Fotosentez nasıl gerçekleşir. Fotosentez

Bitkilerde (esas olarak yapraklarında) fotosentez ışıkta gerçekleşir. Bu, organik madde glikozun (bir tür şeker) karbondioksit ve sudan oluştuğu bir işlemdir. Ayrıca hücrelerdeki glikoz, daha karmaşık bir madde olan nişastaya dönüştürülür. Hem glikoz hem de nişasta karbonhidratlardır.

Fotosentez sürecinde sadece organik madde üretilmez, aynı zamanda yan ürün olarak oksijen de salınır.

Karbondioksit ve su inorganik maddelerken, glikoz ve nişasta organiktir. Bu nedenle fotosentezin ışıktaki inorganik maddelerden organik maddeler oluşturma işlemi olduğu sıklıkla söylenir. Sadece bitkiler, bazı tek hücreli ökaryotlar ve bazı bakteriler fotosentez yapabilir. Hayvanların ve mantarların hücrelerinde böyle bir işlem yoktur, bu nedenle çevreden organik maddeleri emmek zorunda kalırlar. Bu bakımdan bitkilere ototrof, hayvanlara ve mantarlara heterotrof denir.

Bitkilerde fotosentez işlemi, yeşil pigment klorofil içeren kloroplastlarda gerçekleşir.

Yani, fotosentezin gerçekleşmesi için şunlara ihtiyacınız var:

klorofil,

karbon dioksit.

Fotosentez süreci şunları üretir:

organik madde,

oksijen.

Bitkiler ışığı yakalamak için uyarlanmıştır. Birçok otsu bitkide, yapraklar birbirini gölgelemediğinde yapraklar bazal rozet denilen yerde toplanır. Ağaçlar, yaprakların birbirlerini olabildiğince az gizleyecek şekilde büyüdüğü yaprak mozaiği ile karakterize edilir. Bitkilerde, yaprak saplarının bükülmesi nedeniyle yaprak bıçakları ışığa doğru dönebilir. Bütün bunlarla birlikte, sadece gölgede büyüyebilen gölgeyi seven bitkiler var.

Fotosentez için su, gövde boyunca köklerden yapraklara girer. Bu nedenle bitkinin yeterince nem alması önemlidir. Su ve bazı minerallerin eksikliği ile fotosentez süreci engellenir.

Fotosentez için karbondioksit yapraklar tarafından doğrudan havadan alınır. Bitkinin fotosentez sırasında ürettiği oksijen ise tam tersine havaya salınır. Gaz değişimi, hücreler arası boşluklar (hücreler arasındaki boşluklar) tarafından kolaylaştırılır.

Fotosentez sürecinde oluşan organik maddeler kısmen yaprakların kendisinde kullanılır, ancak esas olarak diğer tüm organlara akar ve diğer organik maddelere dönüşür, enerji metabolizmasında kullanılır ve yedek besin maddelerine dönüştürülür.

Adından da anlaşılacağı gibi, fotosentez esasen organik maddelerin doğal bir sentezidir, CO2'yi atmosferden ve sudan glikoz ve serbest oksijene dönüştürür.

Bu, güneş enerjisinin varlığını gerektirir.

Fotosentez işleminin kimyasal denklemi genel olarak şu şekilde gösterilebilir:

Fotosentezin iki aşaması vardır: karanlık ve aydınlık. Fotosentezin karanlık fazının kimyasal reaksiyonları, ışık fazının reaksiyonlarından önemli ölçüde farklıdır, ancak fotosentezin karanlık ve aydınlık fazları birbirine bağlıdır.

Işık fazı bitki yapraklarında yalnızca güneş ışığında meydana gelebilir. Karanlık olan için karbondioksitin varlığı gereklidir, bu nedenle bitkinin onu her zaman atmosferden emmesi gerekir. Fotosentezin karanlık ve aydınlık fazlarının tüm karşılaştırmalı özellikleri aşağıda verilecektir. Bunun için karşılaştırmalı bir "Fotosentez Aşamaları" tablosu oluşturuldu.

fotosentezin ışık fazı

Fotosentezin ışık fazındaki ana işlemler thylakoid membranlarda gerçekleşir. Klorofil, elektron taşıyıcı proteinler, ATP sentetaz (reaksiyonu hızlandıran bir enzim) ve güneş ışığı içerir.

Ayrıca, reaksiyon mekanizması şu şekilde tarif edilebilir: güneş ışığı bitkilerin yeşil yapraklarına çarptığında, yapılarında klorofil elektronları (negatif yük) uyarılır, bu elektronlar aktif duruma geçerek pigment molekülünü terk eder ve son bulur. zarı da negatif yüklü olan thylakoid'in dış tarafı. Aynı zamanda klorofil molekülleri oksitlenir ve zaten oksitlenirler, geri yüklenirler, böylece yaprak yapısındaki sudan elektronları alırlar.

Bu süreç, su moleküllerinin ayrışmasına ve suyun fotolizi sonucu oluşan iyonların elektronlarını vermesine ve daha fazla reaksiyon gerçekleştirebilen OH radikallerine dönüşmesine yol açar. Ayrıca, bu reaktif OH radikalleri birleştirilerek tam teşekküllü su molekülleri ve oksijen oluşturulur. Bu durumda dış ortama serbest oksijen salınır.

Tüm bu reaksiyon ve dönüşümlerin bir sonucu olarak, yaprak tilakoid zarı bir yandan (H + iyonundan dolayı) pozitif, diğer yandan (elektronlardan dolayı) negatif olarak yüklenir. Membranın iki tarafındaki bu yükler arasındaki fark 200 mV'un üzerine çıktığında protonlar ATP sentetaz enziminin özel kanallarından geçerler ve bu sayede ADP (fosforilasyon işlemi sonucunda) ATP'ye çevrilir. Ve sudan salınan atomik hidrojen, spesifik taşıyıcı NADP +'yı NADP H2'ye geri yükler. Gördüğünüz gibi, fotosentezin ışık fazının bir sonucu olarak üç ana işlem gerçekleşir:

1. ATP sentezi;
2. NADP H2'nin oluşturulması;
3. serbest oksijen oluşumu.

İkincisi atmosfere salınır ve NADP H2 ve ATP, fotosentezin karanlık fazında yer alır.

fotosentezin karanlık fazı

Fotosentezin karanlık ve aydınlık fazları, bitki tarafında büyük bir enerji harcamasıyla karakterize edilir, ancak karanlık faz daha hızlı ilerler ve daha az enerji gerektirir. Karanlık faz reaksiyonları güneş ışığı gerektirmez, bu nedenle gece veya gündüz meydana gelebilirler.

Bu fazın tüm ana süreçleri, bitki kloroplastının stromasında gerçekleşir ve atmosferden bir tür ardışık karbondioksit dönüşümleri zincirini temsil eder. Böyle bir zincirdeki ilk reaksiyon, karbondioksitin sabitlenmesidir. Doğa, daha sorunsuz ve daha hızlı çalışmasını sağlamak için CO2'nin sabitlenmesini katalize eden RiBP-karboksilaz enzimini sağladı.

Daha sonra, tamamlanması fosfogliserik asidin glikoza (doğal şeker) dönüştürülmesi olan bütün bir reaksiyon döngüsü meydana gelir. Tüm bu reaksiyonlar, fotosentezin ışık fazında oluşturulan ATP ve NADP H2'nin enerjisini kullanır. Fotosentez sonucunda glikoza ek olarak başka maddeler de oluşur. Bunlar arasında çeşitli amino asitler, yağ asitleri, gliserol ve ayrıca nükleotidler bulunur.

Fotosentez aşamaları: karşılaştırma tablosu

Fotosentez - video

Üç tip plastid vardır:

• kloroplastlar- yeşil, işlev - fotosentez
• kromoplastlar- kırmızı ve sarı, harap olmuş kloroplastlardır, yapraklara ve meyvelere parlak bir renk verebilir.
• lökoplastlar- renksiz, işlev - madde stoğu.

Kloroplastların yapısı

iki zarla kaplanmıştır. Dış zar pürüzsüzdür, iç zarın içinde çıkıntılar vardır - tilakoidler. Kısa thylakoids yığınları denir taneler, mümkün olduğu kadar çok fotosentez enzimini barındırmak için iç zarın alanını arttırırlar.

Kloroplastın iç ortamına stroma denir. Kloroplastların bağımsız olarak proteinlerin bir kısmını kendileri için yaptıkları için dairesel DNA ve ribozomlar içerir, bu nedenle yarı özerk organeller olarak adlandırılırlar. (Daha önceki plastidlerin, büyük bir hücre tarafından emilen ancak sindirilmeyen serbest bakteriler olduğuna inanılmaktadır.)

Fotosentez (basit)

Işıkta yeşil yapraklarda
Klorofil içeren kloroplastlarda
Karbondioksit ve sudan
Glikoz ve oksijen sentezlenir.

Fotosentez (orta zorlukta)

1. Işık fazı.
Işıkta kloroplast taneciklerinde oluşur. Işığın etkisi altında suyun ayrışması (fotolizi) meydana gelir, yayılan oksijen ve bir sonraki aşamada kullanılan hidrojen atomları (NADP-H) ve ATP enerjisi elde edilir.

2. Karanlık faz.
Kloroplastların stromasında hem ışıkta hem de karanlıkta (ışığa ihtiyaç yoktur) oluşur. Bir önceki aşamada elde edilen çevreden elde edilen karbondioksit ve hidrojen atomlarından, bir önceki aşamada elde edilen ATP'nin enerjisinden dolayı glikoz sentezlenir.

Birini seçin, en doğru seçenek. DNA molekülü içeren hücresel organel
1) ribozom
2) kloroplast
3) hücre merkezi
4) Golgi kompleksi

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. Hidrojen atomları hangi maddenin sentezinde fotosentezin karanlık fazına katılır?
1) NADF-2N
2) glikoz
3) ATP
4) su

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. DNA hangi hücre organelinde bulunur
1) koful
2) ribozom
3) kloroplast
4) lizozom

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. Hücrelerde, glikozun birincil sentezi
1) mitokondri
2) endoplazmik retikulum
3) Golgi kompleksi
4) kloroplastlar

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. Fotosentez sürecindeki oksijen molekülleri, moleküllerin ayrışması nedeniyle oluşur.
1) karbondioksit
2) glikoz
3) ATP
4) su

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. Fotosentez süreci, biyosferdeki karbon döngüsündeki önemli halkalardan biri olarak düşünülmelidir, çünkü onun sırasında
1) bitkiler cansız doğadan canlıya karbon içerir
2) bitkiler atmosfere oksijen salar
3) organizmalar solunum sırasında karbondioksit salar
4) endüstriyel üretim atmosferi karbondioksit ile doldurur

Cevap

Birini seçin, en doğru seçenek. Fotosentez ile ilgili aşağıdaki ifadeler doğru mudur? A) Işık fazında, ışığın enerjisi glikozun kimyasal bağlarının enerjisine dönüştürülür. B) Karanlık faz reaksiyonları, içine karbondioksit moleküllerinin girdiği thylakoid membranlarda meydana gelir.
1) sadece A doğrudur
2) sadece B doğrudur
3) her iki ifade de doğrudur
4) her iki karar da yanlış

Cevap

KLOROPLAST
1. Kloroplastın yapı ve fonksiyonlarını anlatmak için aşağıdaki işaretlerin ikisi hariç tümü kullanılabilir. Genel listeden "düşen" iki işareti belirleyin ve altında gösterildikleri sayıları yazın.
1) iki zarlı bir organoiddir
2) kendi kapalı DNA molekülüne sahiptir
3) yarı özerk bir organoiddir
4) bir bölme mili oluşturur
5) sükrozlu hücre özü ile doldurulmuş

Cevap

2. Kloroplastların yapı ve işlevlerinin üç özelliğini seçin
1) iç zarlar cristae oluşturur
2) Tahıllarda birçok reaksiyon gerçekleşir.
3) içlerinde glikoz sentezi oluşur
4) lipit sentezinin yeridir
5) iki farklı parçacıktan oluşur
6) iki zarlı organeller

Cevap

3. Altı cevaptan üç doğru cevap seçin ve altında gösterildikleri sayıları yazın. Bitki hücrelerinin kloroplastlarında aşağıdaki işlemler gerçekleşir:
1) polisakkaritlerin hidrolizi
2) pirüvik asidin parçalanması
3) suyun fotolizi
4) yağların yağ asitlerine ve gliserole parçalanması
5) karbonhidrat sentezi
6) ATP sentezi

Cevap

KLOROPLASTLAR HARİÇ
1. İkisi hariç aşağıda listelenen terimler plastidleri tanımlamak için kullanılmaktadır. Genel listeden "düşen" iki terimi belirleyin ve tabloda gösterildikleri sayıları yazın.
1) pigment
2) glikokaliks
3) tahıl
4) krista
5) tilakoid

Cevap

2. Aşağıda listelenen özelliklerin ikisi dışında tüm özellikleri kloroplastları tanımlamak için kullanılabilir. Genel listeden "düşen" iki işareti belirleyin ve altında gösterildikleri sayıları yazın.
1) iki zarlı organeller
2) organik maddeler yaratmak için ışığın enerjisini kullanın
3) iç zarlar cristae oluşturur
4) cristae zarlarında glikoz sentezlenir
5) Karbonhidrat sentezi için başlangıç ​​maddeleri karbondioksit ve sudur.

Cevap

STROMA - TİLAKOİD
Prosesler ve kloroplastlardaki lokalizasyonları arasında bir yazışma kurun: 1) stroma, 2) thylakoid. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sırayla yazın.
A) ATP'nin kullanılması
B) suyun fotolizi
B) klorofilin uyarılması
D) pentoz oluşumu
D) enzim zinciri boyunca elektron transferi

Cevap

1. İkisi hariç aşağıda sıralanan işaretler, tasvir edilen hücre organoidinin yapı ve fonksiyonlarını anlatmak için kullanılmaktadır. Genel listeden "düşen" iki işareti belirleyin ve altında gösterildikleri sayıları yazın.

2) ATP moleküllerini biriktirir
3) fotosentez sağlar

5) yarı özerkliğe sahiptir

Cevap

2. Şekilde gösterilen hücre organoidini tanımlamak için ikisi hariç aşağıda listelenen tüm işaretler kullanılabilir. Genel listeden "düşen" iki işareti belirleyin ve altında gösterildikleri sayıları yazın.
1) tek zarlı organoid
2) kristal ve kromatinden oluşur
3) dairesel DNA içerir
4) kendi proteinini sentezler
5) bölme yeteneğine sahip

Cevap

İkisi hariç aşağıda listelenen işaretler, tasvir edilen hücre organoidinin yapısını ve işlevlerini açıklamak için kullanılır. Genel listeden "düşen" iki işareti belirleyin ve altında gösterildikleri sayıları yazın.
1) biyopolimerleri monomerlere ayırır
2) ATP moleküllerini biriktirir
3) fotosentez sağlar
4) iki zarlı organelleri ifade eder
5) yarı özerkliğe sahiptir

Cevap

IŞIK
1. Beş cevaptan iki doğru cevap seçin ve altında gösterildikleri sayıları yazın. Hücrede fotosentezin ışık fazında
1) su moleküllerinin ayrışması sonucu oksijen oluşur
2) karbonhidratlar karbondioksit ve sudan sentezlenir
3) glikoz moleküllerinin polimerizasyonu, nişasta oluşumu ile gerçekleşir.
4) ATP molekülleri sentezlenir
5) ATP moleküllerinin enerjisi karbonhidratların sentezine harcanır

Cevap

2. Genel listeden üç doğru ifadeyi belirleyin ve altında gösterildikleri sayıları tabloya yazın. Fotosentezin ışık fazında,
1) suyun fotolizi


4) hidrojenin taşıyıcı NADP + ile kombinasyonu

Cevap

IŞIK HARİÇ
1. İkisi hariç aşağıdaki tüm işaretler, fotosentezin ışık fazının süreçlerini belirlemek için kullanılabilir. Genel listeden "düşen" iki işareti belirleyin ve altında gösterildikleri sayıları yazın.
1) suyun fotolizi
2) karbondioksitin glikoza indirgenmesi
3) güneş ışığının enerjisi nedeniyle ATP moleküllerinin sentezi
4) moleküler oksijen oluşumu
5) karbonhidratların sentezi için ATP moleküllerinin enerjisinin kullanılması

Cevap

2. İkisi hariç, aşağıda listelenen tüm işaretler, fotosentezin ışık fazını tanımlamak için kullanılabilir. Genel listeden "düşen" iki işareti belirleyin ve altında gösterildikleri sayıları yazın.
1) bir yan ürün oluşur - oksijen
2) kloroplastın stromasında meydana gelir
3) karbondioksit bağlanması
4) ATP sentezi
5) suyun fotolizi

Cevap

3. Aşağıda listelenen işaretlerin ikisi hariç tümü, şekilde gösterilen fotosentez aşamasını anlatmak için kullanılmıştır. Genel listeden "düşen" iki işareti belirleyin ve altında gösterildikleri sayıları yazın. Bu aşamada
1) glikoz sentezi oluşur
2) Calvin döngüsü başlar
3) ATP sentezlenir
4) suyun fotolizi meydana gelir
5) hidrojen NADP ile birleşir

Cevap

KARANLIK
Üç seçenek seçin. Fotosentezin karanlık fazı ile karakterize edilir.
1) kloroplastların iç zarlarındaki işlemlerin seyri
2) glikoz sentezi
3) karbondioksit fiksasyonu
4) kloroplast stromasındaki süreçlerin seyri
5) su fotolizinin varlığı
6) ATP'nin oluşumu

Cevap

KOYU HARİÇ
1. İkisi hariç aşağıda sayılan kavramlar fotosentezin karanlık evresini anlatmak için kullanılmaktadır. Genel listeden "düşen" iki kavramı tanımlayın ve altında gösterildikleri sayıları yazın.

2) fotoliz
3) NADP 2H'nin oksidasyonu
4) tahıl
5) stroma

Cevap

2. İkisi hariç, aşağıda listelenen tüm işaretler, fotosentezin karanlık aşamasını tanımlamak için kullanılır. Genel listeden "düşen" iki işareti belirleyin ve altında gösterildikleri sayıları yazın.
1) oksijen oluşumu
2) karbondioksit fiksasyonu
3) ATP enerjisinin kullanımı
4) glikoz sentezi
5) klorofilin uyarılması

Cevap

AÇIK - KOYU
1. Fotosentez süreci ile meydana geldiği aşama arasında bir yazışma kurun: 1) ışık, 2) karanlık. 1 ve 2 rakamlarını doğru sırada yazınız.
A) NADP-2H moleküllerinin oluşumu
B) oksijenin serbest bırakılması
C) bir monosakkarit sentezi
D) ATP moleküllerinin sentezi
D) Karbondioksitin karbonhidrata katılması

Cevap

2. Karakteristik ile fotosentez aşaması arasında bir yazışma kurun: 1) açık, 2) karanlık. 1 ve 2 rakamlarını doğru sırada yazınız.
A) suyun fotolizi
B) karbondioksit fiksasyonu
C) ATP moleküllerinin parçalanması
D) klorofilin ışık miktarı ile uyarılması
D) glikoz sentezi

Cevap

3. Fotosentez süreci ile meydana geldiği aşama arasında bir yazışma kurun: 1) ışık, 2) karanlık. 1 ve 2 sayılarını doğru sırada yazınız.
A) NADP * 2H moleküllerinin oluşumu
B) oksijenin serbest bırakılması
B) glikoz sentezi
D) ATP moleküllerinin sentezi
D) karbondioksit geri kazanımı

Cevap

4. Süreçler ile fotosentez aşaması arasında bir yazışma kurun: 1) ışık, 2) karanlık. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sırayla yazın.
A) glikozun polimerizasyonu
B) karbondioksit bağlanması
ATP sentezi
D) suyun fotolizi
E) hidrojen atomlarının oluşumu
E) glukoz sentezi

Cevap

5. Fotosentez aşamaları ile özellikleri arasında bir yazışma kurun: 1) aydınlık, 2) karanlık. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sırayla yazın.
A) suyun fotolizi gerçekleşir
B) ATP oluşur
B) Oksijen atmosfere salınır.
D) ATP enerjisinin harcanmasıyla devam eder
D) Tepkimeler hem ışıkta hem de karanlıkta gerçekleşebilir.

Cevap

6 Cumartesi Fotosentez aşamaları ile özellikleri arasında bir yazışma kurun: 1) açık, 2) karanlık. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sırayla yazın.
A) NADP + 'nın restorasyonu
B) Hidrojen iyonlarının zar boyunca taşınması
B) Kloroplast tanelerinde gerçekleşir.
D) karbonhidrat molekülleri sentezlenir
D) Klorofil elektronları daha yüksek bir enerji seviyesine geçer
E) ATP enerjisi tüketilir

Cevap

ŞEKİLLENDİRME 7:
A) uyarılmış elektronların hareketi
B) NADP-2R'nin NADP+'ya dönüştürülmesi
C) NADP H'nin oksidasyonu
D) moleküler oksijen oluşur
D) kloroplastın stromasında işlemler meydana gelir

SONRAKİ
1. Fotosentez sırasında meydana gelen doğru işlem sırasını ayarlayın. Tabloda gösterildikleri sayıları yazın.
1) Karbondioksit kullanımı
2) Oksijen oluşumu
3) Karbonhidrat sentezi
4) ATP moleküllerinin sentezi
5) Klorofilin uyarılması

Cevap

2. Fotosentez işlemlerinin doğru sırasını ayarlayın.
1) güneş enerjisinin ATP enerjisine dönüştürülmesi
2) uyarılmış klorofil elektronlarının oluşumu
3) karbondioksit fiksasyonu
4) nişasta oluşumu
5) ATP enerjisinin glikoz enerjisine dönüştürülmesi

Cevap

3. Fotosentez sırasında meydana gelen işlemlerin sırasını ayarlayın. Karşılık gelen sayı dizisini yazın.
1) karbondioksit fiksasyonu
2) ATP yıkımı ve enerji salınımı
3) glikoz sentezi
4) ATP moleküllerinin sentezi
5) klorofilin uyarılması

Cevap

FOTOSENTEZ
Fotosentez sürecinde yer alan hücre organellerini ve yapılarını seçin.
1) lizozomlar
2) kloroplastlar
3) tilakoidler
4) tahıllar
5) boşluklar
6) ribozomlar

Cevap

FOTOSENTEZ HARİÇ
Aşağıdaki özelliklerden ikisi hariç tümü, fotosentez sürecini açıklamak için kullanılabilir. Genel listenin "dışarıda kalan" iki özelliği belirleyin ve bunların altında gösterildikleri sayıları yanıt olarak yazın.
1) İşlemi gerçekleştirmek için ışık enerjisi kullanılır.
2) İşlem, enzimlerin varlığında gerçekleşir.
3) İşlemdeki merkezi rol klorofil molekülüne aittir.
4) Sürece glikoz molekülünün parçalanması eşlik eder.
5) İşlem prokaryotik hücrelerde gerçekleşemez.

Cevap

Tabloyu analiz edin. Listede verilen kavram ve terimleri kullanarak tablodaki boş hücreleri doldurun. Her harfli hücre için verilen listeden uygun terimi seçin.
1) thylakoid membranlar
2) ışık fazı
3) inorganik karbonun sabitlenmesi
4) su fotosentezi
5) karanlık faz
6) hücre sitoplazması

Cevap

"Fotosentez reaksiyonları" tablosunu inceleyin. Her harf için verilen listeden uygun terimi seçin.
1) oksidatif fosforilasyon
2) NADP-2H'nin oksidasyonu
3) thylakoid membranlar
4) glikoliz
5) pentoza karbondioksit eklenmesi
6) oksijen oluşumu
7) ribuloz difosfat ve glikoz oluşumu
8) 38 ATP'nin sentezi

Cevap

"Bir bitkide organik maddelerin sentezi" metnine, bunun için dijital semboller kullanarak önerilen listedeki eksik terimleri ekleyin. Seçilen sayıları harflere karşılık gelen sırayla yazın. Bitkiler yaşamlarını sürdürmek için ihtiyaç duydukları enerjiyi organik madde formunda depolarlar. Bu maddeler __________ (A) sırasında sentezlenir. Bu işlem __________ (B) - özel yeşil plastidlerdeki yaprak hücrelerinde gerçekleşir. Özel bir yeşil madde içerirler - __________ (B). Su ve karbondioksite ek olarak organik maddelerin oluşumu için ön koşul __________ (D).
Terim listesi:
1) nefes almak
2) buharlaşma
3) lökoplast
4) yemek
5) ışık
6) fotosentez
7) kloroplast
8) klorofil

Cevap

Sürecin aşamaları ile süreçler arasında bir yazışma kurun: 1) fotosentez, 2) protein biyosentezi. 1 ve 2 rakamlarını doğru sırada yazınız.
A) serbest oksijenin serbest bırakılması
B) amino asitler arasında peptit bağlarının oluşumu
C) DNA üzerinde mRNA sentezi
D) çeviri süreci
D) karbonhidratların restorasyonu
E) NADP +'nın NADP 2H'ye dönüştürülmesi

Cevap

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Bitkiler su ve mineralleri köklerinden alırlar. Yapraklar organik bitki beslenmesi sağlar. Köklerin aksine toprakta değil havada bulunurlar, bu nedenle toprakla değil havayla beslenirler.

Bitkilerin hava beslenmesi çalışmasının tarihinden

Bitki besleme ile ilgili bilgiler giderek birikmektedir. Yaklaşık 350 yıl önce, Hollandalı bilim adamı Jan Helmont ilk olarak bitki besleme çalışması üzerine bir deney yaptı. Topraklı bir toprak kapta, oraya sadece su ekleyerek bir söğüt yetiştirdi. Bilim adamı düşen yaprakları dikkatlice tarttı. Beş yıl sonra söğüt kütlesi düşen yapraklarla birlikte 74,5 kg arttı ve toprak kütlesi sadece 57 gr azaldı Buna dayanarak Helmont, bitkideki tüm maddelerin topraktan oluşmadığı sonucuna vardı. , ama sudan. Bitkinin sadece su nedeniyle büyüdüğü görüşü 18. yüzyılın sonlarına kadar devam etti.

1771'de İngiliz kimyager Joseph Priestley, karbondioksit veya kendi deyimiyle "bozuk hava" üzerinde çalıştı ve dikkate değer bir keşif yaptı. Bir mum yakar ve cam bir kapakla kapatırsanız, biraz yandıktan sonra söner. Böyle bir başlığın altındaki fare boğulmaya başlar. Ancak fare ile birlikte kapağın altına nane dalı konulursa fare boğulmaz ve yaşamaya devam eder. Bu, bitkilerin hayvanların nefesiyle bozulan havayı "düzelttiği", yani karbondioksiti oksijene çevirdiği anlamına gelir.

1862'de Alman botanikçi Julius Sachs, yeşil bitkilerin sadece oksijen salmadığını, aynı zamanda diğer tüm organizmalar için besin görevi gören organik maddeler oluşturduğunu deneylerle kanıtladı.

Fotosentez

Yeşil bitkiler ile diğer canlı organizmalar arasındaki temel fark, hücrelerinde klorofil içeren kloroplastların bulunmasıdır. Klorofil, enerjisi organik maddeler oluşturmak için gerekli olan güneş ışınlarını yakalama yeteneğine sahiptir. Güneş enerjisi yardımıyla karbondioksit ve sudan organik madde oluşturma sürecine fotosentez denir (Yunanca: pholos light). Fotosentez sürecinde sadece organik maddeler oluşmaz - şekerler, aynı zamanda oksijen de salınır.

Şematik olarak, fotosentez süreci aşağıdaki gibi gösterilebilir:

Su kökler tarafından emilir ve köklerin ve gövdenin iletken sisteminden yapraklara doğru hareket eder. Karbondioksit havanın bir bileşenidir. Yapraklara açık stomalardan girer. Yaprağın yapısı karbondioksitin emilmesine katkıda bulunur: hava ile temas alanını artıran yaprak kanatlarının düz yüzeyi ve ciltte çok sayıda stomanın varlığı.

Fotosentez sonucu oluşan şekerler nişastaya dönüştürülür. Nişasta suda çözünmeyen organik bir maddedir. İyot solüsyonu ile kim tespit etmek kolaydır.

Işığa maruz kalan yapraklarda nişasta oluşumunun kanıtı

Bitkilerin yeşil yapraklarında karbondioksit ve sudan nişasta oluştuğunu ispatlayalım. Bunu yapmak için, bir zamanlar Julius Sachs tarafından sahnelenen deneyi düşünün.

Bir ev bitkisi (sardunya veya çuha çiçeği), tüm nişastanın hayati işlemler için kullanılması için iki gün karanlıkta tutulur. Daha sonra birkaç yaprağın her iki tarafı siyah kağıtla kaplanır, böylece sadece bir kısmı kaplanır. Gün boyunca bitki ışığa maruz kalır ve geceleri ayrıca bir masa lambası ile aydınlatılır.

Bir gün sonra incelenen yapraklar kesilir. Yaprak nişastasının hangi kısmında oluştuğunu bulmak için yapraklar irade ile kaynatılır (böylece nişasta taneleri şişer) ve ardından sıcak alkolde bekletilir (klorofil çözülür ve yaprağın rengi değişir). Daha sonra yapraklar su ile yıkanır ve zayıf bir iyot çözeltisi ile muamele edilir. Yaprakların ışık alan kısımları iyotun etkisiyle mavi bir renk alır. Bu, nişastanın yaprağın ışıklı kısmının hücrelerinde oluştuğu anlamına gelir. Bu nedenle, fotosentez yalnızca ışık varlığında gerçekleşir.

Fotosentez için karbondioksit ihtiyacının kanıtı

Yapraklarda nişasta oluşumu için karbondioksitin gerekli olduğunu kanıtlamak için, ev bitkisi de önceden karanlıkta tutulur. Daha sonra yapraklardan biri az miktarda kireçli su ile bir şişeye konur. Şişe pamuklu çubukla kapatılır. Bitki açığa çıkar. Karbondioksit kireçli su tarafından emilir, bu nedenle şişede olmaz. Yaprak kesilir ve önceki deneyde olduğu gibi nişasta olup olmadığı incelenir. Sıcak su ve alkolde yaşlandırılır, iyot çözeltisi ile muamele edilir. Ancak bu durumda deneyin sonucu farklı olacaktır: çünkü sayfa maviye dönmez. nişasta içermez. Bu nedenle nişasta oluşumu için ışık ve suya ek olarak karbondioksite de ihtiyaç vardır.

Bitki havadan ne tür besin alır sorusunun cevabını böylece vermiş oluyoruz. Deneyim, bunun karbondioksit olduğunu göstermiştir. Organik madde oluşumu için gereklidir.

Vücutlarını inşa etmek için bağımsız olarak organik maddeler yaratan organizmalara ototrof denir (Yunan otoları - öz, trofe - yiyecek).

Fotosentez sırasında oksijen oluşumunun kanıtı

Fotosentez sırasında bitkilerin dış ortama oksijen saldığını kanıtlamak için su bitkisi Elodea ile yapılan deneyi düşünün. Elodea sürgünleri su dolu bir kaba indirilir ve yukarıdan bir huni ile kapatılır. Huninin ucuna su dolu bir test tüpü yerleştirin. Bitki iki ila üç gün boyunca ışığa maruz bırakılır. Elodea ışığa maruz kaldığında gaz kabarcıkları çıkarır. Suyun yerini alarak tüpün tepesinde birikirler. Ne tür bir gaz olduğunu bulmak için test tüpü dikkatlice çıkarılır ve içine için için için için yanan bir kıymık sokulur. Meşale parlak bir şekilde alevlenir. Bu, şişede oksijenin yanmayı destekleyen biriktiği anlamına gelir.

Bitkilerin uzay rolü

Klorofil içeren bitkiler güneş enerjisini emebilir. Bu nedenle K.A. Timiryazev, Dünya'daki rollerini kozmik olarak adlandırdı. Organik maddede depolanan güneş enerjisinin bir kısmı uzun süre depolanabilir. Kömür, turba, petrol, eski jeolojik çağlarda yeşil bitkilerin oluşturduğu ve Güneş'in enerjisini emen maddelerden oluşur. İnsan, doğal yanıcı maddeleri yakarak, milyonlarca yıl önce yeşil bitkiler tarafından depolanan enerjiyi serbest bırakır.

Klorofilsiz fotosentez

Mekansal yerelleştirme

Bitki fotosentezi kloroplastlarda gerçekleştirilir: izole edilmiş iki zarlı hücre organelleri. Kloroplastlar meyvelerin, gövdelerin hücrelerinde olabilir, ancak anatomik olarak yönetimi için uyarlanmış fotosentezin ana organı bir yapraktır. Yaprakta, parmaklık parankiminin dokusu kloroplast bakımından en zengin olanıdır. Dejenere yapraklı bazı sulu meyvelerde (kaktüsler gibi), ana fotosentetik aktivite gövde ile ilişkilidir.

Yaprağın düz şekli sayesinde fotosentez için ışık daha tam olarak yakalanır ve geniş bir yüzey/hacim oranı sağlar. Su, kökten gelişmiş bir damar ağı (yaprak damarları) yoluyla iletilir. Karbondioksit kısmen kütikül ve epidermis yoluyla difüzyonla girer, ancak çoğu stoma yoluyla yaprağa ve hücreler arası boşluk yoluyla yaprak boyunca yayılır. CAM fotosentezi yapan bitkiler, karbondioksitin aktif asimilasyonu için özel mekanizmalar oluşturmuşlardır.

Kloroplastın iç boşluğu renksiz içeriklerle (stroma) doldurulur ve birbirleriyle birleştiğinde thylakoids oluşturan ve sırayla grana adı verilen yığınlar halinde gruplanan zarlarla (lameller) geçirilir. İntratilakoid boşluk ayrılmıştır ve stromanın geri kalanıyla iletişim kurmaz, ayrıca tüm tilakoidlerin iç boşluğunun birbiriyle iletişim kurduğu varsayılır. Fotosentezin ışık aşamaları zarlarla sınırlıdır; CO2'nin ototrofik fiksasyonu stromada gerçekleşir.

Kloroplastların kendi DNA'sı, RNA'sı, ribozomları (tip 70'ler) vardır, protein sentezi devam etmektedir (bu işlem çekirdekten kontrol edilse de). Tekrar sentezlenmezler, öncekilerin bölünmesiyle oluşurlar. Bütün bunlar, simbiyogenez sürecinde ökaryotik hücrenin bileşimine dahil olan serbest siyanobakterilerin soyundan gelmelerini mümkün kıldı.

fotosistem ben

Hafif hasat kompleksi I, yaklaşık 200 klorofil molekülü içerir.

İlk fotosistemin reaksiyon merkezi, maksimum 700 nm'de (P700) absorpsiyonlu bir klorofil ve dimer içerir. Bir kuantum ışıkla uyarıldıktan sonra, birincil alıcıyı - ikincil olan klorofil a'yı (K1 vitamini veya filokinon) geri yükler, ardından elektron, ferredoksin-NADP-redüktaz enzimini kullanarak NADP'yi geri yükleyen ferredoksine aktarılır.

B6f kompleksinde indirgenen protein plastosiyanin, intratilakoid boşluk tarafından birinci fotosistemin reaksiyon merkezine taşınır ve oksitlenmiş P700'e bir elektron aktarır.

Döngüsel ve psödosiklik elektron taşınması

Yukarıda açıklanan tam döngüsel olmayan elektron yoluna ek olarak, döngüsel ve sözde döngüsel yollar da bulunmuştur.

Döngüsel yolun özü, NADP yerine ferredoksinin plastokinonu geri yüklemesidir ve bu da onu b6f kompleksine geri aktarır. Sonuç, daha büyük bir proton gradyanı ve daha fazla ATP'dir, ancak NADPH yoktur.

Psödosiklik yolda, ferredoxin, daha sonra suya dönüştürülen ve fotosistem II'de kullanılabilen oksijeni azaltır. Ayrıca NADPH üretmez.

karanlık sahne

Karanlık aşamada, ATP ve NADPH'nin katılımıyla CO2, glikoza (C 6 H 12 O 6) indirgenir. Bu işlem için ışık gerekli olmasa da düzenlenmesinde rol oynar.

C3 -fotosentez, Calvin döngüsü

Üçüncü aşamada, 4-, 5-, 6- ve 7-karbonlu bileşiklerin oluşumu yoluyla 3ATP gerektiren 3 5-karbon ribuloz-1,5-bifosfatta birleştirilen 5 PHA molekülü yer alır. .

Son olarak, glikoz sentezi için iki PHA gereklidir. Moleküllerinden birinin oluşumu için 6 döngü, 6 CO2, 12 NADPH ve 18 ATP gereklidir.

C4 -fotosentez

Ana makaleler: Hatch-Slack-Karpilov döngüsü, C4 fotosentezi

Stromada çözünmüş düşük bir C02 konsantrasyonunda, ribuloz bisfosfat karboksilaz, ribuloz-1,5-bifosfatın oksidasyon reaksiyonunu ve bunun fotorespirasyon sürecinde zorla kullanılan 3-fosfogliserik asit ve fosfoglikolik aside ayrışmasını katalize eder.

CO 2 C 4 konsantrasyonunu artırmak için bitki yaprak anatomisini değiştirmiştir. İçlerindeki Calvin döngüsü, iletken demetin kılıfının hücrelerinde lokalize olurken, mezofil hücrelerinde, PEP-karboksilazın etkisi altında, fosfoenolpiruvat, malat veya aspartata dönüşen oksaloasetik asit oluşturmak üzere karboksilatlanır ve mezofil hücrelerine geri dönen piruvat oluşumu ile dekarboksile edildiği kılıf hücrelerine taşınır.

4 ile fotosentez, pratikte Calvin döngüsünden ribuloz-1,5-bifosfat kayıplarına eşlik etmez, bu nedenle daha verimlidir. Ancak 1 glikoz molekülünün sentezi için 18 değil 30 ATP gerekir. Bu, sıcak iklimin stomaları kapalı tutmayı, CO2'nin yaprağa girmesini engellemeyi gerektirdiği tropik bölgelerde ve ayrıca kaba bir yaşam stratejisinde karşılığını verir.

CAM fotosentezi

Daha sonra bitkilerin oksijen salmanın yanı sıra karbondioksiti emdiği ve suyun katılımıyla ışıkta organik madde sentezlediği bulundu. Robert Mayer'de, enerjinin korunumu yasasına dayanarak, bitkilerin güneş ışığının enerjisini kimyasal bağların enerjisine dönüştürdüğünü öne sürdü. W. Pfeffer'da bu süreç fotosentez olarak adlandırıldı.

Klorofiller ilk olarak P. J. Peltier ve J. Cavent'te izole edildi. MS Tsvet, oluşturduğu kromatografi yöntemini kullanarak pigmentleri ayırmayı ve ayrı ayrı incelemeyi başardı. Klorofilin absorpsiyon spektrumları, Mayer hükümlerini geliştiren K. A. Timiryazev tarafından incelendi ve zayıf C-O ve O-H bağları yerine yüksek enerjili CC oluşturarak sistemin enerjisini artırmayı mümkün kılanın emilen ışınlar olduğunu gösterdi. (bundan önce, yaprak pigmentleri tarafından emilmeyen sarı ışınların fotosentezde kullanıldığına inanılıyordu). Bu, absorbe edilen CO2 ile fotosentezi hesaba katmak için oluşturduğu yöntem sayesinde yapıldı: bir bitkinin farklı dalga boylarındaki (farklı renklerde) ışıkla aydınlatılmasına yönelik deneyler sırasında, fotosentez yoğunluğunun Klorofilin absorpsiyon spektrumu.

Fotosentezin redoks özü (hem oksijenli hem de anoksijenik) Cornelis van Niel tarafından öne sürüldü. Bu, fotosentezdeki oksijenin tamamen sudan oluştuğu anlamına geliyordu ki bu, A.P. Vinogradov tarafından izotop etiketleme deneylerinde deneysel olarak doğrulandı. Bay Robert Hill'de, suyun oksidasyonu (ve oksijenin serbest bırakılması) sürecinin yanı sıra CO2 asimilasyonunun ayrıştırılabileceğini buldu. V-D. Arnon, fotosentezin ışık aşamalarının mekanizmasını kurdu ve CO2 asimilasyon sürecinin özü, Melvin Calvin tarafından 1940'ların sonlarında karbon izotopları kullanılarak ortaya çıkarıldı, bu çalışması için Nobel Ödülü'ne layık görüldü.

Diğer gerçekler

Ayrıca bakınız

Edebiyat

• Salon D., Rao K. Fotosentez: Per. İngilizceden. - M.: Mir, 1983.
• Bitki Fizyolojisi / ed. prof. Ermakova I. P. - M .: Akademi, 2007
• Hücrenin moleküler biyolojisi / Albertis B., Bray D. ve diğerleri 3 ciltte. - M.: Mir, 1994
• Rubin A. B. Biyofizik. 2 ciltte. - M.: Ed. Moskova Üniversitesi ve Bilim, 2004.
• Chernavskaya N. M.,