Fyziologie rostlin - fotosyntéza, dýchání

Fyziologie rostlin – fotosyntéza, dýchání
(Růst a vývoj rostlin. Srovnání fotosyntézy a dýchání. Mixotrofie, symbióza, parazitismus, poloparazitismus. Rozdíl mezi růstem a vývojem. Fáze růstu. Vývoj rostlin. Korelace, regenerace, polarita.)
Metabolismus
většina rostlin jsou autotrofní organismy (jsou schopny přeměňovat anorganické látky na látky organické)
významné postavení v metabolismu rostlin mají procesy fotosyntézy (anabolismus) a dýchání (katabolismus)
Fotosyntéza
=reakce zajištující vznik organických látek, pro rostlinu - autotrofní organismy
probíhá v chloroplastech, provádí ji zelené části rostlin
význam – tvorba kyslíku, glukoza
intenzita fotosyntéza závisí na řadě faktorů
vnější faktory
světlo – při rostoucí intenzitě světla se zvyšuje rychlost fotosyntézy, ale jen do určité úrovně
koncentrace CO2 v ovzduší – podobná závislost jako u světla
teplota – nejintenzivnější je většinou v rozmezí 25-30 °C
voda – je pro fotosyntézu nezbytná, její nedostatek se projevuje uzavíráním průduchů, čímž je znemožněn přísun CO2
vnitřní faktory – množství chlorofylu, stáří listů, minerální výživu atd.
její obecná rovnice je:
12 H2O + 6 CO2 => C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
má dvě základní fáze
světelná – primární – probíhá pouze za přítomnosti světla
temnostní – sekundární – je na světle nezávislá
Světelná fáze
energie ze slunečního záření je využita k tvorbě ATP (fotosyntetická fosforylace), NADH + H+ a k fotolýze vody
probíhá za účasti dvou fotosystémů
fotosystém I obsahuje formy chlorofylu (P700), které absorbují viditelné světlo o maximálních vlnových délkách 700nm
fotosystém II obsahuje formy chlorofylu (P680), které absorbují viditelné světlo o maximálních vlnových délkách 680nm
fotosystém I – příjme světelné záření, přejde do excitovaného stavu a uvolní elektrony, které mohou
redukovat NADP+ na NADPH + H+
vrátit se zpět na P700, přičemž část jejich energie je využita k tvorbě ATP v procesu zvaném cyklické fosforylace
fotosystém II – příjme světelné záření, přejde do excitovaného stavu a uvolní elektrony, které přecházejí na fotosytém I, nahradí z něho uvolněné elektrony a část jejich energie jde opět na tvorbu ATP v procesu zvaném necyklická fosforylace
systémy doplňuje proces fotolýzy vody, při kterém se voda štěpí na kyslík (˝ O2), který jde do okolí, vodík, který se váže na NADP+ a elektrony, které regenerují fotosystém I
Temnostní fáze
dochází k redukci oxidu uhličitého za vzniku sacharidů při využití ATP a NADPH + H+ ze světelné fáze
základem je Calvinův cyklus – sled reakcí, na konci vznikne glukoza
glukoza vzniká připojením CO2 na 5-ti C substrát
C5 + CO2 -> C6H1206
rostliny používající k syntéze Calvinův cyklus se dělí na
C3 – rostliny – (většinou rostliny mírného pásu)
C4 – rostliny – (většinou rostliny tropů a subtropů)
Dýchání (respirace)
soubor katabolických reakcí, kterými rostlina uvolňuje energii z organických sloučenin
energie je spotřebována na krytí energetických požadavků (syntetické pochody, příjem živin, růst)
hlavním substrátem pro respiraci jsou zejména jednoduché cukry (glukóza)
pro rostliny je typické dýchání za aerobních podmínek (za přítomnosti kyslíku)
i