NÖVÉNYÉLETTAN Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0010
A fotoszintézis szénreakciói Környezeti tényezők hatása a fotoszintézisre
Előadás áttekintése 1. A fotoszintézis szénreakciói 1.1. A Calvin-Benson ciklus 1.2. A C 2 oxidatív fotoszintetikus szénciklus 1.3. Szervetlen szén felhalmozási mechanizmusok 1.4. Fotoszintézis termékek felhalmozódása és megoszlása 2. Környezeti tényezők hatása a fotoszintézisre 2.1. Fotoszintetikus válaszreakció a fényre intakt levelekben 2.2. Hőmérséklet hatása a fotoszintézisre 2.3. A széndioxid és a fotoszintézis kapcsolata
1.1. A Calvin-Benson ciklus A Calvin-Benson ciklus három szakasza A Calvin-Benson ciklus szabályozása
A fotoszintézis fényreakciója és szénreakciója szárazföldi növények kloroplasztiszaiban Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 200.
A Calvin-Benson ciklus három szakasza: karboxiláció, redukció és regeneráció Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 201.
A Calvin-Benson ciklus Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 203.
A CO 2 aktivátora és szubsztrátuma egyben a RUBISCO katalizálta folyamatoknak Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 206.
A fény szabályozza a Calvin-Benson ciklust a ferredoxin tioredoxin rendszeren keresztül Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 207.
1.2. A C 2 oxidatív fotoszintetikus szénciklus
A C 3 -as fotoszintézisű növény levelének gázcseréje sötétben (A) és fényen (B). GP, fotoszintézis; PR, fénylégzés; R, mitokondriális légzés Forrás: Hopkins W.G., Hüner N.P.A. (2009): Introduction to Plant Physiology. p. 142.
A C 2 oxidatív fotoszintetikus ciklushoz három sejtszervecske együttműködésére van szükség Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 211.
A C 2 oxidatív fotoszintetikus ciklus a kloroplasztiszokban végbemenő anyagcserétől függ Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 213.
1.3. Szervetlen szén felhalmozási mechanizmusok A C 4 típusú fotoszintetikus ciklus A varjúhájfélék anyagcseréje (CAM)
Kranz anatómia egy C 4 növény levelében Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 219.
A C 4 típusú fotoszintetikus szénciklus Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 217.
A C 4 típusú fotoszintézis útvonalai a levélben Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 219.
Szervetlen szén felhalmozási mechanizmus: a varjúhájfélék anyagcseréje (CAM) Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 222.
1.4. Fotoszintézis termékek felhalmozódása és megoszlása
A keményítő és nádcukor felhalmozódása és megoszlása Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 224.
A hexóz-foszfátok átalakulása irányítja a megkötött szén megoszlását Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 234.
2. Környezeti tényezők hatása a fotoszintézisre 2.1. Fotoszintetikus válaszreakció a fényre intakt levelekben
Különböző fényviszonyokon fejlődő pillangós növény (Thermopsis montana) levelének felépítése Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 244.
A bab levelének optikai tulajdonságai Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 246.
A nap mozgását követő növény levelének helyzete: (A) kiinduló állapot, (B) elmozdulás a fény felé 4 óra elteltével Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 247.
A túlzott fényellátás és a fotoszintetikus oxigén termelés kapcsolata Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 252.
A napraforgó levél xantofill tartalmának változása a megvilágítás függvényében Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 252.
2.2. Hőmérséklet hatása a fotoszintézisre
Napfényből származó energia felvétele és leadása a levélben Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 255.
2.3. A széndioxid és a fotoszintézis kapcsolata
A külső CO 2 kloroplasztiszig történő diffúzióját akadályozó tényezők a növény levelében Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 258.
A légköri széndioxid szintek és az évszakos nappali hőmérséklet kombinációja Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 261.
Előadás összefoglalása A fotoszintézis szénreakcióiban történik a CO 2 szénhidrátokká történő redukciója. A folyamat során a fényszakaszban képződő NADPH és ATP használódik fel. A Calvin-Benson ciklusban képződő szénhidrátok: a nádcukor és a keményítő, tárolt energia- és szén-forrást jelentenek a növénynek. Az intakt levelek fotoszintetikus aktivitása integrált folyamat, amely számos biokémiai reakciótól függ. A környezeti tényezők, például a fény, a hőmérséklet, a vízellátás, stb., korlátozhatják a fotoszintézis mértékét.
Előadás ellenőrző kérdései Írja le a magasabb rendű növényekben végbemenő szénreakciók különböző típusait! Hogyan befolyásolná a fotoszintézist, ha megkétszereződne a légkör CO 2 tartalma? Fejtse ki válaszát! Egyidejűleg hány környezeti tényező korlátozhatja a fotoszintézist?
KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET Következő előadás: Másodlagos anyagcsere termékek a növények védelmében Előadás anyagát készítették: Prof. Ördög Vince Dr. Molnár Zoltán