Fotosyntéza: Porovnání verzí
Smazaný obsah Přidaný obsah
m Editace uživatele 86.49.134.202 (diskuse) vráceny do předchozího stavu, jehož autorem je Martin Urbanec |
m Robot: přidáno {{Autoritní data}}; kosmetické úpravy |
||
Řádek 1:
[[Soubor:Fotosyntéza.svg|náhled|Základní průběh fotosyntézy]]
[[Soubor:Leaf 1 web.jpg|
'''Fotosyntéza''' (z [[řečtina|řeckého]] ''fós'', ''fótos'' – „světlo“ a ''synthesis'' – „shrnutí“, „skládání“) nebo také '''fotosyntetická asimilace''' je složitý [[biochemický proces]], při kterém se mění přijatá [[energie]] [[světlo|světelného záření]] na [[chemická energie|energii chemických vazeb]]. Využívá světelného, např. slunečního, záření k tvorbě (syntéze) [[chemická energie|energeticky]] bohatých organických [[Chemická sloučenina|sloučenin]] – [[Sacharidy|cukrů]] – z jednoduchých anorganických látek – [[Oxid uhličitý|oxidu uhličitého]] (CO<sub>2</sub>) a [[Voda|vody]]. Fotosyntéza má zásadní význam pro [[život]] na [[Země|Zemi]].
Řádek 35:
=== Rovnice ===
[[Soubor:Stephen Hales.jpg|
V roce [[1648]] vlámský lékař [[Jean-Baptiste van Helmont]] napsal, že při vypěstování vrby z výhonků v květináči se nepatrně změnila [[hmotnost]] zeminy. Ačkoliv ještě neexistoval [[zákon zachování hmotnosti]], usoudil, že hmotnost rostliny se zvětšila o přijatou vodu. Dále v roce [[1727]] usoudil [[Stephen Hales]], že rostliny berou část své hmoty také ze vzduchu.
Řádek 101:
== Fotosyntetický systém buňky ==
[[Soubor:Plagiomnium affine laminazellen.jpeg|
Fotosyntéza probíhá v [[chloroplast]]ech [[Eukaryota|eukaryotních buněk]] a v [[chromatofor]]ech [[prokaryota|prokaryot]]. Chloroplasty jsou [[plastid]]y v [[Cytoplazma|cytoplazmě]] rostlin (především v listech) obsahujících [[Asimilace (biologie)|asimilační]] barviva, ve kterých probíhá fotosyntéza. Mají dvojitou [[Biologická membrána|membránu]], obsahují vlastní [[DNA]] a [[ribozom]]y. Obvykle jsou zeleně zbarveny díky [[chlorofyl]]u. V základní plazmatické hmotě chloroplastů ([[stroma]]tu) jsou malé, okrouhlé, na sebe navrstvené destičky (grana), která tvoří soubor uzavřených dvojitých lamel ([[thylakoid]]ů) obsahujících ''[[Fotosyntetický pigment|fotosyntetická barviva]]'' (pigmenty).
Řádek 134:
==== Absorpce fotonů ====
[[Soubor:Excited states of chlorophyll (cs).svg|
[[Soubor:Chloroplasts - diffusion of photons.svg|
Zachycením světla rostlinným [[pigment]]em začíná vlastní proces fotosyntézy, který spotřebuje energii světelného kvanta a přemění ji na energii [[chemická vazba|chemické vazby]]. [[vlnová délka|Vlnové délky]] viditelného světla mají hodnoty v intervalu 380–760 [[Metr#Nanometr|nm]]. Fotosyntéza zelených rostlin využívá [[světlo]] v rozsahu pouze 400–750 nm. Tomuto světlu se říká ''fotosynteticky aktivní záření'' (ve zkratce FAR nebo PhAR).<ref name="Šebánek (1983) 151-152">{{Citace monografie
Řádek 202:
: <math>\mathsf{2\,NADP^+ + 2\,H_2O\ \to\ 2\,NADPH + 2\,H^+ + O_2\qquad} E^0=-1{,}135\ \mathrm V</math>
[[Soubor:Z-scheme (cs).svg|
Reakce [[fotosystém II|fotosystému II]] a fotosystému I dohromady umožňují přemístit 1 elektron a spotřebují 2 fotony. Na vznik jedné molekuly [[kyslík]]u je potřeba uvolnit a přemístit 4 elektrony (2 pro každý atom) a je tedy potřeba 8 fotonů (2 na každý elektron). Na syntézu jednoho molu [[glukóza|glukózy]] je potřeba 6 × 8 = 48 molů fotonů, což odpovídá energii 8440,6 kJ/mol. Z [[glukóza|glukózy]] se ale uvolní pouze 2884,5 kJ/mol, účinnost fotosyntézy je tedy 34,2 % (2884,4 × 100 % : 8440,6).<ref>{{Citace monografie
Řádek 228:
}}</ref> ve vzbuzeném (excitovaném) okolo 0 eV. Pohlcením světla se P680 excituje na P680<sup>*</sup>. Následně je vymrštěn [[elektron]], který velmi rychle přejde na ''feofytin a'' (Pheo a – chlorofyl a, ve kterém je [[hořčík|Mg]]<sup>2+</sup> nahrazen 2 [[vodík|H]]<sup>+</sup>) a poté [[Redoxní reakce|zredukuje]] [[plastochinon]] (PQ) na plastochinol (PQH<sub>2</sub>), ze kterého přejde na komplex [[cytochrom]]ů b<sub>6</sub>/f. Fotosystém II vytváří silné [[oxidační činidlo]], které je schopno [[Redoxní reakce|oxidovat]] vodu, a současně slabé [[redukční činidlo]], které [[Redoxní reakce|redukuje]] slabé oxidační činidlo z fotosystému I.
Fotooxidovaný P680<sup>+</sup> (kladný [[náboj]] je důsledkem ztráty elektronu) získá elektron zpět z [[Kokův cyklus|Kokova cyklu]], kde pomocí [[kyslík]] tvořícího komplexu (OEC – ''oxygen envolving complex''), který získává elektrony rozkladem [[voda|vody]]. Konkrétně oxiduje [[
===== Tvorba NADPH =====
Řádek 240:
==== Fotofosforylace ====
[[Soubor:Thylakoid membrane (cs).png|
[[Fotofosforylace]] je děj, při kterém se pomocí [[Chemiosmotická teorie|protonového gradientu]] (rozdílných koncentrací H<sup>+</sup> mezi [[stroma]]tem a [[thylakoid|thylakoidní dutinou]]) syntetizuje [[Adenosintrifosfát|ATP]]. ATP vzniká z ADP a P<sub>i</sub> (volného zbytku [[kyselina fosforečná|kyseliny fosforečné]] H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>) pomocí ATP-syntázy. Jako pohonný motor funguje vyrovnávání koncentrací protonů mezi stromatem a thylakoidní dutinou. ATP je sloučenina, která obsahuje [[Makroergní sloučeniny|makroergní vazby]] (vazby, při jejichž štěpení se uvolňuje velké množství energie). ATP i NADPH, které vznikají ve světelné fázi fotosyntézy, se využijí v temnostní fázi k tvorbě glukózy.
Řádek 260:
„Temnostní fáze“ či „sekundární děje“ jsou reakce nezávislé na světle. Sice neprobíhají ve tmě, ale nepotřebují světelnou energii. Temnostní reakce probíhají ve [[stroma]]tu a ukládají chemickou energii získanou ve světelné fázi (ve formě [[Nikotinamid adenin dinukleotid fosfát|NADPH]] a [[Adenosintrifosfát|ATP]]) fixací CO<sub>2</sub> do [[sacharidy|sacharidů]]. Jsou známy ''tři cykly fixace CO<sub>2</sub>'' – [[Calvinův cyklus|Calvinův]], [[Hatch-Slackův cyklus|Hatch-Slackův]] a [[CAM cyklus]]. S fotosyntézou souvisí také [[fotorespirace|fotorespirační cyklus]], který snižuje výnos fotosyntézy především u [[Calvinův cyklus#C3-rostliny|C<sub>3</sub>-rostlin]].
Různé cykly probíhají podle toho, v jakých rostlinách k nim dochází, např. C<sub>3</sub>-cyklus v [[Pšenice|pšenici]], [[
==== Calvinův cyklus ====
[[Soubor:Calvin cycle (cs).svg|
{{Viz též|Calvinův cyklus}}
Řádek 269:
==== Hatch-Slackův cyklus ====
[[Soubor:Hatch-Slack cycle (cs).svg|
{{Viz též|Hatch-Slackův cyklus}}
Řádek 275:
==== CAM cyklus ====
[[Soubor:CAM-cycle (cs).svg|
{{Viz též|CAM cyklus}}
Řádek 282:
==== Fotorespirace ====
[[Soubor:Photorespiration cycle (cs).svg|
{{Viz též|Fotorespirace}}
Řádek 299:
Fotosyntézu ovlivňuje [[Elektromagnetické spektrum|spektrum]] a [[Intenzita osvětlení|intenzita světelného záření]].
[[Soubor:Photosynthesis - light graph.png|
Spektrum vhodné pro fotosyntézu (FAR) je v rozmezí 380–760 nm. Přechodem od červených k fialovým paprskům se kvantový zisk snižuje, i když se snižující se absorpce [[chlorofyl]]ů částečně kompenzuje doprovodnými [[fotosyntetický pigment|pigmenty]]. Jejich efektivnost je však menší než u chlorofylů.
Minimální [[Intenzita osvětlení|intenzita světla]] pro začátek fotosyntézy je u různých rostlin různá. Některým stačí již intenzita [[petrolejová lampa|petrolejové lampy]], [[řasy]] (''Algae'') fotosyntetizují v hloubce vody, kde má záření intenzitu měsíčního světla.<ref>
Řádek 321:
=== Koncentrace CO<sub>2</sub> ===
[[Soubor:Photosynthesis - CO2 concentration graph.png|
Vzdušný [[oxid uhličitý]] je hlavním dodavatelem CO<sub>2</sub> pro fotosyntézu. Jeho [[Objemová koncentrace|koncentrace]] ve [[vzduch]]u kolísá od 0,02–0,03 %. Nejnižší koncentrace, při níž začíná fotosyntéza, je 0,008–0,010 %. Při zvyšování koncentrace se rychlost fotosyntézy zvyšuje. Místo, kde je příjem a výdej CO<sub>2</sub> vyrovnán, se nazývá kompenzační bod. Fotosyntéza se dále zvyšuje až do nasycení, kdy se ustálí (0,06–0,4 %). Zvyšováním za hranici 2–5 % CO<sub>2</sub> ve vzduchu fotosyntéza ustane.<ref>
{{Citace monografie
Řádek 338:
=== Teplota ===
[[Soubor:Photosynthesis and respiration - temperature and light graph (cs).png|
[[Soubor:Photosynthesis - temperature and light graph (cs).png|
[[Soubor:Photosynthesis - temperature graph (cs).png|
Průběh reakcí obecně urychluje zvýšení [[teplota|teploty]] o 10 °C 2–3krát.<ref name="Šebánek (1983) 166-168" /> Rychlost fotosyntézy závisí na teplotě [[exponenciální funkce|exponenciálně]] a limitujícím faktorem je [[Intenzita osvětlení|intenzita světla]]. Jelikož teplota ovlivňuje i další fyziologické pochody, je závislost fotosyntézy na ní složitá.
Řádek 562:
{{Nejlepší článek}}
{{Portály|Rostliny|Chemie}}
{{Autoritní data}}
[[Kategorie:Fotosyntéza| ]]
|