Redukcja węgla w cyklu Calvina, Notatki z Biologia

Pobierz Redukcja węgla w cyklu Calvina i więcej Notatki w PDF z Biologia tylko na Docsity! Redukcja węgla w cyklu Calvina Wprowadzenie Przeczytaj Film samouczek Sprawdź się Dla nauczyciela Cykl Calvina jest inną nazwą na procesy określane jako faza ciemna fotosyntezy. Nazwa ta jednak nie powinna sugerować, że faza ciemna zachodzi w ciemności, ale wskazywać na to, że nie jest bezpośrednio zależna od światła. Oznacza to, że przy odcięciu dopływu światła nie ulega ona gwałtownemu zahamowaniu. Przeciwnie –procesy ustaną dopiero, gdy zabraknie cząsteczek związków stanowiących tzw. siłę asymilacyjną, które powstają podczas fazy jasnej fotosyntezy. Twoje cele Przeanalizujesz oraz zinterpretujesz schemat przebiegu fazy ciemnej fotosyntezy. Wyróżnisz substraty i produkty cyklu Calvina. Wykażesz rolę składników siły asymilacyjnej w cyklu Calvina. Związki będące produktami fazy ciemnej fotosyntezy zostały szczegółowo poznane dzięki badaniom Melvina Calvina i Andrew Bensona, za co w 1961 roku Calvin otrzymał nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Źródło: pixabay.com, licencja: CC 0. Redukcja węgla w cyklu Calvina Myśląc o produktach fotosyntezy, zazwyczaj przyjmuje się, że są to cząsteczki glukozy. W praktyce – nie tylko. Przeanalizujmy, ile rund cyklu Calvina musi zajść, żeby wytworzyć jedną cząsteczkę glukozy netto. Do asymilacji jednej cząsteczki dwutlenku węgla (C ) potrzeba trzech cząsteczek ATP (włączając reakcje regeneracji) i dwóch cząsteczek NADPH+H . Jedna cząsteczka glukozy zawiera sześć atomów węgla (C ), więc bilans jej wytworzenia przedstawia się następująco: 6 C + 18 ATP + 12 NADPH+H → C6 + 18 ADP + 18 P + 12 NADP Bilans ten świadczy o wysoce endoergicznym charakterze fotosyntezy. Ciekawostka Pełna nazwa enzymu RuBisCO to karboksylaza/oksygenaza rybulozo‐1,5‐bisfosforanu. Oznacza to, że katalizuje on również reakcję włączania tlenu do cząsteczki rybulozo‐1,5‐bisfosforanu, co zapoczątkowuje konkurencyjny dla fotosyntezy proces fotooddychania u roślin. Słownik faza ciemna fotosyntezy faza fotosyntezy niezależna bezpośrednio od światła; asymilacja CO i powstanie związków organicznych – przemiana substancji faza jasna fotosyntezy faza fotosyntezy bezpośrednio zależna od światła, umożliwiająca wytworzenie siły asymilacyjnej (ATP, NADPH+H ), wykorzystywanej w dalszych etapach fotosyntezy fotooddychanie fotorespiracja – proces zachodzący w obecności światła, polegający na pobieraniu tlenu (O ) i wydzielaniu dwutlenku węgla (CO ) przez komórki fotosyntetyzujących roślin fotosynteza (gr. fos – światło; synthesis – łączenie) proces przetwarzania przez organizmy samożywne (autotrofy) energii świetlnej w energię chemiczną 1 + 6 1 + i + 2 + 2 2 PGA kwas 3‐fosfoglicerynowy/3‐fosfoglicerynian – kwas organiczny; związek chemiczny z grupy fosforanów biorący udział w glikolizie i cyklu Calvina PGAL aldehyd 3‐fosfoglicerynowy – ufosforylowana trioza; ester kwasu fosforowego będący pośrednim produktem w glikolizie i pierwotnym produktem fotosyntezy, z którego syntetyzowane są inne związki organiczne RuBisCO (ang. ribulose bisphosphate carboxylase‐oxygenase) karboksylaza/oksygenaza rybulozo‐1,5‐bisfosforanu, karboksydysmutaza; enzym występujący w komórkach roślin, glonów, sinic oraz innych bakterii fotosyntetyzujących i chemosyntetyzujących katalizujący reakcję przyłączenia cząsteczki dwutlenku węgla do rybulozo‐1,5‐bisfosforanu (RuBP) podczas cyklu Calvina; bierze również udział w reakcji fotooddychania Film samouczek Polecenie 1 Zapoznaj się z treścią zadania. Swoją odpowiedź zapisz w formularzu. Następnie obejrzyj film i sprawdź, czy Twoje wyjaśnienie jest prawidłowe. Na uproszczonym schemacie przedstawiono przebieg fotosyntezy. Fazę jasną (zależną od światła) i fazę ciemną (niezależną od światła – cykl Calvina) oddzielono przerywaną linią. Przebieg fotosyntezy. Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Podaj nazwę związku oznaczonego na schemacie literą X oraz określ jego rolę w fazie niezależnej od światła. Film dostępny na portalu epodreczniki.pl Redukcja węgla w cyklu Calvina. Źródło: dr Inga Wójtowicz, reż. Englishsquare.pl Sp. z o.o, licencja: CC BY-SA 3.0. Film nawiązujący do treści materiału Ćwiczenie 4 Schemat cyklu Calvina. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Na schemacie poniżej wpisz prawidłowe nazwy związków X, Y i Z biorących udział w cyklu Calvina oraz podaj ich rolę w tym procesie. PGAL/aldehyd-3-fosfoglicerynowy, jest akceptorem CO , jest pierwszym trwałym produktem karboksylacji, RuBP/rybulozo-1,5-bisfosforan, PGA/kwas-3-fosfoglicerynowy, jest pierwotnym produktem fotosyntezy X - .............................................................................................. rola: .............................................................................................. Y - .............................................................................................. rola: .............................................................................................. Z - .............................................................................................. rola: .............................................................................................. 2 Poniższy tekst oraz wykres dotyczą zadań 7, 8 i 9. Jednym z pionierów badań nad fotosyntezą był James Bassham. Wyniki jego eksperymentu przedstawiono na wykresie poniżej. Ilość rybulozo‐1,5‐bisfosforanu (RuBP) oraz kwasu 3‐fosfoglicerynowego (PGA) mierzono w hodowli glonu Scenedesmus z gromady zielenic. Początkowo glon był trzymany na świetle, a następnie w ciemności w 1% stężeniu CO , umożliwiającym efektywne zachodzenie fotosyntezy. Ćwiczenie 5 Oceń, czy poniższe stwierdzenia określające fazę fotosyntezy niezależną od światła są prawdziwe. Zaznacz „P”, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo „F”, jeśli jest fałszywe. P F W cyklu Calvina zostają zużyte produkty fazy ciemnej fotosyntezy, ATP i NADH, określane jako siła asymilacyjna. □ □ Pierwotnym produktem fotosyntezy jest cukier glukoza. □ □ Cykl Calvina zachodzi w stromie chloroplastów. □ □ Ćwiczenie 6 Określ do jakiego procesu jest wykorzystywana siła redukcyjna wytwarzana w fazie jasnej fotosyntezy. 2 醙 醙 Wykres przedstawiający zmiany ilości składników (PGA oraz RuBP) w glonach Scenedesmus w czasie [min]. Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., Hall and Rao (1994) Photosynthesis. 5th edion, Cambridge Univ Press, Fig 6.6., licencja: CC BY- SA 3.0. Ćwiczenie 7 Sformułuj problem badawczy przedstawionego doświadczenia. Ćwiczenie 8 Na podstawie przedstawionych wyników doświadczenia wyjaśnij, co jest przyczyną zmian w ilości PGA oraz RuBP obserwowanych po drugiej minucie trwania doświadczenia. W odpowiedzi uwzględnij zależność między jasną i ciemną fazą fotosyntezy. Ćwiczenie 9 Określ, jak na przebieg przedstawionego doświadczenia wpłynie pozbawienie glonu dostępu do dwutlenku węgla zamiast pozbawienia go dostępu do światła. Wyjaśnij, co jest przyczyną zaobserwowanych zmian. 難 難 難