Fotosintēze.

Παρουσίαση με θέμα: "Fotosintēze."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Fotosintēze

2 Organisko vielu aprite augā
(pēc Vītola 1975)

3

4 Fotosintēze Fotosintēze - gaismas enerģijas transformācija organisko vielu ķīmiskajā enerģijā, izmantojot oglekļa dioksīdu un ūdeni. Fotosintēze raksturīga zaļajiem augiem un fotosintezējošām baktērijām.

5 Fotosintēze Redzamā gaisma

6 Fotosintēze Hloroplasts
Fotosintēzes gaismas reakcijās gaismas enerģiju (redzamās gaismas spektra sarkano un zili violeto daļu vaskulārajos augos, bet spektra dzelteno un oranžo daļu aļģēs) saista pigmenti (hlorofils a, hlorofils b, karotinoīdi un fikobilīni). Vaskulārajos augos fotosintēze notiek hloroplastos.

7 Fotosintēzes pigmentu gaismas absorbcija
Pigmenti Fotosintēzes pigmentu gaismas absorbcija (pēc Hall, Rao 1999)

8 Fotosintēze

9 Fotosintēzes pigmentu absorbcijas spektri
Foto no:

10 Foto no: http://www.emc.maricopa.edu/.../BIOBK/BioBookPS.html
Fotosintēze Kāpēc augi ir zaļi? Foto no:

11 Fotosintēze Pigmenti Hlorofils – salikts esteris
• Šķīst – etilspirtā, acetonā, ēterī, benzolā • Reaģējot ar sārmiem: hlorofils  hlorofilids • Reaģējot ar skābēm: hlorofils  feofitins • Albīnisms: hlorofils nesintezējas auga ģenētisko īpašību dēļ • Hloroze: Mg, Fe u. c. minerālelementu trūkums • Etiolācija: trūkst gaisma • Gaismas absorbcijas max. hla: 440, 660 nm; hlb: 460; 640 nm • Fluorescence: 668 nm

12 Fotosintēze Hlorofils Acer campestre– lauku kļava Urtica dioica –
lielā nātre Hepatica maxima – lielā vizbulīte Attēli no:

13 Fotosintēze Pigmenti β karotīns Karotinoīdi: tetraterpēni
Šķīst: acetonā, benzolā, hloroformā Gaismas absorbcijas max.: nm Karotinoidu fizioloģiskā nozīme 1.   Saista h (palīgpigments) 2.   Novērš hlorofila sadalīšanos 3.   Piedod ziedlapām, augļiem u. c. krāsu 4.   -karotīna hidrolīzes rezultātā sintezējas A vitamīns.

14 Fotosintēze Karotinoīdi Acer palmatum – Japānas kļava rudenī
Acer saccharum– cukura kļava rudenī Daucus carota– parastais burkāns Foto no:

15 Fotosintēze Pigmenti Fikobilīni (sārtaļģēs, zilaļģēs)
Fikobilīni – tetrapiroli • Šķīst: ūdenī pēc autolīzes (nešķīst – organiskos šķīdinātājos) • Gaismas absorbcijas maksimums: nm Hromatiskā adaptācija – pigmentu pielāgošanās gaismas apstākļiem ūdenskrātuvēs: • 34 m dziļumā nav sarkanā gaisma • 177 m dziļumā nav arī dzeltenā gaisma • 322 m dziļumā nav arī zaļā gaisma • >500 m dziļumā nav arī zili violeta gaisma

16 Fotosintēze Fikobilīni Sārtaļģe Cianobaktērijas fikoeritrīns
fikocianīns Foto no:

17 F660  F730  Bioķīmiska darbība,
Fotosintēze Pigmenti Fitohroms (plazmolemmā, plastīdās, mitohondrijos) ·      Uztver gaismu kā signālu ·      Gaismas absorbcijas max.: 660; 730 nm ·       Fitohroms – tetrapirols F  F730  Bioķīmiska darbība, sadalās h

18 Antociānu fizioloģiskā loma augos
Fotosintēze Pigmenti Antociāni (vakuolās - šūnsulā) ·      Antociāni - glikozīdi ·      Šķīst : ūdenī ·      Gaismas absorbcijas max.: dzeltenajā un zaļajā spektra daļā ·       Antociāni fotosintēzē nepiedalās (gaismas enerģija  siltuma enerģijā) Antociānu fizioloģiskā loma augos 1.  Termoregulācija 2.  Sekmē cukuru sintēzi augos 3.  Palielina saistītā ūdens daudzumu 4.   Kalnu augos daudz antociānu

19 Antociāni Fotosintēze Fagus sylvatica – Eiropas dižskābardis Acer –
‘Purpurea’ Acer – kļava Rubus plicatus – krokainā cūcene Foto no:

20 Fotosintēzes gaismas reakcijas
Fotosistēma I Fotosistēma II

21 Fotosistēmas darbības shēma
Fotosintēze Fotosistēmas darbības shēma Foto no:

22 Fotosistēmas darbības shēma
Fotosintēze Fotosistēmas darbības shēma Foto no:

23

24 Fotosintēzes gaismas reakcijas
• Gaismas kvantu saistīšana un ierosinātas hlorofila molekulas izveidošanās • Elektronu pārnes no ierosinātā hlorofila uz akceptoru • Hlorofila molekulas reģenerācija • Saistītās enerģijas izmantošana ATP un NADPH sintēzei

25

26 Fotosintēzes gaismas un tumsas reakcijas
(CH2O) ATP NADPH hγ Fotoķīmiskās reakcijas Bioķīmiskās reakcijas 2H2O CO2

27 Quercus robur – parastais ozols
Fotosintēze C3 tips Hepatica nobilis – zilā vizbulīte Pinus sylvestris – parastā priede Quercus robur – parastais ozols

28 Foto no: http://www.emc.maricopa.edu/.../BIOBK/BioBookPS.html
Fotosintēze CO2 asimilācija + Foto no:

29 Fotosintēzes tumsas (bioķīmiskās) reakcijas

30 Lapa kā fotosintēzes orgāns
C4 tipa augs C3 tipa augs Attēls no:

31 C4 tipa fotosintēzes reakciju shēma
Attēls no:

32 C4 tipa fotosintēzes reakciju shēma
Attēls no:

33 Fotosintēze C4 tips Panicum miliaceum Zea mays – parastā kukurūza
Saccharum officinarum Attēls no: Attēls no: Attēls no:

34 Fotosintēze Jaukts C3-C4 tips Lycopersicum esculentum – ēdamais tomāts
Nicotiana tabacum – parastā tabaka Vitis labrusca – Amerikas vīnkoks Attēls no: Attēls no: Attēls no:

35 CAM tipa fotosintēzes reakciju shēma
Attēls no:

36 Fotosintēze CAM tips Yucca filamentosa – Šķiedru juka Sedum acre –
kodīgais laimiņš Crassula aquatica – ūdeņu biezlape Attēls no: Attēls no: Attēls no:

37

38

39 Gaismas enerģijas izmantošana fotosintēzē
Fotosintēze Gaismas enerģijas izmantošana fotosintēzē ~10% ~2%

40 Fotosintēzes bioloģiskā nozīme:
• Gaismas enerģijas transformācija ķīmisko saišu enerģijā (1-2% Saules enerģijas) • Sintezējas organiskās vielas (~2 × 1011 t gadā) • Atjauno skābekļa daudzumu uz Zemes • Novērš CO2 uzkrāšanos atmosfērā • Augi novērš piesārņojumu un spēj regulēt klimatu uz Zemes