Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II Μαθησιακοί στόχοι: Οι μαθητές θα κατανοήσουν πως 1) η συνεκτικότητα των αντιδράσεων της φωτοσύνθεσης κατά μήκος του.

Παρουσίαση με θέμα: "Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II Μαθησιακοί στόχοι: Οι μαθητές θα κατανοήσουν πως 1) η συνεκτικότητα των αντιδράσεων της φωτοσύνθεσης κατά μήκος του."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II Μαθησιακοί στόχοι: Οι μαθητές θα κατανοήσουν πως 1) η συνεκτικότητα των αντιδράσεων της φωτοσύνθεσης κατά μήκος του δέντρου της ζωής μπορούν να ερμηνευθούν λόγω κληρονομικότητας από έναν κοινό πρόγονο, και 2) η φωτοσύνθεση των C 4 και των CAM έχει ακολουθήσει συγκλίνουσα εξέλιξη αρκετές φορές. Για τον εκπαιδευτικό: Αυτή η μικρή σειρά διαφανειών εξηγεί την ομοιομορφία και την ποικιλότητα ως προς τη φωτοσύνθεση διαφόρων οργανισμών, χρησιμοποιώντας την εξελικτική θεωρία. Για αποτελεσματικότερη χρήση, χρησιμοποιήστε αυτές τις διαφάνειες αφού έχετε συζητήσει για την δέσμευση του άνθρακα στα C 4 και στα CAM. Εναλλακτικά, θα πρέπει να ενσωματώσετε τις διαφάνειες αυτής της σειράς, στη διδασκαλία σας για τα C 4 και CAM. Θα μπορούσατε να μειώσετε των αριθμό των διαφανειών, αφαιρώντας τις διαφάνειες 8, 10 και 11. Κάθε μία από τις παρακάτω διαφάνειες, περιέχουν και ορισμένες οδηγίες για τον εκπαιδευτικό. Για να τις δείτε, ανακτήστε το PowerPoint και μελετήστε τις «Σημειώσεις» που υπάρχουν σε κάθε διαφάνεια. Η σειρά των διαφανειών προσφέρεται για δωρεάν και εκπαιδευτική χρήση από το Understanding Evolution (understandingevolution.org), με έκδοση 2011 από το The University of California Museum of Paleontology, Berkeley, and the Regents of the University of California. Η μετάφραση στα ελληνικά έχει γίνει από το BiologyinSchool.gr (www.biologyinschool.gr).

2 Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II «Είναι πολλές αντιδράσεις. Πόσες σειρές αυτών των χημικών αντιδράσεων θα πρέπει να θυμόμαστε;» Όχι πολλές. Όλα τα φυτά χρησιμοποιούν την ίδια σειρά αντιδράσεων (με μικρές διαφοροποιήσεις) προκειμένου να φωτοσυνθέσουν. Γιατί άραγε συμβαίνει αυτό; Pterosperma photo by David Patterson and Bob Andersen and licensed via Creative Commons.Pediastrum photo by Luis Fernandez Garcia and licensed via Creative Commons. Moss photo by Charles Webber © California Academy of Sciences. Fern photo by Gerald and Buff Corsi © California Academy of Sciences. Douglas Fir photo © Br. Alfred Brousseau, Saint Mary's College. Dogwood flower photo by Sherry Ballard © California Academy of Sciences. Spirogyra photo by Micrographia.

3 Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II … λόγω κοινού προγόνου Αφετηρία εξέλιξης της φωτοσύνθεσης Αρχαία ΕυκαρυώτεςΕυβακτήρια

4 Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II … και ενδοσυμβίωσης Αφετηρία εξέλιξης της φωτοσύνθεσης Αρχαία Ευκαρυώτες Ευβακτήρια

5 Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II … ακολουθούμενη από διαφοροποίηση Φυτά Αφετηρία εξέλιξης της φωτοσύνθεσης Αρχαία Ευκαρυώτες Ευβακτήρια

6 Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II Λόγω του κοινού προγόνου, οι αντιδράσεις της φωτοσύνθεσης είναι παρόμοιες σε όλα τα φυτά. Όμως υπάρχουν ορισμένες παραλλαγές σε αυτές … Τα κυανοβακτήρια απορροφήθηκαν από τον κοινό πρόγονο των πράσινων φυτών

7 Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II C 4 φωτοσύνθεση CO 2 PEP carboxylase fixes carbon efficiently RUBISCO completes photosynthesis C4C4 high O 2 concentration low O 2 concentration Corn photo by Doug Wilson/USDA

8 Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II Η C 4 φωτοσύνθεση αφορά συγκεκριμένες προσαρμογές Cellular photo provided by Paul Schulte. PEP carboxylase image from Three-dimensional structure of phosphoenolpyruvate carboxylase: A proposed mechanism for allosteric inhibition PNAS 1999 96 (3) 823-828; doi:10.1073/pnas.96.3.823 ανατομικέςχημικές κύτταρα δεσμικού κολεού κύτταρα του μεσόφυλλου PEP καρβοξυλάση

9 Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II Η C 4 φωτοσύνθεση μεταξύ των αγγειόσπερμων Phylogeny based on Sage, R. F. (2004). The evolution of C4 photosynthesis. New Phytologist. 161: 341-370.

10 Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II Μορφολογίες φυτών στη C 4 φωτοσύνθεση Illustration adapted from Kadereit, G., Borsch, T., Weising, K., and Freitag, H. (2003). Phylogeny of Amaranthaceae and Chenopodiaceae and the evolution of C4 photosynthesis. International Journal of Plant Sciences. 164: 959-986.

11 Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II Η PEP καρβοξυλάση στην C 4 φωτοσύνθεση πριν το διπλασιασμόμετά το διπλασιασμό εξυπηρετεί λειτουργίες του προγόνου ελεύθερη να εξελιχθεί σε μία νέα λειτουργία- like C 4 photosynthesis

12 Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II Η CAM φωτοσύνθεση μέσω εξελικτικής σύγκλισης Pineapple photo by Enid Leff © California Academy of Sciences; aloe photo by Zoya Akulova and licensed via Creative Commons; yucca photo by Robert Sivinski and licensed via Creative Commons; cactus photo by Gary Monroe and licensed via Creative Commons.

13 Εξελικτική σύνδεση: Φωτοσύνθεση II Björn, L. O., and Govindjee. (2009). The evolution of photosynthesis and chloroplasts. Current Science. 96: 1466-1474. Kadereit, G., Borsch, T., Weising, K., and Freitag, H. (2003). Phylogeny of Amaranthaceae and Chenopodiaceae and the evolution of C 4 photosynthesis. International Journal of Plant Sciences. 164: 959-986. Sage, R. F. (2004). The evolution of C 4 photosynthesis. New Phytologist. 161: 341-370. Svensson, P., Bläsing, O. E., and Westhoff, P. (2003). Evolution of C4 phosphoenolpyruvate carboxylase. Archives of Biochemistry and Biophysics. 414: 180-188.