Fotosyntéza Ekofyziologie. Ondřej Prášil Mikrobiologický ústav AVČR Laboratoř fotosyntézy v Třeboni

Podobné dokumenty
Vyjádření fotosyntézy základními rovnicemi

Fotosyntéza Světelné reakce. Ondřej Prášil Mikrobiologický ústav AVČR Laboratoř fotosyntézy v Třeboni

aneb Fluorescence chlorofylu jako indikátor stresu

Měření fluorescence chlorofylu hedery helix

Fotosyntéza. Ondřej Prášil

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

FYZIOLOGIE ROSTLIN VÝŽIVA ROSTLIN 1) AUTOTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN 2) HETEROTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

FOTOSYNTÉZA. soubor chemických reakcí,, probíhaj v rostlinách a sinicích. z CO2 a vody jediný zdroj kyslíku ku pro život na Zemi

FOTOSYNTÉZA. Princip, jednotlivé fáze

Měření množství dopadající energie světla. Fotoinhibice, fotopoškození a fotoprotekční mechanismy

VLIV SPEKTRÁLNÍHO SLOŽENÍ FOTOSYNTETICKY AKTIVNÍ RADIACE NA INDUKCI FOTOSYNTÉZY TERMOOPTICKÝ JEV

FOTOSYNTÉZA. CO 2 a vody. - soubor chemických reakcí. - probíhá v rostlinách a sinicích. - zachycení a využití světelné energie

Vodní režim rostlin. Regulace výměny plynů otevřeností. průduchů. Stomatální limitace rychlosti transpirace a rychlosti. Efektivita využití vody

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

Voda jako životní prostředí - světlo

Měření množství dopadající energie světla. Fotoinhibice, fotopoškození a fotoprotekční mechanismy. (osvětlenost ln.m -2 = lux) Ozářenost W.

Fluorescence chlorofylu

Vodní režim rostlin. Regulace výměny plynů otevřeností průduchů. fotosyntézy Efektivita využití vody Globální změna klimatu Antitranspiranty

Vylepšování fotosyntézy

Ekologie fotosyntézy

FOTOSYNTÉZA. Mgr. Alena Výborná Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou VY_32_INOVACE_01_1_07_BI1

7 Fluorescence chlorofylu in vivo

Autor: Katka Téma: fyziologie (fotosyntéza) Ročník: 1.

Fotosyntéza (2/34) = fotosyntetická asimilace

Fyziologie rostlin. 9. Fotosyntéza část 1. Primární fáze fotosyntézy. Alena Dostálová, Ph.D. Pedagogická fakulta ZČU, letní semestr 2013/2014

14. Fyziologie rostlin - fotosyntéza, respirace

ODŮVODNĚNÍ VEŘEJNÉ ZAKÁZKY

Každá molekula kyslíku kterou právě dýcháme vznikla někdy v nějaké rostlině. Každý atom uhlíku našeho těla byl kdysi včleněn fotosyntézou do nějaké

MB130P68 Globální změny a trvalá udržitelnost. ZS 2012/2013. Lubomír Nátr. Lubomír Nátr

Ing. Pavel Hrzina, Ph.D. - Laboratoř diagnostiky fotovoltaických systémů Katedra elektrotechnologie K13113

LÁTKOVÝ A ENERGETICKÝ METABOLISMUS

Fotosyntéza. Ondřej Prášil

1- Úvod do fotosyntézy

Dominantní FL ječmene jarního

Faktory počasí v ekologii - úvod

Stomatální vodivost a transpirace

12-Fotosyntéza FRVŠ 1647/2012

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Fotosyntéza světelná fáze. VY_32_INOVACE_Ch0214.

Otázky k předmětu Globální změna a lesní ekosystémy

Ztrátové faktory Grazing filtrační rychlost, filtrační rychlost společenstva.

ení k tvorbě energeticky bohatých organických sloučenin

EKOTECH Fluorescence chlorofylu in vivo 1

KALORIMETRIE V BIOLOGICKÝCH VĚDNV. ková,, Jaroslava Martinková

Ekosystém. tok energie toky prvků biogeochemické cykly

Fyziologie rostlin - maturitní otázka z biologie (3)

sekundy Femtosekundová spektroskopie, aneb

SLEDOVÁNÍ VZTAHU MEZI OBSAHEM ENZYMU RUBISCO A KONCENTRACÍ CO 2 V CHLOROPLASTU

Biosyntéza sacharidů 1

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

METABOLISMUS SACHARIDŮ

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

BIOLOGIE OCEÁNŮ A MOŘÍ

FOTOSYNTÉZA ZÁKLAD ŽIVOTA NA ZEMI

Stručný úvod do spektroskopie

fotometr / radiometr

ON-LINE KVANTIFIKACE SINIC V SUROVÉ VODĚ

Světlo jako elektromagnetické záření

5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku. 5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku

3) Role světla a fytochromů ve vývoji a růstu rostlin

Co je příčinou, proč je druh na daném místě nepřítomen?

Obnovitelné zdroje energie Otázky k samotestům

Spektrální chování objektů

B METABOLICKÉ PROCESY

DYNAMIKA PROMĚNLIVOSTI KONVERZNÍHO FAKTORU ZA TYPICKÝCH DNŮ

Co vás dnes čeká: Přednáška Fyziologie rostlin MB130P74. Katedra experimentální biologie rostlin, Z. Lhotáková

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Fotosyntéza

II. Rostlina a energie

Energie fotonů je předávána molekulám chlorofylu A, který se zachyceným fotonem excituje (uvolní se energeticky bohatý elektron).

molekulární struktura (vodíkové můstky, polarita) hustota viskozita teplo povrchové napětí adheze a koheze proudění

Rozmanitost podmínek života na Zemi Podnebné pásy

Systémy pro využití sluneční energie

Viditelné elektromagnetické záření

FYZIKA VE FYZIOLOGII ROSTLIN

Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje Mgr.

Měření šířky zakázaného pásu polovodičů

Faktory ovlivňující intenzitu záření. Spektrální chování objektů. Spektrální odrazivost. Spektrální chování. Spektrální chování objektů [ ]

Světlosběrné komplexy rostlin. Fotoinhibice, fotopoškození a fotoprotekční mechanismy. (+ světlosběrné komplexy) Rodina Lhc (light harvesting complex)

FOTOSYNTÉZA Správná odpověď:

Spektroskopické metody. převážně ve viditelné, ultrafialové a blízké infračervené oblasti

Vliv rostlin na povrchovou teplotu Země. ing. Pavel Oupický Oddělení optické diagnostiky Ústavu fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i.

Praktikum z experimentálních metod biofyziky a chemické fyziky I. Vypracoval: Jana Čurdová, Martin Kříž, Vít Marek. Dne: 2.3.

22. Čím je významná publikace SIlent spring

DPZ - Ib Interpretace snímků

Lehký topný olej. 0 t CO 2 /MWh výhřevnosti paliva. 1,17 t CO 2 /MWh elektřiny

Fotofyzikální děje během fotosyntetické přeměny zářivé energie na biochemicky využitelnou formu

SVĚTLO A LIDSKÁ PSYCHIKA

Elektromagnetické záření. lineárně polarizované záření. Cirkulárně polarizované záření

Možnosti ovlivňování světelných podmínek při pěstování rostlin v současných interiérech

- Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl. - fluorescence - fosforescence

Využití fluorescence chlorofylu ke sledování fyziologického stavu vegetace

A5M13VSO MĚŘENÍ INTENZITY A SPEKTRA SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ

VLIV SPEKTRÁLNÍHO SLOŽENÍ SVĚTLA NA ROSTLINY

Fotoelektronová spektroskopie Instrumentace. Katedra materiálů TU Liberec

Suchozemské (terestrické) ekosystémy C cyklus

EKOLOGIE LESA Primární produkce lesních ekosystémů funkce abiotických faktorů

1. Ekologie zabývající se studiem jednotlivých druhů se nazývá: a) synekologie b) autekologie c) demekologie

LuminiGrow 200R1 svítidlo je ideální pro vnitřní pěstování včetně řízkování, vegetace, růstové fáze a kvetoucí fáze. Odvod tepla

Základy spektroskopie a její využití v astronomii

Transkript:

Fotosyntéza Ekofyziologie Ondřej Prášil Mikrobiologický ústav AVČR Laboratoř fotosyntézy v Třeboni

Fyziologické a ekologické aspekty fotosyntézy vliv stresů a proměnného prostředí na fotosyntézu; mechanismy adaptace na stres světlo koncentrace CO 2 teplota vlhkost

Fyziologické a ekologické aspekty fotosyntézy vliv stresů a proměnného prostředí na fotosyntézu; mechanismy adaptace na stres světlo koncentrace CO 2 teplota vlhkost

Veličiny charakterizující světelné záření: Spektrální složení PAR: fotosynteticky aktivní záření, 400-700 nm Ozářenost ( irradiance ) množství světelné energie dopadající na jednotku plochy [W.m - 2 ] Množství fotonů (kvant) na jednotku plochy [mol.m -2.s -1 ]

Variabilita množství dopadající světelné energie sezónní dle zeměpisné šířky

Variabilita množství dopadající světelné energie denní

celková energie % viditelné (PAR)

Optické vlastnosti vody určují světelné spektrum

Absorbce světla v přirozených podmínkách čistá voda + huminové látky + částice Oceán Pobřežní vody Rašelinové jezírko

Absorbce světla v přirozených podmínkách => různá spektra světla Oceán Pobřežní vody Rašelinové jezírko

Seasonal variations Deciduous forests have seasonal changes in light penetration Understory plants utilize the seasonal maximum radiation May have spring/fall growing season Listnaté lesy sezónní změny v průchodu světla Podrost sezónní maxima intenzit ozářenosti (jaro/podzim)

Sunflecks 70-80% sluneční energie dopadající na zem v lese

Optické vlastnosti listu

Vliv koruny stromů na spektrální složení světla

Vliv světla na anatomii listů (fazole) Epidermis funguje jako optická čočka Palisády jako světlovodiče Rozptyl světla 4X delší dráha fotonu

Pohyb listů Krátkodobá adaptace Stínomilné druhy vykazují často rychlé pohyby listů Šťavel (Oxalis), který rostl při 4 mol fotonů m -2 s -1 byl vystaven 1590 mol fotonů m - 2 s -1 po dobu 20 min Listy se skloní k zemi Zachycení záření se sníží z >90% na <10% Pulvinus (hybný polštářek) řapíku listu, receptor modrého světla

Heliotropismus Diaheliotrofismus maximalizace příjmu světla Paraheliotrofismus minimalizace příjmu světla

Mnohé rostliny se dokáží přizpůsobit změnám podmínek = aklimace Adaptace partial shade sun shade

Změny světelných podmínek => změna biochemických a morfologických charakteristik = FOTOAKLIMACE Některé rostliny nejsou aklimace schopny, jsou ADAPTOVÁNY na určité světelné podmínky Stínomilné: chl/rc, chlb/chla partial shade Vysoká intenzita světla: Rubisco, fotoprotektivní pigmenty sun

Využití slunečního záření listem 1,3 kw. m -2

Závislost fotosyntézy na světle Fotosyntetická křivka Fotosyntéza - spotřeba CO 2 nebo vývoj O 2 Tma: respirace Kompenzační bod Oblast lineární závislosti fotosyntézy na světle, maximální kvantový výtěžek Limitace CO 2 : karboxylační kapacita Rubisca, metabol. trios, elektronový transport

Závislost kvantového výtěžku fixace CO 2 na teplotě Teoreticky max. ~ 0.125 C3 rostliny se zvyšující se teplotou klesá, vliv fotorespirace C4 rostliny obecně nižší (cena za zvýšení koncentrace CO 2 ), ale nezávislý na teplotě

Adaptace a fotosyntetické křivky Stínomilné rostliny nižší kompenzační bod (1 až 5 µmol m -2 s -1 ) Lebeda hrálovitá nižší maximální fotosyntéza nižší respirace Kopytník ocasatý

Fotoaklimace a fotosyntetické křivky Saturace fotosyntézy ~ růstová intenzita Maximální přirozená intenzita ozářenosti ~ 2000 µmol m -2 s -1 )

Fotosyntetické křivky celých stromů/rostlin

Co s nadbytečným zářením? Jak se fotosyntéza saturuje světlem, absorbuje se nadbytečné záření. Toto se musí disipovat (ztratit), většinou jako teplo.

Ochranné mechanismy proti fotoinhibici Vyhýbaní (krátkodobé) Vyhýbání (vývojové) Fotoprotekce disipace energie (xantofylový cyklus) Odstranění aktivních forem kyslíku

Ochranné mechanismy pohyb chloroplastů TMA Nízké světlo Vysoké světlo

Fotoprotektivní mechanismus Xantofylový cyklus Xantofyly se syntetizují z -karotenu Odstranění epoxy skupin zvyšuje počet konjugovaných vazeb (z 9 na 11) proces de-epoxidace (pomocí violaxanthin deepoxidase)

Denní dynamika fotoprotektivních mechanismů více xantofylů u rostlin na vysokém světle

Fotoinhibice poškození reakčního centra Fotosystému II

Fotoinhibice

Regulace fotosyntetického aparátu

Fotoinhibice nebo fotoprotekce?

Literatura Plant Physiology (L.Taiz, E.Zeiger), kapitola 9 www.planthys.net