Photosynthesis. 6 H 2 O + 6 NADP + + 9 ADP + 9 P i + light 6 O 2 + 6 NADPH + 9 ATP 6 CO 2 + 6 H 2 O + light C 6 H 12 O 6 + 12 O 2. - презентация

1 Photosynthesis

2 6 H 2 O + 6 NADP ADP + 9 P i + light 6 O NADPH + 9 ATP 6 CO H 2 O + light C 6 H 12 O O 2

3 Two photosystems generate a proton gradient and NADPH in oxygenic photosynthesis

4 Oxidants and reductants in photosysnthetic electron transfer chain Oxidace vody Redukce NADP

5 Energie fotonu = h = h c/ Einstein (1905) h = Planckova konstanta x joule s -1 = kmitočet /frekvence (Hz) = vlnová délka (nm) c= rychlost světla Energie 1/vlnová délka 430 nm light 1 foton 3.0 eV 670 nm light 1 foton 1.7 eV 1 eV = energie potřebná k přenesení 1 e - rozdílem potenciálů 1V

6

7 Variabilita světlosběrných antén

8 Fotosyntetické pigmenty: Porfyriny – (bakterio)chlorofyly, feofytiny - fykobiliny Polyisopreny – karotenoidy (karoteny, xanthofyly)

9 Funkce fotosyntetických pigmentů Zachycení a přenos fotonů –(B)chlorofyly a,b,c,d,e, fykobiliny, xanthofyly Fotochemická přeměna energie – RC –Chlorofyl a, Bchl a, Bchl b Ochrana před triplety a nadměrnou excitací –Karoteny, xanthofyly Strukturní funkce –Karoteny, xanthofyly

10 Zachycení energie Přenos energie Využití energie

11 Prochlorophytes?

12

13 Chlorofyly Porfyrinová hlava: tetrapyrol + Mg Phytolový řetězec – ocásek ukotvení v membráně

14 Regulace syntézy tetrapyrolů Phycobilins

15 Absorbce světla Absorbce přesune e - do vyššího excitovaného stavu Pokud je nestabilní, energie se ztratí ve formě tepla (S 1 na S 2 ) S 1 může energii rezonančně předat (RET) nebo vyzářit jako f luorescenci S1S2S1S2

16 Karotenoidy Pomocné pigmenty, strukturní funkce a disipace energie Tetraterpeny (40 C) vytvořené z 8 isoprenových jednotek, délka 30 A Systém konjugovaných dvojných vazeb, symetrie, terminální alicyklické kruhy Xanthofyly + atomy kyslíku

17

18 Fykobiliny Lineární tetrapyroly, vznikají oxidačním otevřením tetrapyrolového kruhu ve vodě rozpustné Two classes of phycobilins: phycocyanin (left) and phycoerythrin (right).

19 Kovalentní thioetherová vazba mezi cysteinem a vinylovým řetězcem

20

21 Cyanobacterial phycobilisomes

22

23

24 Reverse genetics

25

26 špenátsinice

27 The Photosystem II complex - Thermosynechococcus elongatus

28

29 The Photosystem I complex A structure

30 Z - scheme of photosynthesis hv 2 H 2 O + 2 NADP hv -> O NADPH·H +

31 Electron transport Chloroplast

32 Evolution of photosynthesis

33

34 Monomeric Reaction Center Homodimeric Reaction Center Heterodimeric Reaction Center Evolutionary change Gene duplication Divergence

35 Bacteria Photosynthetic reaction centers are present in many phylogenetically distant organisms ?