Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev...
Transcript of Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev...
![Page 1: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/1.jpg)
Fotosyntéza
![Page 2: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/2.jpg)
Každá molekula kyslíku kterou právě dýcháme vznikla někdy v nějaké rostlině. Každý atom uhlíku našeho těla byl kdysi včleněn fotosyntézou do nějaké rostliny.
![Page 3: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/3.jpg)
Zelené rostliny patří mezi autotrofy
= nekonzumují jiné organismyV ekologickém smyslu jsou zelenérostliny producentiRostliny jsou fotoautotrofové
![Page 4: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/5.jpg)
Člověk je heterotrof
= živí se částmi jiných organismů= v ekologickém smyslu se jedná o konzumenty
![Page 6: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/6.jpg)
Fotosyntéza
= přeměna energie světla do chemickéenergie. Tato chemická energie je uchovávána ve formě glukózy nebo jiných organických látekFotosyntézu nacházíme u rostlin, řas a některých prokaryot
![Page 7: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/7.jpg)
![Page 8: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/8.jpg)
Způsoby přijímání látek a energie
Dvě kriteriaZdroj energie
Světlo nebo chemickáZdroj uhlíku
CO2 nebo organické látky
![Page 9: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/9.jpg)
Způsoby přijímání látek a energie
Zdroj energiesvětlo = fotochemické látky = chemo
Zdroj uhlíkuCO2 = autoorganické látky = hetero
![Page 10: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/10.jpg)
Chemoautotrofie
Zdroj energiechemické, anorganické látky. Oxidace síry
nebo NH3
Zdroj uhlíkuCO2
Např. sirné bakterie
![Page 11: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/11.jpg)
Chemoheterotrofie
Zdroj energieChemické, organické látky
Zdroj uhlíkuorganické látky
Např. živočichové, člověk, většina prvoků, většina fungi, většina bakterií
![Page 12: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/12.jpg)
Fotoheterotrofie
Zdroj energiesvětlo
Zdroj uhlíkuorganické látky
velmi vzácně u bakterií
![Page 13: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/13.jpg)
Fotoautotrofie
Zdroj energiesvětlo
Zdroj uhlíkuCO2
Např. rostliny, řasy, sinice
![Page 14: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/14.jpg)
Van Helmontův experiment (1600)
Van Helmont nesprávně uzavřel že rostlina roste pouze z vody.
![Page 15: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/15.jpg)
Rostlina je „zakořeněna“ ve vzduchu podobnějako je zakořeněna v zemi
![Page 16: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/16.jpg)
U rostlin probíhá fotosyntéza v chloroplastech
![Page 17: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/18.jpg)
„Průměrný“ list je tvořen 70 miliony buněk, ve kterých je asi 5 miliard chloroplastů. V každém chloroplastu je asi 600 milionů molekul chlorofylu, jejichž celkový počet v listu je asi 1018
![Page 19: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/19.jpg)
Rostliny v průběhu fotosyntézy uvolňují kyslík. Ale pochází tento kyslík z štěpení CO2 nebo z štěpení vody?
Experiment 1:CO2 + 2H2O CH2O + H2O + O2Experiment 2:CO2 + 2H2O CH2O + H2O + O2
Červeně zbarvený kyslík symbolizuje izotop O18
![Page 20: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/20.jpg)
Rovnice fotosyntézy
Reaktanty: 6CO2 12 H2O
Produkty: C6H12O6 6H2O 6O2
![Page 21: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/21.jpg)
Fotosyntéza má dvě stadia
1. Světelná fáze: zachycení světelnéenergie. Vytváří se ATP a NADPH a O2
2. Reakce nezávislá na světle(Calvinůvcyklus): fixace uhlíku (CO2). Používáenergii z ATP a NADPH k syntéze cukrů(C6H12O6)
![Page 22: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/22.jpg)
Přehled fotosyntetických reakcí
![Page 23: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/23.jpg)
Viditelné světlo má vlnovou délku 380 – 750 nanometrů
![Page 24: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/24.jpg)
Vlnová délka je vzdálenost mezi dvěma vrcholky vlny
![Page 25: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/25.jpg)
Kolik energie je ve fotonu?Vztah mezi energií a světlem objasnil Max Planck. Stanovil, že energie je přímo úměrná frekvenci fotonu
Kde h = Planckova konstanta (6,62606891.10-34 Joule-sekund )v = frekvence světla v HertzíchFrekvence a vlnová délka světla jsou nepřímo úměrné
c = rychlost světla = 3. 1010 cm/sKombinací těchto vztahů můžeme vyjádřit energii jako funkci vlnové délky
Tato rovnice stanoví že částice s delší vlnovou délkou má méněenergie a částice s kratší vlnovou délka má energie více. Foton modrého světla má tedy (asi dvakrát) vyšší energii než foton červeného světla.
![Page 26: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/26.jpg)
NADH a NADPH se liší pouze v jedné fosfátovéskupině
zdeNADPH
NADH
![Page 27: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/27.jpg)
Světlo může být listem odraženo, může být absorbováno nebo může projít skrze list
![Page 28: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/28.jpg)
List absorbuje především modré a červenésvětlo, proto se nám jeví jako zelený
![Page 29: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/29.jpg)
Absorpční spektrum
![Page 30: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/30.jpg)
a. Absorpční spektrum chlorofylu a, chlorofylu b a karotenoidů
b. akční spektrum. O něco širší akčníspektrum je způsobeno dalšími pigmenty, kterérozšiřují spektrum použitelné pro fotosyntézu.
c. experiment, který1883 provedl ThomasEngelman s aerobními bakteriemi a zelenou řasou
![Page 31: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/31.jpg)
Chlorofyl A má „hlavu“, tvořenou porfyrinovým kruhem a atomem hořčíku uprostřed. K tomuto kruhu je připojen uhlovodíkový zbytek, který reaguje s hydrofobními oblastmi proteinů v tylakoidní membráně a tak chlorofyl zakotvuje.
![Page 32: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/32.jpg)
Chlorofyl A je modrozelený, zatímco chlorofyl B je žlutozelený.Pouze chlorofyl A je schopen začít světelnou reakci. Pokud foton zachytí chlorofyl B, předá jej chlorofylu A.
![Page 33: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/33.jpg)
Karotenoidy obstarávají fotoprotekci: absorbujínadbytečnou světelnou energii a tak chrání chlorofyl.
![Page 34: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/34.jpg)
Absorpce fotonu způsobí excitaci elektronu ze základního do excitovaného stavu. Foton přemístí elektron na dráhu, kde mávětší potenciální energii. Pokud se elektron z tohoto nestabilního stavu vrací zpět, rozdíl v energiích se vyrovnáfluorescencí nebo teplem. Z tohoto důvodu v létě
pálí např. střechy či dveře automobilů.
![Page 35: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/36.jpg)
FotosystémFotosystém sestáváz několika stovek molekul chlorofylu a, chlorofylu b, karotenoidů, proteinů a dalších organických molekul.Pouze jedinámolekula chlorofylu a se nachází v tzv. reakčním centru, spojená s látkou zvanou primárníelektronovýakceptor.
![Page 37: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/37.jpg)
Existují dva typy fotosystémů: fotosystém I (P700) afotosystém II (P680). Čísla 700 a 680 označují vlnovou délku v nm, při které dochází k nejlepší absorbci světla v daném fotosystému. Čísla I a II se vztahují k historickému pořadí objevu těchto fotosystémů.
![Page 38: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/39.jpg)
Ve fotosystému I (P700) a ve fotosystému II (P680) je ve skutečnosti tatáž molekula chlorofylu A. Malý rozdíl vabsorbci je dán spojením těchto molekul s odlišnými proteiny v tylakoidní membráně.
![Page 40: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/40.jpg)
Světelná fáze fotosyntézy
Necyklický elektronový tokVzniká ATP a NADPH
Cyklický elektronový tokVzniká pouze ATP
![Page 41: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/41.jpg)
Necyklický elektronový tok
![Page 42: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/42.jpg)
Necyklický elektronový tok1. Když fotosystém II absorbuje
foton, excitované elektrony jsou zachyceny primárním elektronovým akceptorem. Oxidovaná molekula chlorofylu se nyní stává velmi silným oxidačním činidlem; její elektronová „díra“musí být zaplněna.
2. Enzymaticky se přenáší elektrony z vody na tuto molekulu chlorofylu. Takto je nahrazen každý excitovaný elektron. Atom kyslíku reaguje ihned s jiným atomem kyslíku na O2.
![Page 43: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/43.jpg)
Necyklický elektronový tok
3. Každý fotoexcitovanýelektron přechází přeselektrontransportní řetězec zfotosystému II na fotosystém I. Tento řetězec je velmi podobný řetězci známému zcelulární respirace.4. Tímto způsobem se otylakoidů pumpují protony achemiosmózou vzniká přes ATP syntázy ATP. Tomuto procesu se říká necyklickáfotofosforylace.
![Page 44: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/44.jpg)
Necyklický elektronový tok
Pokud je chloroplast osvětlený, v tylakoidech jepH = 5, zatímco ve stromatu je pH = 8, což činítisícinásobný rozdíl v koncentraci. Pokud světlo vypneme, pH se vyrovná
![Page 45: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/45.jpg)
Necyklický elektronový tok
5. Ve fotosystému I (P700) mezitím jiný foton excitoval jiný elektron na primárníelektronový akceptor. Tyto elektrony jsou nahrazen elektrony z fotosystému II.
![Page 46: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/46.jpg)
Necyklický elektronový tok6. Primární elektronovýakceptor fotosystému I přenáší elektrony dalšímelektrontransportnímřetězcem až na molekulu NADP+, která se redukuje na NADPH
![Page 47: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/47.jpg)
Necyklický elektronový tok
![Page 48: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/48.jpg)
Cyklický elektronový tokCyklický elektronový tok využívá pouzefotosystém INevzniká NADPH a neuvolňuje se kyslíkVzniká ATPVýznam: necyklický elektronový tok produkuje ATP a NADPH přibližně ve stejném množství, Calvinůvcyklus však vyžaduje více ATP než NADPH. Cyklickýelektronový tok vyrovnává tento rozdíl.Regulace: vzestup koncentrace NADPH stimuluje dočasné přepnutí z necyklického na cyklický tok.
![Page 49: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/49.jpg)
Cyklický elektronový tok
![Page 50: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/50.jpg)
Animace necyklického elektronového toku
![Page 51: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/51.jpg)
Chemiosmóza v mitochondriích a chloroplastech
Mitochondrie i chloroplasty tvoří ATP pomocíchemiosmózyJedná se o spojení exergonického toku elektronů po elektrontransportním řetězci aendergonické produkce ATP pomocívytvořeného elektrochemického protonového gradientu přes membránuProtonový gradient způsobuje syntézu ATP když protony difundují zpět přes membránu
![Page 52: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/52.jpg)
Chemiosmóza v mitochondriích a chloroplastech
![Page 53: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/53.jpg)
Chemiosmóza v mitochondriích a chloroplastechPodobnosti
Je použita série nosičů které mají stále větší elektronegativituATP syntáza spojuje difúzi protonů po gradientu a fosforylaci ADPKomplex ATP syntázy je podobný vmitochondriích i chloroplastech; rovněžjsou podobné některé přenašeče elektronů (chinomy a cytochromy)
![Page 54: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/54.jpg)
Chemiosmóza v mitochondriích a chloroplastechRozdíly
Mitochondrie přenáší chemickou energii z molekul potravy na ATP
Elektrony s vysokou energií které jsou přenášeny elektrontransportním řetězcem jsou získány oxidací z molekul potravyChloroplasty přeměňují světelnou energii na chemickou energie
Fotosystémy zachycují světelnou energii a používají ji k přenesení elektronů na vrcholek elektron transportní dráhy
![Page 55: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/55.jpg)
![Page 56: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/56.jpg)
Calvinův cyklus
Melvin Calvin
![Page 57: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/57.jpg)
![Page 58: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/58.jpg)
![Page 59: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/59.jpg)
![Page 60: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/60.jpg)
![Page 61: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/61.jpg)
![Page 62: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/62.jpg)
![Page 63: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/63.jpg)
![Page 64: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/64.jpg)
Shrnutí
![Page 65: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/65.jpg)
Alternativní mechanismy fixace uhlíku vznikly v horkých a suchých oblastech
V horkých a suchých oblastech čelí rostliny dvěma protichůdným požadavkům: průduchy musí být otevřené, aby do listu mohl pronikat CO2 z atmosféry a průduchy musí být zavřené, aby neunikalo příliš mnoho vody.I z průduchy jen částečně uzavřenými stoupáv listu koncentrace O2 a klesá koncentrace CO2. Za těchto podmínek dochází k (zřejmě) neblahému jevu, zvanému fotorespirace
![Page 66: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/66.jpg)
Fotorespirace: evoluční zátěž?U většiny rostlin fixaci CO2 provádí enzym zvanýrubisco (zřejmě nejběžnější enzym na planetě), výsledkem je tříuhlíkatá látka, 3-fosfoglycerát. Proto se těmto rostlinám říká C3 rostliny.Za horkých dní se uzavřou průduchy, v listu klesne koncentrace CO2 a stoupne koncentrace O2Za těchto podmínek začne rubisco začleňovat doCalvinova cyklu O2 namísto CO2. Produkt se rozdělíjako obvykle na dvě složky, z nichž jedna je pouzedvouuhlíkatá. Tato vychází z chloroplastu a je rozštěpena na dvě molekuly CO2. Jevu se říkáfotorespirace. Při fotorespiraci se nevytvoří žádné ATPFotorespirace naopak sníží výtěžek fotosyntézy(někdy až o 50%!)
![Page 67: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/67.jpg)
C4 rostlinyPrvním produktem fixace uhlíku je čtyřuhlíkatá látkaC4 rostliny mají dva typy fotosyntetizujících buněk: buňky pochvy cévních svazků jsou těsně seřazeny kolem listových cév. Mezi buňkami pochev cévních svazků a povrchem listu jsou mesofylové buňkyEnzym PEP karboxyláza včleňuje CO2 v mezofylovébuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazků kde probíhá Calvinův cyklus.PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu pro CO2než rubiscoMesofylové buňky tedy pumpují CO2 do buněk pochev cévních svazků a tak umožňují, aby rubiscotento CO2 začlenila do Calvinova cyklu
![Page 68: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/68.jpg)
C3 rostliny
C4 rostliny
![Page 69: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/69.jpg)
C4 rostliny
![Page 70: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/70.jpg)
CAM rostlinyTyto rostliny mají otevřené průduchy v noci a zavřené ve dne, přesně naopak než ostatnírostlinyBěhem noci se CO2 včleňuje do řady organických kyselinBěhem dne se tento CO2 uvolní a je k dispozici pro Calvinův cyklusU C4 rostlin je fixace uhlíku a včlenění doCalvinova cyklu odděleno prostorově, u CAM časověCAM = Crassulacean acid metabolism
![Page 71: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/71.jpg)
C4 rostliny a CAM rostliny
![Page 72: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/72.jpg)
![Page 73: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/73.jpg)
C3 rostliny:Rýže, pšenice, sója…
C4 rostliny:Cukrová třtina, kukuřice,bambus…
CAM rostliny:Kaktusy, ananas, netřesk
![Page 74: Fotosyntéza - webzdarmabuňce do čtyřuhlíkaté látky, která proniká do buněk pochev cévních svazkůkde probíhá Calvinův cyklus. PEP karboxyláza má mnohem větší afinitu](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022060816/6094f411d470de117d284022/html5/thumbnails/74.jpg)
Fotosyntézu ovlivňují:
Světlo: kvalita (spektrální složení)kvantita (intenzita světla a doba osvitu)
CO2: ve vzduchu normálně 0,03%
TeplotaVodaMinerální látkyFyziologický stav rostliny