De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Chemo- en fotosynthese V. Rasquin 13 de Vlaams Congres van Leraars Wetenschappen.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Chemo- en fotosynthese V. Rasquin 13 de Vlaams Congres van Leraars Wetenschappen."— Transcript van de presentatie:

1 Chemo- en fotosynthese V. Rasquin 13 de Vlaams Congres van Leraars Wetenschappen

2 Zeer veel levensprocessen zijn endergonisch: ze vereisen energie ATP (adenosinetrifosfaat) is de universele energieleverancier

3 Hydrolyse van 1 mol ATP bij N.O. levert 30,6 kJ: ATP 4- + H 2 O ADP 3- + P i 2- + H + ∆G° = - 30,6 kJ/mol

4 ATP wordt niet gestockeerd in de cel en wordt naargelang de behoeften gesynthetiseerd. De energie die nodig is voor de synthese wordt gehaald uit de oxidatie van energierijke C-verbindingen, zoals glucose.

5 Organismen, die deze energierijke verbindingen kunnen synthetiseren vertrekkend van eenvoudige anorganische verbindingen, zoals CO 2 (koolstofbron) en H 2 O of H 2 S (waterstofbron), zijn AUTOTROOF. Organismen die dit niet kunnen, zijn HETEROTROOF.

6 FOTOAUTOTROFEN halen de nodige energie voor de synthese van hun energierijke C-verbindingen uit LICHT. Zij doen aan FOTOSYNTHESE. CHEMOAUTOTROFEN halen de nodige energie uit de oxidatie van anorganische verbindingen zoals NH 3, H 2 S of Fe 2+. Zij doen aan CHEMOSYNTHESE. Het zijn allemaal prokaryoten.

7

8 Anatomie van een blad

9 De chloroplasten als fotosynthesecentra

10 De thylakoïdmembranen granum lamel zetmeel

11 Electromagnetisch spectrum en zichtbaar licht Gamma stralen X-stralenUV Infrarood & Microgolven Radiogolven Golflengte (nm) zichtbaar licht

12 Pigmenten in de thylakoïden absorberen een deel van het licht LICHT weerkaatst licht doorgelaten licht geabsorbeerd licht

13 NN N N Fe Heemgroep symmetrisch  systeem; absorbeert blauw licht Chlorophyllen asymmetrisch  systeem; absorberen blauw en rood licht N N N N Mg O

14 Absorptiespectra van fotosynthetische pigmenten Bladeren zijn groen

15 Overzicht van de fotosynthese C x (H 2 O) y sacharide CO 2 H2OH2O + O2O2 lichtenergie chloroplast

16 6 CO H 2 O + 48 h C 6 H 12 O O 2  G o = kJ/mol K eq = ! De synthese van sachariden, vertrekkend van CO 2 en water, stelt een enorm thermodynamisch probleem: Fotosynthetiserende organismen kunnen lichtenergie efficiënt gebruiken om deze reactie te realiseren. * Eén einstein is één mol fotonen. N = getal van Avogadro (6x10 23 ); h = constante van Planck (6.63x J/s); = frequentie (s -1 ).  G o = kJ/mol K eq = CO H 2 O C 6 H 12 O O 2 De energie van rood licht (700 nm) is E = Nh = 172 kJ/einstein*

17 lichtreacties Calvincyclus

18 DE LICHTREACTIES

19 Omzetting van lichtenergie in chemische energie (ATP) Fotolyse van water, waarna energierijke elektronen worden overgedragen op NADP +, dat gereduceerd wordt tot NADPH Globaal

20 In de thylakoïdmembraan zijn de fotosynthetische pigmenten gegroepeerd in fotosystemen. Hiervan zijn er twee types: PSI en PSII; zij verschillen in samenstelling en zijn maximaal actief bij een verschillende golflengte van het geabsorbeerde licht.

21 PSII

22 PSII supercomplex

23 Lichtenergie wordt opgevangen door pigmenten in LHCII en razendsnel doorgestuurd via andere pigmentmoleculen naar de 2 reactieve chlorofyl a moleculen in het recatiecentrum ( de P680 moleculen)

24 Het LHC-II eiwit is een trimeer met 14 chlorofyllen en 3 carotenoïden per subeenheid Chl-b Chl-a carotenoïde Z. Liu et al. Nature 428: 287 (2004)

25 Elektronentransport in PSII OEC lumen stroma

26 OEC

27 Reductie van plastochinon hydrofobe keten

28 Cyt b 6 f

29 Plastocyanine Cu 2+ Cu + e-e-

30 Plant-PSI is een monomeer Lhca1 Lhca4 Lhca2 Lhca3 P700 A. Amunts, O. Drory & N. Nelson, The structure of a plant Photosystem I supercomplex, Nature, 447, (2007).

31 Elektronentransport in PSI

32 Reductie van NADP + NADP + NADPH

33 De reductie van NADP + gebeurt door een hydride-ion (H - ), afkomstig van 2 waterstofatomen, die vrijkomen bij de dehydrogenatie van de oxidator: a) 2 H H - + H + b) NADP + + H - NADPH

34 ATP-synthase

35 Overzicht niet-cyclische fotofosforylering

36 Ligging van de componenten in de thylakoïdmembraan ATP-synthase PSII Cyt b 6 f PSI LHCII Gestapelde membranen

37 Verhouding ATP/NADPH is gunstig niet-cyclische fotofosforylering

38 Extra ATP nodig cyclische fotofosforylering

39 DE CALVINCYCLUS

40 Tijdens deze reactiereeks, die doorgaat in de stroma van de chloroplast, wordt CO 2 gereduceerd tot een sacharide. De energie die hiervoor nodig is wordt geleverd door ATP en de waterstof (inclusief e - ) door NADPH. ATP en NADPH zijn afkomstig van de lichtreacties.

41

42

43

44 Globale reactie voor de synthese van 1 mol glucose Lichtreacties: 12 H 2 O + 12 NADP ADP + 18 P i + lichtenergie 6 O NADPH + 12 H ATP + 18 H 2 O Calvin: 6 CO ATP + 12 NADPH + 12 H H 2 O 2 triosefosfaat + 18 ADP + 16 P i + 12 NADP + Cytosol: 2 triosefosfaat fructose 6-fosfaat + P i fructose 6-fosfaat glucose 6-fosfaat Glucose 6-fosfaat + 2 H 2 O glucose + P i GLOBAAL: 6 CO H 2 O + lichtenergie C 6 H 12 O O H 2 O

45 C4-planten C3-plant C4-plant

46 C4-planten

47 CAM-planten NACHT DAG

48 EINDE


Download ppt "Chemo- en fotosynthese V. Rasquin 13 de Vlaams Congres van Leraars Wetenschappen."

Verwante presentaties


Ads door Google