FOTOSYNTEZA
1. Barwniki fotosyntetycznie aktywne
Fotosynteza to wytwarzanie związków organicznych z prostych związków
nieorganicznych przy wykorzystaniu energii słonecznej
ŚWIATAO, ROŚLINA
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6 O2
Fotosynteza obejmuje dwie fazy: fazę świetlną i fazę
ciemną
Faza jasna
transformacja
energii świetlnej w
energię chemiczną
Faza ciemna
asymilacja CO2 i
synteza
zredukowanych
związków organicznych
Dla właściwego przebiegu fotosyntezy wymagana jest koordynacja
obydwu faz
Przemiany fotosyntetyczne
zlokalizowane są w
chloroplastach
CHLOROPLAST
GRANUM
stroma
LIŚĆ
górna epiderma
granum
błona tylakoidu
dolna epiderma
światło tylakoidu
błona zewnętrzna błona zwewnętrzna
przestrzeń międzybłonowa
CECHY BAON CHLOROPLASTOWYCH
Lipidowy zrąb błon chloroplastowych stanowią głównie
GALAKTOZYLOGLICERYDY (galaktolipidy) (75%). Niewiele jest w
nich fosfolipidów (poniżej 15%).
Galaktozyloglicerydy błon chloroplastowych zawierają duże ilości
nienasyconych kwasów tłuszczowych (linolowego i linolenowego).
Wszystkie lipidy stanowią 35-40% zawartości błon
chloroplastowych.
Dominującym składnikiem błon są białka pełniące różnorakie
funkcje.
Oprócz lipidów i białęk błony chloroplastowe (dokładnie tylakoidowe)
zawierają barwniki fotosyntetyczne umożliwiające absorpcję i
transformację energii świetlnej.
Występowanie barwników w różnych organizmach
fotosyntetyzujących
Chlorofil
Organizmy Karotenoidy Fikobiliny
a b c d
Rośliny wyższe + + - - + -
Zielenice + + - - + -
Okrzemki + - + - + -
Wiciowce + - + - + -
Brunatnice + - + - + -
Krasnorosty + - - + + +
Cyjanobakterie + - - - + +
WZÓR STRUKTURALNY I PRZESTRZENNA KONFORMACJA
CZSTECZKI CHLOROFILU
Układ porfirynowy chlorofilu tworzą cztery pierścienie pirolowe wiążące atom magnezu (czarne kółko).
Światło jest absorbowane przez elektrony znajdujące się wewnątrz sieci pojedynczych i podwójnych
wiązań pierścienia. Długi hydrofobowy ogon (fitol) kotwiczy cząsteczkę chlorofilu w dwuwarstwie
lipidowej.
PORFIRYNOWA, HYDROFILOWA GAOWA
R
R
HYDROFOBOWY OGON (FITOL)
R
R
R
R
R
FEOFITYNA - CZSTECZKA CHLOROFILU
POZBAWIONA MAGNEZU
ABSORPCJA FAL ŚWIETLNYCH PRZEZ
CHLOROFIL
chlorofil
długość fali (nm)
420-460 nm
Widmo światło
białego
fale świetlne absorbo-
wane przez chlorofil
650-700 nm
Funkcje chlorofilu:
1. Anteny (ch a, b, c i d) absorbujące energię swietlna w zakresie
długości fali 420-460 nm i 650-670 nm i przekazujace ją jako
energię stanu wzbudzenia na specyficzna cząsteczkę chlorofilu a.
2. Inicjacja reakcji fotochemicznej ( przekazywanie e ) - funkcje
tę pełnia jedynie specyficzne cząsteczki chlorofilu a
zlokalizowane w centrzch reakcji fotochemicznej fotosystemów.
4
-4NH4+, 4H+, 6CO2
Biosynteza chlorofilu
6H+
Mg2+
STRUKTURA PRZESTRZENNA CZSTECZKI
KAROTENOIDU
Aańcuch węglowodorowy
Pierścienie jononowe
KAROTENOIDY dzielimy na:
" Karoteny węglowodory nienasycone nie zawierające tlenu, barwa
czerwonopomarańczowa
" Ksantofile węglowodory nienasycone, utlenione, barwa
pomarańczowożółta
BIOSYNTEZA TERPENOIDÓW
5 C
Acetylo-CoA
Acetoacetyloylo-CoA
10 C
Hydroksy-metylo-glutarylo-
olejki eteryczne,
CoA (HMG-CoA)
np. mentol
15 C
kw. mewalonowy (MVA)
ABA
20 C
pirofosforan
fitol, gibereliny
MVA
30 C
pirofosforan
izopentylu (IPP) steroidy
dimetyloallylo
40 C
pirofosforan (DPP)
Biochemistry and Molecular Biology (2000, Buchanan at al.)
Biosynteza karotenów i ksantofili z difosfo-
ranu geranylo-geranylu obejmuje kilkanaście
etapów.
Biochemistry and Molecular Biology (2000,
Buchanan at al.)
Funkcja karotenoidów:
1. Anteny fotosyntetyczne absorbują światło w zakresie długości
fali 400-500nm.
2. Rola ochronna przed procesami fotooksydacji przejmowanie
energii stanu trypletowego chlorofilu i jego dezaktywacji
termicznej. Szczególne znaczenie w ochronie aparatu
fotosyntetycznego ma zeaksantyna, tworząca się na silnym
świetle z wiolaksantyny w wyniku reakcji cyklu ksantofilowego.
3. Nadają żółtą i pomarańczową barwę róznym częściom rośliny.
FIKOBYLINY
Są to barwniki występu-
jące u sinic i krasnoros-
tów. Absorbują światło w
zakresie od 550 do 650
nm. Zbudowane są z
czterech pierścieni piro-
lowych połączonych sze-
regowo (tzw. układ bila-
nu). W połączeniu z biał-
kami tworzą struktury
antenowe zwane fikobili-
somami.
Biochemistry and Molecular Biology (2000, Buchanan at al.)
Widma absorpcyjne różnych barwników roslinnych
(A) i spektrum fotosyntetyczne Anacharis (B)
A
chlorofile 420-460 nm
650-670 nm
karoteny 400-500 nm
fikoerytryna 550-570 nm
fikocyjanina 630 nm
B
ZMIANY STANU ENERGETYCZNEGO CZSTECZKI
CHLOROFILU PODCZAS ABSORPCJI ENERGII
ŚWIETLNEJ
drugi wzbudzony
(t = 10-12)
stan singletowy
Drugi wzbudzony
stan singletowy
reakcja fotochemiczna,
czyli przekazanie e- na
C
kolejny akceptor
pierwszy
(t = 10-8, 10-9)
wzbudzony stan
singletowy
Pierwszy wzbudzony
stan singletowy
(t = 10-3)
430 nm
stan triplrtowy
400 nm
610 nm
h
T
C
F
h
P 1
O (tlen singletowy)
O
stan podstawowy
stan podstawowy
energia wzbudzenia
karotenoidy
C
innego chlorofilu
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Bonacci Foto parlantifoto (14)foto (12)foto (3)foto (23)foto (20)foto 144Barwnikifotofoto (21)foto 145foto 139foto (18)foto (13)foto (9)foto (34)więcej podobnych podstron