacznie częściej.

Page 48: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Przebieg fosforylacji fotosyntetycznej niecyklicznej:

- Fotony światła wzbudzają parę elektronów w cząsteczce

chlorofilu centrum reakcji fotoukładu PS II (P680),

elektrony przejmują energię uderzenia fotonów i powstałe

w ten sposób wysokoenergetyczne elektrony są

przenoszone na łańcuch przenośników elektronów

(akceptory elektronów).

- Chlorofil ze stanu podstawowego przechodzi w stan

wzbudzenia, powstaje w nim „dziura” po wybitym

elektronie.

Page 49: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Brakujące elektrony w wzbudzonym chlorofilu są

zastępowane elektronami pochodzącymi z cząsteczki wody,

która ulega fotolizie zgodnie z równaniem:

2H2O O2 + 4H+ + 4e– .

Reakcja ta wymaga jonów manganu Mn 2+ i jest inicjowana

przez fotosystem PS II.

Protony H+ wytworzone w wyniku fotolizy wody są

uwalniane do światła tylakoidu. Tlen uwalniany jest do

atmosfery.

-

Page 50: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Wysokoenergetyczne elektrony z fotosystemu PS II

przechodzą przez łańcuch transportu elektronów,

umiejscowiony w błonie tylakoidu; pierwszymi

akceptorami jest, feofityna, plastochinon, następnie

cytochromy b i f, ostatnim plastocjanina. Pozbawione

energii elektrony trafiają ostatecznie na chlorofil

fotosystemu PS I.

Przepływowi elektronów towarzyszy transport

protonów do wnętrza tylakoidu oraz synteza ATP z

ADP i Pi przy udziale enzymu syntazy (syntetaza) ATP.

Proces ten to tzw. fosforylacja fotosyntetyczna

Page 51: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Elektrony, które trafiły do fotoukładu PS I (P700), zostają

ponownie wzbudzone przez światło i transportowane

przez inny białkowy akceptor elektronów – ferredoksynę.

- Z ferredoksyny elektron przekazywany jest na enzym

reduktazę NADP, gdzie zachodzi redukcja NADP+ do

NADPH+ + H+ (protony wodorowe pochodzą z cząsteczki

wody). NADPH = fosforan dinukleotydu

nikotynamidoadeninowego (forma zredukowana). Do

redukcji NADP+ potrzebne są dwa elektrony.

Page 52: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Podsumowując, dwa fotony zaabsorbowane przez PS II

powodują: utlenienie cząsteczki wody z utworzeniem O2 i

uwolnieniem H+ do światła tylakoidu, wytworzenie

NADPH poprzez redukcję NADP+ oraz przeniesienie H+

do światła tylakoidu przez kompleks cytochromu b/f.

Wytworzony w czasie reakcji gradient protonów po obu

stronach błony tylakoidu powoduje uruchomienie enzymu

syntazy ATP, który katalizuje reakcję syntezy ATP z ADP i

Pi w procesie chemiosmozy. Powstałe w wyniku reakcji

świetlnej NADPH i ATP zostają wykorzystane

bezpośrednio w fazie ciemnej fotosyntezy.

Page 53: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Przebieg fosforylacji fotosyntetycznej cyklicznej:

– Fotosystem PS I może działać alternatywnie,

niezależnie od fotosystemu PS II, i przenosić protony

H+; proces ten nazywamy cyklicznym przepływem

elektronów.

– Fosforylacja cykliczna jest najprostszą reakcją zależną

od światła; jej cykliczność polega na tym, że elektrony

wybite pierwotnie z P700 powracają w końcu do tego

samego chlorofilu P700.

– Elektrony wzbudzone przez światło są przekazywane z

chlorofilu a – centrum reakcji fotoukładu PS I – na

łańcuch transportu elektronów, kolejno: plastochinon,

cytochromy b/f i przez plastocjaninę z powrotem na

pierwotnie wzbudzony chlorofil P700 fotosystemu PS I.

Page 54: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

W tym rodzaju fosforylacji elektrony nie docierają do

reduktazy NADP, a więc nie wytwarza się NADPH tak jak

w fosforylacji niecyklicznej. Fosforylacja ta nie może być

podstawą fotosyntezy, ponieważ NADPH jest niezbędny do

redukcji CO2 do węglowodanów.

– Podczas wędrówki elektronów tworzy się gradient

protonów i następuje synteza ATP.

– ATP wytwarzany jest przez enzym syntazę ATP dzięki

przepływowi protonów ze światła tylakoidu do stromy

chloroplastu w procesie chemiosmozy.

Page 55: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi

Zapotrzebowanie kwantowe fotosyntezy - ponieważ

jeden kwant energii może wybić jeden elektron, do tego

by zredukować jedną cząsteczkę CO2 potrzeba 4

elektrony. Jednak elektron musi być wybity dwa razy w

dwóch fotoukładach, a więc zapotrzebowa-nie kwantowe

wymaga 8 elektronów dla zredukowania jednej

cząsteczki CO2.

Page 56: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi
Page 57: Prezentacja programu PowerPoint - ujk.edu.pl · PDF fileelektron powraca na orbital o niższej energii. Jeśli takiemu przejściu towarzyszy emisja światła to mówimy o ... Przepływowi