3. Autotroficzne odżywianie się organizmów

autotrofy -

mają zdolność przemiany prostych związków nieorganicznych w złożone związki organiczne

heterotrofy -

korzystają ze związków organicznych wytworzonych przez organizmy samożywne

przykłady autotrofów:

rośliny, protisty roślinopodobne, niektóre bakterie

przykłady heterotrofów:

większość bakterii, protisty zwierzęce i grzybopodobne, grzyby, zwierzęta, większość roślin pasożytniczych

fotosynteza -

złożony proces wytwarzania związków organicznych z prostych związków nieorganicznych przy udziale energii świetlnej

substratami fotosyntezy są najczęściej dwutlenek węgla i woda

w wyniku bardzo złożonego ciągu reakcji w procesie fotosyntezy powstaje aldehyd fosfoglicerynowy, z którego w dalszych przemianach może powstać glukoza, inne bardziej złożone węglowodany, białka lub tłuszcze

pobieranie dwutlenku węgla przy fotosyntezie:

z powietrza atmosferycznego lub z wody w postaci jonów wodorowęglanowych

pobieranie wody przy fotosyntezie:

z gleby za pośrednictwem systemu korzeniowego, pobierana całą powierzchnią ciała u roślin wodnych

barwniki -

dzięki nim następuje pochłanianie światła w czasie fotosyntezy

barwniki aktywne w fotosyntezie:

rośliny i protisty roślinopodobne - chlorofil i barwniki pomocnicze: karotenoidy np. pomarańczowy karoten i żółty ksantofil

chlorofile pochłaniają światło widzialne przede wszystkim w zakresie fal niebieskich i czerwonych

pozostałe barwniki fotosyntetyczne np. karotenoidy pochłaniają głównie światło niebiesko-zielone które jest niedostępna dla chlorofili

fazy fotosyntezy u roślin:

-zależna od światła - zachodzi w tylakoidach chloroplastów i wymaga energii świetlnej

etapy cyklu Calvina:

karboksylacja, redukcja, regeneracja

karboksylacja -

przyłączenie dwutlenku węgla do pięciowęglowego, dwukrotnie ufosforylowanego cukru rybulozo-1,5-bifosforanu. Powstają dwie cząsteczki kwasu 3-fosfoglicerynowego (PGA)

redukcja -

przekształcenie kwasu 3-fosfoglicerynowego w aldehyd 3-fosfoglicerynowy (PGAL) przy udziale siły asymilacyjnej (ATP i NADPH + H+)

regeneracja -

odtwarzanie rybulozo-1,5-bifosforanu przy wykorzystaniu pięciu cząsteczek aldehydu 3-fosfoglicerynowego. Proces ten wymaga udziału ATP

pierwotny produkt fotosyntezy -

aldehyd 3-fosfoglicerynowy (trójwęglowy cukier prosty), jest substratem do syntezy innych cukrów, białek, tłuszczów, a także pozostałych związków organicznych

wtórne produkty fotosyntezy -

związki powstające z aldehydu 3-fosfoglicerynowego

substratem fazy jasnej jest energia świetlna a produktem siła asymilacyjna

substratem fazy ciemnej jest siła asymilacyjna a produktem aldehyd 3-fosfoglicerynowy

cząsteczka chlorofilu jest zbudowana -

z pierścienia porfirynowego oraz łańcucha fitolowego. w centralnej części pierścienia znajduje się wzbudzony światłem atom magnezu

fotosystem -

kompleks białek, lipidów i barwników, które ansorbują energię świetlną

syntaza ATP -

duży enzym, który tworzy kanał w poprzek błony co pozwala na przepływ protonów zgodnie z różnicą ich stężeń

fosforylacja fotosyntetyczna niecykliczna -

zachodzi u roślin funkcjonujących w optymalnych warunkach natężenia światła i stężenia dwutlenku węgla, wymaga udziału obu fotosystemów, jest całokształtem przemian fotochemicznych, w których wyniku powstaje siła asymilacyjna oraz uwalnia się tlen

fosforylacja fotosyntetyczna cykliczna -

zachodzi u roślin w warunkach silnego oświetlenia i małego stężenia dwutlenku węgla, dotyczy jedynie fotosystemu I, jest zespołem przemian fotochemicznych, w wyniku których powstaje tylko ATP i nie uwalnia się tlen

przyczyny fotooddychania:

-małe stężenie CO2 i duże stężenie O2 w komórkach roślin

skutki fotooddychania:

-powstaje tylko jedna cząsteczka 3-fosfoglicerynianu

rośliny typu C3 -

pierwszym produktem karboksylacji jest trójwęglowa cząsteczka 3-fosfoglicerynianu

rośliny typu C4 -

pierwotnym produktem karboksylacji jest czterowęglowa cząsteczka szczawiooctanu

rośliny typy CAM -

w ciągu dnia ich aparaty szparkowe pozostają zamknięte (otwierają się w nocy), cykl reakcji prowadzi do powstanie jabłczanu. Źródłem wiązanego w cyklu Calvina CO2 są reakcje dekarboksylacji jabłczanu.