FOTOSINTEZA

Autotrofni organizmiSami stvaraju organsku materiju

Fotoautotrofi Hemoautotrofi

Vrše fotosintezu Vrše hemosintezu

Za stvaranje

organske materije

koriste energiju

Sunčeve svetlosti

Za stvaranje organske

materije koriste energiju

dobijenu u procesima

oksidacije neorganskih

materija

Modrozelene

bakterije i biljke

Hemoautotrofne bakterije:

azotne, sumporne,

vodonične, gvožđevite,

metanske bakterije

Fotosinteza (grč. Photos – svjetlost, syntesis – spajanje)

• Biohemijski proces u kojem fotoautotrofni organizmi iz neorganskih materija stvaraju organske (hranljive) materije pomoću energije Sunčeve svetlosti

• Formula fotosinteze:

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2ugljen-dioksid voda glukoza kiseonik

SUNCE – GLAVNI IZVOR ENERGIJE NA ZEMLJI

4

Svjetlosna energija nastaje na suncu

Za obavljanje procesa fotosinteze neophodna je svjetlost. Ali, SUNČEVA SVJETLOST nije homogena

već se sastoji os svjetlosnih talasa različitih talasnih dužina.

Na zemljinu površinu padaju zraci sunca čija je talasna dužina različita.

Sunčeva svjetlost nastaje u nuklearnim reakcijama fuzije Sunca, u kojima se spajanjem četiri vodikova

atoma formira jezgro helija. Nastajanjem helija oslobađa se višak mase koji se po zakonu

ekvivalencije energije i mase pretvara u elektromagnetno zračenje. Kretanje svjetlosti je u vidu

kvanta. Energija jednog kvanta je: E= h ; h – konstanta Planka 6,625 x 10-34 J/s

- frekvencija odgovarajuće svjetlosti

Ljudsko oko je osjetljivo samo na talasne dužine

između 380 i 750 nm - to je vidljivi spektar.

List kao fotosintetički organ

1-2 µm

spoljašnja membrana

unutrašnja

membrana

stromatilakoidni sistem

tilakoidi strome tilakoidi grana

Građa hloroplasta

Fotosintetički pigmenit i njihove fizičke i hemijske osobine

• svjetlost može biti aktivna u fotohemijskim procesima samo

ako je apsorbovana

• apsorpciju svjetlosti određenih talasnih dužina vrše pigmenti

U hloroplastima se nalaze TRI GRUPE pigmenata:

HLOROFILI ima ih oko 10, to su jedinjenja zelene boje,

KAROTENOIDI ima ih oko 80 i to

6-8 KAROTENA i

preko 70 KSANTOFILA, koji su žute, naranđaste ili crvenkaste

boje

FIKOBILINI ima 2, a boje su plave ili crvene.

Hlorofili

Hlorofili

Više biljke: hlorofil a i hlorofil b

Struktura hlorofila

Kod viših biljaka su zastupljeni hlorofil a i b

Hl a - C55H72O5N4Mg – molekulska masa 893

Hl b – C55H70O5N4Mg – molekulska masa 907

Po hemijskoj strukturi hlorofili su derivati

cikličnih tetrapirola koji grade porfirinski prsten i

srodni su sa drugim porfirinskim jedinjenjima,

kao što je hem. Hlorofili a i b su estri

dikarboksilne kiseline – hlorofilinske kiseline tj.

hlorofilina, gdje je vodonik u jednoj karboksilnoj

grupi zamjenjen ostatkom metilalkohola

CH3OH, a u drugoj ostatkom alkohola fitola

Razlike u apsorpciji između horofila a i

hlorofila b

Hl a 430 i 663 nm

Hl b 450 i 643 nm

Karotenoidi

-dijele se u dvije grupe: karotene, koji su po hemijskom sastavu ugljovodonici i

ksantofile, koji pored ugljenika i vodonika sadrže

kiseonik

-nalaze se u hloroplastima – učestvuju u fotosintezi i

u hromoplastima – daju žutu, narandžastu ili crvenu boju

raznim cvjetovima, plodovima i dr.

djelovima biljke

- rasprostranjenost karotenoida zavisi od mnogih bioloških osobina biljaka

kao i od njihovih organa

- u listovima viših biljaka nalaze se: i karoteni, lutein, zaeksantin,

violaksantin, neoksantin, dok se u bakterijama, gljivama i algama nalazi i

veliki br. drugih karotenoida

Izgrađeni su od izoprena. Osam izoprenskih jedinica .

C5H8

Mogu biti:• Aciklični• Monociklični• Biciklični

• Zbog mnogo konjugovanih veza oni su obojeni, a zbog dugog lanca rastvorljivi u mastima -Liphromi

Uloga karotenoida

• Štite hlorofil od prejake sunčeve insolacije

• Daju boju plodovima, listovima, cvjetovima,

• Potpomažu oprašivanje biljaka,

• Korišćenje u ishrani biljaka koje sadrže karoten značajno jer je on prekursor vitamina A

postoji više fikobilina: fikocijanini

– plavozelene boje kod

Cyanobacteria Fifikoeritrini –

crvene boje kod Rhodophyta

Energija kvanta u molekuli hlorofila