Növénytan, az órán írt jegyzetek. 1-8 tétel
Országok listája
HungaryPannon EgyetemGeorgikon Mezőgazdaságtudományi KarTermészetvédelmi mérnökiNövényszervezettan, NövényélettanNövénytan, az órán írt jegyzetek. 1-8 tétel
2008.11.20 18:12:49
Az alábbi szöveg egy formázás és képek nélküli előnézete a dokumentumnak. A tökéletes megjelenítéshez jelentkezz be, majd töltsd le a dokumentumot.
F O T O S Z I N T É Z I S
A fotoautotróf szervezetek energianyerésének módja. A napfény energiáját megkötik És ezen energia segítségével H2O és CO2 ból saját szénhidrátot képeznek.
JelentQsége !!! - Létrehozta a Föld O2 tartalmát.
- Energiát biztosít a Föld élQlényeinek.
(kivéve a chemoszintetizálókat, vas és kénbaktériumok)
Kutatása: - A világ élelmezési problémái (moszatok)
- A világ energetikai problémái (biodízel)
- A fotolízis mesterséges lemásolása (A H2 újra vízzé égethetQ )
hidrogénnyerés
Pl.: zárt térben 20m2 zöld felület képes eltartani egy embert.
C4 ( C3 tulajdonságok átvitele
A vízben élQ növények energiahasznosítása is kihasználatlan még.
- bevezetQ vége -
A kloroplasztisz
Egy növényi sejtben akár 10-20 kloroplasztisz is lehet. A gránumot tillakoid membránok alkotják. A kloroplasztiszok a 400-700 nm hullámhosszú fénytartományt képesek elnyelni, de ezen belül a zöld fényt nem képesek hasznosítani, ezért ezt visszaverik. (Ezért zöld a zöld színtest.)
A kloroplasztiszoknak saját DNS-ük van és fehérjeszintézisük is. Bakteriális eredetqnek tartják Qket. Egy sejt és egy kékbaktérium szimbiózisából jöhetett létre. Bizonyíték rá, hogy ha a növényi táptalajba antibiotikumot teszünk, akkor a növény kifehéredik.
A fotoszintézis két fQ szakaszra bontható:
Fényszakasz: A gránum tillakoid membránjában játszódik le.
Sötétszakasz: A kloroplasztisz sztrómájában játszódik le.
A fotoszintézis során O2-t, energiát (ATP) és redukálóanyagot (NADPH) állít elQ, fényenergia segítségével. Majd ezt követQen a sötétszakaszban a keletkezett energiát (ATP > ADP), a redukálóanyag hidrogénjét és a környezet CO2-ját befektetve, a Calvin-ciklus segítségével szénhidrátot szintetizál.
A hidrogén felvétele redukciónak számít, ezért redukálóerQ a NADPH. A gránumtillakoidban (gránumban) keletkezett ATP és NADPH kerül a Calvin-ciklusba, ami sztrómában zajlik le. Az idQben egymást követQ folyamatok térben is egymás mellett vannak.
A fényszakasz
Lényege: Redox folyamat, melynek során egy e- donorról jut át elektron egy e-
akceptorra, hogy a potenciálkülönbség közti energiakülönbséget a fény
biztosítja.
A fotoszintetikusan aktív fényt a fotoszintetikus pigmentek nyelik el, ezek a klorofilok és karotinoidok.
Karotinoidok:
Karotinok
Xantofilok
A magasabb rendq növényekre jellemzQ, hogy klorofil-a és klorofil-b is található benne.
A klorofil-a valamennyi fotoszintetizáló szervezetben megtalálható. A reakciócentrumok, ahol a fény kémiai energiává alakul azok klorofil-a ból állnak. KettQ kötQdik egymáshoz, ezt klorofil dimernek is nevezzük. (A képen a klorofil-a szerkezete látható.)
A klorofilok porfirinvázas vegyületek, 4 pirrolgyqrqbQl épülnek fel. 20 szénatomos telítetlen alkohol (fitol) lóg le róla, így a klorofil zsírban is és vízben is jól oldódik. Metil, etil, és vinil csoportok lógnak még le róla. A második pirrolgyqrqnél a klorofil-a nál metil csoport a, klorofil-b nél aldehid csoport található.
Konjugált kettQs kötések vannak a váz szerkezetében, a kettQs kötések körül olyan e--k találhatóak, amik fény hatására könnyen gerjednek.
A karotinok izoprénvázas vegyületek 8 darab izoprén egységbQl áll. Szintén konjugált kettQs kötésekkel rendelkeznek. Könnyen gerjeszthetQ À-elektronok. A xantofilok jonon gyqrqjén hidroxil csoport található.
Ez egy ²-karotin váza
A karotinok csak a kék fényt képesek elnyelni, míg a klorofilok képesek a kéket és a vöröset is. A kék fénynek nagyobb az energiája, mert rövidebb a hullámhossza.
A klorfilok képesek a fényt: - elnyelni
- továbbítani
- A fényt átalakítani kémiai energiává
(Erre a csak a P680 és P700 klorofil dimer képes)
A karotinoidok képesek képesek a fényt: - elnyelni
- továbbítani
- nem képesek kémiai energiává alakítani a fényt
Ezen kívül a karotinok képesek védQpigmentként mqködni. Megvédik a szöveteket és a klorofilokat a fotooxidációtól. Pl.: ErQs fény hatására aktivált oxigén jön lére és a karotinoidok mennek tönkre elQször.
P680 : 680nm-en nyeli el a fényt.
Fotoszintetikus pigmentek gerjesztett állapotai és megszqnési módja
Kék fényhatására az elektron S3 gerjesztett állapotba kerül, mivel a kék fénynek nagyobb az energiája. S3 állapotból 10-12 s alatt S1 gerjesztett állapotba kerül az elektron. Eközben az energia egy része hQ és fény formájában elveszik. Vörös fény hatására az elektron azonnal S1 gerjesztett állapotba kerül. A kék fény energiája nem a leghatékonyabb, mert egy része hQvé veszik el a fotoszintézisben.
HQ kibocsátás
Fény kibocsátás (fluoreszencia)
S1 ( T1
Induktív rezonancia
Elektron lép ki a (P680, P700) reakciócentrumból, és ekkor válik a fényenergia kémiai energiává.
Az 1-2 pontok mindig veszteségesek, mert bár elnyelte a fényt, mégis az energiáját visszasugározza.
A 3. pont lehet veszteséges, de nyereséges is, ami attól függ, hogy T1 állapotból átkerül e az elektron S1 állapotba.
Az 5. pont a leghasznosabb, ami a 4. pont nélkül nem jöhet létre.
Fénykibocsátás (fluoreszencia)
Bár a növény elnyelte a fényt , annak egy részét mégis visszasugározza. Minél nagyobb a Fluoreszencia, annál rosszabb a fotoszintézis. A fluoreszencia mindig az S1-S0 állapotok közti fény kisugárzása. Az esetleges károsodások kimutatására szoktak végezni fluoreszencia mérést. Már korai stádiumban kimutatható a fluoreszencia növekedése és a károsodás, pedig még a levélen kívülrQl semmi nem látszik.
Okai:
Fagy
NövényvédQ szerek
Szárazság
Fotoszintézist gátló gyomirtó szer
A fluoreszencia mindig vörös színq, tehát az ezt mérQ mqszer 660 nm tartományú fényt mér.
Sötét van a mqszerben, így a növény S0 alapállapotba tud kerülni. Majd egy rövid idQre megvilágítást kap.
A kép csak illusztráció !!!
Azonnali (prompt) fluoreszencia:
Olyan nagy a világítás intenzitása, hogy az energiacentrum még gerjesztett állapotban van. A fényt az antennapigmentek sugározzák vissza.
Késleltetett fluoreszencia:
Az elektrontranszportlánc valamelyik tagja blokkolva van, Az idQbQl lehet következtetni, hogy milyen távol van a blokkolás.
A fluoreszenciát még a mqholdakról is lehet mérni.
Induktív rezonancia:
Az energia vándorol egyik pigmentrQl a másikra.
Feltétele: Térben és energiaszintben közel kell lenniük egymáshoz a pigmenteknek. A fehérjék felületéhez kötQdnek nagy sqrqséggel. 1.2 nm a köztük lévQ távolság. Energiaszintben úgy kell közel állniuk egymáshoz, hogy az egyiknek a fénykibocsátó spektruma részben fedje a másik fényelnyelési spektrumát.
Szabálya: Mindig a nagyobb energiát elnyelni képes pigmenttQl a kisebb energiát elnyelni képes pigment felé történik az átadás. Viszont bármelyik pigmentrQl bármelyikre történhet. Pl.: klorofilról karotinra, vagy fordítva, ami gyakoribb eset.
Szennyezések esetén a pigmentek arányai megváltoznak, a klorofil lebomlik és besárgul a növény. A karotinok megjelenése a védekezése a növénynek.
T1 (Triplet állapot)
T1 állapotban az elektron spinje megváltozik. Megszqnése 10-3s alatt következik be. Minden 10millióból 1 klorofil van ilyen állapotban. A T1 állapotban lévQ elektron veszélyes, mert átadódhat egy oxigénnek és fotooxidáció jön létre, amit a karotinok védhetnek ki.
Állapot Megszqnési ideje S3 10-12s S1 10-9s T1 10-3s
Fotokémiai rendszerek
PQ : Plastoquinon
FD: Ferredoxin
Ez az aciklikus elektrontranszport rendszer. Mindkét fotokémiai rendszernek jelen kell lenni. Ilyen csak a gránum tillakoidban lehet jelen. Ha a ferredoxintól a plastoquinonig felé megy az elektron, akkor azt ciklikus elektrontranszportnak hívjuk.
Ahol nincs PSII. ott ciklikus elektrontranszport történik. Pl.: fiatal, fejlQdQ leveleknél, ahol még nem alakultak ki a gránumok. C4-es növények nyalábhüvelysejtjeiben sincs.
Ha nincs elég NADP, mert átalakult NADPH-vá. Nem volt elég CO2 a levegQben, akkor nem mqködött a Calvin-ciklus, a NADPH nem alakult vissza NADP-vé. És ha nincs CO2, akkor a levegQ hidrogénjére sincs szükség.
Miközben az elektronszállító lánc mqködik, közben a tillakoid membránok polarizálódnak. A belsQ oldal egyre pozitívabb, a külsQ oldal egyre negatívabb lesz. Töltéskülönbség jön létre.
A töltéskülönbség okai:
Belül a H2O bontásából protonok halmozódnak fel. Sok H+ keletkezik.
Kívül relatív H+ (proton) hiány lép fel és közben H+-t köt le a NADP.
A plastoquinon protonpumpaként mqködik: PQ + 2e- + H+ ! PQH2
Elektronok mennek belülrQl kifelé, a vektorirányú elektrontranszport miatt.
A belsQ oldal a savasabb pH felé tolódik, savasabb lesz, a külsQ oldal pedig lúgosabb lesz.
Egy gomba alakú ATP szintetizáló fehérje sematikus ábrája
Ez a fotofoszforiláció !!!
Mitchel-teória: Mind a fotoszintézisben, mind a légzésben membránhoz kötött elektrontranszport zajlik. Ekkor az elektronok extra energiája töltéskülönbséget hoz létre. Amikor ez a töltéskülönbség megszqnik, akkor ATP keletkezik. A fotoszintézisben ezt fotofoszforilációnak nevezzük. A légzésben ugyanezt oxidatív foszforilációnak nevezzük.
A fotofoszforiláció a kloroplasztisz tillakoid membránjában játszódik le és az elektronok extra energiája a fénybQl származik. Az oxidatív foszforiláció a mitokondrium membránjában játszódik le és az elektronok extra energiája itt kémiai kötésekbQl származik.
Potenciálkülönbség ((( ATP
ATP ((( Potenciálkülönbség
Ha a membrán valamilyen oknál fogva megsérül, akkor a protonok a fehérjét megkerülve kijutnak a membránon keresztül és nem keletkezik ATP. A sejt energiahiányban fog elhalni, mert az energia hQvé alakul ATP helyett.
Hirtelen fagynál a következQ történik:
A zsírok összetétele befolyásolhatja a membránok viselkedését. Hirtelen fagyásnál a tillakoidban található plazmás anyagban szol állapotú csomók keletkeznek és roncsolódik a membrán. És ha a membrán egy helyen megsérül, akkor ott proton képes eltávozni. És nem az ATP szintetizáló fehérjén keresztül távozik, így ATP sem keletkezhet. A sejtben energiahiány fog fellépni, ami sejtpusztuláshoz vezet.
Fémek szerepe az elektron transzport láncban
Mangán (Mn), Vas (Fe), Réz (Cu), Magnézium (Mg)
Vízbontásnál: Mn játszik szerepet
A plasztocianinban: Cu található
A Fe 2 féle ionos formában is elQfordul: Fe3+ + e- ! Fe2+
A kloroplasztiszban: Mg található
Mn, Fe, Cu, Mg elemek hiánya esetén károsodik a fotoszintézis. A fotokémiai rendszereknek, pedig összehangoltan kell mqködniük, hogy hatékony lehessen a fényszakasz. Szinkronban kell mqködniük. Ebben segít a mobilis LHC (Light Harvesting Complex) magyarul: fénygyqjtQ komplex. Ez biztosítja, hogy a két rendszer szinkronban mqködjön. Annak segít be, amelyik kevesebb energiát kap.
- 3. tétel vége -
A sötétszakasz
Lényege: A CO2 és a NADPH hidrogénjébQl ATP segítségével szénhidrát keletkezik. Az ATP és a NADPH a fényszakaszban keletkeztek. A sötétszakasz a fényszakasz termékeit hasznosítja, ezért egyik szakasz sem mqködhet a másik nélkül. A két szakasz kölcsönösen befolyásolja egymás mqködését.
C3 C4 Pozsgás Amire kötQdik a CO2, (primer CO2 akceptor) RuDP PEP PEP Ami megköti a CO2-t, katalizátor RUBISCO PEPC, a második szakaszban a RUBISCO is köt. PEPC Ami keletkezik, (primer termék) PGS (3 szénatomos foszfoglicerinsav) OA (Oxálecetsav, 4 szénatomos) OA
A pozsgások enzimrendszere hasonlít a C4-esekéhez, amíg azonban a C4-nél a CO2 fixálás elsQdleges és másodlagos szakasza közt térbeli elkülönülés van(mezofillum sejtek és nyalábhüvelysejtek), addig a pozsgás növényeknél a CO2 fixálás elsQdleges és másodlagos szakasza között idQbeli elkülönülés van. (Más történik nappal és más éjjel).
A C3-as növények
RUBISCO: Ribulóz 1,5 difoszfát karboxiláz/oxigenáz
A levegQ CO2 és O2 arányától függ, hogy karboxilázként, vagy oxigenázként mqködik.
Kulcsfontosságú enzim, ez köti meg a levegQ CO2 tartalmát. A levelek oldható fehérjetartalmának felét teszi ki. Ez a legnagyobb mennyiségben elQforduló enzim a földön.
LS8SS8 8 nagy és 8 kicsi alegységbQl tevQdik össze. A nagy alegység genetikai információja a kloroplasztiszban van kódolva. És a kloroplasztisz riboszómáin szintetizálódik. A kis alegységé a sejtmagban van kódolva és a citoplazma riboszómáin szintetizálódik. A kis alegység megy be a nagy alegységhez a kloroplasztiszba. Ott összeáll egy mqködQképes egységgé. A képen a sötét és világoskék rész jelöli a nagy alegységeket.
Az aktivitásának mérési módjai:
C14-es izotópos meghatározás
Infravörös gáz analizátoros
Kapcsolt enzimtechnikával spektrofotométerben
A C14-es meghatározásnál a 14-es szén izotóp lágy ² sugárzást bocsát ki. És ennek a sugárzásnak az intenzitása 5760 évenként a felére csökken. A C14 a levegQben állandóan jelen van és ugyanolyan arányban köti meg a RUBISCO a C14-es is mint amilyen arányban a levegQben van.
A kis alegység csak fény hatására termelQdik. Ennek a szabályozó régiója csak a fény hatására kapcsol be.
Infravörös gázanalizátor:
Egy zárt térben mérik a belépQ és kilépQ CO2 tartalmat és a különbségbQl lehet következtetni, hogy m2468 ( * 0 p º ¼
¾
À
î
ð
ò
B
D
¤
¦
Ö
Z
\
~
¨
ª
¬
®
°
8 ò ó òçãßã×ã×ÓãËã×ãÇã×ãÃãÃßû÷¯·¨·¯·ß¤ß¤·ã{hÄ]
hÉy¤hÉy¤jháÉUmHnHuhɲhÉy¤hÓuÖ6CJaJhÉy¤
jèðh+th+th+tH*h+thÐh :VH*h :Vh"âh4Ch4C5h.h+th4CH*hÓuÖh4C hÓuÖh4CCJaJhÓuÖh4C5>*CJaJ/468n p Ô ,
¤
¦
h
ò
Ö
X
Z
\
÷õõíõÆÆÆõõõõõõõõõõõ÷ÁÁgdÉy¤&$d%d&d'dNÆÿOÆÿPÆÿQÆÿgdÓuÖ $a$gdGyò $a$gdÓuÖNý
ª
®
°
²
ó êìîDF¾46:<|~cpúúøøðððøøøøçççââððâðÒÆÆ
$
Æ a$gdRx$
Æ Ä^Äa$gdRxgdõyÚÄ`ÄgdõyÚ $a$gdGyògdÉy¤ó êìF^b¾ØÜÞ268jlü þ ð"$z|~ª¬®ôö
)cpÜéꬰ´¶¸ºbüøôìçôìçàôÜÔÜÌÜÌÜÈÄÈÜȺ³«È§ÈȧȧȧȫÈȳÜ|h%âjhwÇUmHnHuh,j h¡B|>*h¡B|h¡B|5h¡B|h¡B|H*hRxh¡B|h¡B|>*
h¡B|h¡B|h¡B|h¡B|5>*hþqÚh¡B|hõyÚhõyÚH*jhõyÚUhõyÚ
hë%
hõyÚ hõyÚ5hõyÚh!`b5h!`bhÄ]h-/pqÜêôÿ®°´¶¸º¼V-X-l n p r """÷òòêêòòòòáß×ß×ß×ßßÏÏßÉ$gd\" $a$gd5 $a$gdGyò^gd¡B|
&
Fgd¡B|gd¡B| $a$gdRxb¸º¼6-8-T-V-¼-þ- j l v "" """H"##C$F$K$N$g$t$$ $²$´$Ü$ä$:&b'd'h'j'p'r'''®'°'²'¸'@(B(üøôüðìðèðäÜäðäÔäìäÐÈÐÄÐļļĸĸĸĸĸĸ°¦¡¸¸¸hIñ5CJaJhIñjÑÆh#UhÛe- h#H*h#h#5H*h#h#5h#hl
hl
H*hl
jêh\"Uh\"h-xh-x5h¡B|h-xH*h-xhÄ]hGyòhë%
h%âh!`bhwÇ2"F"H"##à#$-$e$f$$®$å$d'f'h'¬'®'²'´'¶'¸'@(B(F(H(úõíõõõõõõõõõíõõõõõõõõåàààgdIñ $a$gdIñ $a$gd5gd\"gd\"B(D(F((())8)>)R)T)t*v*²*t+v+x+z++æ+è+ê+ì+ð+ò+#,&,),,,Õ,-->-?----¬-4.P.Q.S.T.v.000 1È1Ê1¢2¦2÷óïçïçïßïçïçïÛï×ï×ïçïÐïçïçïçïÌÄÌÄ̽¹¯×«£«£«×××hðGhWPh`Y
h{üh#h{üh{ü>*h¯píh¯píH*h¯píh{üh{ü5>*h#
hIñh<[híwÉh<[H*h<[
j"ðhÕ07h{ühe
-híwÉhÕ07H*híwÉhÕ07H*hÕ07hIñj·óhÕ07U3H(r+v+x+z+|+~++++++¤+ä+ô+ ,p,q,Õ,K----®-00÷÷÷òòòòòòòòêêêêêååååàØØØà $a$gd{ügd\"gdÕ07
&
FgdÕ07gdIñ $a$gd¡]C00º0Î0 1Ê1Ì1Î1¢2¤2¦2ª2â2ä2æ2è2ê2ì2.303D4F4~44x5z5à5÷÷÷÷òòòòòòìçòòòòòòòòòòòòòògdðG$gdðGgd{ü
&
Fgd{ü¦2¨2ª2à2â2ì2,3F4|4à5â5
6 6n66Ì8Þ8Ø;Ú;Ü;Þ;<<<
<|<<=== >>J>N>P>V>\>d>f>l>p>x>z>>>>>÷óìèóàèàèÜÕÜÑÉÑÉÑŽ³½Å«¦ÅÅ«Åzzzvhl
h¡.£h¡.£H*h¡.£h¡.£H*h¡.£h¡.£h¡.£5h@ÌhFl³hW¦hW¦H* hW¦H*hW¦hW¦H*h¡.£hW¦5H*h¡.£hW¦5hW¦hd4hd4>*hd4
h2Jb5>*h2JbhWPhWP>*hWP
hÉc^hðGhðGjFhðGU.à5â5
6 6n6Ì8²:´:Ø;Ú;<>>(>J>úúúúíííèèèãÛÏÏ
$$Ifa$gd¡.£ $a$gd¡.£gd\"gdd4
~ú^`~úgdd4gd{ü J>L>R>`>xx
$$Ifa$gd¡.£zkd×$$IfFÖÖ0T,¸Ø
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿ ö6ööÖÿÿÖÿÿÖÿÿÖÿÿ4Ö4Ö
laöÀ`>b>h>t>xx
$$Ifa$gd¡.£zkd;$$IfFÖÖ0T,¸Ø
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿ ö6ööÖÿÿÖÿÿÖÿÿÖÿÿ4Ö4Ö
laöÀt>v>|>>xx
$$Ifa$gd¡.£zkd$$IfFÖÖ0T,¸Ø
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿ ö6ööÖÿÿÖÿÿÖÿÿÖÿÿ4Ö4Ö
laöÀ>>>>>>>>>>>> >¢>|wwwwwwwwwwwgd¡.£ $a$gd¡.£zkd$$IfFÖÖ0T,¸Ø
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿ ö6ööÖÿÿÖÿÿÖÿÿÖÿÿ4Ö4Ö
laöÀ
>>¤>Î>Ð>Ò>Ô>B BæBèBC°C²C
D
D"D$DEÊEÜEÞE6F8FpFrF¸FºF
GFGHGJGNGVGXGGöG®H°H²HbII@M
NüøêâøÚøÒøÊøƾÆøº²ºªº¢ººººººº¢ºº~t~phRU,h~Úh~Ú5>*h~ÚjVöh~ÚUhNNhKShKS5CJaJhKShKSH*hKShKSH*hKShKS>*j¬hKSUhKSh:h:H*h:h:hb/NH*hb/Nhb/NH*jghb/NU hb/NCJaJhb/Nhb/N5>*CJaJhb/Nh¡.£,¢>¤>Ð>Ò>Ö>ú>??
A
AjBlB
D DDD DDDDDD D"D&D(DEúòíííäíííííííííííííííííííí
ÆÐgdb/Ngdb/N $a$gdb/Ngd¡.£EEÊERFÞFZGôGöG®H°H´H(I*I`IbI
L
L L
N
Núúòòòêåàà×ÏÊÊʺ¥¥ $a$gdRU,
L´÷^L`´÷gd~Ú$L´÷^L`´÷a$gdRU,gd~Ú $a$gd~Ú $$a$gd~ÚgdKSgdNN
&
F gdNN
&
F gdKSgdb/N
N
N N#N,N/NDN:P*hD~ hD~5>*CJ aJ h
qh
q6h
q
h»
6h~ h~ h~ H*h~ h~ h~ 5h~ h»
65 h»
6>*h»
6h»
6>*h»
6h»
6háDÂ>*#jh»
6h»
6>*UmHnHuháDÂ
jèðhRU,hRU,h~Ú'
N(NCNDN8P:PPPÕRÖRSS4SVSwSzT¾TÀTºW¼W¾WÀWäWæWèW÷÷òòòòòòòêåååååòòòòòòÝÝÕ $a$gdRU, $a$gd
qgd»
6 $a$gd»
6gdRU, $a$gdRU,èWêWìWîWðWòWôWöW XXRZTZVZ\ZbZrZ÷÷÷÷÷÷÷ïêÝÝÑÑÑÑ
$$Ifa$gdÈFÔ
~ú^`~úgdÈFÔgdD~ $a$gdD~ $a$gdRU,XZZZ^Z`ZrZtZZZ²Z¶ZÊZæZ[[([[Þ[p\r\À\Â\ø\ú\
] ]2^4^ ___4_8_:_J_Ä_Æ_Ð_Ò_²`´`¦aªa¬a°a²atd:e>ef fföîöîêîöîöîêîöîêîêæâÚâÚâÚâÚâÐÅÐÁ³«Á£Á£Á£ÁhqNhqNH*hqNhqNhÂMCH*hÂMCh}rh¤oH*h¤oh}rhH*hh5jhÂMCUmHnHuhh}rh5>*H*hh5>*h}rh KÕH*h KÕhD~hÈFÔhÈFÔhÈFÔ5hÈFÔhÈFÔ5H*2rZtZÊZÔZÜZäZZNNNN
$$Ifa$gdÈFÔ¤kd¶@$$IfTFÖÖ\Lÿ$ #Ø nÿÿ
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿ ö6ööÖÿÿÿÿÖÿÿÿÿÖÿÿÿÿÖÿÿÿÿ4Ö4Ö
laö¸ÿTäZæZ([8[[[ZNNNN
$$Ifa$gdÈFÔ¤kd
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿ ö6ööÖÿÿÿÿÖÿÿÿÿÖÿÿÿÿÖÿÿÿÿ4Ö4Ö
laö¸ÿT[[Þ[(\f\l\ZNNNN
$$Ifa$gdÈFÔ¤kdÈA$$IfTFÖÖ\Lÿ$ #Ø nÿÿ
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿ ö6ööÖÿÿÿÿÖÿÿÿÿÖÿÿÿÿÖÿÿÿÿ4Ö4Ö
laö¸ÿTl\n\r\_ _6_8_ZMHH@;gd $a$gdgd KÕ
~ú^`~úgdÈFÔ¤kdTB$$IfTFÖÖ\Lÿ$ #Ø nÿÿ
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿ ö6ööÖÿÿÿÿÖÿÿÿÿÖÿÿÿÿÖÿÿÿÿ4Ö4Ö
laö¸ÿT8_¬_T`V`¦aödød8ereªeff,h.hii8iÀ¦Â¦Ä¦ì¦î¦D§r§¦§úúúòòòíåååííÜííííííÔÔÏÏÏgd¢@ $a$gd¢@^gdÂMC
&
FgdÂMCgdÂMC $a$gdÂMCgdff&g,g0gÌgÐg*h.hiii6iiij¦X¦Z¦À¦Ä¦Æ¦È¦ê¦î¦B§D§ü§þ§Ä¨Æ¨x©z©b«d«vxz|®Ø¯Ú¯N°°°z±ò±Ô²ø²ú²ü²÷óïçïçïóãóãÛãÓãÑãÓãÍÆ»ÆÍ·Í·¯·¯·¨·¤····
·hdhÈLhÈL6h9Ìh9Ì6h
h9Ì
jJðh11£h¤o
h¢@h11£h11£h11£H*h11£h¢@h¢@5>*H*
h¢@5>*h¢@Uhz0hz0H*hz0hz0>*hz0hqNhqNH*hqNhÂMChqNhÂMCH*2ennyit kötött meg. A mérQküvettában nem a CO2 fogyást hanem késQbb a NADPH mennyiségét mérjük.
C3-as Calvin-ciklus
3 szakaszból áll: - karboxilációs szakasz
- redukciós szakasz
- regenerációs szakasz
Karboxilációs szakasz: elsQ lépés, ahol CO2-t megköti a RUBISCO
Redukciós szakasz: 2 lépés &
Regenerációs szakasz: Az összes többi rész.
(3CO2 megy be, PGA megy ki, ami egy 3 szénatomos vegyület. Foszfoglicerinaldehid lesz belQle.)
Ha a Calvin-ciklus háromszor megy körbe, akkor foszfoglicerinaldehid keletkezik, ami egy 3 szénatomos vegyület. Ha hatszor megy körbe a ciklus, akkor 2 darab 3 szénatomos vegyület keletkezik. EbbQl már keletkezhet egy 6 szénatomos vegyület is.
Pl.: Fruktóz 1,6 difoszfát (FDP)
Nappal keményítQ keletkezik a kloroplasztiszban éjjel lebomlik és szacharóz formájában elszállítódik a levelekbQl a raktározó és földalatti szövetekbe. (Estére tele lesz a levél keményítQvel, ilyenkor érdemes tehenet legeltetni ().
A keményítQ felépítés és lebontás napi menete egymással ellentétes az asszimiláló alapszövetben és a bQrszövetben lévQ gázcserenyílások zárósejtjeiben. Ez elQsegíti a víznek az egyik helyrQl a másik helyre való átpumpálását. Így a víz a szövetekben éppen oda megy ahol a keményítQ épp lebomlottan van.
Ez egy olyan rásegítQ mechanizmus, ami a gázcserenyílások nyitódását-csukódását segíti elQ.
A szacharóz glükózból és fruktózból áll, ez a szállított formája. A keményítQ pedig cukornukleotidokból keletkezik
Mik a cukornukleotidok szerepe a keményítQ szintézisében ?
Ezek biztosítják a keményítQszintézishez szükséges energiát, mert a cukorfoszfátok energiája ehhez kevés lenne.
- 4. tétel vége -
Fotorespiráció
Ez a C3-as növényekre jellemzQ. Amikor a levegQben viszonylag kevés a CO2, akkor a RUBISCO oxigenáz funkciója lép mqködésbe. A RUBISCO-ból ha viszonylag sok a CO2 és kevesebb az O2 (- RUBISCO karboxilázként mqködik -) 2 db foszfoglicerinsav beépül a Calvin-ciklusba.
Ha viszonylag sok az O2 és kevesebb a CO2, akkor (- RUBISCO oxigenázként mqködik -) csak egy foszfoglicerinsav keletkezik és keletkezik mellette egy foszfoglikolsav is. Ez pedig beindítja a fotorespiráció folyamatát. Ez a folyamat CO2-t szabadít fel.
A fotorespiráció 3 organellumban játszódik le.
- kloroplasztisz
- peroxiszóma
- mitokondrium
A fotorespircióval az a baj, hogy megkötött CO2 el is távozik.
A fotorespiráció elQnyei:
Az itt felszabaduló CO2 visszatáplálódhat Calvin-ciklusba és olyan körülmények között látja el a növényt CO2-dal, amikor nem tud elegendQ CO2-t felvenni a környezetébQl. Ezzel a CO2-dal képes mqködtetni a növény a Calvin-ciklust. Ha mqködik a Calvin-ciklus, akkor a NADPH ( NADP tud lenni a redukciós szakaszban és lesz elegendQ a NADP az aciklikus elektrontranszportlánc végén. Ha ez nem így történne, (- nem lenne elegendQ NADP -) akkor elektronok lépnének ki az elektronszállító láncból. Aktivált oxigénformák jönnének létre, amik roncsolják a szöveteket. ( ( ( A növény elkövet egy kisebb rosszat a nagyobb megfékezésére. ((( Lebontja saját szerves anyagának egy részét, hogy így nyerjen CO2-t belQle. És a fotorespiráció lévén a növény kivédi a gyökös reakciókat és annak káros következményét a szövetbomlást.
Ez csak a C3-as növényekre jellemzQ !!!
A fotorespiráció során aminosavak keletkeznek. (ÉpítQanyagok) A mitokondriumban NADH2 is keletkezik. Az elvesztett energia egy részét visszanyerheti, mert a NADH2-bQl ATP lesz.
A fotorespiráció nagy hátránya, hogy saját szerves anyagából bont le a növény.
- 5. tétel vége -
C4-es növények
C4-es növények levelében sajátos szöveti elkülönülések figyelhetQk meg. A szállítónyalábok mellett nyalábhüvelysejtek jelennek meg. A mezofillum sejtekben van gránumos kloroplasztisz. Így itt van PSI. és PSII. fotokémiai rendszer is. Itt keletkezik O2 is.
A nyalábhüvely sejtekben nincs kloroplasztisz, így nincs PSII se, itt nincs vízbontás, O2 se keletkezik.
A RUBISCO-t zavarja az O2 jelenléte. A mezofillum sejtben ezért nem a RUBISCO köti meg a CO2-t, mert itt a vízbontásból O2 keletkezik. Itt a PEPC (PEP karboxiláz) köti a CO2-t, mert nem zavarja az O2 jelenléte. A nyalábhüvely sejtben, a RUBISCO köti meg a CO2-t, mert ott nincs vízbontás, nem keletkezik O2. Ott nem zavarja a RUBISCO-t az O2.
Ezért a C4-esekre nem jellemzQ a fotorespiráció, mert minden feltétel adva van ahhoz, hogy a RUBISCO karboxilázként mqködjön. Ahol van RUBISCO (nyalábhüvely sejt), ott kevés az O2 mert nincs vízbontás. És sok a CO2 mert az almasav bontásából állandóan szabadul fel CO2.
A PEPC képes megkötni kevés CO2 t is.
Tehát a C4-esekre nem jellemzQ a fotorespiráció.
A mezofillum sejtben a PEPC köti a CO2 t.
A nyalábhüvely sejtben a RUBISCO köti a CO2 t.
6. tétel vége
Pozsgás növények
Általában olyan helyen élnek a pozsgás növények, ahol kevés a víz. Nappal zárva vannak a gázcserenyílások, hogy ne veszítsen vizet a párologtatással. A gázcserenyílásokat ezért éjjel nyitják ki és felveszik a CO2-t, amit a PEPC köt meg. Abból oxálecetsav és almasav keletkezik. Éjjel a levelekben almasav halmozódik fel. Ezért éjjel savasabb lesz a növény leveleinek a pH-ja. Reggelre becsukódnak a gázcserenyílások, jön a fény és beindul a fényszakasz. Az éjjel keletkezett almasavat lebontja a növény és az abból keletkezett CO2-t fogja megkötni a RUBISCO.
A pozsgás növényeknél idQbeli elkülönülés van. A CO2-nak elsQdleges és másodlagos megkötése van. Nappal emelkedik a pH-juk, éjjel pedig csökken. Savritmusos növényeknek is nevezik Qket. Pl.: a kaktuszok.
Fotorespiráció nincs itt sem, nappal lehetne elvileg, de akkor zárva vannak a gázcserenyílások és nem tud eltávozni a CO2.
Fotoszintézisre ható környezeti tényezQk
Fényszakasz: fény
Sötétszakasz: CO2 és hQmérséklet
Egyik termékét a másik fogyasztja el, ezért valamennyi környezeti tényezQ közvetlenül, vagy közvetve hat a fotoszintézis mindkét szakaszára.
Fény
Víz
Növény kora
CO2
HQmérséklet
Mi határozza meg a növény bruttó produkcióját ?
Az , hogy mekkora felületen, mennyi ideig, milyen intenzív a fotoszintézis.
Asszimiláló levélfelület nagysága
Asszimilációs növény hossza
Vegetáció periódus hossza
Fotoszintézis intenzivitása (RUBISCO aktivitása)
EbbQl lejön a légzési veszteség és a fotorespirációs anyagveszteség.
Nettó produktivitás
A környezeti tényezQk ezt a 3 dolgot befolyásolják.
FÉNY:
A fény intenzitása, spektrális összetétele és a megvilágítás idQtartama a befolyásoló tényezQk.
Intenzitás:
20 lux: alsó határérték (holdfény)
10000-20000 lux: ideális fényintenzitás
200000 lux: már károsítja a növényt
A növényekre jutó fény kb.:1%-a fordul a fotoszintézisbe, ennek ¼ része épül a termésekbe. Növényállományok fényelnyelése: a sqrq növényzet 1/3 ad része nyeli el a fényt.
Függ:
egyedszámtól
állomány szerkezetétQl (egymástól való távolság)
levelek milyen szöget zárnak be a tengelyhez képest.
domborzati viszonyoktól
A növények alkalmazkodása a fényviszonyokhoz:
Modulatív: Gyors alkalmazkodás, több fény ( több fotoszintézis.
Modulációs: Lassú és tartós alkalmazkodás Pl.: erdei aljnövényzet levelei nagyobbak, mert az árnyékban nem bomlik le az auxin, ami a növény növekedési hormonja.
FénytelítQdési pont:
Az a fényintenzitási érték, ami fölé hiába nQ a fényintenzitás, a megkötött CO2 mennyisége
nem változik. Ez a C3-as növényekre jellemzQ. ErQsebb fénynél több víz bomlik le, több lesz az oxigén, ami beindítja a fotorespirációt.
Fénykompenzációs pont:
Az a fényintenzitás érték, amely adott hQmérsékleten és a CO2 koncentráción a megkötött és leadott CO2 mennyisége egyenlQ. Ezért hiába van sok fény, ha kevés a CO2 és ez fordítva is igaz.
Spektrális összetétel:
A fotoszintézisben a kék fény kevésbé hatékony. A zöld fény nem hasznosítható. A fotoszintézisben a vörös fény a leghatékonyabb.
CO2
A levegQ CO2 koncentrációja 0.04 % körüli, erdei avarszint felett 0.08 %. A levegQ CO2 tartalmát 1860 óta mérik.
A több CO2 A RUBISCO karboxiláz aktivitását fokozza. Ezért alkalmazzák a szénsavtrágyázást, amivel a CO2 koncentrációját növelik a levegQben. Ezt az eljárást fQként üvegházakban alkalmazzák és 5-10 szeresére érdemes növelni a CO2 koncentrációt. Palackokból, vagy szénsavas öntözQvízzel engedik a levegQbe, de savanyú talajnál nem célszerq alkalmazni. 50 szeresére azért nem érdemes növelni a CO2 koncentrációját, mert nem lesz se több fény, se 50 szeres RUBISCO mennyiség, ami meg tudná kötni.
Ha a levegQ CO2 koncentrációja 20 %-kal csökken, akkor a C3-as növényeknél beindul a fotorespiráció.
A gázcserenyílások a levélfelület 1 %-át teszik ki. Ezen keresztül annyi CO2 t képesek megkötni, mint amennyit a levél felületével azonos nagyságú lúgos oldat képest elnyelni. A gázcserenyílások kerületi határa összeadódik. A CO2 nak és a fénynek összhangban kell lenniük egymással.
HPMÉRSÉKLET:
A fényszakasz kevésbé függ a normál tartományon belül. A sötétszakasznál a Vand-Hoff törvény 10oC fokonként 2-3 szoros sebességváltozás következik be a kémiai folyamatok sebességében.
40-45 oC nál a fotoszintézis leáll. Különösen a PSII fotokémiai rendszer érzékeny erre.
Milyen tünetek jelentkeznek a fotoszintetikus membránokban ?
Antennapigmentek disszociálnak.
A klorofil-protein komplexek szétesnek.
A membránok (a tillakoid is) átjárhatóvá válnak, ekkor a töltéskülönbség ATP keletkezése nélkül szqnik meg, a sejt energiahiányos lesz és elpusztul.
A további elnyelt energiát fluoreszencia formájában sugározza vissza, tehát növekszik a fluoreszencia is.
A fotoszintézisnek van egy optimum görbéje.
VÍZ:
Ha van elég víz, akkor van turgor a növényi szövetekben, a sztómák (gázcserenyílások) nyitva vannak. Ekkor be tud jutni a CO2 és mqködik a fotoszintézis.
- fotoszintézis --- transzspiráció görbe ábra -
Hosszú aszály esetén a fotoszintézis nem fog visszaállni az aszály elQtti maximumára.
Ha nincs elegendQ víz, akkor nincs turgor, és a CO2 nem jut be a gázcserenyílásokon. Ezért a Calvin-ciklus sem fog mqködni, ezért a NADPH2 -bQl nem lesz NADP. Ha nincs elegendQ NADP az aciklikus elektrontranszportlánc végén, akkor elektronok lépnek ki az elektrontranszportláncból. Ennek hatására aktivált oxigén formák, szabadgyökök jönnek létre, amik roncsolják a növényi szöveteket. EttQl pedig maradandó károsodást szenved a növény.
Abszolút levélfelület csökkenés: Lehullik a levél.
Relatív levélfelület csökkenés: Elmarad a növekedés.
Vízhiány esetén is fellépnek ugyanazok a tünetek, mint magas hQmérsékletnél: Ha nincs víz, akkor a növény nem tudja hqteni magát és felmelegszik.
NÖVÉNYEK KORA:
A fiatal növényekben még nem alakult ki a gránumos kloroplasztisz. KésQbb a fotoszintézis intenzitása növekszik és a virágzás idejére érik el a fotoszintetikus teljesítményük maximumát. Gondoskodni kell az utódokról.
TÁPANYAGOK, ÁSVÁNYI ANYAGOK:
Ezek hiányában a kloroplasztiszok kisebbek lesznek és romlik a fényhasznosító képességük.
A legfontosabbak : Nitrogén, Foszfor, Kálium (N, P, K)
Nitrogén (N):
A nagyobb levélfelületért felelQs. Sok nitrogén esetén meghosszabbodik a virágzás elQtti vegetatív idQszak, így a növény több anyagot tud termelni és a termés is nagyobb lesz.
Foszfor (P):
Az ATP képzésben, (fotofoszforilációban) van nagy szerepe. Vagyis a fényenergia konzerválásában. A szénhidrát anyagcsere fotofoszforilált intermediereinek képzésében is szerepe van. Pl.: Fruktóz 6 foszfát.
Kálium (K):
Nagy molekulájú összetevQk szintézisét fokozza. Pl.: cellulóz, keményítQ. Ezáltal a növény ellenállóbb lesz a széllel szemben. Nagy szerepe van sztóma nyitódásában is. Ennek a kulcsvegyülete a Dikálium-malát.
- Mangán (Mn): a vízbontásnál
- Vas (Fe): az elektrontranszportláncban
- Magnézium (Mg): a klorofilban
- Réz (Cu): a plasztocianinban
Ezek hiányában a növény károsul.
A környezeti tényezQk külön-külön és egymást befolyásolva is hatnak.
Hasonló témájú dokumentumok
- 2009-03-15 17:25:12
- 2010-09-06 14:16:04
- 2010-09-06 14:11:14
- 2009-10-29 18:38:44
- 2008-05-07 20:36:18
- 2009-06-03 13:35:54
- 2008-05-14 17:56:15
A mások által feltöltött dokumentumokat értékelheted. Ha úgy ítéled meg, hogy a vizsgára való felkészülés szempontjából hasznos volt egy dokumentum, akkor adj rá sokcsillagos értékelést.
Ha hibákat tartalmaz, vagy egyéb probléma van vele, akkor keveset.
A dokumentumok sorrendje az értékelések alapján adódik. Ami fentebb van a listában, azt hasznosabbnak ítélték társaid. Az új dokumentumok pedig (értékelések hiányában) szintén a lista tetején kezdenek.
Hozzászólások
Ha észrevételed van egy dokumentummal kapcsolatban (például hibát találtál benne), akkor a Hozzászólások részben jelezheted. Az olyan jellegű kérdéseket mint pl.: A 2. feladat 4. sorából milyen átalakítással jutottunk az 5. sorban szereplő képlethez? - szintén ide érdemes írni
Egy tipp az oldalhoz! - Szavazz a feltöltött dokumentumokra az alapján, hogy mennyire volt számodra használható vagy épp használhatatlan (mondjuk azért, mert tele van hibával). A dokumentumok a szavazataitok alapján sorrendeződnek így hosszútávon a legjobb pontokat kapó dokumentumok lesznek a lista elején. Csak a saját szakod dokumentumaira szavazhatsz.
Egy felsőoktatási közösségi oldal amely segít kapcsolatot tartani a hallgatók között, így segítséget nyújt a sikeres tanulmányokhoz...
