Fotosyntéza Úžasná sluneční elektrárna CO 2 By Michael Hagelberg Jiří Kubásek jirkak79@gmail.com http://bioenergy.asu.edu/
Osnova 1/ jak funguje fotosyntéza 2/ jak vzikla 3/ za co může na Zemi 4/ na čem se bádá
Fotosyntéza není jen jedna ale ano, tahle je na Zemi nejrozšířenější : 6 CO 2 + 12 H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 + 6 H 2 O
Život je hierarchický
List orgán fotosyntézy 5 mm (5000 mm)
Chloroplast - organela fotosyntézy Každý čtvereční milimetr plochy listu obsahuje ve svém mezofylu na 450 000 až 800 000 chloroplastů! (10 100 v každé buňce). 0,05 mm (50 mm) http://en.wikipedia.org/wiki/photosynthesis#/media/file:plagiomnium_affine_laminazellen.jpeg
Chloroplast pod drobnohledem 0,005 mm (5 mm) http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/26/chloroplast.svg/1280px- Chloroplast.svg.png
Ještě více zvětšeno 0,000 05 mm (0,05 mm; 50 nm) http://en.wikipedia.org/wiki/photosynthesis#/media/file:thylakoid_membrane_3.svg
http://www.jayhosler.com/jshblog/?m=201101
Jak vznikla fotosyntéza? http://www.pnas.org/content/95/25/14851/f4.large.jpg
Kdy vznikla fotosyntéza? http://www.chm.bris.ac.uk/motm/oec/backup/images/tline.gif
Velká kyslíková katastrofa http://en.wikipedia.org/wiki/great_oxygenation_event
Huronské zalednění http://en.wikipedia.org/wiki/huron_glacier#/media/file:huron.jpg
Za co může fotosyntéza DNES?
Fotosyntéza a klimatická změna Dnešní celosvětový výkon fotosyntézy odhadujeme v průměru na 130 terawattů. To je několikanásobek celkové energetické spotřeby lidstva. Fotosyntetické organismy takto každoročně přeměňuji 100 115 miliard tun (= Pg) uhlíku do biomasy svých těl.
Učinnost a výkony fotosyntézy Rostliny obvykle dokáží ve fotosyntéze využívat světlo s účinností 3 6%. Zbytek pohlceného světla je primárně disipován jako teplo a malá část (1-2%) znovuemitována jako fluorescence chlorofylu (na delší vlnové délce než mělo světlo pohlcené). Skutečná fotosyntetická účinnost rostlin velmi záleží na kvalitě i kvantitě světla, teplotě a koncentraci CO 2, ale také na tom, jak je zemský povrch pokryt listovím a může se měnit v rozsahu 0.1% to 8%. Komerční solární panely mají účinnost 6 20% and až 40% laboratorní. Ale zase vám sami nevyrostou!.
Energetická bilance listu
Fotosyntéza na Zemi http://en.wikipedia.org/wiki/photosynthesis
Fotosyntetizující zvířata Elysia chlorotica fotosyntetizující plž http://inhabitat.com/this-sea-slug-steals-genes-from-algae-so-it-can-photosynthesize-like-a-plant/ The Oriental hornet (Vespa orientalis) converts sunlight into electric power using a pigment called xanthopterin. This is the first evidence of a member of the animal kingdom engaging in photosynthesis. [53]
Vespa orientalis sršeň východní
Příkladová studie I. Živoucí kameny Haworthia springbokvlakensis světlo Lithops sp.
Haworthia springbokvlakensis okénko mezenchym chlorenchym
Mnohačetný vznik listových oken Piperaceae (pepřovníkovité) Urticaceae (kopřivovité) Asteraceae (hvězdnicovité) Liliaceae (liliovité) Mesembryantmemaceae (kosmatcovité) Jacobsen, H. 1976. A Handbook of succulent plants. Vol 1-3. Blandford press. Dorset; Rauh, W. 1971. Window-leaved succulents. Cact, Succ J. U.S.A. 46: 12-25.
Podobná světlovodná anatomie je nalézána i u některých lišejníků! Tato Evoluční analogie ještě více naznačuje, že za jistých podmínek půjde o výhodu...
> 300 mm ca. 150 mm světlovodná anatomie u lišejníků - obecné schéma
Labyrintha implexa
V reálu pohled zhora vertikální řez horizontální řez
Rozšíření
(Ne) Příbuznost lišejníků se světlovody Lecanoromycetes
Naše hypotézy 1/ Umožňuje sloupcová anatomie pomalejší vysychání (=větší úhrnný příjem CO 2 během dehydratace)? 2/ Mají lišejníky se sloupcovou anatomií vyšší fotosyntetickou kapacitu na jednotku plochy?
Metody 1/ Zobrazovací fluorescence chlorofylu a 2/ Měření plynové výměny (příjem CO 2 )
Gasometrie příjem CO 2
Najděte sedm rozdílů...
http://www.nature.com/news/hacked-photosynthesis-could-boost-crop-yields-1.15949 Příkladová studie II: Inženýring fotosyntézy Prostor pro aplikovaný výzkum či nepřípustné vměšování?
Děkuji za pozornost!