Η απνξξόθεζε ηνπ νξαηνύ θσηόο γίλεηαη κέζσ ρξσζηηθώλ νπζηώλ πνπ νλνκάδνληαη τλωροθύλλες.

Transcript

1 ΦΩΣΟΤΝΘΔΗ Δλαιιαθηηθή δηεξγαζία παξαγσγήο ελέξγεηαο Υξεζηκνπνηείηαη από ηνπο νλνκαδόκελνπο θσηνζπλζεηηθνύο νξγαληζκνύο Οπζηαζηηθά ε αληίζηξνθε δηεξγαζία ηεο αλαπλνήο πλίζηαηαη ζηελ δέζκεπζε ειηαθήο ελέξγεηαο γηα ηελ αλαγσγή δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα ζε γιπθόδε θαη πνιπκεξή απηήο: 6 CO2+6 H 2O+ ή έ C6 H12O6 +6 O2

2 Η απνξξόθεζε ηνπ νξαηνύ θσηόο γίλεηαη κέζσ ρξσζηηθώλ νπζηώλ πνπ νλνκάδνληαη τλωροθύλλες. Γηαθξίλνπκε δύν ζπζηήκαηα ζπιινγήο ελέξγεηαο, ηα θωηοζσζηήμαηα 1 και 2, ηα νπνία απνξξνθνύλ αληίζηνηρα ζηα 700 θαη ζηα 680 nm.

3 ΦΩΣΟΤΝΘΔΣΙΚΟΙ ΟΡΓΑΝΙΜΟΙ Αλώηεξα θπηά Πξάζηλα θύθε, κηθξνθύθε (Green algae) Κπαλνβαθηήξηα (Blue-green algae) Φσηνζπλζεηηθά βαθηήξηα

4

5 Ανώηερα θσηά-η δομή

6 Ανώηερα θσηά-η δομή

7

8 Υισξνπιάζηεο Σξεηο κεκβξάλεο: εμσηεξηθή, εζσηεξηθή θαη ζπιαθνεηδή (όπνπ επξίζθεηαη ε ρισξνθύιιε)

9 Υισξνθύιιε

10 Γηεξγαζίεο ζηα αλώηεξα θπηά Απνξξόθεζε θαη κεηαθνξά ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο Φσηόιπζε ηνπ λεξνύ θαη παξαγσγή 2Η +, 2e -, ½ O 2 Κίλεζε ησλ πξσηνλίσλ θαη παξαγσγή ΑΣΡ Κίλεζε ησλ ειεθηξνλίσλ θαη παξαγσγή NADPH-Η Ρνή θαη δέζκεπζε ηνπ CO 2 Παξαγσγή ηνπ πξώηνπ πξντόληνο ηεο θσηνζύλζεζεο κηαο ηξηόδεο Βηνρεκηθή ζύλζεζε ηεο γιπθόδεο θαη ζαθραξόδεο

11

12 Φσηνζπλζεηηθή θσζθνξπιίσζε

13 Παξάιιεια κε ηηο θωηεινές ανηιδράζεις θαηά ηελ θσηνζύλζεζε έρνπκε θαη αληηδξάζεηο πνπ είλαη θαηαιπηηθέο αιιά δελ απαηηνύλ ειηαθή ελέξγεηα. Απηέο είλαη νη αληηδξάζεηο πνπ θαηαλαιώλνπλ ην CO 2 κε έλα θπθιηθό δίθηπν πνπ νλνκάδεηαη κύκλος Calvin- Benson θαη πνπ ζπλνιηθά δίλεη: 6 CO ATP +12 (NADPH - H ) 6 έ ό ADP +12 NADP +

14 Οη ζκοηεινές ανηιδράζεις είλαη απαξαίηεηεο γηα ηε βηνζύλζεζε ησλ θσηνζπλζεηηθώλ θπηηάξσλ. Σα βαθηήξηα δελ απαηηνύλ θαη' αλάγθε ηελ παξνπζία λεξνύ γηα θσηνζύλζεζε. Γηα απηά ε ζπλνιηθή αληίδξαζε κπνξεί λα γξαθεί σο εμήο: CO + 2 H A + (CH O) + 2 A + H O Α κπνξεί λα είλαη είηε Ο είηε S. Η ελεξγεηαθή απνδνηηθόηεηα ηεο θσηνζύλζεζεο είλαη πεξίπνπ 35%.

15 Κύθινο δέζκεπζε άλζξαθα (Calvin)

16

17 ΒΙΟΤΝΘΔΗ Ο αλαβνιηζκόο ζπλίζηαηαη βαζηθά ζε βηνζπλζεηηθέο αληηδξάζεηο πνπ όπσο είδακε ελ γέλεη απαηηνύλ ελέξγεηα ππό ηελ κνξθή ATP ην ATP παξάγεηαη κε θσζθνξπιίσζε ηνπ ADP ζε επίπεδν ππνζηξώκαηνο, ζε επίπεδν νμεηδσηηθό θαηά ηελ αεξόβηα αλαπλνή ή κε θσηνθσζθνξπιίσζε γηα θσηνζπλζεηηθά θύηηαξα.

18 ΒΙΟΤΝΘΔΗ Σν θύηηαξν πξέπεη λα ζπλζέζεη όιεο ηηο απαξαίηεηεο νπζίεο γηα ηελ ιεηηνπξγία ηνπ ρξεζηκνπνηώληαο ΑΣP γηα ελέξγεηα (θαύζηκν) θαη ηηο ελώζεηο πνπ είηε ηνπ παξέρνληαη απ' επζείαο από ην πεξηβάιινλ, είηε είλαη πξντόληα ηνπ θαηαβνιηζκνύ ηνπ. Σε βηνζύλζεζε ηε ρσξίδνπκε ζε δύν θάζεηο, ηε ζύλζεζε ησλ κηθξώλ κνξίσλ θαη ηε ζύλζεζε ησλ καθξνκνξίσλ.

19 ΒΙΟΤΝΘΔΗ ΜΙΚΡΩΝ ΜΟΡΙΩΝ Σν θύηηαξν ρξεηάδεηαη θαη' αξρήλ λα ζπλζέζεη ηα βαζηθά δνκηθά ζηνηρεία πνπ απαηηνύληαη γηα ηα καθξνκόξηα (70 πεξίπνπ ρεκηθέο ελώζεηο): ιηπαξά νμέα θαη ιηπίδηα κνλνζαθραξίηεο ακηλνμέα δεζνμπξηβνδνλνπθιενηίδηα ξηβνδνλνπθιενηίδηα ATP, ADP ζπλέλδπκα

20 4 Οηθνγέλεηεο ακηλνμέσλ γλυκόζη Αρωμαηικά και Ιζηιδίνες Φωζθογλυκεπικό οξύ Πυποζηαθυλικό οξύ Οξικό οξύ Οξαλοξικό οξύ Ιζηιδίνη Φαινυλαλανίνη Τυποζίνη Τπυπηοθάνη Πσροζηαθσλικά Γλυκίνη Σεπίνη Κυζηείνη Αλανίνη, Βαλίνη, Λευκίνη Αζπαρηικά TCA Κιηπικό οξύ Αζπαπηικό οξύ Αζπαπαγίνη Γυζίνη Μεθιονίνη, Θπεονίνη Ιζολευκίνη α-κεηογλουηαπικό οξύ Γλοσηαμικά Γλουηαμίνη Γλουηαμικό οξύ, Λυζίνη Ππολίνη, Απγινίνη

21 Βηνζύλζεζε ακηλνμέσλ Η παξαγσγή (ζύλζεζε) ησλ ακηλνμέσλ μεθηλάεη κε ηελ αθνκνίσζε ηνπ αδώηνπ, όηαλ ην παξαγόκελν από ηνλ θύθιν ηνπ Krebs α- θεηνγινπηαξηθό νμύ αληηδξά κε ηόληα ακκσλίνπ θαη παξάγεη γινπηακηθό νμύ ζύκθσλα κε ηελ αληίδξαζε: - ό ύ+ NH ό ύ+ NAD + + H O + NADH - H +

22 Σν γινπηακηθό νμύ ζηε ζπλέρεηα παξάγεη γινπηακίλε κε ηελ αληίδξαζε: + + ό ύ+ 4 + ATP ί + ADP+ H Παξαηεξνύκε πεξαηηέξσ δέζκεπζε αδώηνπ

23 Οη άιιεο νηθνγέλεηεο ακηλνμέσλ ζπλζέηνληαη κε αληηδξάζεηο ηρανζαμινώζεως (κεηαθνξάο ακηλνκάδαο) π.ρ. ό + ό - ό+ ό ό + ό - ό+ ί

24 ΒΙΟΤΝΘΔΗ ΣΩΝ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΩΝ Όια ζπλζέηνληαη αξρίδνληαο κε ηελ παξαγσγή ησλ άιισλ λνπθιενηηδίσλ (CTP, GTP, UTP, TTP) από ην ATP. Απηά ηα λνπθιενηίδηα είλαη όια πςειήο ελέξγεηαο ελώζεηο πνπ ζπκκεηέρνπλ ζηνλ πνιπκεξηζκό απειεπζεξώλνληαο έλα ππξνθσζθνξηθό (P-P) θαη απνδίδνληαο έηζη πεξίπνπ 14.6 Kcal/mole.

25 Βηνζύλζεζε γιπθνγόλνπ Γλυκόζη ATP ADP 6-θωζθοπυλιωμένη γλυκόζη 1-θωζθοπυλιωμένη γλυκόζη UDP-γλυκόζη UTP P-P (γλυκογόνο) ν + UDP-γλυκόζη (γλυκογόνο) ν+1 + UTP ATP + UDP ADP +UTP P-P + H 2 O 2 θωζθοπικά ό +2 ATP+( ό ) n 2 ADP+2 ά+( ό ) n+