Aké látky sa používajú v procese fotosyntézy. Proces fotosyntézy v rastlinách
Fotosyntéza je proces syntézy organických látok z anorganických pomocou svetelnej energie. V drvivej väčšine prípadov fotosyntézu uskutočňujú rastliny pomocou bunkových organel ako napr chloroplasty s obsahom zeleného pigmentu chlorofyl.
Ak by rastliny neboli schopné syntetizovať organickú hmotu, potom by takmer všetky ostatné organizmy na Zemi nemali čo jesť, pretože zvieratá, huby a mnohé baktérie nedokážu syntetizovať organické látky z anorganických. Nasávajú len hotové, rozdeľujú ich na jednoduchšie, z ktorých opäť zostavujú zložité, ale už charakteristické pre ich telo.
To je prípad, ak o fotosyntéze a jej úlohe hovoríme veľmi stručne. Aby sme pochopili fotosyntézu, musíme si povedať viac: aké konkrétne anorganické látky sa používajú, ako prebieha syntéza?
Na fotosyntézu sú potrebné dve anorganické látky – oxid uhličitý (CO 2) a voda (H 2 O). Prvý je absorbovaný zo vzduchu nadzemnými časťami rastlín najmä cez prieduchy. Voda pochádza z pôdy, odkiaľ ju vodivý systém rastliny dodáva do fotosyntetických buniek. Fotosyntéza tiež vyžaduje energiu fotónov (hν), ale nemožno ich pripísať hmote.
Celkovo pri fotosyntéze vzniká organická hmota a kyslík (O2). Organickou hmotou sa najčastejšie rozumie glukóza (C6H12O6).
Organické zlúčeniny z väčšej časti pozostávajú z atómov uhlíka, vodíka a kyslíka. Nachádzajú sa v oxide uhličitom a vode. Počas fotosyntézy sa však uvoľňuje kyslík. Jeho atómy sa berú z vody.
Stručne a všeobecne, rovnica pre reakciu fotosyntézy sa zvyčajne píše takto:
6CO2 + 6H20 → C6H1206 + 602
Ale táto rovnica neodráža podstatu fotosyntézy a nerobí ju zrozumiteľnou. Pozri, hoci rovnica je vyvážená, celkový počet atómov vo voľnom kyslíku je 12. Ale povedali sme, že pochádzajú z vody a je ich len 6.
V skutočnosti prebieha fotosyntéza v dvoch fázach. Prvý sa volá svetlo, druhý - tmavé. Takéto názvy sú spôsobené tým, že svetlo je potrebné iba pre svetlú fázu, tmavá fáza je nezávislá od jeho prítomnosti, ale to neznamená, že sa vyskytuje v tme. Svetlá fáza sa vyskytuje na membránach tylakoidov chloroplastu a tmavá fáza sa vyskytuje v stróme chloroplastu.
Počas svetelnej fázy nedochádza k viazaniu CO 2 . Existuje len zachytávanie solárna energia chlorofylové komplexy, ukladajú ho do ATP, využívajúc energiu na redukciu NADP na NADP*H 2. Tok energie zo svetlom excitovaného chlorofylu zabezpečujú elektróny prenášané pozdĺž elektrónového transportného reťazca enzýmov zabudovaných do tylakoidných membrán.
Vodík pre NADP sa berie z vody, ktorá sa pod vplyvom slnečné svetlo rozkladá sa na atómy kyslíka, vodíkové protóny a elektróny. Tento proces sa nazýva fotolýza. Na fotosyntézu nie je potrebný kyslík z vody. Atómy kyslíka z dvoch molekúl vody sa spájajú a vytvárajú molekulárny kyslík. Reakčná rovnica pre svetelnú fázu fotosyntézy stručne vyzerá takto:
H2O + (ADP+P) + NADP → ATP + NADP*H2 + ½O2
K uvoľňovaniu kyslíka teda dochádza počas svetelnej fázy fotosyntézy. Počet molekúl ATP syntetizovaných z ADP a kyseliny fosforečnej na fotolýzu jednej molekuly vody môže byť rôzny: jedna alebo dve.
Takže ATP a NADP*H2 prichádzajú zo svetlej fázy do tmavej fázy. Tu sa energia prvého a redukčná sila druhého vynakladajú na viazanie oxidu uhličitého. Toto štádium fotosyntézy nemožno vysvetliť jednoducho a stručne, pretože neprebieha tak, že sa šesť molekúl CO 2 spojí s vodíkom uvoľneným z molekúl NADP*H 2 za vzniku glukózy:
6CO2 + 6NADP*H2 →C6H1206 + 6NADP
(reakcia nastáva s výdajom energie ATP, ktorá sa rozkladá na ADP a kyselinu fosforečnú).
Uvedená reakcia je len zjednodušením, aby bola ľahšie pochopiteľná. V skutočnosti sa molekuly oxidu uhličitého viažu po jednej a spájajú už pripravenú päťuhlíkovú organickú látku. Vzniká nestabilná šesťuhlíková organická látka, ktorá sa rozkladá na trojuhlíkové molekuly sacharidov. Niektoré z týchto molekúl sa používajú na resyntézu pôvodnej päťuhlíkovej látky na viazanie CO 2 . Táto resyntéza je zabezpečená Calvinov cyklus. Menšina uhľohydrátových molekúl obsahujúcich tri atómy uhlíka opúšťa cyklus. Z nich a iných látok sa syntetizujú všetky ostatné organické látky (sacharidy, tuky, bielkoviny).
To znamená, že z temnej fázy fotosyntézy vychádzajú trojuhlíkové cukry, nie glukóza.
Rastliny premieňajú slnečné svetlo na uloženú chemickú energiu v dvoch krokoch: najprv zachytia energiu zo slnečného žiarenia a potom ju použijú na fixáciu uhlíka na vytvorenie organických molekúl.
Zelené rastliny – nazývajú ich biológovia autotrofy- základ života na planéte. Takmer všetky potravinové reťazce začínajú rastlinami. Premieňajú energiu, ktorá na ne dopadá vo forme slnečného žiarenia, na energiu uloženú v sacharidoch ( cm. Biologické molekuly), z ktorých najdôležitejší je šesťuhlíkový cukor glukóza. Tento proces premeny energie sa nazýva fotosyntéza. Ostatné živé organizmy pristupujú k tejto energii požieraním rastlín. Vzniká tak potravinový reťazec, ktorý podporuje planetárny ekosystém.
Navyše vzduch, ktorý dýchame, je vďaka fotosyntéze nasýtený kyslíkom. Celková rovnica pre fotosyntézu vyzerá takto:
voda + oxid uhličitý + svetlo → sacharidy + kyslík
Rastliny absorbujú oxid uhličitý vznikajúci pri dýchaní a uvoľňujú kyslík, odpadový produkt rastlín ( cm. Glykolýza a dýchanie). Okrem toho hrá fotosyntéza Dôležitá rola v kolobehu uhlíka v prírode.
Zdá sa prekvapujúce, že napriek dôležitosti fotosyntézy ju vedci nezačali študovať tak dlho. Po Van Helmontovom experimente, uskutočnenom v 17. storočí, nastal útlm a až v roku 1905 anglický fyziológ rastlín Frederick Blackman (1866-1947) vykonal výskum a stanovil základné procesy fotosyntézy. Ukázal, že fotosyntéza začína pri slabom osvetlení, že rýchlosť fotosyntézy sa zvyšuje so zvyšujúcim sa svetelným tokom, ale od určitej úrovne ďalšie zvyšovanie osvetlenia už nevedie k zvýšeniu fotosyntetickej aktivity. Blackman ukázal, že zvýšenie teploty pri slabom osvetlení nemalo žiadny vplyv na rýchlosť fotosyntézy, ale že keď sa teplota a svetlo zvýšili súčasne, rýchlosť fotosyntézy sa zvýšila podstatne viac ako so samotným zvýšeným svetlom.
Z týchto experimentov Blackman dospel k záveru, že sa vyskytujú dva procesy: jeden bol vysoko závislý od úrovne svetla, ale nie od teploty, zatiaľ čo druhý bol silne ovplyvnený teplotou bez ohľadu na úroveň svetla. Tento poznatok tvoril základ moderné nápady o fotosyntéze. Tieto dva procesy sa niekedy nazývajú „svetlé“ a „tmavé“ reakcie, čo nie je úplne správne, pretože sa ukázalo, že aj keď sa reakcie „tmavej“ fázy vyskytujú v neprítomnosti svetla, vyžadujú si produkty „svetla“ fáza.
Fotosyntéza začína, keď fotóny vyžarované slnkom vstupujú do špeciálnych molekúl pigmentu nachádzajúcich sa v liste - molekúl chlorofyl. Chlorofyl sa nachádza v bunkách listov a v membránach bunkových organel chloroplasty(to sú tí, ktorí dávajú listu jeho zelenú farbu). Proces zachytávania energie pozostáva z dvoch etáp a uskutočňuje sa v oddelených zhlukoch molekúl – tieto zhluky sa zvyčajne nazývajú Fotosystém I A Fotosystém II. Čísla zhlukov odrážajú poradie, v akom boli tieto procesy objavené, a to je jedna zo zábavných vedeckých zvláštností, pretože v liste sa najskôr vyskytujú reakcie vo fotosystéme II a až potom vo fotosystéme I.
Keď sa fotón zrazí s 250-400 molekulami fotosystému II, energia sa prudko zvýši a prenesie sa do molekuly chlorofylu. V tomto bode dochádza k dvom chemickým reakciám: molekula chlorofylu stráca dva elektróny (ktoré sú prijaté inou molekulou, nazývanou akceptor elektrónov) a molekula vody sa rozdeľuje. Elektróny dvoch atómov vodíka, ktoré boli súčasťou molekuly vody, nahrádzajú dva elektróny stratené chlorofylom.
Potom sa vysokoenergetický („rýchly“) elektrón navzájom prenesie ako horúci zemiak molekulovými nosičmi zostavenými do reťazca. V tomto prípade časť energie ide na tvorbu molekuly adenozíntrifosfátu (ATP), jedného z hlavných nosičov energie v bunke ( cm. biologické molekuly). Medzitým mierne odlišná molekula chlorofylu Fotosystému I absorbuje energiu fotónu a daruje elektrón inej akceptorovej molekule. Tento elektrón je v chlorofyle nahradený elektrónom, ktorý dorazil pozdĺž reťazca nosičov z Fotosystému II. Energia elektrónu z fotosystému I a vodíkové ióny, ktoré sa predtým vytvorili počas štiepenia molekuly vody, sa využívajú na vytvorenie NADP-H, ďalšej nosnej molekuly.
V dôsledku procesu zachytávania svetla sa energia dvoch fotónov uloží do molekúl, ktoré bunka používa na uskutočňovanie reakcií, a vytvorí sa ďalšia molekula kyslíka. (Podotýkam, že v dôsledku iného, oveľa menej efektívneho procesu, na ktorom sa podieľa samotný Fotosystém I, vznikajú aj molekuly ATP.) Po pohltení a uskladnení slnečnej energie prichádza na rad tvorba sacharidov. Základný mechanizmus syntézy uhľohydrátov v rastlinách objavil Melvin Calvin, ktorý v štyridsiatych rokoch minulého storočia uskutočnil sériu experimentov, ktoré sa dnes stali klasickými. Calvin a jeho spolupracovníci pestovali riasy v prítomnosti oxidu uhličitého obsahujúceho rádioaktívny uhlík-14. Boli schopní stanoviť chemické reakcie tmavej fázy prerušením fotosyntézy v rôznych štádiách.
Cyklus premeny slnečnej energie na sacharidy - takzvaný Calvinov cyklus - je podobný Krebsovmu cyklu ( cm. Glykolýza a dýchanie: Pozostáva tiež zo série chemických reakcií, ktoré začínajú kombináciou prichádzajúcej molekuly s „pomocnou“ molekulou, po ktorej nasleduje iniciácia iných chemických reakcií. Tieto reakcie vedú k vzniku finálny produkt a zároveň reprodukujú „pomocnú“ molekulu a cyklus začína odznova. V Calvinovom cykle zohráva úlohu takejto „pomocnej“ molekuly päťuhlíkový cukor ribulóza difosfát (RDP). Calvinov cyklus začína molekulami oxidu uhličitého v kombinácii s RDP. V dôsledku energie slnečného žiarenia uloženej vo forme ATP a NADP-H dochádza najskôr k chemickým reakciám fixácie uhlíka za vzniku uhľohydrátov a potom k reakciám rekonštrukcie ribulózadifosfátu. Počas šiestich otáčok cyklu sa šesť atómov uhlíka začlení do molekúl prekurzorov glukózy a iných sacharidov. Tento cyklus chemických reakcií bude pokračovať tak dlho, kým bude dodávaná energia. Vďaka tomuto cyklu sa energia slnečného žiarenia stáva dostupnou pre živé organizmy.
Vo väčšine rastlín sa vyskytuje Calvinov cyklus opísaný vyššie, v ktorom sa oxid uhličitý, ktorý sa priamo zúčastňuje reakcií, viaže na ribulózadifosfát. Tieto rastliny sa nazývajú rastliny C3, pretože komplex oxid uhličitý-ribulózadifosfát je rozdelený na dve menšie molekuly, z ktorých každá pozostáva z troch atómov uhlíka. Niektoré rastliny (ako je kukurica a cukrová trstina a mnohé tropické trávy vrátane plazivej buriny) fungujú odlišne. Faktom je, že oxid uhličitý bežne preniká cez otvory v povrchu plechu, tzv stomata. O vysoké teploty prieduchy sa zatvoria, čím sa rastlina ochráni pred nadmernou stratou vlhkosti. V rastlinách C 3 sa pri uzavretí prieduchov zastaví aj prísun oxidu uhličitého, čo vedie k spomaleniu fotosyntézy a zmene fotosyntetických reakcií. V prípade kukurice sa oxid uhličitý naviaže na molekulu troch uhlíkov na povrchu listu, potom sa presunie do vnútra listu, kde sa oxid uhličitý uvoľní a začne sa Calvinov cyklus. Vďaka tomuto pomerne zložitému procesu prebieha fotosyntéza v kukurici aj vo veľmi horúcom a suchom počasí. Rastliny, v ktorých k tomuto procesu dochádza, nazývame C4 rastliny, pretože oxid uhličitý je na začiatku cyklu transportovaný ako štvoruhlíková molekula. C 3 rastliny sú väčšinou rastliny. mierne podnebie, a C 4 rastliny rastú hlavne v trópoch.
Van Nielova hypotéza
Proces fotosyntézy je opísaný nasledujúcou chemickou reakciou:
CO 2 + H 2 O + svetlo → uhľohydráty + O 2
Na začiatku 20. storočia sa verilo, že kyslík uvoľnený pri fotosyntéze vzniká v dôsledku rozkladu oxidu uhličitého. Tento názor vyvrátil v 30. rokoch 20. storočia Cornelis Bernardus Van Niel (1897-1986), vtedy postgraduálny študent Stanfordskej univerzity v Kalifornii. Študoval fialovú sírovú baktériu (na obrázku), ktorá na fotosyntézu vyžaduje sírovodík (H 2 S) a ako vedľajší produkt uvoľňuje atómovú síru. Pre takéto baktérie vyzerá rovnica fotosyntézy takto:
CO 2 + H 2 S + svetlo → sacharid + 2S.
Na základe podobnosti týchto dvoch procesov Van Niel navrhol, že pri bežnej fotosyntéze zdrojom kyslíka nie je oxid uhličitý, ale voda, pretože v sírnych baktériách, ktoré metabolizujú síru namiesto kyslíka, fotosyntéza vracia túto síru, ktorá je vedľajším produkt fotosyntetických reakcií. Moderné podrobné vysvetlenie fotosyntézy potvrdzuje túto domnienku: prvou fázou fotosyntetického procesu (vykonávaného vo fotosystéme II) je štiepenie molekuly vody.
Existujú tri typy plastidov:
- chloroplasty- zelená, funkcia - fotosyntéza
- chromoplasty- červené a žlté, sú rozpadnuté chloroplasty, môžu dať jasné farby okvetným lístkom a plodom.
- leukoplasty- bezfarebný, funkcia - sklad látok.
Štruktúra chloroplastov
Pokryté dvoma membránami. Vonkajšia membrána je hladká, vnútorná má výrastky dovnútra - tylakoidy. Stohy krátkych tylakoidov sa nazývajú zrná zväčšujú plochu vnútornej membrány, aby sa do nej zmestilo čo najviac fotosyntetických enzýmov.
Vnútorné prostredie chloroplastu sa nazýva stróma. Obsahuje kruhovú DNA a ribozómy, vďaka ktorým sú chloroplasty nezávisle súčasťou ich proteínov, a preto sa nazývajú poloautonómne organely. (Verí sa, že plastidy boli predtým voľné baktérie, ktoré boli absorbované veľkou bunkou, ale neboli strávené.)
Fotosyntéza (jednoduchá)
V zelených listoch na svetle
V chloroplastoch pomocou chlorofylu
Z oxidu uhličitého a vody
Syntetizuje sa glukóza a kyslík.
Fotosyntéza (stredná náročnosť)
1. Svetelná fáza.
Vyskytuje sa na svetle v grane chloroplastov. Vplyvom svetla dochádza k rozkladu (fotolýze) vody, pričom vzniká kyslík, ktorý sa uvoľňuje, ako aj atómy vodíka (NADP-H) a energia ATP, ktoré sa využívajú v ďalšom stupni.
2. Temná fáza.
Vyskytuje sa vo svetle aj v tme (svetlo nie je potrebné), v stróme chloroplastov. Z oxidu uhličitého získaného z životné prostredie a atómov vodíka získaných v predchádzajúcej fáze, glukóza sa syntetizuje vďaka energii ATP získanej v predchádzajúcej fáze.
Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Bunková organela obsahujúca molekulu DNA
1) ribozóm
2) chloroplast
3) bunkové centrum
4) Golgiho komplex
Odpoveď
Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Pri syntéze akej látky sa zúčastňujú atómy vodíka v temnej fáze fotosyntézy?
1) NADP-2H
2) glukóza
3) ATP
4) voda
Odpoveď
Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Ktorá bunková organela obsahuje DNA?
1) vakuola
2) ribozóm
3) chloroplast
4) lyzozóm
Odpoveď
Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. V bunkách prebieha primárna syntéza glukózy v
1) mitochondrie
2) endoplazmatické retikulum
3) Golgiho komplex
4) chloroplasty
Odpoveď
Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Molekuly kyslíka pri fotosyntéze vznikajú v dôsledku rozkladu molekúl
1) oxid uhličitý
2) glukóza
3) ATP
4) voda
Odpoveď
Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Proces fotosyntézy by sa mal považovať za jeden z dôležitých článkov uhlíkového cyklu v biosfére, pretože v jeho priebehu
1) rastliny absorbujú uhlík z neživej prírode naživo
2) rastliny uvoľňujú kyslík do atmosféry
3) organizmy pri dýchaní uvoľňujú oxid uhličitý
4) priemyselná výroba dopĺňa atmosféru oxidom uhličitým
Odpoveď
Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Sú nasledujúce tvrdenia o fotosyntéze správne? A) Vo fáze svetla sa energia svetla premieňa na energiu chemické väzby glukózy. B) Na tylakoidných membránach dochádza k reakciám tmavej fázy, do ktorých vstupujú molekuly oxidu uhličitého.
1) iba A je správne
2) iba B je správne
3) oba rozsudky sú správne
4) oba rozsudky sú nesprávne
Odpoveď
CHLOROPLAST
1. Všetky nasledujúce charakteristiky, okrem dvoch, možno použiť na opis štruktúry a funkcií chloroplastu. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadli“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) je dvojmembránová organela
2) má svoju uzavretú molekulu DNA
3) je poloautonómna organela
4) tvorí vreteno
5) naplnené bunkovou šťavou so sacharózou
Odpoveď
2. Vyberte tri znaky stavby a funkcie chloroplastov
1) vnútorné membrány tvoria cristae
2) v zrnách dochádza k mnohým reakciám
3) dochádza v nich k syntéze glukózy
4) sú miestom syntézy lipidov
5) pozostávajú z dvoch rôznych častíc
6) dvojmembránové organely
Odpoveď
3. Vyberte tri správne odpovede zo šiestich a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené. V chloroplastoch rastlinných buniek prebiehajú tieto procesy:
1) hydrolýza polysacharidov
2) rozklad kyseliny pyrohroznovej
3) fotolýza vody
4) štiepenie tukov na mastné kyseliny a glycerol
5) syntéza uhľohydrátov
6) Syntéza ATP
Odpoveď
CHLOROPLASTY OKREM
1. Nasledujúce výrazy, okrem dvoch, sa používajú na opis plastidov. Identifikujte dva výrazy, ktoré „vypadli“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené v tabuľke.
1) pigment
2) glykokalyx
3) grana
4) crista
5) tylakoid
Odpoveď
2. Všetky nasledujúce charakteristiky okrem dvoch možno použiť na opis chloroplastov. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadnú“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) dvojmembránové organely
2) využívať svetelnú energiu na vytváranie organických látok
3) vnútorné membrány tvoria cristae
4) syntéza glukózy prebieha na membránach cristae
5) východiskovými materiálmi pre syntézu sacharidov sú oxid uhličitý a voda
Odpoveď
STROMA - TYLAKOID
Vytvorte súlad medzi procesmi a ich lokalizáciou v chloroplastoch: 1) stróma, 2) tylakoid. Napíšte čísla 1 a 2 v poradí zodpovedajúcom písmenám.
A) použitie ATP
B) fotolýza vody
B) stimulácia chlorofylu
D) tvorba pentózy
D) prenos elektrónov pozdĺž enzýmového reťazca
Odpoveď
1. Znaky uvedené nižšie, okrem dvoch, sa používajú na opis štruktúry a funkcií zobrazenej bunkovej organely. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadnú“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte čísla, pod ktorými sú uvedené.
2) akumuluje molekuly ATP
3) zabezpečuje fotosyntézu
5) má čiastočnú autonómiu
Odpoveď
2. Všetky charakteristiky uvedené nižšie, okrem dvoch, možno použiť na opis bunkovej organely znázornenej na obrázku. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadli“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) jednomembránová organela
2) pozostáva z kristov a chromatínu
3) obsahuje kruhovú DNA
4) syntetizuje svoj vlastný proteín
5) schopné delenia
Odpoveď
Znaky uvedené nižšie, okrem dvoch, sa používajú na opis štruktúry a funkcií zobrazenej bunkovej organely. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadnú“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) rozkladá biopolyméry na monoméry
2) akumuluje molekuly ATP
3) zabezpečuje fotosyntézu
4) označuje dvojmembránové organely
5) má čiastočnú autonómiu
Odpoveď
SVETLO
1. Vyberte dve správne odpovede z piatich a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené. Počas svetelnej fázy fotosyntézy v bunke
1) kyslík vzniká v dôsledku rozkladu molekúl vody
2) sacharidy sa syntetizujú z oxidu uhličitého a vody
3) dochádza k polymerizácii molekúl glukózy za vzniku škrobu
4) Molekuly ATP sa syntetizujú
5) energia molekúl ATP sa vynakladá na syntézu uhľohydrátov
Odpoveď
2. Identifikujte tri správne tvrdenia zo všeobecného zoznamu a zapíšte čísla, pod ktorými sú uvedené v tabuľke. Počas svetelnej fázy prebieha fotosyntéza
1) fotolýza vody
4) vodíkové spojenie s transportérom NADP+
Odpoveď
SVETLO OKREM
1. Všetky nižšie uvedené znaky, okrem dvoch, možno použiť na určenie procesov svetelnej fázy fotosyntézy. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadli“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) fotolýza vody
2) redukcia oxidu uhličitého na glukózu
3) syntéza molekúl ATP pomocou energie slnečného žiarenia
4) tvorba molekulárneho kyslíka
5) využitie energie molekúl ATP na syntézu sacharidov
Odpoveď
2. Všetky nižšie uvedené charakteristiky, okrem dvoch, možno použiť na opis svetelnej fázy fotosyntézy. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadli“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) vzniká vedľajší produkt – kyslík
2) sa vyskytuje v stróme chloroplastu
3) viazanie oxidu uhličitého
4) Syntéza ATP
5) fotolýza vody
Odpoveď
3. Všetky charakteristiky uvedené nižšie, okrem dvoch, sa používajú na opis štádia fotosyntézy znázornenej na obrázku. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadnú“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte čísla, pod ktorými sú uvedené. V tomto štádiu
1) dochádza k syntéze glukózy
2) začína sa Calvinov cyklus
3) ATP sa syntetizuje
4) dochádza k fotolýze vody
5) vodík sa spája s NADP
Odpoveď
TMAVÝ
Vyberte tri možnosti. Temnú fázu fotosyntézy charakterizuje
1) výskyt procesov na vnútorných membránach chloroplastov
2) syntéza glukózy
3) fixácia oxidu uhličitého
4) priebeh procesov v stróme chloroplastov
5) prítomnosť fotolýzy vody
6) Tvorba ATP
Odpoveď
TMAVÉ OKREM
1. Nižšie uvedené pojmy, okrem dvoch, sa používajú na opis temnej fázy fotosyntézy. Identifikujte dva pojmy, ktoré „vypadnú“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
2) fotolýza
3) oxidácia NADP 2H
4) grana
5) stroma
Odpoveď
2. Všetky nižšie uvedené charakteristiky, okrem dvoch, sa používajú na opis temnej fázy fotosyntézy. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadli“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené.
1) tvorba kyslíka
2) fixácia oxidu uhličitého
3) využitie energie ATP
4) syntéza glukózy
5) stimulácia chlorofylu
Odpoveď
SVETLÝ TMAVÝ
1. Vytvorte súlad medzi procesom fotosyntézy a fázou, v ktorej prebieha: 1) svetlo, 2) tma. Napíšte čísla 1 a 2 v správnom poradí.
A) tvorba molekúl NADP-2H
B) uvoľňovanie kyslíka
B) syntéza monosacharidov
D) syntéza molekúl ATP
D) pridanie oxidu uhličitého k sacharidu
Odpoveď
2. Vytvorte súlad medzi charakteristikou a fázou fotosyntézy: 1) svetlo, 2) tma. Napíšte čísla 1 a 2 v správnom poradí.
A) fotolýza vody
B) fixácia oxidu uhličitého
B) štiepenie molekúl ATP
D) excitácia chlorofylu svetelnými kvantami
D) syntéza glukózy
Odpoveď
3. Vytvorte súlad medzi procesom fotosyntézy a fázou, v ktorej prebieha: 1) svetlo, 2) tma. Napíšte čísla 1 a 2 v správnom poradí.
A) tvorba molekúl NADP*2H
B) uvoľňovanie kyslíka
B) syntéza glukózy
D) syntéza molekúl ATP
D) redukcia oxidu uhličitého
Odpoveď
4. Vytvorte súlad medzi procesmi a fázou fotosyntézy: 1) svetlo, 2) tma. Napíšte čísla 1 a 2 v poradí zodpovedajúcom písmenám.
A) polymerizácia glukózy
B) viazanie oxidu uhličitého
B) Syntéza ATP
D) fotolýza vody
D) tvorba atómov vodíka
E) syntéza glukózy
Odpoveď
5. Vytvorte súlad medzi fázami fotosyntézy a ich charakteristikami: 1) svetlo, 2) tma. Napíšte čísla 1 a 2 v poradí zodpovedajúcom písmenám.
A) dochádza k fotolýze vody
B) Tvorí sa ATP
B) kyslík sa uvoľňuje do atmosféry
D) pokračuje s výdajom energie ATP
D) reakcie môžu prebiehať vo svetle aj v tme
Odpoveď
6 So. Vytvorte súlad medzi fázami fotosyntézy a ich charakteristikami: 1) svetlo, 2) tma. Napíšte čísla 1 a 2 v poradí zodpovedajúcom písmenám.
A) obnovenie NADP+
B) transport vodíkových iónov cez membránu
B) sa vyskytuje v grane chloroplastov
D) syntetizujú sa molekuly sacharidov
D) elektróny chlorofylu sa presúvajú na vyššiu energetickú hladinu
E) Spotrebuje sa energia ATP
Odpoveď
FORMOVANIE 7:
A) pohyb excitovaných elektrónov
B) konverzia NADP-2R na NADP+
B) oxidácia NADPH
D) vzniká molekulárny kyslík
D) procesy prebiehajú v stróme chloroplastu
NÁSLEDOK
1. Stanovte správnu postupnosť procesov prebiehajúcich počas fotosyntézy. Zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené v tabuľke.
1) Použitie oxidu uhličitého
2) Tvorba kyslíka
3) Syntéza sacharidov
4) Syntéza molekúl ATP
5) Excitácia chlorofylu
Odpoveď
2. Stanovte správnu postupnosť procesov fotosyntézy.
1) premena slnečnej energie na energiu ATP
2) tvorba excitovaných elektrónov chlorofylu
3) fixácia oxidu uhličitého
4) tvorba škrobu
5) premena energie ATP na energiu glukózy
Odpoveď
3. Stanovte postupnosť procesov prebiehajúcich počas fotosyntézy. Zapíšte si zodpovedajúcu postupnosť čísel.
1) fixácia oxidu uhličitého
2) Rozklad ATP a uvoľňovanie energie
3) syntéza glukózy
4) syntéza molekúl ATP
5) stimulácia chlorofylu
Odpoveď
FOTOSYNTÉZA
Vyberte bunkové organely a ich štruktúry zapojené do procesu fotosyntézy.
1) lyzozómy
2) chloroplasty
3) tylakoidy
4) zrná
5) vakuoly
6) ribozómy
Odpoveď
FOTOSYNTÉZA OKREM
Všetky nasledujúce charakteristiky okrem dvoch možno použiť na opis procesu fotosyntézy. Identifikujte dve charakteristiky, ktoré „vypadli“ zo všeobecného zoznamu, a zapíšte si čísla, pod ktorými sú uvedené vo vašej odpovedi.
1) Na uskutočnenie procesu sa používa svetelná energia.
2) Proces prebieha v prítomnosti enzýmov.
3) Ústrednú úlohu v tomto procese má molekula chlorofylu.
4) Proces je sprevádzaný rozpadom molekuly glukózy.
5) Proces nemôže nastať v prokaryotických bunkách.
Odpoveď
Analyzujte tabuľku. Vyplňte prázdne bunky tabuľky pomocou pojmov a výrazov uvedených v zozname. Pre každú bunku s písmenami vyberte príslušný výraz z poskytnutého zoznamu.
1) tylakoidné membrány
2) fáza svetla
3) fixácia anorganického uhlíka
4) fotosyntéza vody
5) tmavá fáza
6) bunková cytoplazma
Odpoveď
Analyzujte tabuľku „Reakcie fotosyntézy“. Pre každé písmeno vyberte zodpovedajúci výraz z poskytnutého zoznamu.
1) oxidačná fosforylácia
2) oxidácia NADP-2H
3) tylakoidné membrány
4) glykolýza
5) pridanie oxidu uhličitého k pentóze
6) tvorba kyslíka
7) tvorba ribulózadifosfátu a glukózy
8) syntéza 38 ATP
Odpoveď
Do textu „Syntéza organických látok v rastline“ vložte chýbajúce pojmy z navrhovaného zoznamu pomocou číselných zápisov. Zapíšte si vybrané čísla v poradí zodpovedajúcom písmenám. Rastliny ukladajú energiu potrebnú pre svoju existenciu vo forme organických látok. Tieto látky sa syntetizujú počas __________ (A). Tento proces sa vyskytuje v bunkách listov v __________ (B) - špeciálnych plastidoch Zelená farba. Obsahujú špeciálnu zelenú látku – __________ (B). Predpokladom pre tvorbu organických látok okrem vody a oxidu uhličitého je __________ (D).
Zoznam termínov:
1) dýchanie
2) odparovanie
3) leukoplast
4) jedlo
5) svetlo
6) fotosyntéza
7) chloroplast
8) chlorofyl
Odpoveď
Vytvorte súlad medzi fázami procesu a procesmi: 1) fotosyntéza, 2) biosyntéza proteínov. Napíšte čísla 1 a 2 v správnom poradí.
A) uvoľnenie voľného kyslíka
B) tvorba peptidových väzieb medzi aminokyselinami
B) syntéza mRNA na DNA
D) proces prekladu
D) obnovenie sacharidov
E) konverzia NADP+ na NADP 2H
Odpoveď
© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019
Fotosyntéza je proces tvorby organických látok v zelených rastlinách. Fotosyntéza vytvorila celú masu rastlín na Zemi a nasýtila atmosféru kyslíkom.
Ako sa rastlina živí?
Predtým si ľudia boli istí, že rastliny si všetky látky pre svoju výživu berú z pôdy. Jedna skúsenosť však ukázala, že to tak nie je.
V kvetináči s pôdou bol zasadený strom. Zároveň sa merala hmotnosť zeme aj stromu. Keď o niekoľko rokov neskôr obe znovu zvážili, ukázalo sa, že hmotnosť zeme sa zmenšila len o niekoľko gramov a hmotnosť rastliny sa zvýšila o mnoho kilogramov.
Do pôdy sa pridávala iba voda. Odkiaľ sa vzali tieto kilogramy rastlinnej hmoty?
Zo vzduchu. Všetka organická hmota v rastlinách je vytvorená z atmosférického oxidu uhličitého a pôdnej vody.
TOP 2 článkyktorí spolu s týmto čítajú
Energia
Zvieratá a ľudia jedia rastliny, aby získali energiu pre život. Táto energia je obsiahnutá v chemických väzbách organických látok. Odkiaľ je?
Je známe, že rastlina nemôže normálne rásť bez svetla. Svetlo je energia, pomocou ktorej rastlina buduje organické látky svojho tela.
Nezáleží na tom, aký druh svetla je, solárne alebo elektrické. Každý lúč svetla nesie energiu, ktorá sa stáva energiou chemických väzieb a podobne ako lepidlo drží atómy vo veľkých molekulách organických látok.
Kde prebieha fotosyntéza?
Fotosyntéza prebieha len v zelených častiach rastlín, presnejšie povedané, v špeciálnych orgánoch rastlinných buniek – chloroplastoch.
Ryža. 1. Chloroplasty pod mikroskopom.
Chloroplasty sú typom plastidov. Vždy sú zelené, pretože obsahujú zelenú látku – chlorofyl.
Chloroplast je od zvyšku bunky oddelený membránou a má vzhľad zrna. Vnútro chloroplastu sa nazýva stróma. Tu sa začínajú procesy fotosyntézy.
Ryža. 2. Vnútorná štruktúra chloroplast.
Chloroplasty sú ako továreň, ktorá prijíma suroviny:
- oxid uhličitý (vzorec – CO₂);
- voda (H20).
Voda pochádza z koreňov a oxid uhličitý prichádza z atmosféry cez špeciálne otvory v listoch. Svetlo je energia pre prevádzku továrne a výsledné organické látky sú produkty.
Najprv sa vyrobia sacharidy (glukóza), následne sa z nich vytvorí množstvo látok rôznych vôní a chutí, ktoré zvieratá a ľudia tak milujú.
Z chloroplastov sú výsledné látky transportované do rôznych orgánov rastliny, kde sa skladujú alebo využívajú.
Reakcia fotosyntézy
IN všeobecný pohľad Rovnica fotosyntézy vyzerá takto:
CO₂ + H₂O = organická hmota + O₂ (kyslík)
Zelené rastliny patria do skupiny autotrofov (v preklade „kŕmim sa“) – organizmy, ktoré na získavanie energie nepotrebujú iné organizmy.
Hlavnou funkciou fotosyntézy je tvorba organických látok, z ktorých je postavené telo rastliny.
Uvoľňovanie kyslíka - vedľajším účinkom proces.
Význam fotosyntézy
Úloha fotosyntézy v prírode je mimoriadne veľká. Vďaka nemu celý zeleninový svet planét.
Ryža. 3. Fotosyntéza.
Vďaka fotosyntéze rastliny:
- sú zdrojom kyslíka pre atmosféru;
- premieňať slnečnú energiu na formu dostupnú zvieratám a ľuďom.
Život na Zemi sa stal možným vďaka akumulácii dostatočné množstvo kyslíka v atmosfére. Ani človek, ani zvieratá nemohli žiť v tých vzdialených časoch, keď tam nebol, alebo ho bolo málo.
Aká veda skúma proces fotosyntézy?
Fotosyntéza sa študuje v rôznych vedách, ale predovšetkým v botanike a fyziológii rastlín.
Botanika je veda o rastlinách, a preto ju študuje ako dôležitý životný proces rastlín.
Fyziológia rastlín študuje fotosyntézu najpodrobnejšie. Fyziológovia zistili, že tento proces je zložitý a má fázy:
- svetlo;
- tmavé
To znamená, že fotosyntéza začína vo svetle, ale končí v tme.
Čo sme sa naučili?
Po štúdiu táto téma v biológii 5. ročníka možno fotosyntézu stručne a zrozumiteľne vysvetliť ako proces tvorby organických látok z anorganických látok (CO₂ a H₂O) v rastlinách. Jeho vlastnosti: prebieha v zelených plastidoch (chloroplastoch), je sprevádzaný uvoľňovaním kyslíka a prebieha pod vplyvom svetla.
Test na danú tému
Vyhodnotenie správy
Priemerné hodnotenie: 4.5. Celkový počet získaných hodnotení: 793.
Ako sa energia slnečného svetla premieňa vo svetlej a tmavej fáze fotosyntézy na energiu chemických väzieb glukózy? Vysvetli svoju odpoveď.
Odpoveď
Vo svetelnej fáze fotosyntézy sa energia slnečného žiarenia premení na energiu excitovaných elektrónov a následne sa energia excitovaných elektrónov premení na energiu ATP a NADP-H2. V temnej fáze fotosyntézy sa energia ATP a NADP-H2 premieňa na energiu chemických väzieb glukózy.
Čo sa deje počas svetelnej fázy fotosyntézy?
Odpoveď
Elektróny chlorofylu, excitované svetelnou energiou, putujú pozdĺž elektrónových transportných reťazcov, ich energia je uložená v ATP a NADP-H2. Nastáva fotolýza vody a uvoľňuje sa kyslík.
Aké hlavné procesy prebiehajú počas temnej fázy fotosyntézy?
Odpoveď
Z oxidu uhličitého získaného z atmosféry a vodíka získaného v ľahkej fáze vzniká glukóza vďaka energii ATP získanej v ľahkej fáze.
Aká je funkcia chlorofylu v rastlinnej bunke?
Odpoveď
Chlorofyl sa podieľa na procese fotosyntézy: vo fáze svetla chlorofyl absorbuje svetlo, elektrón chlorofylu prijíma svetelnú energiu, odlomí sa a ide pozdĺž elektrónového transportného reťazca.
Akú úlohu zohrávajú elektróny molekúl chlorofylu pri fotosyntéze?
Odpoveď
Elektróny chlorofylu, excitované slnečným svetlom, prechádzajú cez elektrónové transportné reťazce a odovzdávajú svoju energiu tvorbe ATP a NADP-H2.
V akom štádiu fotosyntézy vzniká voľný kyslík?
Odpoveď
Vo fáze svetla, pri fotolýze vody.
Počas ktorej fázy fotosyntézy prebieha syntéza ATP?
Odpoveď
Predsvetelná fáza.
Ktorá látka slúži ako zdroj kyslíka pri fotosyntéze?
Odpoveď
Voda (pri fotolýze vody sa uvoľňuje kyslík).
Rýchlosť fotosyntézy závisí od limitujúcich faktorov vrátane svetla, koncentrácie oxidu uhličitého a teploty. Prečo sú tieto faktory limitujúce pre reakcie fotosyntézy?
Odpoveď
Svetlo je potrebné na excitáciu chlorofylu, dodáva energiu pre proces fotosyntézy. Oxid uhličitý je nevyhnutný v tmavej fáze fotosyntézy, z neho sa syntetizuje glukóza. Zmeny teploty vedú k denaturácii enzýmov a fotosyntetické reakcie sa spomaľujú.
Pri akých metabolických reakciách v rastlinách je oxid uhličitý východiskovým materiálom pre syntézu sacharidov?
Odpoveď
Pri reakciách fotosyntézy.
Proces fotosyntézy sa intenzívne vyskytuje v listoch rastlín. Vyskytuje sa v zrelom a nezrelom ovocí? Vysvetli svoju odpoveď.
Odpoveď
Fotosyntéza prebieha v zelených častiach rastlín na svetle. V šupke zelených plodov teda prebieha fotosyntéza. Fotosyntéza neprebieha vo vnútri plodov ani v šupke zrelých (nie zelených) plodov.