FOTOSÜNTEESI KEEMIA
Koostanud : Luise Tiks
ELEKTRONTRANSPORT
FOTOSÜNTEESIS
• Valgusenergia mõjul toimub fotosünteesi
aktiivtsentri klorofülli-molekulide ergastamine,
selle tulemusena vabaneb elektron
e-
P680 → P680+
• Tugeva oksüdeerijana eemaldab P680+ vett-
lõhustavalt kompleksilt elektroni, taastades nii
fotosüsteemi neutraalse seisundi
• Vett-lõhustava kompleksi Mn2+ ioon loovutab
elektroni ning oksüdeerub Mn3+ iooniks
• Mn3+ ioonid omakorda osalevad väävli
oksüdeerimisel.
• Vee oksüdeerimiseks peab eelpool kirjeldatud
oksüdeerimiste ahel toimuma neli korda
4Mn3+ + S → S4+ + 4Mn2+
• S4+ reageerib
kahe veemolekuliga:
S 4+ + 2H O →
2
S + 4H+ + O2
• Fotosüsteem I ergastub samuti valguse mõjul,
selle tulemusena toimub ferredoksi ni
redutseerimine
• Redutseeritud ferredoksi n on vajalik näiteks
NADP+ taandamiseks
NADP+ + H+ + 2 ferredoksi n- →NADPH + ferredoksiin
• NADPH osaleb hiljem fotosünteesi Calvini tsüklis
ATP süntees
• ATP võimaldab nii energiat üle kanda kui ka
50 punkti
Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
~ 13 lehte
Lehekülgede arv dokumendis
2014-12-12
Kuupäev, millal dokument üles laeti
8 laadimist
Kokku alla laetud
0 arvamust
Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
l2bukast
Õppematerjali autor
Tallinna Ülikool FOTOSÜNTEESI KEEMIA Taimefüsioloogia referaat Koostanud: Luise Tiks Tallinn 2014 Sissejuhatus Fotosüntees on protsess, mille abil mitmed bakteritüübid, vetikad ning vaskulaarsed taimed muundavad valgusenergia orgaaniliste ainete keemiliseks energiaks. Fotosüntees hõlmab mitmeid füüsikalisi ning keemilisi reaktsioone, mille käigus sünteesitakse valgusenergia abil taandavaid agente (ferredoksiine ja NADPH-d) ning ATP-d. Saadud ühendeid kasutatakse lihtsate orgaaniliste ainete sünteesiks süsihappegaasist ning lämmastik- ja sulfaatioonidest. Sellised reaktsioonid on omased nii prokarüootidele kui eukarüootidele ning on aluseks taime funktsioneerimisele. Käesoleva töö eesmärgiks on anda ülevaade fotosünteesi pimedusstaadiumis toimuvatest
BIOKEEMIA III TEST XX Fotosüntees 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 1. Kloroplastide ehitus. Kus fotosünteesi erinevad staadiumid toimuvad? Fotosüntees toimub nii prokarüootsete kui ka eukarüootsete organismide membraanides. Taimedes kulgeb fotosüntees kloroplastide (üks liik plastiide) tülakoidmembraanides. Kloroplastid sisaldavad DNA, RNA ja ribosoome, olles autosoomse DNA ja valgusünteesiga organellideks rakus. Plastiidides toimub fotosüntees, varuainete ümberkujundamine jt. taimele olulised protsessid. Plastiidid on pooldumisvõimelised organellid. Nende keskmine läbimõõt on 3-8 µm. Kõik soontaimede eritüübilised plastiidid tekivad algkudedes asuvatest, muutliku kujuga läbipaistvatest kehakestest - proplastiididest. Pimedas arenevad proplastiididest võrdlemisi vähediferentseerunud ehitusega, prolamellaarkehi ja protoklorofülli sisaldavad etioplastid. Valguse mõjul muutub etioplastide protoklorofüll
FAD - Nii ühe- kui kaheeletroniliste ülekannetega seotud redoksreaktsioonid. FAD redutseeritakse dihüdrolipoamiidi poolt, regenereerub vaba lipoamiid. B12 - Metüülrühmade ülekanne. TPP - Kahesüsinikuliste karbonüülrühma sisaldavate fragmentide ülekanne. FOTOSÜNTEES 1. Kirjeldage lühidast PSI ja PSII funktsioone. PSI tema pigmendid osalevad NADPH2 moodustamisel. Reaktsioonide tulemusena saadakse ATP ja NADPH2 molekulid mida vajatakse fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonides. PSII valgustneelav kompleks. Asub tülakoidide membraanides. Kasutab valgusenergiat vee molekulide lagundamiseks ja plastokinooni redutserimiseks. Vee lagundamisel saadud prootonid aitavad tekitada prootongradienti, mida kasutab ATP süntaas. Varustab elektrontransportahela elektronidega. 2. Kirjeldage lühidalt fotosünteetilist elektronide ülekandeahelat, selle peamisi komponente ning tsüklilist ja mittetsüklilist protsessi.
öelda, et reaktsioonis olevate ainete redokspotentsiaalide vahe oleks 1V. ATP laialdane kasutatavus metabolismis tuleneb energiarikka sideme ülekandevõimalusest, fosfaatrühma ülekande teel. ATPs on rida O aatomeid paigutatud lähestikku lineaarses struktuuris. O aatomite vahel valitseb tugev tõukejõud, mis püüab fosfaatrühmi üksteisest lahku tõugata. Fotokeemiliselt on aktiivne ainult punase kvandi energia. fotosünteesi mehhanism lõikab lühemalaineliste kvantide energia maha ja muudab selle soojuseks. Fotosünteesis eraldub O2 veest, mitte CO2-st. CO2 + 2H2O + 8hv -> CH2O + H2O + O2. Kogu fotosünteesi protsessi jagatakse kaheks osaks, “valgusreaktsioonid” ja “pimereaktsioonid”. “Valgusreaktsioonides” lagundatakse vesi, kuid CO 2 taandava jõuna ei eraldu mitte vesinik, sest see lenduks, vaid universaalne bioloogiline e- kandja NADPH. Fotosünteesi “pimereaktsioonides” NADPH ja ATP
B Fotosüntees Kirjutage elektronide liikumise rada alates e- doonorist kui lahuses on ühendid redokspotentsiaalidega +0.82, -0.05 ja -1,3 V -1,3-0,05+0,82 Redokspotentsiaal = elektronafiinsus Nimetage mõni fotosünteesi valgusreaktsioonides osalev ühend/kompleks mis paikneb kloroplastide luumenis Plastotsüaniin (asub luumenis et elektronid liiguks plastokinoonilt ikka Cytb6f-le,mitte plastotsüaniinile) Taimed kasutavad fotosünteesis millist valgust? Fotosünteetiliselt aktiivne valgus 400 700 nm. Loetlege viis sinist valgust absorbeerivat pigmentide rühma taimedes Klorofüll a Klorofüll b Karotinoidid Fütokroomid Krüptokroomid
52. Õhulõhede avanemisel sulgrakkude membraan hüperpolariseerub/depolariseerub (õige variant alla kriipsutada). Miks? Prootonite sekreteerimine H+-ATPaasi toimel põhjustab membraani hüperpolariseerumist (membraaniopotentsiaal muutub negatiivsemaks nt -50 mV-80 mV) ja Kin+ kanalid avanevad, ja kaalium siseneb. 53. Kirjutage põhjus-tagajärg ahel mis viib hommikul õhulõhede avanemisele. Hommikul õhulõhed avanevad, sest fotosünteesi algusega päikese tõustes väheneb süsihappegaasi kontsentratsioon rakuvaheruumides. Süsihappegaasi kontsentratsiooni vähenemist tajuvaks sensoriks võib olla sulgrakkude PEP-karboksülaas. Valgusel, eriti sinisel, on ka spetsiifiline, fotosünteesist sõltumata toime. Oletatavalt sinine valgus aktiveerib H+-ATP-aasi sulgrakkude membraanis, mis põhjustab prootonite sekreteerimist, seetõttu membraan hüperpolariseerub, avanevad
2 H2O + 2 NADP + x ADP + Xpi O2 + 2 NADPH + 2 H + x ATP + x H2O Pimereaktsioonides e süsinikufikseerimise reaktsioonides kasutatakse NADPH kui redutseerijat ja ATP hüdrolüüsi energiat endergoonilisteks protsessideks heksoossuhkrute jt orgaaniliste molekulide sünteesil CO2-st. + + 12 NADPH + 12 H + 18 ATP + 6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 12 NADP + 18 ADP + 18 Pi. Fotosünteesi üldvõrrand: CO2 + 2 H2A (CH2O) + 2 A + H2O 2+ 3. Klorofüllid on fotoreaktiivsed pigmendid. Planaarne, konjugeeritud asendatud tetrapürrooli tsüklite süsteem (kloriin). Fe on 2+ asendatud Mg . Pikaaehelaline ftüülrühm tagab rasvlahustuvuse ja võimladab ankurdada klorofülli membraan-valk komplekside külge
Ensüümid .. on bioloogilised katalüsaatorid, mille peamiseks ülesandeks elusorganismis on keemiliste reaktsioonide kiirendamine. .. on valgud ..ei saa käivitada termodünaamiliselt võimatut protsessi .. ei mõjuta reaktsiooni kulgemise suunda Ometi ensüümid kontrollivad ainevahetusprotsesside üldist suunda, sest nende aktiivsus sõltub organismi vajadusest ja ühed reaktsioonid ei kesta kogu aeg vaid muutuvad. Ensüümide katalüüsivõime aluseks on nende omadus alandada reaktsioonide aktivatsioonienergiat. Aktivatsioonienergia on energia, mis on vajalik reageerivate ainete ergastamiseks. Ensüümidele on iseloomulik spetsiifilisus: Stereokeemiline spetsiifilisus (eristatakse D- ja L-isomeere) Sidemespetsiifilisus (ensüümid võivad katalüüsida ainult teatud sidemete tekkimist ja lagunemist nt a1,4 glükosiidside) Rühmaspetsiifilisus (kindla funktsionaalse rühmaga toimuvad reaktsioonid) Absoluutne spetsiifilisus (eelnimet
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
Kõik kommentaarid