vabu radikaale. *Fükobiliinid e fükotsüanobiliinid vetikates. 6.Valgusraktsiooni ül: *toota energia kandjat ATP (ADP fosforrüülimine); *toota redutseerijat taandatud NADPH; *hapniku formeerimine. Pimereaktsiooni ül: CO2-st orgaaniliste ühendite süntees. 7. a) Mõlemat fotsosüsteemi vajavad taimed vetikad ja tsüanobakterid ehk O 2 produtseerivad organismid; b) Fotosüsteeme eristatakse lainepikkuse järgi P700 (FS I) ja P680 (FS II); c) FS I ja FS II üheaegsel funktsioneerimisel produtseeritakse O2, ATP ja NADPH; d) vaid FS I funktsioneerimisel produtseeritakse ATP-d. 8. Fosünteesi Z-skeem on kujutatud loeng 20 slaid 17 ja 18. Redokspotensiaalide suurenemise suund tagab elektronide liikumise termodünaamiliselt soodsas suunas. 9. Calvin-Bensoni tsükli lähteühendiks loetakse ribuloos-1,5-difosfaati.
Mõlema vormi olemasolu rakus laiendab neeldumisriba ning organism on võimeline kasutama valgusenergiat laiemas nähtava valguse spektrialas. Klorofüll on alati seotud spetsiaalsetele valkudele, mis orienteerivad klorofülli molekule üksteise suhtes ning kinnitavad membraanidele. Nii moodustuvad valgust absorbeerivad kompleksid. Fotosünteesi maksimumid asuvad spektri punases (lõpp) ja violetses osas (algus). 4. Fotosüsteemid I ja II, P680 ja P700 paiknemine, koostis, mida nad produtseerivad. Oksügeensetel (O2 eraldavatel) fototroofidel (taimed, rohevetikad ja tsüanobakterid) on kaks fotosüsteemi, fotosünteesivaatel mitte-oksügeensetel bakteritel ainult üks fotosüsteem (FSI väävlibakteritel ja FSII purpurbakteritel). Palju klorofülli molekule, kuid vaid üks reaktsioonitsenter. Fotosüsteem koosneb sadadest valgust püüdvatest klorofüllide ja abipigmentide molekulidest pluss mõni
Porfüriini rõngas ja Mg selle sees (resonantsahel). Klorofüll a hakkab valgusenergiat konverteerima keemiliseks energiaks ning hakkab pihta elektrontransportahel. Valguskvandi neeldumisel klorofüll a-s , saavutab klorofüll a elektron selle kvandi energia ning tõuseb vastavalt kõrgemale energianivoole st liigub tuumast kaugemale ergastub. Elektroniülekanne doonorpigmendilt P680aktseptorkinoonvee lagundamine ja oksüdeerunud P680 taasreduts cytbf plastotsüaniin P700 elektronid ferredoksiinile NADP-le Klorofüll b molekulid liiguvad apolaarses voolutis kiiremini/aeglasemalt/sama kiirusega kui klorofüll a molekulid. Ühe mittepolaarse metüülrühma asemel (klorofüll a) polaarne formüülrühm (klorofüll b). Vooluti heksaan : atsetoon (9:1) kasutamisel on fotosünteesivate pigmentide järjekord (alates kiiremini liikuvast) õhukesekihikromatograafia plaadil c) karotiinid, klorofüll a, klorofüll b (molekulide ja vooluti polaarsus)
Karotenoidid toimivad ka fotoprotektoritena lõhustades vabu hapniku radikaale. Fotosüsteem koosneb sadadest valgustpüüdvatest klorofüllide ja abipigmentide molekulidest pluss mõni eriotstarbeline fotokeemiliselt reaktiivne klorofülli molekul nn reaktsioonitsenter. Valguskvant kantakse resonantsenergia teel ühelt klorofüllilt teisele, kuni jõuab reaktsioonitsentrisse. 4. Kõik klorofülli molekulid kuuluvad ühte kahest fotosüsteemi. Fotosüsteem I (FSI (P700)) absorbeerib kiirgust 700 nm juures (klrfl a ja lisapigmendid) Fotosüsteem II (FSI (P680)) absorbeerib kiirgust 680 nm juures (klrfld a ja b ning lisapigmendid). Koosneb enam kui 20 subühikust. Tuuma moodustavad polüpeptiidid D1 ja D2, mis seovad P680, feofütiine ja kinoone QA ja QB. P700 paikneb luumeni poolel. Esineb 2 fotofosforüleerimise tüüpi: (1) atsükliline- osalevad FSII ja FSI, sünteesitakse ATP ja NADPH ning eraldub O2. Iseloomulik Z-skee
atograafia plaadil: a) klorofüll b klorofüll a karotiinid b) klorofülla karotiinid klorofüll b c) karotiinid klorofüll a klorofüll b d) klorofüll b karotiinid klorofüll a 14. Fotosüsteem I paikneb ..strooma...tülakoidides, fotosüsteem II .graani.tülakoidides 15. Loetlege PS I ja PS II peamised erinevused tsentri poolest erinevad: PSI ja PSII klorofüllid aga ei ole spektraalselt ühesugused: PSI-s on kaugpunased Chl-d (doonorpigment P700), PSII-s ei teata olevat (doonorpigment P680) ehk tsentraalklorofüllid on erineva neeldumisspektriga (PSI's P700 ning PSII's P680); PSII on Mn-kompleks, mis lagundab H2O'd PSI annab oma elektronid edasi valkudele, PSII't lähevad nad edasi plastokinoonile; elektronide doonorid ja aktseptorid on erinevad: - PSII't doonoriks H2O ja akseptoriks plastokinoon; - PSI'l doonoriks plastotsüaniin ja akseptoriks ferredoksiin;
Neelatud ja fotokeemilistesse tsentritesse üle antud kvantide energia muundatakse keemiliste sidemete energiaks reaktsioonide süsteemis, mis moodustavad fotosünteetilise elektronide ülekande ahela. Süsteem sisaldab kaht fotokeemilist reaktsioonitsentrit: lühemalaineline P680 (H2O2 laguneb katalaasi osavõtul veeks ja O2-ks. Plastokinoonses ahelas toimub ADP fosforüleerimine, mille juures moodustuv ATP kasutatakse CO2 assimilatsiooni süsteemis.) ja pikemalaineline P700 (moodustunud NADPH kasutatakse ära CO2 assimilatsiooni süsteemis). Need protsessid kulgevad kloroplastides. Fotokeemiliste reaktsioonide produktid ATP ja NADPH võimaldavad CO2 redutseerimist ja selle arvel orgaanilise aine sünteesi de novo. Fotokeemilised reaktsioonid on lokaliseeritud graanulitesse. Ensüümid, mis on seotud CO2 assimilatsiooniga, on stroomas. CO2 assimilatsiooni reaktsioonid moodustavad tsüklilise süsteemi reduktiivse pentoosfosfaatide tsükli e. Calvini tsükli.
8. Vooluti heksaan : atsetoon (9:1) kasutamisel on fotosünteesivate pigmentide järjekord (alates kiiremini liikuvast) õhukesekihikromatograafia plaadil: a) klorofüll b klorofüll a karotiinid; b) klorofülla karotiinid klorofüll b; c) karotiinid klorofüll a klorofüll b; d) klorofüll b karotiinid klorofüll a 9. Loetlege PS I ja PS II peamised erinevused Kus, ülesanne, tsentripigment, e-aktseptor, e-doonor PS I strooma tülakoidides, tegeleb NADPH moodustamisega, P700, Fdx, valkude koostis ja pigmendid antennides erinevad, PC PS II graani tülakoidides, tegeleb oksüdeerimisega, P680, PQ, vett lagundav kompleks, H2O 10. Loetlege tunnuseid mille poolest PS I ja PS II on sarnased Tülakoidide membraanis, sisaldavad 2 Chla/karotenoidi molekuli/(e) , footon põhjustab elektroni tõusmist kõrgemale energiatasemele, reaktsioonid sõltuvad valgusest. 11. Kuidas toimub fotosüsteemi antennis neeldunud kvantide energia liikumine reaktsioonitsentrisse
peamiselt punases ja sinises spektriosas. Kloroplastis abipigmendid, karotenoidid, rohelise ja kollase valguse kasutamiseks. Abipigmendid annavad oma ergastuse edasi klorofüllile. Vett lagundav kompleks on fotosüsteemiga ühendatud tülakoidi luumenipoolsel küljel. selle koosseisus on tähtsad neli Mn aatomit. Lõppaktseptoriks on kinoon QA. Trap limited mudel – eksiton liigub pidevalt antenni ja tsentri vahet. Elektron eraldub tsentripigmendis, mis PSIIs on P680 ja PSIs P700 (tähistatud vastavalt lainepikkusele). Tsentripigment on klorofüllide dimeer. Lisaks on läheduses veel PSII feofütiin. Lõpuks elektron stabiliseerub aktseptorpoolel kinooni molekulil. PSIIs redutseerunud plastokinoon Q B eraldub ja difundeerub membraani sees, seda asendab teine, oksüdeerunud kinoon. Redutseerunud kinoon difundeerub Cyt b6f kompleksini kus oksüdeerub andes elektroni edasi Cyt b6f kompleksis olevatele heemidele Cyt f ja Cyt b. PSI liigub elektron edasi seotud
vanusest ja taimeliigist. Fotosünteesiks sobivaim temperatuurivahemik on 0-40°C, maksimaalne intensiivsus on vahemikus 20-30°C (sobivaim keskkond on troopika). Energia migratsioon: a) Fotokeemiliselt aktiivsed pigmendid: A-klorofüll b) Fotokeemiliselt inaktiivsed pigmendid: B-klorofüll, karotinoidid, fükobiliinid, enamik a-klorofülli molekule Fotosünteesi fotokeemiline faas: 1. Fotokeemilised reaktsioonid: a) I fotosüsteem (P700): Reduktiivjõu NADPH tekkimine ja tsükliline fotofosforüülimine b) II fotosüsteem (P680): Vee fotooksüdatsiooniks vajaliku tugeva oksüdeerija genereerimine 2. Elektrontransport a) Atsükliline e. mittetsükliline protsess b) Tsükliline protsess Leht kui FS organ: Kloroplastid kui FS organid. Pigmendid – klorofüll, karotinoidid, fükobiliinid. FS toimub taimedel kloroplastides, nad on olemas lehtedel. Leht ei ole paks, see annab rohkem kasutada päikesekiirgust.
Abipigmendid laiendavad valgusneelduvust nendele lainepikkustele, mida klorofüll ei neela. Klorofüllid koos abipigmentidega moodustuvad kloroplastide membraanidele valgustneelavaid komplekse. Fotosüsteemid Fotosüsteemid koosnevad sadadest valgustpüüdvatest klorofüllide ja abipigmentide molekulidest pluss mõnest eriotstarbelisest fotokeemiliselt reaktiivsest klorofülli molekulist ehk reaktsioonitsentrist. Fotosüsteemid jagunevad kaheks: · fotosüsteem I ehk P700 neelab valgust 700nm juures. Koosneb klorofüll a'st ja lisapigmentidest. · fotosüsteem II ehk P680 neelab valgust 680nm juurest. Koosneb klorofüll a ja b'st ning lisapigmentidest. Kloroplastid, mida valgustatakse mõlema lainepikkuse juures, toodavad rohkem hapinikku, kui eraldi kokku võimalik. Rubisco Rubisco on bifunktsionaale ensüüm, omab nii karboksülaadi aktiivsust kui ka oksügenaasi aktiivsust.
Kaks prootonit, mis võeti stroomast plastokinooni redutseerumisel, antakse ära luumenisse. (kaks e- liiguvad kinooni ja tsütokroomide vahel kaks korda ringi - nn Q tsükkel - ja seetõttu transporditakse stroomast luumenisse kokku 8 prootonit iga elektroni kohta 2 prootonit). Redutseerunud cytb/f kompleks annab oma elektronid plastotsüaniinile (väike vaske sisaldav valk), mis on lahustuv ja võib liikuda kahe fotosüsteemi vahel. Kui PSI reaktsioonitsentri klorofüll P700 oksüdeerub, võtab ta elektroni redutseerunud plastotsüaniinilt. Samal ajal P700 eraldunud elektron liigub membraani stroomapoolsel küljel ferredoksiinile (Fe-S valk) läbides vahepeal rea teisi e- ülekandjaid (vit K, teised Fe-S valgud). Ferredoksiinilt elektronid liiguvad NADPle redutseerides selle koos stroomast võetud prootonitega. Reaktsiooni katalüüsib ferredoksiin-NADP reduktaas (koensüümiks on FAD). Kirjeldatud e- liikumine moodustab lineaarse fs ETA.
annaabi.ee 
