1. ПРЕТВАРАЊЕ СВЕТЛОСНЕПРЕТВАРАЊЕ СВЕТЛОСНЕ
ЕНЕРГИЈЕ У ХЕМИЈСКУЕНЕРГИЈЕ У ХЕМИЈСКУ
ФотохемијскаФотохемијска ((светла) исветла) и
биохемијска (тамна) фазабиохемијска (тамна) фаза
фотосинтезефотосинтезе

2. задатак:задатак:
на основу датих података напишите хемијску реакцију фотосинтезена основу датих података напишите хемијску реакцију фотосинтезе
(формула глукозе:(формула глукозе: CC66HH1212OO66))
•основни биолошки "производни" процес који покреће сав живот
на Земљи
•догађа се у хлоропластима
•погонска енергија је светлосна енергија, односно енергија Сунца
•"сировине" које се троше су једноставне и свеприсутне: вода и
угљен диоксид.
•производ су сложена угљеникова једињења – угљенихидрати
(крајњи производ је глукоза).
•својеврстан нуспроизвод овог процеса је кисеоник без којега на
Земљи једноставно не би било живота у облику каквог га знамо.
ФОТОСИНТЕЗАФОТОСИНТЕЗА

3. 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2
Хемијска реакција која
представља
фотосинтезу:

5. ФОТОХЕМИЈСКА ИЛИ
СВЕТЛА ФАЗА
ФОТОСИНТЕЗЕ
Низ реакција које директно
зависе од светлости
Одвијају се на мембрани
тилакоида хлоропласта

6.  У светлој фази се дешавају
следећи процеси:
1. Апсорпција светлости
(фотосинтетички пигменти)
2. Претварање светлосне
енергије у хемијску (електрон-
транспортни ланац)
3. Ослобађање кисеоника
(фотолиза воде)

7. Продукти светле фазе су:
ATP,
редуковани NADPH+H+
и
кисеоник

8. БИОХЕМИЈСКА ИЛИ ТАМНА ФАЗАБИОХЕМИЈСКА ИЛИ ТАМНА ФАЗА
ФОТОСИНТЕЗЕФОТОСИНТЕЗЕ
 Низ реакција које могу да се одвијају у мраку.Низ реакција које могу да се одвијају у мраку.
Одвијају се у строми хлоропласта.Одвијају се у строми хлоропласта.
 У тамној фази се дешавају следећи процеси:У тамној фази се дешавају следећи процеси:
1.1. ФиксацијаФиксација COCO22
2.2. уграђивање неорганскогуграђивање неорганског CCу органска једињењау органска једињења
(Калвинов циклус) уз помоћ енергије добијене у(Калвинов циклус) уз помоћ енергије добијене у
светлој фазисветлој фази
 Продукти тамне фазе су:Продукти тамне фазе су:
 Примарни: еритроза, седохептулоза, пентозеПримарни: еритроза, седохептулоза, пентозе
 Секундарни: скроб, сахароза, липиди, органскеСекундарни: скроб, сахароза, липиди, органске
киселине, амино киселинекиселине, амино киселине

9. РЕАКЦИЈЕ СВЕТЛЕРЕАКЦИЈЕ СВЕТЛЕ
ФАЗЕ ФОТОСИНТЕЗЕФАЗЕ ФОТОСИНТЕЗЕ
•оксидоредукцијеоксидоредукције
фосфорилацијафосфорилација

10.  Почетна реакција у серијиПочетна реакција у серији
оксидо-редукција је апсорпцијаоксидо-редукција је апсорпција
светлости помоћусветлости помоћу антенаантена
системасистема названихназваних
ФОТОСИСТЕМФОТОСИСТЕМ I (PS I)I (PS I) ии
ФОТОСИСТЕМФОТОСИСТЕМ IIII (PS II)(PS II)
То су комплекси молекулаТо су комплекси молекула
хлорофила и помоћниххлорофила и помоћних
пигмената чији је задатак дапигмената чији је задатак да
прихвате фотонеприхвате фотоне

13. У оквиру оба фотосистемаУ оквиру оба фотосистема
налазе се посебни молекулиналазе се посебни молекули
хлорофила названихлорофила названи
РЕАКЦИОНИ ЦЕНТРИРЕАКЦИОНИ ЦЕНТРИ којикоји
апсорбују на специфичнимапсорбују на специфичним
таласним дужинама и то:таласним дужинама и то:
ФотосистемФотосистем II на 700на 700 nmnm
ФотосистемФотосистем IIII на 680на 680 nmnm

14. Молекули хлорофилаМолекули хлорофила
који приме енергијукоји приме енергију
фотона прелазе уфотона прелазе у
активирано стање иактивирано стање и
постају снажнипостају снажни
редуктантиредуктанти

15. ФОТОСИСТЕМФОТОСИСТЕМ I (PS I)I (PS I)
има задатак да редукујеима задатак да редукује
NADPNADP уу NADPHNADPH + H+ H++
 ФОТОСИСТЕМФОТОСИСТЕМ IIII (PS II)(PS II) има задатак даима задатак да
 вративрати PS IPS I у електронеутрално стање иу електронеутрално стање и
 оксидујеоксидује HH2200 у Оу О22 (сматра се да воду(сматра се да воду
оксидује коензим који садржи манган аоксидује коензим који садржи манган а
налази се у комплексуналази се у комплексу PSIIPSII))

16.  PSIPSI бива преведен у активно стањебива преведен у активно стање
примањем фотона и предаје својпримањем фотона и предаје свој
електрон преко низа преносилацаелектрон преко низа преносилаца
до коензимадо коензима NADPNADP
 Хлорофил тако остаје оксидован, аХлорофил тако остаје оксидован, а
NADPHNADPH + H+ H++
постаје редукованпостаје редукован

17.  PSIIPSII, такође побуђен апсорпцијом фотона,, такође побуђен апсорпцијом фотона,
свој електрон преко низа преносилаца,свој електрон преко низа преносилаца,
предајепредаје PSIPSI и враћа га у електро-неутралнои враћа га у електро-неутрално
стање (надокнађујуи му електрон)стање (надокнађујуи му електрон)
 PSIIPSII свој електрон надокнађује фотолизомсвој електрон надокнађује фотолизом
HH2200

18. NADPNADP++
+ H+ H++
++ 2e2e--
→→NADPHNADPH
HH220 →0 → 22HH++
+ ½ O+ ½ O22 ++ 2e2e--
NADPNADP++
++HH2200 →→ NADPHNADPH++
+ H+ H++
++ ½O½O22
 H20H20 бива оксидована убива оксидована у OO22,, NADPNADP
редукован уредукован у NADPHNADPH + H++ H+ у серијиу серији
оксидо-редукционих реакцијаоксидо-редукционих реакција
Бруто реакција фотосинтезеБруто реакција фотосинтезе

19. Вода је примарниВода је примарни
донордонор електрона, аелектрона, а
коензимкоензим NADPNADP крајњикрајњи
акцепторакцептор електрона уелектрона у
светлој фазисветлој фази
фотосинтезе.фотосинтезе.

20. ФОТОФОСФОРИЛАЦИЈАФОТОФОСФОРИЛАЦИЈА

21.  Са оксидо-редукцијама тесноСа оксидо-редукцијама тесно
је повезан процесје повезан процес
фотофосфорилацијефотофосфорилације ADP-a уADP-a у
ATPATP
ADP + Pi →ADP + Pi → ATPATP + H+ H22OO

22.  У току редукције коензимаУ току редукције коензима NADPNADP ии
PSIPSI електрони се премештају низелектрони се премештају низ
електрохемијски градијент прекоелектрохемијски градијент преко
серије преносилаца тзв. електрон-серије преносилаца тзв. електрон-
транспортног ланцатранспортног ланца
 Електрони се просторно преносеЕлектрони се просторно преносе
из унутрашњости тилакоида уиз унутрашњости тилакоида у
строму хлоропластастрому хлоропласта
 За сваки електрон који напустиЗа сваки електрон који напусти
тилакоид, један протонтилакоид, један протон HH++
се крозсе кроз
њу убацује у лумен тилакоидању убацује у лумен тилакоида

24.  Тако се ствара електро-Тако се ствара електро-
хемијски градијент протона тј.хемијски градијент протона тј.
разлика потенцијала измеђуразлика потенцијала између
унутрашњости тилакоида иунутрашњости тилакоида и
строме хлоропластастроме хлоропласта
 Протони теже да изађу изПротони теже да изађу из
тилакоида кроз мембрану потилакоида кроз мембрану по
закону дифузије (на основузакону дифузије (на основу
створеног хемијскогствореног хемијског
градијента)градијента)

25. У мембрани тилакоидаУ мембрани тилакоида
налази се посебан протеинналази се посебан протеин
–– протонска пумпапротонска пумпа којакоја
има и функцију синтезеима и функцију синтезе
ATP-aATP-a
То јеТо је јединоједино место кроз којеместо кроз које
је протонима омогућено даје протонима омогућено да
напусте тилакоиднапусте тилакоид

29. Енергија која се ослобађаЕнергија која се ослобађа
протоком протона низпротоком протона низ
електрохемијскиелектрохемијски
градијент користи се заградијент користи се за
реакцију фосфорилацијереакцију фосфорилације
ADP-aADP-a,, тј. везивањетј. везивање
неорганскогнеорганског PiPi заза ADPADP ии
синтезусинтезу ATP-aATP-a

31. ЗАКЉУЧАКЗАКЉУЧАК
У светлој, фотохемијскојУ светлој, фотохемијској
фази фотосинтезефази фотосинтезе
одигравају се следећиодигравају се следећи
догађаји:догађаји:

32. 1.1. Апсорпције светлостиАпсорпције светлости
помоћу антена системапомоћу антена система
(коплекси(коплекси
фотосинтетичкихфотосинтетичких
пигменатапигмената PSIPSI ии PSIIPSII) при) при
чему они постају снажничему они постају снажни
редуктантиредуктанти

33. 2.2.Серије оксидо-Серије оксидо-
редукција у којима јередукција у којима је
примарни донорпримарни донор
електрона вода, аелектрона вода, а
крајњи акцепторкрајњи акцептор
коензимкоензим NADPNADP

34. 3.3.Пренос електрона крозПренос електрона кроз
електрон-транспортниелектрон-транспортни
ланац чиме селанац чиме се
успоставља електро-успоставља електро-
хемијски градијент крозхемијски градијент кроз
мембрану тилакоидамембрану тилакоида

35. 4.4. Пумпање протона изПумпање протона из
тилакоида низ електро-тилакоида низ електро-
хемијски градијент ихемијски градијент и
коришћење те енергије закоришћење те енергије за
синтезусинтезу ATP-aATP-a (овај(овај
процес је у суштинипроцес је у суштини
фиксација Сунчевефиксација Сунчеве
енергије и њенаенергије и њена
конверзија у хемијску)конверзија у хемијску)

36. 5.5. Продукти светле фазеПродукти светле фазе
фотосинтезефотосинтезе NADPHNADPH + H+ H++
ии
ATPATP користе се каокористе се као
енергија у тамној,енергија у тамној,
биохемијској фазибиохемијској фази
фотосинтезе зафотосинтезе за
продукцију органскепродукцију органске
материјематерије

37. 6.6.Светла фазаСветла фаза
фотосинтезе је јединифотосинтезе је једини
извор кисеоника уизвор кисеоника у
природиприроди

38. svetlost
Ugljen
dioksid
voda
Ugljeni
hidrati
kiseonik