Vukov materil zpracovn v rmci projektu EU penze

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: III/2 VY_32_inovace_233

Jméno autora: Třída/ročník: Datum vytvoření: Mgr. Bartošíková Hana 3. (7. ) 6. 8. 2013 Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Tematická oblast: biochemie Předmět: Výstižný popis způsobu využití, Chemie Fotosyntéza – temnostní fáze případně metodické pokyny: Klíčová slova: Calvinův cyklus, Rubisco, Hatch-Slackův cyklus, C 3, C 4 a CAM rostliny Druh učebního materiálu: prezentace

FOTOSYNTÉZA – 3. ČÁST

TEMNOSTNÍ FÁZE FOTOSYNTÉZY Nevyžaduje světelnou energii Dochází k biosyntéze sacharidů z CO 2, při které se využívá NADPH (redukční činidlo) a ATP (zdroj energie) 3 skupiny rostlin: 1. C 3 rostliny – Calvinův cyklus 2. C 4 rostliny – Calvinův + Hatch-Slackův cyklus 3. CAM rostliny – Calvinův + Hatch-Slackův cyklus

CALVINŮV CYKLUS Soubor reakcí fixujících CO 2 1961 – Nobelova cena 3 fáze: 1. Karboxylace 2. Redukce 3. Regenerace Fixace: � 1 CO 2 � 2 NADPH � 3 ATP Obr. 1: Calvinův cyklus

Obr. 2: Fáze Calvinova cyklu

ENZYM RUBISCO - 1. FÁZE CALVINOVA CYKLU Ribulosabisfosfátkarboxylasa(oxygenasa) Katalyzuje fixaci CO 2 na ribulosabisfosfát za vzniku 2 molekul fosfoglycerátu (3 C C 3 rostliny) Nehojnější protein na Zemi Je aktivován pomocí Mg 2+ iontů a vzrůstem p. H ve stromatu Obr. 3: Schématické znázornění 1. fáze Calvinova cyklu

2. FÁZE CALVINOVA CYKLU - REDUKCE 3 PG je pomocí ATP fosforylován, vzniká je 1, 3 BP Následuje redukce pomocí NADPH na G 3 P Obr. 4: Schématické znázornění 2. fáze Calvinova cyklu

3. FÁZE CALVINOVA CYKLU - REGENERACE Regenerace ribulosa-1, 5 -bisfosfátu, aby mohl být fixován další CO 2 Obr. 5: Schématické znázornění 3. fáze Calvinova cyklu

STECHIOMETRIE CALVINOVA CYKLU Rovnovážná rovnice Calvinova cyklu: 6 CO 2 + 18 ATP + 12 NADPH + 12 H 2 O C 6 H 12 O 6 + 18 ADP + 18 Pi + 12 NADP+ + 6 H+ CC využívá k fixaci CO 2 většina rostlin a řas – C 3 rostliny.

FOTORESPIRACE Rubisco má kromě karboxylásové i oxygenásovou aktivitu – O 2 soutěží s CO 2 o vazbu na Rubisco (3: 1, závisí na teplotě) Omezení růstu rostlin Plýtvání ATP, NADPH Vznik AK Obr. 6: fotorespirace

C 4 ROSTLINY Kukuřice, cukrová třtina Dvojí fixace CO 2 – potlačení fotorespirace, účinnější fixace v lokalitách s intenzivnějším zářením Hatch-Slackův cyklus: akceptorem CO 2 je fosfoenolpyruvát, vzniká oxaloacetát (4 C), z něj malát, který přenáší CO 2 z mesofylových buněk do buněk cévních svazků

Obr. 7: Hatch-Slackův cyklus

CAM ROSTLINY Pouštní sukulenty Adaptace na nedostatek vláhy - během dne uzavřeny průduchy v noci fixace CO 2 PEPkarboxylasou, malát se hromadí ve vakuole Ve dne je z vakuoly uvolňován, dekarboxylován a CO 2 fixován Calvinovým cyklem Místní i časové oddělení karboxylace

POUŽITÉ ZDROJE Středoškolské učebnice chemie: � MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie pro čtyřletá gymnázia: 3. díl. 1. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc s. r. o. , 2005. ISBN 80 -7182 -057 -1. � RŮŽIČKOVÁ, Květoslava a Bohumír KOTLÍK. Chemie II. v kostce. 3. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, 2004. ISBN 807200 -761 -0

OBRÁZKY 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Conscious. Commons. wikimedia. org: Calvin-cycle 3. png[online]. 2006 -0624 [cit. 2013 -08 -06]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora. Zachovejte licenci 2. 5 Generic na www < http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Calvin-cycle 3. png? uselang=cs >. Mayhaymate. Commons. wikimedia. org: Calvin cycle (cs). png [online]. 2011 -1211 [cit. 2013 -08 -06]. Dostupný volně na www < http: //commons. wikimedia. org/wiki/File%3 ACalvin_cycle_(cs). png >. Coxhead. Commons. wikimedia. org: Calvin cycle step 1. svg[online]. 2012 -0228 [cit. 2013 -08 -06]. Dostupný volně na www < http: //commons. wikimedia. org/wiki/File%3 ACalvin_cycle_step_1. svg >. Coxhead. Commons. wikimedia. org: Calvin cycle step 2. svg[online]. 2012 -0228 [cit. 2013 -08 -06]. Dostupný volně na www < http: //commons. wikimedia. org/wiki/File%3 ACalvin_cycle_step_2. svg >. Coxhead. Commons. wikimedia. org: Calvin cycle step 3. svg[online]. 2012 -0228 [cit. 2013 -08 -06]. Dostupný volně na www < http: //commons. wikimedia. org/wiki/File%3 ACalvin_cycle_step_3. svg >. Mayhaymate. Commons. wikimedia. org: Photorespiration cycle (cs). png[online]. 2011 -12 -15 [cit. 2013 -08 -06]. Dostupný volně na www < http: //commons. wikimedia. org/wiki/File%3 APhotorespiration_cycle_(cs). pn g>. Janoušek. Commons. wikimedia. org: Hatch-Slack cycle (cs). png[online]. 200707 -28 [cit. 2013 -08 -06]. Dostupný volně na www < http: //commons. wikimedia. org/wiki/File%3 AHatch-Slack_cycle_(cs). png>.