Metabolismus IV.

Mgr. Radovan Sloup

Gymnázium Sušice

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Gymnázium Sušice – Brána vzdělávání II

CH- 4 Chemické reakce a děje , DUM č. 18

čtvrtý ročník čtyřletého studia

Metabolické reakce jsou složité, většinou vícestupňové a podmíněné přítomností enzymů – biokatalyzátorů. Řada z nich probíhá kontinuálně (v kruhu), produkty jedné reakce se stávají reaktanty reakce následné.

mezi základní metabolické dráhy patří také fotosyntéza

probíhá v: zelené rostliny

řasy (zelené, červené, hnědé)

sinice

některé baktérie

Metabolismus IV.Metabolismus zahrnuje všechny děje spojené s příjmema zpracováním látek živým organismem. Skládá se z dějů:rozkladných – katabolickýchskladných - anabolických

autotrofní organismy

Metabolismus IV.obr. 1

fotosyntézaMetabolismus IV.

foto

syntéza

1. světelná (primární ) fáze: probíhá v thylakoidech, přeměna světelné energie → tvorba ATP

2. temnostní (sekundární) fáze: Calvinův cyklus, probíhá ve stromatu, tvorba sacharidů, nezávislá na světle

obr. 2

obr. 3

680 nm

700 nm

Fotosyntéza1. světelná (primární ) fáze: probíhá v

thylakoidech, přeměna světelné energie → tvorba ATP- chlorofyl pohlcuje foton

- excitace elektronu na vyšší energetickou úroveň,

při návratu je energie využita: 1) k tvorbě ATP (fosforylace)

2) k fotolýze vody výsledkem primární fáze je: ATP, O2 a NADPH2

cyklicky (cyklická fosforylace)necyklicky (necyklická fosforylace)

obr. 4

Fotosyntéza

cyklická fosforylace:- foton excituje fotosystém I., excitace se projeví

prudkým vzrůstem energie jednoho z elektronů molekuly chloforylu

- elektron je vymrštěn a zachycen přenašečem, nejznámějším přenašečem je feredoxin (protein s vysokým obsahem Fe a S)

- elektron z feredoxinu se vrací přes cytochromy zpět do chlorofylu na výchozí energetickou hladinu

- jeho energie je využita pro tvorbu ATP

Fotosyntéza

- cyklická fosforylace v buňce hromadí ATP

ADP + P UV, chlorofyl ATP + H2O

Fotosyntézanecyklická fosforylace:

- složitější proces spojený s fotolýzou vody (voda – substrát chemických změn)

- elektron uvolněný z chlorofylu je pomocí přenašečů předán koenzymem NADP+

- koenzym NADP+ se příjmem H· (radikálu vodíku) redukuje na NADPH, který je redukčním činidlem v Calvinově cyklu

- do molekuly chlorofylu se na místo elektronu využitého k redukci NADP+ vrací elektron z aniontu OH- disociované vody

4 OH- 2 H2O + O2

- chloroplasty uvolňují jako vedlejší produkt kyslík z vody2 NADP+ + 2 ADP + 2P + 2H2O UV, chlorofyl

UV, chlorofyl 2 NADPH + 2 ATP + O2 + 2H+

- CO2 se váže na pětiuhlíkatý cukr (funguje jako nosič)

- asimilace CO2 za vzniku glukosy

- reakce probíhají za spotřeby energie- dochází k oxidaci koenzymu NADPH2 na NADP

C5

6 CO2

12H2

12NADPH2

12NADP12 ATP6 H2O

C6H12O6

Calvinův cyklus

FotosyntézaCalvinův cyklus:

Fotosyntézav Calvinově cyklu jsou využity 2 produkty světlostní

fázeATP jako zdroj energieredukovaný koenzym NADPH2 jako přenašeč

vodíku, který slouží k redukci CO2

(tyto vodíkové protony pochází z molekuly H2O)

molekula kyslíku, která vzniká při fotolýze vody jez hlediska fotosyntézy vlastně odpadní produktrovnice:

6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

glukosa, která je produkována jako nejdůležitější produkt

fotosyntézy, se využívá pro vytváření dalších sacharidů

rostlinou (např. škrob)

faktory ovlivňující rychlost fotosyntézy:

množství CO2 teplotamnožství využitelného ATPmnožství H2O

Fotosyntéza

Jaký je celý název NADP?…

Který kov je součástí chlorofylu a v jaké je podobě?…

Co je to fotolýza?…

Jakým způsobem můžeme rostlinám dodat oxid uhličitý?…

Jak je oxidován NADPH2 a jak se změní po oxidaci?…

Fotosyntéza

nikotinamiddinukleotidfosfát

hořčík ve formě kationtu Mg2+

rozklad látek pomocí světla

použitím foliovníku nebo skleníku

jsou mu odejmuty dva vodíkové kationty, vznikne NADP

Který vzorec patří glukose?

Fotosyntéza

METABOLISMUS IV.Vytvořeno v rámci projektu Gymnázium Sušice - Brána vzdělávání II

Autor: Mgr. Radovan Sloup, Gymnázium SušicePředmět: Chemie (Chemické reakce a děje)Třída: čtvrtý ročník čtyřletého studiaOznačení: VY_32_INOVACE_Ch-4_18Datum vytvoření: září 2013

Anotace a metodické poznámkyFotosyntéza je metabolická dráha na pomezí biologie a chemie. Má dvě základní fáze a řadu reakčních mechanismů. Prezentace je doplněna řadou obrázků a schémat. V závěru prezentace je jednoduché cvičení k orientaci v problematice fotosyntézy.

Použité materiály:Honza, J.; Mareček, A.; Chemie pro čtyřletá gymnázia (3.díl). Olomouc: DaTaPrint, 2000;ISBN 80-7182-057-1obr.1: zdroj: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Auto-and_heterotrophs.svg, staženo 26.9. 2013obr. 2: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9c/Chloroplast_diagram.svg/500px-Chloroplast_diagram.svg.png?uselang=cs staženo 26. 9. 2013obr. 3: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Photosynthesis_-_light_reactions.png staženo 26. 9. 2013Obr. 4: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Photosynthesis_(animated).gif staženo 26. 9. 2013

Ostatní schémata jsou dílem autora prezentace.Vše je vytvořeno pomocí nástrojů Power Point 2003

Materiály jsou určeny pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu.