Mi a kreditvadasz.huEgy felsőoktatási közösségi oldal amely segít kapcsolatot tartani a hallgatók között, így segítséget nyújt a sikeres tanulmányokhoz...
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.
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
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿ ö6ööÖÿÿÖÿÿÖÿÿÖÿÿ4Ö4Ö
laöÀ
>>¤>Î>Ð>Ò>Ô>B BæBèBC°C²C
D
D"D$DEÊEÜEÞE6F8FpFrF¸FºFGFGHGJGNGVGXGGöG®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¢@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.
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
AZ ÁBRÁKNÁL NEM BIZTOS, HOGY JÓ A NADPH és A NADPH2. Ott lehet hogy összekevertem őket.
Egy tipp az oldalhoz! - Online ZH, vizsga kidolgozás! Mi is ez? Ha feltöltesz egy régi ZH-t/vizsgát, a dokumentum oldalán Hozzászólást lehet írni. Megírhatod például, hogy "szerintem a 3-as feladat megoldása ez: "... Ha hiba van benne, más hallgató egy új hozzászólásban ezt jelezheti.
Az összes címkéhez kattints a címben levő címkefelő felíratra. A cimkék az oldal használhatóságát elősegítő kulcsszavak. Amikor feltöltesz vagy megírsz egy dokumentumot, kötelező megadnod legalább egy, de lehetőleg minél több olyan keresési kulcsszót, ami az adott dokumentumra leginkább jellemző. Például egy, az 1848-49-es eseményekről szóló jegyzet kapcsán: forradalom, szabadságharc, kossuth, damjanich, stb. Egy cimke több szóból is állhat. Pl.: másodfokú egyenlet Ezek alapján később jóval egyszerűbb lesz megtalálni egy adott témában érdeklődő felhasználónak a megfelelő dokumentumokat. Az oldalon található egy ún. cimkefelhő, amely ABC sorrendben felsorolja a leggyakrabban előforduló cimkéket. Minél nagyobb egy adott cimke betűmérete, annál több dokumentumnál szerepel. Egy cimkére kattintva kilistázódik az összes dokumentum, amihez megadták a cimkét. A cimkék szerepe a fájlként feltöltött dokumentumoknál különösen fontos. A bal oldali menü tetején található kulcsszavas kereső (ellentétben a böngészőben szerkesztett dokumentumokkal) a feltöltött fájlok tartalmában nem keres, csak a megadott címben és a cimkékben.
Egy felsőoktatási közösségi oldal amely segít kapcsolatot tartani a hallgatók között, így segítséget nyújt a sikeres tanulmányokhoz...
Hungary
- 2009-01-19 16:58:01
- 2010-12-27 16:16:01
