• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Fotosynteza



    Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5]
    Przeczytaj także...
    Heksozy – grupa organicznych związków chemicznych. Są to monosacharydy (cukry proste) zawierające sześć atomów węgla w cząsteczce. Występują przede wszystkim w formach cyklicznych (piranozy lub furanozy), będących wewnątrzcząsteczkowymi hemiacetalami (półacetalami).Scenedesmus – rodzaj glonów z gromady zielenic. Wałeczkowate komórki tworzą najczęściej czterokomórkowe cenobia ustawiając się w rządku. Cenobia mogą być również dwukomórkowe lub ośmiokomórkowe, rzadziej o nieparzystej liczbie komórek. Komórki mogą występować także pojedynczo. Krańcowe komórki cenobiów często wytwarzają kolce. Postuluje się, że tworzenie cenobiów jest mechanizmem obronnym przed pochwyceniem przez zwierzęta, rodzajem cyklomorfozy, choć nie można wykluczyć hipotezy, że taki kształt jest próbą zapobieżenia opadaniu w toni wodnej. Za pierwszą hipotezą przemawiają obserwacje indukcji tworzenia cenobiów przez wydzielane przez zwierzęta planktonowe kairomony.
    Najczęściej substratami fotosyntezy są dwutlenek węgla i woda, produktami – węglowodany i tlen, a źródłem energii – światło słoneczne
    Źródłem zielonego koloru liścia jest chlorofil (barwnik fotosyntetyczny)

    Fotosynteza (stgr. φῶς – światło, σύνθεσις – łączenie) – biochemiczny proces wytwarzania związków organicznych z materii nieorganicznej, zachodzący w komórkach zawierających chlorofil lub bakteriochlorofil, przy udziale światła. Jest to jedna z najważniejszych przemian biochemicznych na Ziemi. Proces ten utrzymuje wysoki poziom tlenu w atmosferze oraz przyczynia się do wzrostu ilości węgla organicznego w puli węgla, zwiększając masę materii organicznej kosztem materii nieorganicznej.

    Kukurydza (Zea) – rodzaj roślin należący do rodziny wiechlinowatych. Przedstawiciele występują naturalnie w Meksyku, Gwatemali i Nikaragui. Liczy 5 gatunków, wśród których najważniejsza pod względem ekonomicznym jest kukurydza zwyczajna (Zea mays), która jest zarazem gatunkiem typowym rodzaju.Gaz – stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń. Właściwości te wynikają z własności cząsteczek, które w fazie gazowej mają pełną swobodę ruchu. Wszystkie one cały czas przemieszczają się w przestrzeni zajmowanej przez gaz i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu. Między cząsteczkami nie występują żadne oddziaływania dalekozasięgowe, a jeśli, to bardzo słabe. Jedyny sposób, w jaki cząsteczki na siebie oddziałują, to zderzenia. Oprócz tego, jeśli gaz jest zamknięty w naczyniu, to jego cząsteczki stale zderzają się ze ściankami tego naczynia, wywierając na nie określone i stałe ciśnienie.

    Fotosynteza zachodzi w dwóch etapach – faza jasna (określana jako faza przemiany energii), w której światło jest absorbowane, a jego energia jest zamieniana na energię wiązań chemicznych, a jako produkt uboczny wydzielany jest tlen, oraz faza ciemna (określana jako faza przemiany substancji), w której energia wiązań chemicznych, związków powstałych w fazie świetlnej, jest wykorzystywana do syntezy związków organicznych. Obie fazy zachodzą jednocześnie i na świetle. Wydajność zamiany energii światła na energię wiązań chemicznych węglowodanów wynosi 0,1–8%. W uproszczonej formie sumaryczny przebieg fotosyntezy z glukozą jako syntezowanym węglowodanem zapisuje się:

    Dekarboksylacja (inaczej dekarboksylowanie) – reakcja chemiczna, w której dochodzi do usunięcia grupy karboksylowej z kwasów karboksylowych lub ich soli i estrów. W wyniku tej reakcji następuje zazwyczaj wydzielenie dwutlenku węgla. W organizmie jest wywoływana najczęściej poprzez działanie enzymów.Sinice, cyjanofity, cyjanobakterie, cyjanoprokariota (Cyanobacteria) – gromada organizmów samożywnych, dawniej uznawanych za rośliny, według nowszej taksonomii zaliczanych do Procaryota (prokarioty, królestwo bakterii).
    6H2O + 6CO2 + hν (energia świetlna) → C6H12O6 + 6O2↑;     ΔE = −2872 kJ/mol (–687 kcal/mol) gdzie: h – stała Plancka ; νczęstotliwość fali

    Najczęściej substratami fotosyntezy są dwutlenek węgla i woda, produktem – węglowodan i tlen (jako produkt uboczny), a źródłem światłasłońce. Zarówno bezpośrednie produkty fotosyntezy, jak i niektóre ich pochodne (np. skrobia i sacharoza) określane są jako asymilaty.

    Kompleks rozkładający wodę (kompleks wydzielający tlen, OEC, z ang. oxygen evolving complex) – kompleks enzymatyczny przeprowadzający rozszczepienie cząsteczki wody podczas zachodzenia fazy jasnej fotosyntezy. Przestrzenna struktura kompleksu nie została ustalona. W skład kompleksu wchodzą cztery jony manganu i wapnia.Konsument w biologii – organizm heterotroficzny, głównie zwierzę roślinożerne lub zwierzę drapieżne żywiące się roślinożercami (lub innymi, np. owadożernymi). Czasami do konsumentów zalicza się także detrytusożerców. Konsumenci stanowią w biocenozach jeden z trzech poziomów troficznych. Istnieje podział na konsumentów pierwszego (roślinożercy), drugiego i trzeciego rzędu (drapieżcy). Zwierzęta wszystkożerne mogą być zarówno konsumentami I, jak i II czy wyższych rzędów, w zależności od tego, czym się w danym momencie odżywiają.

    W komórkach eukariotycznych proces fotosyntezy zachodzi w wyspecjalizowanych organellachchloroplastach, zawierających barwniki fotosyntetyczne. U roślin organami zawierającymi komórki z chloroplastami są głównie liście, będące podstawowymi organami asymilacyjnymi. Pewne ilości chloroplastów zawierają także komórki niezdrewniałych łodyg oraz kwiatów i owoców. Ze względu na rozkład wody i wydzielanie tlenu sinice i fotosyntetyzujące eukarionty zalicza się do organizmów o oksygenicznym typie fotosyntezy, z wydzieleniem tlenu. Wśród bakterii jedynie sinice przeprowadzają fotosyntezę w sposób opisany powyżej. Pozostałe jako donorów elektronów używają związków siarki lub prostych związków organicznych. Tlen w takim przypadku nie jest wydzielany, a proces określa się jako anoksygeniczny typ fotosyntezy.

    Teoria endosymbiozy – teoria stanowiąca, że mitochondria, plastydy (jak chloroplasty) i być może inne organella komórki eukariotycznej powstały na skutek endosymbiozy pomiędzy różnymi mikroorganizmami. Zgodnie z nią niektóre organella pochodzą od wolno żyjących bakterii, które dostały się do innych komórek jako endosymbionty. Mitochondria rozwinęły się więc z proteobakterii (w szczególności zaś z Rickettsiales, kladu SAR11 lub ich bliskich krewnych), chloroplasty zaś od sinic.Pokarm – pożywka dostarczająca substancji chemicznych ważnych dla zachowania zdrowia i rozwoju organizmu. Są to tzw. składniki odżywcze spełniające wiele funkcji w organizmie:

    Spis treści

  • 1 Organizmy wykorzystujące fotosyntezę
  • 2 Fotosynteza eukariotów
  • 2.1 Faza jasna
  • 2.1.1 Fosforylacja niecykliczna
  • 2.1.2 Fosforylacja cykliczna
  • 2.2 Faza ciemna
  • 2.2.1 Faza karboksylacji
  • 2.2.2 Faza redukcji
  • 2.2.3 Faza regeneracji
  • 2.3 Modyfikacje fotosyntezy
  • 2.3.1 Fotosynteza C4 (cykl Hatcha-Slacka)
  • 2.3.2 Fotosynteza C3-C4
  • 2.3.3 Fotosynteza CAM
  • 2.4 Pseudocykliczny transport elektronów
  • 2.5 Wydajność energetyczna fotosyntezy
  • 3 Fotosynteza u prokariontów
  • 3.1 Bakterie zielone i heliobakterie
  • 3.2 Bakterie purpurowe
  • 3.3 Halobakterie
  • 4 Ewolucja fotosyntezy
  • 5 Czynniki wpływające na natężenie fotosyntezy
  • 5.1 Natężenie światła
  • 5.2 Barwa światła
  • 5.3 Dwutlenek węgla
  • 5.4 Temperatura
  • 5.5 Woda
  • 5.6 Tlen
  • 6 Kalendarium badań nad fotosyntezą
  • 7 Znaczenie
  • 8 Zobacz też
  • 9 Przypisy
  • Plastocyjanina (PCY z ang. plastocyanin) jest niewielkim zawierającym miedź białkiem uczestniczącym w transporcie elektronów. U większości roślin naczyniowych białko jest monomerem o masie 10,500 Da i zbudowanym z 99 aminokwasów. U pozostałych organizmów przeprowadzających fotosyntezę może nieznacznie różnić się od tej formy. Białko występuje po wewnętrznej stronie błony tylakoidu.Jednostka masy atomowej, dalton, zwyczajowo atomowa jednostka masy, potocznie unit; symbol u (od ang. unit, jednostka) lub Da – będąca jednostką masy stała fizyczna w przybliżeniu równa masie atomu wodoru, ale ze względów praktycznych zdefiniowana jako 1/12 masy atomu węgla C.

    Organizmy wykorzystujące fotosyntezę[]

    Dawniej wszystkie organizmy wyposażone w chlorofil zaliczano do jednego królestwa – roślin. Badania ewolucjonistów wykazały, że zdolność do fotosyntezy nie jest dobrym kryterium oceny związków filogenetycznych. Fotosynteza tlenowa (z uwolnieniem tlenu) wykształciła się pierwotnie jedynie u sinic, natomiast aparat fotosyntetyczny organizmów eukariotycznych (chloroplast) jest wynikiem endosymbiozy.

    Długość fali – najmniejsza odległość pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań (czyli pomiędzy dwoma powtarzającymi się fragmentami fali – zob. rysunek). Dwa punkty fali są w tej samej fazie, jeżeli wychylenie w obu punktach jest takie samo i oba znajdują się na etapie wzrostu (lub zmniejszania się). Jeżeli w jednym punkcie wychylenie zwiększa się a w drugim maleje, to punkty te znajdują się w fazach przeciwnych.Chlorooddychanie, chlororespiracja – zjawisko podobne do łańcucha oddechowego, jednakże zachodzące w chloroplastach. W chloroplastach glonów i roślin wyższych możliwa jest niefotochemiczna redukcja puli plastochinonu ze zużyciem NADH lub NADPH. Plastochinon może być następnie utleniany przez mało znaną oksydazę. W efekcie zachodzenia chlorooddychania chloroplasty mogą zużywać NADPH i wytwarzać gradient protonowy wykorzystywany do syntezy ATP. Natężenie procesu redukcji plastochinonu bez udziału światła jest niewielkie, jego rola nie jest znana, a samo zjawisko jest zbadane w niewielkim stopniu.

    Organizmy uzyskujące energię metaboliczną na drodze fotosyntezy to:

  • wszystkie rośliny (nieliczne wyjątki to rośliny cudzożywne: pasożytnicze i tzw. saprofityczne);
  • niektóre protisty, takie jak eugleniny, bruzdnice, złotowiciowce, różnowiciowce, okrzemki, brunatnice;
  • część bakterii i archeanów: sinice, bakterie zielone, bakterie purpurowe, heliobakterie oraz halobakterie (uzyskujące energię w procesie fotochemicznym odmiennym od klasycznej fotosyntezy).
  • W przypadku protistów i bakterii zdolnych do przeprowadzania fotosyntezy część gatunków może korzystać zarówno z energii światła, gdy jest dostępne, jak i wykorzystywać związki organiczne jako źródło energii, gdy światło nie jest dostępne. Organizmy takie określa się jako miksotrofy.

    Zoochlorella – zielony, jednokomórkowy glon żyjący wewnątrz ciała zwierzęcia lub pierwotniaka „zwierzęcego”. Endosymbiontem najczęściej jest zielenica, rzadziej euglenina, gospodarzem są orzęski, gąbki, parzydełkowce, a także płazińce. Jednym z rodzajów glonów tworzących zoochlorelle jest Chlorella. Gatunki gospodarzy często noszą gatunkową nazwę viridis (łac. zielony) – Convoluta viridis (przedstawiciel wirków bezjelitowych), Amoeba viridis (ameba), Hydra viridis (stułbia).Punkt kompensacyjny stężenia CO2 – stężenie CO2, przy którym równoważą się procesy pobierania (fotosynteza) i wydzielania dwutlenku węgla (oddychanie komórkowe, fotooddychanie) przez rośliny. Roślina nie wydziela ani nie pobiera CO2.
    Stułbia zielona (Hydra viridis) – zwierzę wykorzystujące fotosyntezę dzięki symbiozie z zoochlorellami

    Ze względu na istnienie ścisłych powiązań symbiotycznych, z efektów fotosyntezy niemal bezpośrednio mogą korzystać porosty, a także organizmy zasadniczo cudzożywne posiadające zoochlorelle, zooksantelle i cyjanelle.

    Sacharoza, C12H22O11 – organiczny związek chemiczny z grupy węglowodanów będący zasadniczym składnikiem cukru trzcinowego i cukru buraczanego. Cząsteczka tego disacharydu zbudowana jest z D-fruktozy i D-glukozy połączonych wiązaniem (1→2)-β-O-glikozydowym.Cytochrom c jest to hemoproteina pełniąca funkcję transportera elektronów w łańcuchu oddechowym pomiędzy kompleksem cytochromów bc1 a oksydazą cytochromową w mitochondriach. Rodzina cytochromów c jest jedną z najlepiej scharakteryzowanych rodzin białek.

    Niektóre ślimaki morskie, np. Elysia chlorotica, przyswajają chloroplasty z przyjmowanego pokarmu i przechowują w swoich ciele, gdzie nadal zachodzi fotosynteza. Niektóre geny jądrowe komórek roślinnych zostały na drodze poziomego przepływu genów przeniesione do genomu ślimaków, dzięki czemu chloroplasty są zaopatrywane w białka, które pozwalają im przetrwać.

    Utlenianie fotosensybilizowane, fotooksydacja – proces przeniesienia elektronu (typ I) lub energii (typ II) z cząsteczki barwnika absorbującego (fotosensybilizator) promieniowanie widzialne, ultrafioletowe lub bliską podczerwień, na inną cząsteczkę chemiczną. W typie I dochodzi do utlenienia donora wzbudzony stan trypletowy elektronu przez fotosensybilizatora lub utlenienia samego fotosensybilizatora. Bezpośrednio po absorpcji fotonu fotosensybilizator przechodzi do stanu wzbudzonego singletowego, jeśli jednak nie odda energii i nie powróci do stanu podstawowego może przejść w bardziej trwały stan trypletowy. Co wiąże się z dużym prawdopodobieństwem udziału w reakcji utleniania fotosensybilizowanego.Zawłotnia śnieżna (Chlamydomonas nivalis) – gatunek glonu z rodziny zawłotniowatych. Jednokomórkowa zielenica o postaci wiciowca. Kriobiont naśnieżny dający zakwity, znane jako czerwony śnieg, a w literaturze podróżniczej, zwłaszcza dotyczącej Stanów Zjednoczonych – śnieg arbuzowy.

    U większości zwierząt i protistów będących gospodarzami dla tzw. kleptochloroplastów symbioza ta nie jest aż tak zaawansowana, gdyż chloroplasty pozbawione produktów genomu jądrowego skonsumowanych glonów są w stanie przeżyć w ciele nowego gospodarza najwyżej 2–3 miesiące.

    Stosunkowo często zwierzęta i protisty są gospodarzami dla fotosyntetyzujących jednokomórkowych glonów, a nie tylko chloroplastów. Glony takie nazywa się endofitami, a w zależności od barwy i przynależności taksonomicznej wyróżnia się wśród nich zoochlorelle, zooksantelle i cyjanelle. Stopień współzależności bywa różny – niektóre endosymbiotyczne glony są silnie uwstecznione, zachowując pewną autonomię tak, że istnieje niemal płynna granica między uznawaniem za endosymbionty lub za autonomiczne chloroplasty (np. prochlorofity oraz zawierające nukleomorf chloroplasty kryptomonad i chlorarachniofitów).

    Zielenice (Chlorophyta) – parafiletyczna grupa jednokomórkowych (o strukturze wiciowcowej, kapsalnej i kokoidalnej) lub wielokomórkowych, samożywnych roślin występujących w wodach słodkich i słonych, rzadko w środowisku lądowym – wówczas są to higrofity lub symbionty. Należy tu ok. 9000 gatunków. Swą polską nazwę wzięły od dominującej barwy chlorofilu a i b, występują jednak w nich również karoteny (α-, β- i γ-) i ksantofile (luteina, zeaksantyna, wiolaksantyna, neoksantyna, astaksantyna). Jako substancja zapasowa wykorzystywana jest głównie skrobia, a u niektórych również inulina lub podobne do niej związki, sacharoza, maltoza lub erytrytol. W ścianie komórkowej znajduje się celuloza, a czasem również mannany i ksylany. Zielenice stanowią jedną z trzech linii rozwojowych roślin (obok glaukofitów i krasnorostów). Współcześnie dzielone są na dwie lub cztery równorzędne grupy (gromady). W rygorystycznych ujęciach taksonomicznych do zielenic zaliczane są także rośliny lądowe, przy czym dla takiego ujęcia stosuje się odrębną nazwę rośliny zielone. Termin zielenice oznacza w aktualnym ujęciu wszystkie linie rozwojowe roślin zielonych po wyłączeniu z nich roślin lądowych.Ajnsztajn (einstein, E) – jednostka liczności fotonów. Jeden ajnsztajn zawiera 6,02214179(30) · 10 (liczba Avogadra) fotonów, a więc jeden ich mol. Ponieważ energia niesiona przez fotony zależy od ich częstotliwości (E = h · ν), energię oraz irradiancję fotonów o znanej liczności wyrażonej w ajnsztajnach można obliczyć jedynie w przypadku światła monochromatycznego, o stałej długości fali. Światło niesione przez promieniowanie słoneczne składa się z fotonów o różnych długościach i częstotliwościach, więc liczność jego kwantów nie jest miarą irradiancji.


    Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    RuBisCO, karboksylaza/oksygenaza rybulozo-1,5-bisfosforanu, karboksydysmutaza (ang. ribulose bisphosphate carboxylase-oxygenase) – (EC 4.1.1.39) enzym występujący w komórkach roślin. Jest to niezwykle rozpowszechniony enzym katalizujący reakcję przyłączenia cząsteczki dwutlenku węgla do rybulozo-1,5-bisfosforanu (RuBP) w tak zwanej fazie ciemnej procesu fotosyntezy. In vivo enzym jest aktywny w obecności światła. Działanie enzymu związane jest też z fotooddychaniem gdzie RuBisCO funkcjonuje jako oksygenaza, katalizująca rozbicie cząsteczki r-1,5-bisfosforanu z udziałem tlenu cząsteczkowego na fosfoglicerynian i fosfoglikolan. RuBisCO jest białkiem, które stanowi ok. 50% wszystkich rozpuszczalnych białek występujących w liściach roślin.
    Anaerob (gr. an – przedrostek oznaczający przeczenie; aer – powietrze; bio – żyję), beztlenowiec, anaerobiont, anoksybiont – organizm rozwijający się w warunkach beztlenowych.
    Metalimnion - środkowa, przejściowa warstwa wody w jeziorach. Warstwa skoku termicznego (termoklina), skoku stężenia tlenu (oksyklina) i innych substancji chemicznych (chemoklina). Skok temperatury ma znaczenie kluczowe, dlatego często "termoklina" jest traktowana jak synonim metalimnionu.
    Ramienicowce, ramienice właściwe (Charales) – rząd glonów należący do gromady ramienic (Charophyta). Współcześnie jest to takson monotypowy zawierający jedną rodzinę ramienicowatych (Characeae), jednak zaliczana jest do niego również wymarła rodzina Aclistocharaceae, a wyróżniano również inne wymarłe rodziny Palaeocharaceae i Clavatoraceae. Kosmopolityczny, liczy ok. 400 gatunków. W Polsce stwierdzono 34 gatunki, z czego dwa obecnie uważane są za wymarłe.
    Myko-heterotrofy (skrót MHP od ang. myco-heterotrophic plants), dawniej rośliny saprofityczne – rośliny, które część lub wszystkie substancje pokarmowe pobierają z grzybów, na których pasożytują. Rośliny te zwykle nie przeprowadzają fotosyntezy i nie mają barwników fotosyntetycznych.
    Wiązanie azotu cząsteczkowego — zjawisko włączania atomów azotu pochodzących z cząsteczek tego pierwiastka (N2) w związki chemiczne. Azot cząsteczkowy jest stosunkowo słabo reaktywną jego postacią i jako gaz stanowi większość ziemskiej atmosfery. Nawet w wodzie większość azotu to rozpuszczony azot cząsteczkowy. Z drugiej strony, ma istotne znaczenie biologiczne, gdyż jako makroelement wchodzi w skład aminokwasów i nukleozydów oraz ich pochodnych, takich jak polipeptydy, białka, kwasy nukleinowe, ATP, NAD i in., a także chityny i innych związków (oraz metabolitów tych związków). Wiązanie azotu jest niezbędnym etapem biogeochemicznego cyklu azotu, dzięki któremu może on przejść z atmosfery do hydrosfery i litosfery, a przede wszystkim biosfery.
    Komórka eukariotyczna - komórka mająca jądro komórkowe ograniczone otoczką jądrową, zawierające DNA z histonami upakowane w chromosomy (eucyty mają zazwyczaj tylko jedno jądro, choć np. komórki mięśniowe czy megakariocyty mają wiele jąder, orzęski mają dwa różne jądra: mikro- i makronukleus, zaś czerwone krwinki ssaków i człony rurek sitowych roślin tracą w trakcie rozwoju jądra). Inną cechą odróżniającą komórki eukariotyczne od prokariotycznych (bakterie, archeony) jest wysoce skomplikowana struktura wewnętrzna. Eukarionty mają bowiem cytoszkielet, skomplikowany system organelli błonowych (retikulum endoplazmatyczne, aparat Golgiego itd.) i organelli półautonomicznych (mitochondria, chloroplasty). Komórki eukariotyczne mogą być samodzielnymi organizmami, tworzyć kolonie lub agregaty wielokomórkowe.

    Reklama