Fotosynteza, Leśnictwo I rok | Notatki Fizjologia roślin

1. (a)Jak nazywa się przemianę, której podczas fotosyntezy podlegają cząsteczki wody-

fotoliza wody, woda ulega rozpadowi (błona tylakoidu) w fazie jasnej fotosyntezy z

udziałem kompleksu manganowego będącego częścią PS II ( fotoukład II). W wyniku

tego rozpadu oderwaniu ulegają wolne elektrony, które zastępują brakujące elektrony

w chlorofilu, które się od niego oderwały i przekazały na NADP+

2H2O---->O2+4H- +4e-

(b)Przemiana, w której w fotosyntezie ulegają cząsteczki CO2-jest to Cykl Calvina-

Bensona, zachodzi on w STROMIE chloroplastów i polega na asymilacji CO2 oraz jego

redukcji za pomocą NADPH i ATP, w cyklicznym procesie, bez udziału światła (faza

ciemna fotosyntezy), jednakże redukcja CO2 zachodzi przy udziale produktów z fazy

świetlnej: ATP i NADPH. Asymilacja CO2 prowadzi do fotosyntezy monosacharydów,

przy czym wytworzenie cząsteczki heksozy wymaga 6 “obrotów” cyklu Calvina. W tym

cyklu można wyróżnić trzy etapy:

Karboksylacja- enzymatyczne przyłączenie CO2 do pięciowęglowego monosacharydu

1,5 bisfosforybulozy- tworzy się związek 6 węglowy, rozpada się on na 2 cząsteczki

kwasu 3-fosfoglicerynowego. (reakcję tą przeprowadza złożony kompleks

enzymatyczny- karboksylaza 1,5 bisfosforybulozy (RUBISCO). FUNKCJA- wiązanie CO2

Redukcja- cząsteczki kwasu 3-fosfoglicerynowego ulegają redukcji do aldehydu 3-

fosfoglicerynowego (FOSFOTRIOZA) ( z udziałem NADPH oraz ATP), (część z

cząsteczek aldehydu służy do syntezy dalszych sacharydów tj. glukozy, fruktozy,

sacharozy i skrobi, a część kierowana jest na szlak prowadzący do regeneracji

akceptora CO2.

Regeneracja- proces odtworzenia 1,5 bisfosforybulozy- pierwotnego akceptora CO2.

(zachodzi przy udziale związków 3,4,5 i 7- węglowych)(wymaga nakładu ATP) Powstała

1,5 bisfosforybuloza ulega karboksylacji i cykl sie powtarza.

Po 6 cyklach z 12 cząsteczek aldehydu 3-fosfoglicerynowego (PGAL) powstaje jedna

cząsteczka HEKSOZY i 6 cząsteczek 1,5 bisfosforybulozy.

2. Jakim równaniem reakcji można w wielkim uproszczeniu opisać proces fotosyntezy,

a jakim oddychanie tlenowe?

Równanie fotosyntezy:

6CO2+6H2O+światło-->C6H12O6+ O2

Równanie oddychania tlenowego

C6H12O6+6O2-->6CO2+6H2O+36/38ATP

3. Budowa anatomiczna liścia rośliny dwuliściennej i igły rośliny nagonasiennej

(rodzaje tkanek, ich układ); budowa chloroplastu; umiejętność sporządzenia

Podgląd częściowego tekstu

Pobierz Fotosynteza, Leśnictwo I rok i więcej Notatki w PDF z Fizjologia roślin tylko na Docsity!

(a) Jak nazywa się przemianę , której podczas fotosyntezy podlegają cząsteczki wody - fotoliza wody, woda ulega rozpadowi (błona tylakoidu) w fazie jasnej fotosyntezy z udziałem kompleksu manganowego będącego częścią PS II ( fotoukład II). W wyniku tego rozpadu oderwaniu ulegają wolne elektrony, które zastępują brakujące elektrony w chlorofilu, które się od niego oderwały i przekazały na NADP + 2H 2 O---->O 2 +4H-^ +4e- (b)Przemiana, w której w fotosyntezie ulegają cząsteczki CO2 - jest to Cykl Calvina- Bensona, zachodzi on w STROMIE chloroplastów i polega na asymilacji CO2 oraz jego redukcji za pomocą NADPH i ATP, w cyklicznym procesie, bez udziału światła (faza ciemna fotosyntezy ), jednakże redukcja CO2 zachodzi przy udziale produktów z fazy świetlnej: ATP i NADPH. Asymilacja CO2 prowadzi do fotosyntezy monosacharydów, przy czym wytworzenie cząsteczki heksozy wymaga 6 “obrotów” cyklu Calvina. W tym cyklu można wyróżnić trzy etapy: Karboksylacja- enzymatyczne przyłączenie CO2 do pięciowęglowego monosacharydu 1,5 bisfosforybulozy- tworzy się związek 6 węglowy, rozpada się on na 2 cząsteczki kwasu 3- fosfoglicerynowego. (reakcję tą przeprowadza złożony kompleks enzymatyczny- karboksylaza 1,5 bisfosforybulozy (RUBISCO). FUNKCJA- wiązanie CO Redukcja- cząsteczki kwasu 3 - fosfoglicerynowego ulegają redukcji do aldehydu 3 - fosfoglicerynowego (FOSFOTRIOZA) ( z udziałem NADPH oraz ATP), (część z cząsteczek aldehydu służy do syntezy dalszych sacharydów tj. glukozy, fruktozy, sacharozy i skrobi , a część kierowana jest na szlak prowadzący do regeneracji akceptora CO2. Regeneracja- proces odtworzenia 1,5 bisfosforybulozy- pierwotnego akceptora CO2. (zachodzi przy udziale związków 3,4,5 i 7 - węglowych)(wymaga nakładu ATP) Powstała 1,5 bisfosforybuloza ulega karboksylacji i cykl sie powtarza. Po 6 cyklach z 12 cząsteczek aldehydu 3 - fosfoglicerynowego (PGAL) powstaje jedna cząsteczka HEKSOZY i 6 cząsteczek 1,5 bisfosforybulozy. 2. Jakim równaniem reakcji można w wielkim uproszczeniu opisać proces fotosyntezy, a jakim oddychanie tlenowe? Równanie fotosyntezy: 6CO2+6H2O+światło -->C6H12O6+ O Równanie oddychania tlenowego C6H12O6+6O2-->6CO2+6H2O+36/38ATP 3. Budowa anatomiczna liścia rośliny dwuliściennej i igły rośliny nagonasiennej (rodzaje tkanek, ich układ); budowa chloroplastu; umiejętność sporządzenia

schematycznego rysunku lub podpisania takiego rysunku; znaczenie terminów stroma, tylakoidy, grana, system lamellarny. Budowa anatomiczna liścia rośliny dwuliściennej: Kutykula górna, Epiderma, Miękisz palisadowy + miękisz gąbczasty =mezofil , wiązka przewodząca ( ksylem i floem)(nerw), dolna skórka, aparaty szparkowe, dolna kutykula Budowa anatomiczna liścia rośliny nagonasiennej: Budowa kseromorficzna- kutykula, skórka, miękisz mechaniczny, aparaty szparkowe w zagłebieniach, miękisz asymilacyjny (brak przestworów międzykomórkowych), kanały żywiczne, centralnie położona wiązka przewodząca (ksylem+ floem), miękisz asymilacyjny, miękisz mechaniczny, skórka, aparaty szparkowe w zagłebieniach, dolna kutykula Budowa chloroplastu: podwójna błona lipidowa - pierwsza oddzielająca organellę od cytozulu , druga-otacza system lamelarny. System lamelarny- wewnętrzny system błon śródkomórkowych: płynne, bezpostaciowe wnętrze chloroplastu o białowej strukturze - stroma, podstawowa struktura systemu lamelarnego: tylakoida- dyskowate struktury zgrupowane w stosy, tzw. grana, pojedyncze grana są połączone za pomocą rurkowatych tylakoid (tzw. tylakoidy stromy ) w stromie chloroplastu, poza strukturami błoniastymi znajdują się także obszary nukleidopodobne , zawierające DNA, a także rybosomy i ziarna skrobi i liczne enzymy. Tylakoidy są zbudowane z kompleksów białkowo - barwnikowych, kompleksów cytochromowych i syntazy ATP.

4. Jakie produkty fazy świetlnej fotosyntezy zużywane są w fazie ciemnej? - są to związki wysokoenergetyczne, wykorzystywane jako źródło energii w cyklu Calvina- Bensona (zwłaszcza etap wiązania i redukcji). Są to: ATP (adezynotrifosforan) oraz NADPH**. Są one niezbędne do przebiegu fazy ciemnej.

Co to jest fotoukład (= fotosystem), z jakich składa się elementów? Ile rodzajów fotoukładów występuje w chloroplastach? Jak je nazywamy? Jakie zawierają barwniki? Fotoukład** y to kompleksy barwnikowo- białkow e w tylakoidach, zawierają barwniki antenowe (chlorofile a i b oraz karotenoidy) i centrum reakcji fotochemicznej. Ich zadaniem jest pochłanianie energii świetlnej i kierowanie ich na ciąg przemian fotochemicznych. Energia świetlna jest przekazywana przez barwniki antenowe na centrum reakcji (specjalna cząsteczka chlorofilu a - na każdy przypada 200 - 300 cząsteczek barwników antenowych), następnie następuje separacja elektronu i przeniesienie go na odpowiedni akceptor. W roślinach występują dwa rodzaje fotoukładów: Fotoukład II (PS II, P 680 - maksimum absorpcji 680nm) oraz Fotoukład I (PS I, P700-maksimum absorpcji 700nm)

(rośliny tropikalne- kukurydza, sorgo, proso zwyczajne) [SZLAK HATCHA-SLACKA] --> [CYKL CALCVINA BENSONA] Komórka mezofilu Pochwa okołowiązkowa Dla roślin CAM (metabolizm kwasowy gruboszowatych) [głównie kaktusy] Rośliny CAM pobierają CO2 nocą i magazynują go w formie kwasu jabłkowego w wakuoli [SZLAK HATCHA-SLACKA] --> [CYKL CALCVINA BENSONA] NOC [aparaty szparkowe otwarte] DZIEŃ [aparaty szparkowe zamknięte] Rośliny C4 i CAM wykształciły ten mechanizm jako adaptacja do warunków środowiska, prowadzący do wzrostu wydajności fotosyntetycznej. Wymaga on więcej ATP niż w przypadku roślin C3, natomiast jest ono łatwiej dostępne ze względu na większy dopływ energii słonecznej w klimacie, w którym rośliny C4 i CAM normalnie funkcjonują.

10. Co wspólnego ma fotooddychanie z fotosyntezą? Jakie jest znaczenie fotooddychania dla produktywności roślin? Jakie organelle uczestniczą w fotoodychaniu? Fotooddychanie to proces stymulowany przez światło pobierania O2 przez roślinę i uwalniania CO2. Fotooddychanie przebiega w organach przeprowadzających fotosyntezę (w chloroplastach, peryksosomach i mitochondriach). Zarówno fotooddychanie jak i fotosynteza wykorzystują enzym RUBISCO - karboksylazę 1, bisforsforybulozy, (dwuf unkcyjność) (karboksylaza i oksygenaza). Zmniejszenie zawartości CO2 obniża wydajność karboksylazy na korzyść oksygenazy. W wyniku oksygenazy powstaje cząsteczka kwasu 3 - fosfoglicerynowego oraz jedna cząsteczka kwasu fosfoglikowego- ulega on desfosforylacji, uwalniany jest CO2 bez wytworzenia energii. Wzrost temperatury oznacza wzrost udziału fotooddychania. Fotooddychanie zmniejsza wydajność fotosyntezy (tym samym dla roślin uprawnych c3 jest to proces niekorzystny, hamujący wzrost i przyrost biomasy).

Jaka substancja jest pierwotnym produktem fotosyntetycznej karboksylacji, jaka główną postacią transportową asymilatów, a jaka głównym cukrem zapasowym u roślin? W jakich organellach przechowywany jest ostatni z wymienionych wyżej związków? Jest to kwas 3- fosfoglicerynowy (dwie cząsteczki z jednej cząsteczki 1, bisfosforybulozy) , podstawową postacią transportową asymilatów jest sacharoza - disacharyd (glukoza+fruktoza)(syntetyzowana w cytozolu), skrobia (syntetyzowana w

chloroplastach) jest podstawowym cukrem zapasowym u roślin - okresowo magazynowanym w chloroplastach, a magazynowana w amyloplastach (znajdują się one w miękiszu łodygi, korzeniu, bulwach, nasionach)

12. Jaki udział w transporcie sacharozy ma osmoza, a jaki dyfuzja prosta, aktywny kotransport (zużywający ATP i zachodzący „w towarzystwie" innej substancji), przepływ masowy i ułatwiona dyfuzja? Jaka jest szacunkowa szybkość transportu asymilatów w wiązkach przewodzących? Które komórki wiązek przewodzących odgrywają w tym przepływie główną rolę? Jaką rolę w zagospodarowaniu asymilatów odgrywa kwaśna inwertaza i gdzie jest główne miejsce jej występowania w roślinie? Osmoza- Szybkość transportu sacharozy: 0,05-0,25m Transport między komórkami fotosyntetyzującymi do komórek towarzyszących) - transport bierny (zgodnie z gradientem stężeń) ROZŁADUNEK/ZAŁADUNEK FLOEMU gradient osmotyczny między akceptorową a donorową częścią floemu , transport GŁÓWNIE AKTYWNY (Zużywane jest ATP i nośnik białkowy ) pompa protonowa powod uje gradient protonów, który stanowi siłę motoryczną Przepływ masowy w komórce sitowej w kierunku akceptora Po dotarciu do akceptor a następuje rozładunek floemu, który przebiega zgodnie z gradientem stężenia sacharozy lub ułatwionj dyfuzji Kwaśna inwertaza - przekształcenie sacharozy do glukozy i fruktozy przy udziale enzymu kwaśnej inwertazy, powstałe cukry mogą się włączać do różnych procesów metabolicznych. 13. Czym różni się fotosynteza względna (netto) od bezwzględnej? Co to są punkty kompensacyjne fotosyntezy, a co to punkty wysycenia? Jakie wartości przyjmują świetlne punkty wysycenia i świetlny punkt kompensacyjny dla roślin światłolubnych i cieniolubnych? Punkt kompensacyjny światłolubnych - 10 - 20 qmol/m2/s Punkt Wysycenia światłolubnych - 500 qmol/m2/s Punkt kompensacyjny cieniolubnych- 1 - 5 qmol/m2/s Punkt wysycenia cieniolubnych 50 qmol/m2/s FOTOSYNTEZA WZGLĘDNA - RÓŻNICA MIĘDZY FOTOSYNTEZĄ BEZWZGLĘDNĄ A FOTOODDYCHANIEM PUNKT KOMPENSACYJNY FOTOSYNTEZY-punkt, w którym zachodzi wyrównanie udziału fotooddychania i fotosyntezy

Fotosynteza, Leśnictwo I rok, Notatki z Fizjologia roślin

Dokumenty powiązane

Podgląd częściowego tekstu

Pobierz Fotosynteza, Leśnictwo I rok i więcej Notatki w PDF z Fizjologia roślin tylko na Docsity!