Przebieg i znaczenie fotosyntezy w przyrodzie (w punktach)

Fotosynteza -ten skomplikowany proces biochemiczny został dokładniej poznany dopiero dzięki badaniom Calvina i Bensona prowadzonych w latach czterdziestych naszego stulecia. Za opracowanie cyklu reakcji związanych z asymilacją dwutlenku węgla otrzymali oni nagrodę Nobla. Jednak już pod koniec XVIIIw w 1772r Anglik J. Priestley wykazał iż gałązka mięty "odświeża" powietrze "zepsute" przez palącą się świecę. Siedem lat później Holender Jan Ingenhousz ujawnił iż rośliny mogą

"odświeżać" zepsute powietrze tylko przy świetle słonecznym oraz, że ich zdolność do "odświeżania" powietrza jest wprost proporcjonalna do jasności dnia i długości okresu działania słońca na rośliny. W ciemności rośliny wydzielają powietrze "szkodliwe dla zwierząt" Następnym ważnym etapem w rozwoju wiedzy o fotosyntezie były doświadczenia de Saussure'a przeprowadzone w roku 1804. Ważąc powietrze i rośliny przed fotosyntezą oraz po przebiegu fotosyntezy de Saussure wykazał, że przyrost suchej masy rośliny jest większy od masy CO2 pobranego z powietrza Wysunął on także wniosek, iż drugą substancją przyczyniającą się do zwiększenia ciężaru rośliny była woda. Tak więc przed 160 laty uważano, iż schemat przebiegu fotosyntezy w głównych zarysahc przedstawia się następująco: dwutlenek węgla+woda+energia świetlnasubstancja organiczna+tlen.



Ingenhousz sugerował, iż światło bierze udział w rozszczepianiu dwutlenku węgla, uwalniając tlen i dając "węgiel", który służy do wytwarzania substancji roślinnej. Na tej podstawie podzielono żywe organizmy na dwie grupy:

1. rośliny zielone które mogą wykorzystywać energię promienistą do "asymilacji" dwutlenku węgla

2. inne organizmy nie zawierające chlorofilu, które nie mogą używać energii świetlnej i asymilować dwutlenku węgla.

Ten logiczny podział został obalony, kiedy Winogradski w 1887r odkrył bakterie chemosyntetyzujące- organizmy nie zawierające chlorofilu mające jednak zdolność do asymilowania dwutlenku węgla. Dowodów przemawiających za niesłusznością tego podziału dostarczył również Engelmann, który w roku 1883 odkrył bakterie purpurowe przeprowadzające fotosyntezę, przebiegającą bez uwalniania tlenu.









1.Chlorofil jeden z ważnych składników fotosyntezy.

Omówienie budowy cząsteczki chlorofilu

a. wzór strukturlny cząsteczki chlorofilu

b. chlorofil-pochodna porfiryny

c. jaką funkcję pełni łańcuch fitolu

d. rodzaje światła absorbowanego przez chlorofil

Chlorofil "a" a inne rodzaje chlorofili

a. budowa chlorofili "b" "c" "d" i różnice pomiędzy nimi

Chlorofil a inne barwniki w roślinach

a. różnice pomiędzy karotenem, ksantofilem, fikocyjaniną i fikoerytryną, oraz ich funkcje

Cząsteczki chlorofilu jako jednostki fotosyntetyczne

a. co to jest tylakoid granu ?

b. centra aktywne a cząsteczki służące jako anteny energetyczne

--- co oznaczają i co powodują symbole: PSI i PSII

2.Chloroplasty jako maleńkie ciałka zawierające chlorofil

chloroplasty a inne plastydy w komórce roślinnej

a. budowa oraz liczba chloroplastów w komórce

--- ciałka zwane grana a cząsteczki chlorofilu

b. kwantosomy i ich rola w fotosyntezie

3.Faza jasna a faza ciemna w fotosyntezie

Omówienie fazy jasnej oraz jej cel w fotosyntezie

a. wytworzenie siły asymilacyjnej (redukcja NADP+ do NADPH2)

b. fotoliza wody

c. przedstawienie za pomocą schematu wędrówki elektronów przez system przenośników do cząsteczki NADP+. Omówienie pojęć P680, P700, Q550, Q480 plastochron, cytochron, plastocyjanina, ferrodoksyna, reduktaza ferrodoksyny.

d. fosforelacja fotosyntetyczna a przenoszenie jonów H+

e. teoria chemiosmotyczna Mitchella

Faza ciemna

a. miejsce zachodzenia

b. cykl Calvina-Bensona - podstawą fotosyntezy fazy ciemnej

--- karboksylacja

--- synteza heksos

--- odtwarzanie bezpośredniego akceptora CO2

c. rośliny należące do grupy C3 a rośliny należące do grupy C4

--- czym są fosfoenolopironian i szczawiooctan

4.Fotosynteza a czynniki zewnętrzne

a. jak fotosynteza zależy od światła

b. fotosynteza a temperatura

c. jak fotosynteza zależy od dostępnej wody

d. fotosynteza a chloroplasty















Ogólna wydajność procesu fotosyntezy jest dość duża. Obliczono, że do przeprowadzenia redukcji jednego mola CO2 do poziomu węglowodanów potrzeba mniej więcej 120 kcal. Energia światła działającego efektywnie w fotosyntezie, tzn. Światła czerwonego o długości fali około 600 mu, wynosi mniej więcej 41 - 42 kcal na mol. Gdyby wydajność procesu wynosiła 100%, powinno by wystarczyć trzy kwanty światła na cząsteczkę CO2. Pomiary wykonane w najrozmaitszych warunkach doświadczalnych wykazały, że liczba zużytych kwantów przypadająca na cząsteczkę CO2 waha się w granicach 4 - 12 (według najnowszych danych średnio 5 - 6 kwantów). Tak więc cały proces fotosyntezy prowadzący do wytwarzania cząsteczek związków organicznych, ujmowany sumarycznym równaniem: 6CO2+6H2OC6H12O6+6O2 jest bardzo skomplikowany, podobnie jak reakcje oddychania komórkowego, w których wyniku cząsteczki te są następnie rozkładane.