1. Da li je fotosinteza proces plastičnog ili energetskog metabolizma? Zašto?
Fotosinteza se odnosi na procese plastičnog metabolizma jer u pratnji:
● sintezom složenih organskih jedinjenja iz jednostavnijih supstanci, i to: glukoza (C 6 H 12 O 6) se sintetiše iz neorganskih supstanci (H 2 O i CO 2);
● apsorpcija svetlosne energije.
2. U kojim organelama biljne ćelije dolazi do fotosinteze? Šta je fotosistem? Koju funkciju obavljaju fotosistemi?
Fotosinteza se odvija u zelenim plastidima - hloroplastima.
Fotosistemi su posebni pigmentno-proteinski kompleksi koji se nalaze u membranama tilakoida hloroplasta. Postoje dva tipa fotosistema – fotosistem I i fotosistem II. Svaki od njih uključuje antenu za prikupljanje svjetlosti koju čine molekule pigmenta, reakcioni centar i nosači elektrona.
Antena za prikupljanje svjetlosti funkcionira kao lijevak: molekuli pigmenta apsorbiraju svjetlost i prenose svu prikupljenu energiju u reakcioni centar, gdje se nalazi molekula zamka koju predstavlja hlorofil a. Nakon apsorbiranja energije, molekul zamke prelazi u pobuđeno stanje i jedan od svojih elektrona daje posebnom nosaču, tj. oksidira. Dakle, fotosistemi obavljaju funkciju apsorpcije svjetlosti i pretvaranja svjetlosne energije u kemijsku energiju.
3. Koja je važnost fotosinteze na Zemlji? Zašto bi postojanje biosfere bilo nemoguće bez fototrofnih organizama?
Fotosinteza je jedini proces na planeti tokom kojeg se svjetlosna energija Sunca pretvara u energiju kemijskih veza sintetiziranih organskih tvari. U ovom slučaju, polazni spojevi za sintezu organskih tvari su energetski siromašne anorganske tvari - ugljični dioksid i voda.
Organska jedinjenja nastala tokom fotosinteze prenose se kao deo hrane sa fototrofnih organizama na biljojede, zatim na mesoždere, kao izvor energije i građevni materijal za sintezu drugih supstanci, za stvaranje novih ćelija i struktura. Slijedom toga, zahvaljujući aktivnosti fototrofa, zadovoljavaju se nutritivne potrebe heterotrofnih organizama.
Osim toga, fotosinteza je izvor molekularnog kisika neophodnog za disanje većine živih organizama. Ozonski omotač se formira i održava od kiseonika, štiteći žive organizme na planeti od štetnih efekata kratkotalasnog ultraljubičastog zračenja. Zahvaljujući fotosintezi, održava se relativno konstantan sadržaj CO 2 u atmosferi.
4. Okarakterizirajte svijetlu i tamnu fazu fotosinteze prema planu:
1) mjesto curenja; 2) polazni materijali; 3) tekući procesi; 4) finalni proizvodi.
Koji se proizvodi svjetlosne faze fotosinteze koriste u tamnoj fazi?
Svetlosna faza fotosinteze.
1) Mjesto curenja: tilakoidne membrane.
2) Polazne supstance: H 2 O, oksidovani NADP (NADP +), ADP, H 3 PO 4. Za nastanak svjetlosne faze neophodni su i fotosintetski pigmenti (hlorofili itd.), ali se ne mogu nazvati početnim tvarima svjetlosne faze.
3) Procesi koji se dešavaju: apsorpcija svjetlosti fotosistemima, fotoliza vode, transport elektrona van tilakoida i akumulacija protona unutar tilakoida (tj. pojava elektrohemijskog potencijala na tilakoidnoj membrani), sinteza ATP-a, redukcija NADP+.
4) Krajnji proizvodi: ATP, redukovani NADP (NADP H+H+), nusproizvod - molekularni kiseonik (O 2).
Tamna faza fotosinteze.
1) Mjesto curenja: stroma hloroplasta.
2) Početne supstance: CO 2, ATP, redukovani NADP (NADP H+H+).
3) Tekući procesi: sinteza glukoze (redukcija CO 2 do organskih supstanci), tokom koje dolazi do hidrolize ATP-a i oksidacije NADP H+H+.
4) Krajnji proizvodi: glukoza (C 6 H 12 O 6), oksidovani NADP (NADP +), ADP, H 3 PO 4.
U tamnoj fazi fotosinteze koriste se proizvodi svijetle faze kao što su NADP H+H+ (služi kao izvor atoma vodika za sintezu glukoze) i ATP (služi kao izvor energije za sintezu glukoze).
5. Uporedite fotosintezu i aerobno disanje. Navedite sličnosti i razlike.
Sličnosti:
● Složeni višestepeni procesi koji se odvijaju uz učešće enzima.
● Fotosinteza i završni (kiseonički) stadijum aerobnog disanja odvijaju se u dvomembranskim organelama (hloroplastima i mitohondrijama, respektivno).
● Redox procesi, koji su praćeni prenosom elektrona duž lanaca transporta elektrona unutrašnjih membrana odgovarajućih organela, pojavom razlike potencijala na ovim membranama, radom ATP sintetaze i sintezom ATP-a.
Razlike:
● Proces fotosinteze se odnosi na plastični metabolizam jer je praćeno sintezom organskih supstanci iz neorganskih i javlja se uz apsorpciju svjetlosne energije. Proces aerobnog disanja odnosi se na energetski metabolizam, budući da se složene organske tvari razgrađuju i energija sadržana u njima se oslobađa.
● Fotosinteza se dešava samo u ćelijama fototrofnih organizama, a aerobno disanje se dešava u ćelijama većine živih organizama (uključujući fototrofe).
● Razni početni materijali i finalni proizvodi. Ako uzmemo u obzir zbirne jednačine fotosinteze i aerobnog disanja, možemo vidjeti da su proizvodi fotosinteze zapravo polazni materijali za aerobno disanje i obrnuto.
● NAD i FAD služe kao nosioci atoma vodonika u procesu disanja, a NADP u fotosintezi.
I (ili) druge značajne karakteristike.
6. Osoba troši približno 430 g kiseonika dnevno. Drvo prosječne veličine apsorbira oko 30 kg ugljičnog dioksida godišnje. Koliko stabala je potrebno da bi se jedna osoba opskrbila kiseonikom?
● Za godinu dana osoba potroši: 430 g × 365 = 156,950 g kiseonika.
● Hajde da izračunamo hemijsku količinu ugljen-dioksida koju godišnje apsorbuje jedno drvo:
M (CO 2) = 12 + 16 × 2 = 44 g/mol. n (CO 2) = m: M = 30.000 g: 44 g/mol ≈ 681,8 mol.
● Zbirna jednačina fotosinteze:
6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2
Apsorpciju 6 molova ugljičnog dioksida prati oslobađanje 6 molova kisika. To znači da, apsorbirajući 681,8 mola ugljičnog dioksida godišnje, drvo oslobađa 681,8 mola kisika.
● Hajde da pronađemo masu kiseonika koju drvo oslobađa godišnje:
M (O 2) = 16 × 2 = 32 g/mol. m (O 2) = n × M = 681,8 mol × 32 g/mol = 21 817,6 g
● Hajde da odredimo koliko je stabala potrebno da bi se jedna osoba snabdela kiseonikom. Broj stabala = 156.950 g: 21.817,6 ≈ 7,2 stabala.
Odgovor: Da bi se jednoj osobi obezbijedio kiseonik, u prosjeku će biti potrebno 7,2 stabla (prihvatljivi odgovori bi bili “8 stabala” ili “7 stabala”).
7. Istraživači su biljke pšenice podijelili u dvije grupe i uzgajali ih u laboratoriji pod istim uslovima, s tim što su biljke prve grupe bile osvijetljene crvenim svjetlom, a biljke druge grupe bile su osvijetljene zelenim svjetlom. U kojoj grupi biljaka se fotosinteza odvija intenzivnije? Sa čime je ovo povezano?
Fotosinteza se intenzivnije odvijala u biljkama osvijetljenim crvenim svjetlom. To je zbog činjenice da glavni fotosintetski pigmenti - klorofili - intenzivno apsorbiraju crvenu svjetlost (kao i plavo-ljubičasti dio spektra), a reflektiraju zelenu, koja određuje zelenu boju ovih pigmenata.
8*. Kojim eksperimentom se može dokazati da kisik koji se oslobađa tijekom fotosinteze nastaje upravo od molekula vode, a ne od molekula ugljičnog dioksida ili bilo koje druge tvari?
Ako se voda označena radioaktivnim kisikom koristi za obavljanje fotosinteze (molekuli sadrže kisik radionuklid umjesto stabilnog nuklida 16 O), tada se radioaktivna oznaka može detektirati u oslobođenom molekulskom kisiku. Ako za fotosintezu koristite bilo koju drugu tvar koja sadrži radionuklid kisika, tada oslobođeni O2 neće sadržavati radioaktivnu oznaku. Konkretno, radioaktivni kisik sadržan u molekulima apsorbiranog ugljičnog dioksida naći će se u sintetiziranim organskim tvarima, ali ne i u sastavu O 2.
*Zadaci označeni zvjezdicom zahtijevaju od učenika da iznesu različite hipoteze. Stoga, prilikom ocenjivanja, nastavnik treba da se fokusira ne samo na odgovor koji je ovde dat, već da uzme u obzir svaku hipotezu, procenjujući biološko mišljenje učenika, logiku njihovog rasuđivanja, originalnost ideja, itd. Nakon toga je preporučljivo upoznati učenike sa datim odgovorom.
Proces fotosinteze jedan je od najvažnijih bioloških procesa koji se odvijaju u prirodi, jer zahvaljujući njemu nastaju organske tvari iz ugljičnog dioksida i vode pod utjecajem svjetlosti, a ovaj fenomen se naziva fotosinteza. I što je najvažnije, tokom procesa fotosinteze dolazi do oslobađanja, što je od vitalnog značaja za postojanje života na našoj neverovatnoj planeti.
Istorija otkrića fenomena fotosinteze seže četiri veka unazad, kada je davne 1600. godine izvesni belgijski naučnik Jan Van Helmont izveo jednostavan eksperiment. Stavio je grančicu vrbe (nakon što je snimio njenu početnu težinu) u vreću u kojoj je bilo i 80 kg zemlje. A onda se pet godina biljka zalijevala isključivo vodom. Kakvo je bilo iznenađenje naučnika kada se, nakon pet godina, težina biljke povećala za 60 kg, uprkos činjenici da se masa zemlje smanjila za samo 50 grama, odakle je došlo do tako impresivnog povećanja težine, ostala je misterija za naučnik.
Sljedeći važan i zanimljiv eksperiment, koji je postao uvod u otkriće fotosinteze, izveo je engleski naučnik Joseph Priestley 1771. (zanimljivo je da je po prirodi svoje profesije gospodin Priestley bio svećenik Anglikanske crkve , ali je ušao u istoriju kao izuzetan naučnik). Šta je gospodin Priestley uradio? Stavio je miša pod haubu i pet dana kasnije uginuo je. Zatim je ponovo stavio drugog miša ispod haube, ali ovaj put je ispod haube bila i grančica mente zajedno sa mišem i kao rezultat miš je ostao živ. Dobiveni rezultat doveo je naučnika do ideje da postoji određeni proces suprotan disanju. Još jedan važan zaključak ovog eksperimenta bio je otkriće kisika kao vitalnog za sva živa bića (prvi miš je umro zbog njegovog odsustva, drugi je preživio zahvaljujući grančici mente, koja je stvarala kisik tokom procesa fotosinteze).
Tako je utvrđena činjenica da su zeleni dijelovi biljaka sposobni oslobađati kisik. Zatim je 1782. godine švicarski naučnik Jean Senebier dokazao da se ugljični dioksid pod utjecajem svjetlosti razlaže u zelene biljke – zapravo, otkrivena je druga strana fotosinteze. Zatim, još 5 godina kasnije, francuski naučnik Jacques Boussengo otkrio je da biljke upijaju vodu tokom sinteze organskih tvari.
A završni akord u nizu naučnih otkrića vezanih za fenomen fotosinteze bilo je otkriće njemačkog botaničara Juliusa Sachsa, koji je 1864. uspio dokazati da se količina utrošenog ugljičnog dioksida i oslobođenog kisika događa u omjeru 1:1.
Ako zamislite figurativno, list bilo koje biljke može se usporediti s malom laboratorijom, čiji su prozori okrenuti na sunčanu stranu. Upravo u ovoj laboratoriji dolazi do stvaranja organskih supstanci i kiseonika, što je osnova za postojanje organskog života na Zemlji. Uostalom, bez kiseonika i fotosinteze, život jednostavno ne bi postojao na Zemlji.
Ali ako je fotosinteza toliko važna za život i oslobađanje kisika, kako onda ljudi (i ne samo ljudi) žive, na primjer u pustinji, gdje ima minimalno zelenih biljaka, ili, na primjer, u industrijskom gradu gde je drveće retko. Činjenica je da kopnene biljke čine samo 20% kiseonika koji se oslobađa u atmosferu, dok preostalih 80% oslobađaju morske i okeanske alge. ”
Opća formula za fotosintezu može se napisati na sljedeći način:
Voda + ugljični dioksid + svjetlost > Ugljikohidrati + kisik
Ovako izgleda formula za hemijsku reakciju fotosinteze:
6CO 2 + 6H 2 O = C6H 12 O 6 + 6O 2
Pokušajmo sada odgovoriti na pitanje zašto je biljkama potrebna fotosinteza. U stvari, davanje kiseonika u atmosferu naše planete daleko je od jedinog razloga za pojavu ovog biološkog procesa ne samo za ljude i životinje, već i za same biljke, jer su organske supstance koje nastaju tokom fotosinteze; čine osnovu biljnog života.
Glavni motor fotosinteze je hlorofil - poseban pigment sadržan u biljnim stanicama, koji je, između ostalog, odgovoran za zelenu boju lišća drveća i drugih biljaka. Hlorofil je složeno organsko jedinjenje koje ima i važno svojstvo – sposobnost apsorpcije sunčeve svjetlosti. Apsorbirajući ga, hlorofil je taj koji aktivira tu malu biohemijsku laboratoriju koja se nalazi u svakom malom listu, u svakoj vlati trave i svakoj algi. Zatim dolazi do fotosinteze (vidi gornju formulu), tokom koje se voda i ugljični dioksid pretvaraju u ugljikohidrate neophodne za biljke i kisik neophodan za sva živa bića. Mehanizmi fotosinteze su genijalna kreacija prirode.
Također, proces fotosinteze sastoji se od dvije faze: svjetla i tame. A u nastavku ćemo detaljno pisati o svakom od njih.
listovi zelenih biljaka
1) Svetlosna faza;
2) Tamna faza.
Svetlosna faza
Tamna faza
Pa, da odmah odgovorim na pitanje, reći ću da se fotosinteza odvija u listovi zelenih biljaka, odnosno u njihovim ćelijama. Glavnu ulogu ovdje igraju kloroploče, posebne ćelije bez kojih je fotosinteza nemoguća. Napomenuti ću da je ovaj proces, fotosinteza, čini mi se nevjerovatno svojstvo živih bića.
Uostalom, svi znaju da se fotosintezom apsorbira ugljični dioksid i oslobađa kisik. Takav fenomen je jednostavan za razumijevanje, a ujedno i jedan od najsloženijih procesa živih organizama, u kojem sudjeluje ogroman broj različitih čestica i molekula. Tako da se na kraju oslobodi kiseonik koji svi udišemo.
Pa, pokušat ću vam reći kako dolazimo do dragocjenog kisika.
Fotosinteza je sinteza organskih tvari iz neorganskih tvari uz pomoć sunčeve svjetlosti. Drugim riječima, sunčeva svjetlost koja pada na lišće daje potrebnu energiju za proces fotosinteze. Kao rezultat, organska tvar se formira iz neorganske tvari i oslobađa se kisik iz zraka.
Fotosinteza se odvija u 2 faze:
1) Svetlosna faza;
2) Tamna faza.
Reći ću vam malo o fazama fotosinteze.
Svetlosna faza– kao što naziv govori, javlja se na svjetlu, na površinskoj membrani ćelija zelenog lista (naučno rečeno, na granskoj membrani). Glavni učesnici ovdje će biti hlorofil, posebni proteinski molekuli (proteini nosači) i ATP sintetaza, koja je snabdjevač energijom.
Svjetlosna faza, kao i proces fotosinteze općenito, počinje djelovanjem svjetlosnog kvanta na molekulu klorofila. Kao rezultat ove interakcije, hlorofil se pobuđuje, uzrokujući da upravo ovaj molekul izgubi elektron, koji se kreće na vanjsku površinu membrane. Dalje, da bi povratio izgubljeni elektron, molekul klorofila ga oduzima od molekule vode, što uzrokuje njegovu razgradnju. Svi znamo da se voda sastoji od dvije molekule vodika i jednog kisika, a kada se voda raspadne, kisik ulazi u atmosferu, a pozitivno nabijen vodonik se skuplja na unutrašnjoj površini membrane.
Tako se pokazalo da su negativno nabijeni elektroni koncentrirani s jedne strane, a pozitivno nabijeni protoni vodika s druge. Od ovog trenutka pojavljuje se molekul ATP sintetaze, koji čini svojevrsni koridor za prolaz protona do elektrona i za smanjenje ove razlike u koncentraciji, o čemu smo govorili u nastavku. U ovom trenutku završava se svjetlosna faza i završava se formiranjem energetskog molekula ATP i obnavljanjem specifičnog NADP*H2 transporterskog molekula.
Drugim riječima, došlo je do raspadanja vode zbog čega se oslobađa kisik i formira se ATP molekul koji će dati energiju za daljnji tok fotosinteze.
Tamna faza– začudo, ova faza se može pojaviti i na svjetlu i u mraku. Ova faza se odvija u posebnim organelama ćelija lista koje su aktivno uključene u fotosintezu (plastidi). Ova faza uključuje nekoliko hemijskih reakcija koje se odvijaju uz pomoć istog molekula ATP sintetizovanog u prvoj fazi i NADPH. Zauzvrat, glavne uloge ovdje pripadaju vodi i ugljičnom dioksidu. Tamna faza zahteva kontinuirano snabdevanje energijom. Ugljični dioksid dolazi iz atmosfere, u prvoj fazi je nastao vodonik, a za energiju je odgovoran molekul ATP-a. Glavni rezultat tamne faze su ugljikohidrati, odnosno sama organska tvar koja je biljkama potrebna za život.
Tako nastaje sam proces stvaranja organske tvari (ugljikohidrata) iz neorganske tvari. Kao rezultat toga, biljke dobivaju proizvode koji su im potrebni za život, a mi kisik iz zraka. Dodaću da se cijeli ovaj proces odvija isključivo u zelenim biljkama, čije stanice sadrže hloroplaste („zelene ćelije“).
Korisno0 0 Nije od velike pomoći
Koncept iz škole fotosinteza povezana sa zelenom bojom. Ovo je boja pigmenta koji se zove hlorofil. Bez njegovog nakupljanja u listovima proces fotosinteze nemoguće. Kako preživljava bijela sekvoja?
Fotosinteza biljaka na osnovu 0,4% svetlosnih zraka. Polovina njih ne dopire do površine planete. Od preostalih, samo 1/8 je pogodno za fotosintezu. Postoje ograničenja talasne dužine svetlosti. Biljke uzimaju 0,4% odgovarajućih zraka.
Ako se pretvori u energiju, to je 1% njene ukupne količine. Uobičajeni tok fotosinteze odvija se pod uticajem sunčeve svetlosti. Međutim, biljke su također naučile koristiti umjetne zrake.
Svetlosna fotosinteza svodi se na proizvodnju glukoze. Ona ide po hranu. Nusprodukt reakcije je kisik. Njega flora oslobađa u vanjsko okruženje, obnavljajući Zemljinu atmosferu.
Kiseonik i glukoza nastaju tokom reakcije između ugljičnog dioksida i vode. Klorofil je svojevrsni katalizator u ovoj interakciji. Bez toga reakcija nije moguća.
Zanimljivo je da se hlorofil nalazi samo u biljkama. Funkcije koje su dodijeljene pigmentu podsjećaju na rad krvi u tijelu životinja. Hlorofil je sličan molekuli hemoglobina, ali sa magnezijumom u centru.
Gvožđe se koristi u ljudskim krvnim ćelijama. Međutim, hlorofil na ljudsko tijelo djeluje slično hemoglobinu, naime, povećava razinu kisika u krvi i ubrzava metabolizam dušika.
Reakcija fotosinteze može se odvijati brzo ili sporo. Sve zavisi od uslova okoline. Važno: intenzitet svjetlosnog toka, temperatura zraka, njegova zasićenost ugljičnim dioksidom i kisikom. Idealno je doći do tačke kompenzacije. Ovo je ime dato podudarnosti stope disanja biljke i oslobađanja kisika.
Ako svjetlost odozgo ulazi u ćelije kloroplasta, u kojima se akumulira hlorofil, tada se voda za reakciju biljke ispumpava iz tla. Zbog toga je potrebno zalijevanje biljaka. Nedostatak vlage inhibira reakcije fotosinteze. Kao rezultat, biljka postaje žuta, odnosno gubi hlorofil.
Terenski predstavnik flore u ovom trenutku, listovi neće postati zeleni. Klorofil također pomaže ispumpavanje vode iz tla. Ispostavilo se da je to začarani krug. Nema zalivanja - nema hlorofila, nema hlorofila - nema isporuke vode do biljke.
Sada, obratimo pažnju na glukozu. Budući da ga zelje proizvodi iz vode i ugljičnog dioksida, to znači da se organski proizvodi dobivaju iz neorganskih. Dodavanjem fosfora, sumpora ili dušika u šećer, biljke proizvode vitamine, masti, proteine i škrobove. Trava i drveće dopunjuju glukozu iz tla. Elementi dolaze rastvoreni u vodi.
Faze fotosinteze- Ovo je podjela procesa na fotolizu i reakciju redukcije. Prvi se javlja na svjetlu i svodi se na oslobađanje vodonika. Kiseonik je nusproizvod reakcije, ali je takođe potreban biljci. Koristi gas tokom procesa disanja.
Svetlosna faza fotosinteze stimuliše hlorofil. Zbog viška energije, njegov elektron se odvaja i počinje se kretati duž lanca organskih spojeva. Tokom putovanja, čestica podstiče sintezu adenozin difosforne kiseline iz adenozin trifosforne kiseline.
Energija data elektronu se troši na to. ADP je potreban da bi biljka formirala nukleotide. Uključeni su u nukleinske kiseline, bez kojih nije moguć metabolizam predstavnika flore.
Protraćivši energiju, elektron se vraća u molekulu hlorofila. Ovo ćelija fotosinteze ponovo uhvati kvantum svjetlosti. Elektron, umoran od rada, biva ojačan time, ponovo ide na posao. Ovo je lagana faza procesa. Međutim, on ne staje u mraku.
Tamna fotosinteza ima za cilj hvatanje ugljičnog dioksida iz vanjskog okruženja. Zajedno sa vodonikom učestvuje u stvaranju 6-ugljičnog šećera. Ovo je glukoza. Ovo rezultat fotosinteze također je praćeno stvaranjem tvari koje pomažu u hvatanju novih dijelova ugljičnog dioksida.
Ponovo ih hvataju hloroplasti. Oni troše energiju akumuliranu tokom dana. Resurs se koristi za vezivanje ugljičnog dioksida s ribuloznim bisfosfatom. Ovo je šećer sa 5 ugljenika. Reakcija proizvodi dva molekula fosfoglicerinske kiseline.
Svaki od njih ima 3 atoma ugljika. Ovo je jedna od faza Kalvinovog ciklusa. Javlja se u stromi, odnosno u sluznici hloroplasta. Ciklus se sastoji od tri reakcije. Prvo, ugljični dioksid se vezuje za rubuloza 1,5-bisfosfat.
Reakcija zahtijeva prisustvo rubuloza bifosfat karboksilaze. Ovo je enzim. U njegovom prisustvu se rađa heksoza. Od njega se dobijaju molekule fosfoglicerinske kiseline.
Jednom kada se proizvede jedinjenje fosfoglicerola, biljka ga reducira u gliceraldehid-3-fosfat. Njegovi molekuli idu u dva "smjera". Prvi proizvodi glukozu, a drugi rubuloza-1,5-difosfat. Koliko se sjećamo, on podiže gas ugljični.
fotosinteza u oba stadijuma aktivno se javlja u biljkama, jer su se prilagodile da uhvate maksimalnu količinu sunčeve energije tokom dana. Sjetimo se škole casovi. fotosinteza Posvećeno je nekoliko lekcija iz botanike.
Učitelji objašnjavaju zašto većina biljaka ima ravne i široke listove. Na taj način predstavnici flore povećavaju površinu za hvatanje svjetlosnih kvanta. Ljudi nisu uzalud napravili solarne panele široke, ali ravne.
Ugljični dioksid ulazi u biljke kroz stomate. One su slične porama na lišću i deblu. Proces apsorpcije gasa, a zatim ispuštanja kiseonika kroz istu ušću podseća na disanje kod ljudi.
Jedina razlika je izmjena faza. Ljudi udišu kisik i izdišu ugljični dioksid. Kod biljaka je suprotno. Ovako planeta održava ravnotežu dva gasa u atmosferi.
Proizvodi fotosinteze nose energiju sunca. Životinje ne znaju kako da ga obrade. Jedenje biljaka jedini je način da se “napunite” od dnevne svjetlosti.
Preradom ugljičnog dioksida, biljke su u stanju dati ljudima i životinjama dvostruko više. Predstavnici flore rade sa 0,03% gasa u atmosferi. Kao što vidite, ugljen dioksid u njemu nije preovlađujući.
U veštačkim uslovima naučnici su doveli procenat ugljen-dioksida u vazduhu na 0,05%. Krastavci su istovremeno dali 2 puta više ploda. Na promjene su reagovali na isti način.
Naučnici su povećali nivo ugljičnog dioksida spaljivanjem piljevine i drugog otpada iz drvoprerađivačke industrije u staklenicima. Zanimljivo je da pri koncentraciji gasa od 0,1% biljke više nisu bile sretne.
Mnoge vrste su počele da se razboljevaju. Kod paradajza, na primjer, u atmosferi s viškom ugljičnog dioksida, listovi su počeli žutjeti i uvijati se. Ovo je još jedna potvrda opasnosti od prezasićenosti atmosfere CO 2. Nastavkom krčenja šuma i industrijskog razvoja ljudi rizikuju da preostale biljke dovedu u za njih neprikladne uslove.
Moguće je povećati nivo ugljičnog dioksida do optimalnog nivoa ne samo spaljivanjem drvnog otpada, već i dodavanjem gnojiva u tlo. Oni izazivaju proliferaciju bakterija.
Mnogi mikroorganizmi proizvode spojeve ugljičnog dioksida. Koncentrirajući se blizu tla, biljke ga odmah zarobljavaju, od čega koristi flori i cijeloj populaciji Zemlje.
Ako dozvolimo da se razina ugljičnog dioksida u nižim slojevima atmosfere povećava svuda, a ne samo u eksperimentalnim staklenicima, doći će do efekta staklene bašte. Ovo je isto globalno zagrijavanje koje se ili već približava ili nije "sjaj".
Naučnici se ne slažu. Ako govorimo o činjenicama koje govore u prilog efektu staklene bašte, podsjećamo na otapanje antarktičkog leda. Tamo žive polarni medvjedi. Već nekoliko godina uključeni su u .
Dio života medvjeda povijesno je prelazio vodene širine na putu do novih glečera. Jureći prema njima, životinje su sve iscrpljenije, nikad ne postižu svoj cilj. Vodena prostranstva se povećavaju.
Sve je teže plivati do kopna. Ponekad medvedi umiru na putu. Ponekad grabežljivci iz Crvene knjige stignu do tla, ali iscrpljeni. Nema više snage za lov ili hodanje po čvrstom tlu.
Iz navedenog zaključujemo: bez fotosinteze ili uz smanjenje njenog udjela, nivo ugljičnog dioksida u atmosferi će izazvati efekat staklene bašte. Ne samo da će se klima planete promijeniti, već i sastav njenih stanovnika, njihov izgled i prilagođavanje okolini.
To će se događati sve dok udio ugljičnog dioksida u zraku ne dostigne kritičnih 1%. Dalje, postavlja se samo pitanje fotosinteza. Voda Svjetski okeani mogu ostati njegov jedini izvor. Alge takođe „dišu“. Ćelije koje skladište hlorofil su različite.
Međutim, suština procesa fotosinteze u kopnenim i vodenim biljkama je ista. Koncentracija ugljičnog dioksida u atmosferi nije nužno prenesena u vodenu sredinu. Može održavati ravnotežu.
Neki naučnici sugeriraju da će se postupnim povećanjem udjela ugljičnog dioksida u zraku predstavnici flore moći prilagoditi novim uvjetima. Paradajz neće savijati svoje listove, kapitulirajući pred realnošću budućnosti.
Možda biljke evoluiraju da prerađuju više CO 2 . Pretpostavka naučnika spada u kategoriju "bolje ne provjeravati". Previše rizično.
Značenje fotosinteze povezana je ne samo s održavanjem života samih biljaka i zasićenjem Zemljine atmosfere kisikom. Naučnici se bore sa veštačkim reakcijama.
Voda rascijepljena na vodonik i kisik pod utjecajem sunčevog zračenja je izvor energije. Ova energija, za razliku od one dobijene iz naftnih derivata i uglja, je ekološki prihvatljiva i sigurna.
Gdje se javlja fotosinteza?- Nije bitno. Važna je energija koju nosi sa sobom. Do sada, osoba dobija resurs samo upijajući biljnu hranu. Postavlja se pitanje kako mesojedi preživljavaju? Nije uzalud što love biljojede, a ne svoju vrstu. Meso životinja koje jedu travu i lišće zadržava dio njihove energije.
Osim energije fotosinteze, važni su i njeni proizvodi. Kisik se, na primjer, koristi ne samo za disanje životinja, već i za stvaranje ozonskog omotača. Nalazi se u stratosferi Zemlje, na granici sa svemirom.
Ozon je jedna od modifikacija kiseonika koja je potrebna kada se penje na hiljade kilometara u visinu. Ovdje se element bori protiv zračenja Sunca. Bez ozonskog omotača, sunčevo zračenje bi dospjelo do površine planete u dozama opasnim za sva živa bića.
Zanimljivo je da neki beskičmenjaci mogu pomoći u održavanju ravnoteže plinova na planeti. Puž Elisia Chloroti, na primjer, naučio je da asimilira hloroplaste algi.
Morski stanovnik ih jede, "kroćeći" ćelije hlorofilom u mukoznoj membrani želuca. Genom puža kodira proteine potrebne za zeleni pigment za fotosintezu.
Proizvedene supstance se dopremaju do hloroplasta i oni "hrane" beskičmenjaka slatkom glukozom. Ljudi mogu preživjeti na tome neko vrijeme. Dovoljno je prisjetiti se bolnica gdje se glukoza daje intravenozno oslabljenima.
Šećer je glavni izvor energije i, što je najvažnije, brz. Lanac pretvaranja glukoze u čistu energiju kraći je od lanca konverzije masti i proteina. Naravno, naučili su sintetizirati šećer umjetno.
Ali mnogi naučnici su skloni vjerovanju da je glukoza iz biljaka, voća i povrća korisnija za tijelo. Ovo je slično dejstvu vitamina. Sintetički i prirodni imaju isti sastav, ali je položaj atoma malo drugačiji. Eksperimenti dokazuju da farmaceutski vitamin C daje upitne prednosti, ali ista supstanca iz limuna ili kupusa pruža neospornu korist.
Prednosti fotosinteze su takođe neosporne. Poznato je, a istovremeno i dalje čuva mnoge tajne. Upoznajte ih kako biste sebi i planeti u cjelini osigurali sretnu budućnost.
Postoje tri vrste plastida:
Pokriven sa dvije membrane. Vanjska membrana je glatka, unutrašnja ima izrasline prema unutra - tilakoide. Zovu se nizovi kratkih tilakoida zrna, povećavaju površinu unutrašnje membrane kako bi primili što više fotosintetskih enzima.
Unutrašnja sredina hloroplasta naziva se stroma. Sadrži kružnu DNK i ribozome, zbog kojih hloroplasti samostalno čine dio svojih proteina, zbog čega se nazivaju poluautonomne organele. (Vjeruje se da su plastidi ranije bile slobodne bakterije koje je apsorbirala velika stanica, ali ih nije probavila.)
U zelenom lišću na svjetlu
U hloroplastima se koristi hlorofil
Od ugljičnog dioksida i vode
Sintetiziraju se glukoza i kisik.
1. Svetlosna faza.
Javlja se na svjetlosti u grani hloroplasta. Pod uticajem svetlosti dolazi do razgradnje (fotolize) vode pri čemu se proizvodi kiseonik koji se oslobađa, kao i atomi vodonika (NADP-H) i energija ATP-a koji se koriste u sledećoj fazi.
2. Tamna faza.
Javlja se i na svjetlu i u tami (svjetlo nije potrebno), u stromi hloroplasta. Od ugljičnog dioksida dobivenog iz okoline i atoma vodika dobivenih u prethodnoj fazi, glukoza se sintetizira pomoću energije ATP-a dobivene u prethodnoj fazi.
1. Uspostavite korespondenciju između procesa fotosinteze i faze u kojoj se odvija: 1) svijetlo, 2) tamno. Napišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) formiranje NADP-2H molekula
B) oslobađanje kiseonika
B) sinteza monosaharida
D) sinteza ATP molekula
D) dodavanje ugljičnog dioksida ugljikohidratima
Odgovori
2. Uspostavite korespondenciju između karakteristike i faze fotosinteze: 1) svijetlo, 2) tamno. Napišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) fotoliza vode
B) fiksacija ugljičnog dioksida
B) cijepanje ATP molekula
D) ekscitacija hlorofila svetlosnim kvantima
D) sinteza glukoze
Odgovori
3. Uspostavite korespondenciju između procesa fotosinteze i faze u kojoj se odvija: 1) svijetlo, 2) tamno. Napišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) formiranje NADP*2H molekula
B) oslobađanje kiseonika
B) sinteza glukoze
D) sinteza ATP molekula
D) smanjenje ugljičnog dioksida
Odgovori
4. Uspostavite korespondenciju između procesa i faze fotosinteze: 1) svjetlo, 2) tamno. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) polimerizacija glukoze
B) vezivanje ugljen-dioksida
B) ATP sinteza
D) fotoliza vode
D) formiranje atoma vodonika
E) sinteza glukoze
Odgovori
5. Uspostavite korespondenciju između faza fotosinteze i njihovih karakteristika: 1) svijetlo, 2) tamno. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) dolazi do fotolize vode
B) Formira se ATP
B) kiseonik se oslobađa u atmosferu
D) nastavlja sa trošenjem ATP energije
D) reakcije se mogu javiti i na svjetlu i u mraku
Odgovori
6 sub. Uspostavite korespondenciju između faza fotosinteze i njihovih karakteristika: 1) svijetlo, 2) tamno. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) restauracija NADP+
B) transport vodonikovih jona kroz membranu
B) javlja se u grani hloroplasta
D) sintetiziraju se molekuli ugljikohidrata
D) elektroni hlorofila prelaze na viši energetski nivo
E) ATP energija se troši
Odgovori
FORMIRANJE 7:
A) kretanje pobuđenih elektrona
B) konverzija NADP-2R u NADP+
Analizirajte tabelu. Popunite prazne ćelije u tabeli koristeći pojmove i pojmove date na listi. Za svaku ćeliju označenu slovima, odaberite odgovarajući termin sa ponuđene liste.
1) tilakoidne membrane
2) svetlosna faza
3) fiksacija neorganskog ugljenika
4) fotosinteza vode
5) tamna faza
6) ćelijska citoplazma
Odgovori
Analizirajte tabelu “Reakcije fotosinteze”. Za svako slovo odaberite odgovarajući termin sa ponuđene liste.
1) oksidativna fosforilacija
2) oksidacija NADP-2H
3) tilakoidne membrane
4) glikoliza
5) dodavanje ugljen-dioksida pentozi
6) formiranje kiseonika
7) formiranje ribuloza difosfata i glukoze
8) sinteza 38 ATP
Odgovori
Odaberite tri opcije. Tamnu fazu fotosinteze karakteriše
1) pojava procesa na unutrašnjim membranama hloroplasta
2) sinteza glukoze
3) fiksacija ugljičnog dioksida
4) tok procesa u stromi hloroplasta
5) prisustvo fotolize vode
6) Formiranje ATP-a
Odgovori
1. Dolje navedene karakteristike, osim dvije, koriste se za opisivanje strukture i funkcija prikazane ćelijske organele. Identifikujte dvije karakteristike koje “ispadaju” sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
2) akumulira ATP molekule
3) obezbeđuje fotosintezu
5) ima poluautonomiju
Odgovori
2. Sve dolje navedene karakteristike, osim dvije, mogu se koristiti za opisivanje ćelijske organele prikazane na slici. Identifikujte dvije karakteristike koje “ispadaju” sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) jednomembranska organela
2) sastoji se od krista i hromatina
3) sadrži kružnu DNK
4) sintetiše sopstveni protein
5) sposoban za podjelu
Odgovori
Sve sljedeće karakteristike, osim dvije, mogu se koristiti za opisivanje strukture i funkcija hloroplasta. Identifikujte dvije karakteristike koje “ispadaju” sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) je organela sa dvostrukom membranom
2) ima svoj zatvoreni molekul DNK
3) je poluautonomna organela
4) formira vreteno
5) ispunjen ćelijskim sokom sa saharozom
Odgovori
Odaberite jednu, najispravniju opciju. Ćelijska organela koja sadrži molekul DNK
1) ribosom
2) hloroplast
3) ćelijski centar
4) Golgijev kompleks
Odgovori
Odaberite jednu, najispravniju opciju. U sintezi koje tvari sudjeluju atomi vodika u tamnoj fazi fotosinteze?
1) NADP-2H
2) glukoza
3) ATP
4) voda
Odgovori
Sve sljedeće karakteristike, osim dvije, mogu se koristiti za određivanje procesa svjetlosne faze fotosinteze. Identifikujte dvije karakteristike koje “ispadaju” sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) fotoliza vode
4) formiranje molekularnog kiseonika
Odgovori
Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Tokom svjetlosne faze fotosinteze u ćeliji
1) kisik nastaje kao rezultat razgradnje molekula vode
2) ugljikohidrati se sintetiziraju iz ugljičnog dioksida i vode
3) polimerizacija molekula glukoze dolazi do stvaranja škroba
4) Sintetiziraju se ATP molekuli
5) energija molekula ATP-a se troši na sintezu ugljikohidrata
Odgovori
Odaberite jednu, najispravniju opciju. Koja ćelijska organela sadrži DNK?
1) vakuola
2) ribosom
3) hloroplast
4) lizozom
Odgovori
U tekst „Sinteza organskih supstanci u biljci” uneti termine koji nedostaju sa predložene liste, koristeći numeričke oznake. Zapišite odabrane brojeve redoslijedom koji odgovara slovima. Biljke pohranjuju energiju potrebnu za njihovo postojanje u obliku organskih tvari. Ove supstance se sintetišu tokom __________ (A). Ovaj proces se dešava u ćelijama lista u __________ (B) - posebnim zelenim plastidama. Sadrže posebnu zelenu supstancu – __________ (B). Preduvjet za stvaranje organskih tvari pored vode i ugljičnog dioksida je __________ (D).
Lista pojmova:
1) disanje
2) isparavanje
3) leukoplast
4) hranu
5) svetlost
6) fotosinteza
7) hloroplast
8) hlorofil
Odgovori
Odaberite jednu, najispravniju opciju. U ćelijama dolazi do primarne sinteze glukoze
1) mitohondrije
2) endoplazmatski retikulum
3) Golgijev kompleks
4) hloroplasti
Odgovori
Odaberite jednu, najispravniju opciju. Molekuli kiseonika tokom fotosinteze nastaju usled razgradnje molekula
1) ugljen dioksid
2) glukoza
3) ATP
4) voda
Odgovori
Odaberite jednu, najispravniju opciju. Da li su sljedeće tvrdnje o fotosintezi tačne? A) U svjetlosnoj fazi, energija svjetlosti se pretvara u energiju hemijskih veza glukoze. B) Reakcije tamne faze nastaju na tilakoidnim membranama u koje ulaze molekuli ugljičnog dioksida.
1) samo A je tačno
2) samo B je tačno
3) obe presude su tačne
4) obje presude su netačne
Odgovori
1. Uspostavite ispravan slijed procesa koji se odvijaju tokom fotosinteze. Zapišite brojeve pod kojima su naznačeni u tabeli.
1) Upotreba ugljičnog dioksida
2) Formiranje kiseonika
3) Sinteza ugljikohidrata
4) Sinteza ATP molekula
5) Ekscitacija hlorofila
Odgovori
2. Uspostavite ispravan slijed procesa fotosinteze.
1) pretvaranje solarne energije u ATP energiju
2) formiranje pobuđenih elektrona hlorofila
3) fiksacija ugljen-dioksida
4) formiranje skroba
5) pretvaranje ATP energije u energiju glukoze
Odgovori
3. Uspostaviti redoslijed procesa koji se odvijaju tokom fotosinteze. Zapišite odgovarajući niz brojeva.
2) Raspad ATP-a i oslobađanje energije
3) sinteza glukoze
4) sinteza ATP molekula
5) stimulacija hlorofila
Odgovori
Odaberite tri karakteristike strukture i funkcije hloroplasta
1) unutrašnje membrane formiraju kriste
2) mnoge reakcije se javljaju u žitaricama
3) u njima se odvija sinteza glukoze
4) su mjesto sinteze lipida
5) sastoje se od dvije različite čestice
6) dvomembranske organele
Odgovori
Identifikujte tri tačne tvrdnje sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su one naznačene u tabeli. Tokom svjetlosne faze dolazi do fotosinteze
1) fotoliza vode
2) redukcija ugljičnog dioksida u glukozu
3) sinteza molekula ATP-a koristeći energiju sunčeve svjetlosti
4) veza vodonika sa NADP+ transporterom
5) korišćenje energije molekula ATP-a za sintezu ugljenih hidrata
Odgovori
Sve osim dvije dolje navedene karakteristike mogu se koristiti za opisivanje svjetlosne faze fotosinteze. Identifikujte dvije karakteristike koje “ispadaju” sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) nastaje nusprodukt - kiseonik
2) javlja se u stromi hloroplasta
3) vezivanje ugljen-dioksida
4) ATP sinteza
5) fotoliza vode
Odgovori
Odaberite jednu, najispravniju opciju. Proces fotosinteze treba posmatrati kao jednu od važnih karika u ciklusu ugljika u biosferi, budući da je tokom njegovog
1) biljke apsorbuju ugljenik iz nežive prirode u živu materiju
2) biljke ispuštaju kiseonik u atmosferu
3) organizmi oslobađaju ugljični dioksid tokom disanja
4) industrijska proizvodnja nadopunjuje atmosferu ugljičnim dioksidom
Odgovori
Uspostavite korespondenciju između faza procesa i procesa: 1) fotosinteze, 2) biosinteze proteina. Napišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) oslobađanje slobodnog kiseonika
B) stvaranje peptidnih veza između aminokiselina
B) sinteza mRNA na DNK
D) proces prevođenja
D) obnavljanje ugljikohidrata
E) konverzija NADP+ u NADP 2H
Odgovori
Odaberite ćelijske organele i njihove strukture uključene u proces fotosinteze.
1) lizozomi
2) hloroplasti
3) tilakoidi
4) žitarice
5) vakuole
6) ribozomi
Odgovori
Sljedeći termini, osim dva, koriste se za opisivanje plastida. Identifikujte dva pojma koja „ispadaju“ sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su navedeni u tabeli.
1) pigment
2) glikokaliks
3) grana
4) crista
5) tilakoid
Odgovori
Odgovori
Sve osim dvije sljedeće karakteristike mogu se koristiti za opisivanje procesa fotosinteze. Identifikujte dvije karakteristike koje “ispadaju” sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su navedene u vašem odgovoru.
1) Svetlosna energija se koristi za izvođenje procesa.
2) Proces se odvija u prisustvu enzima.
3) Centralnu ulogu u procesu ima molekul hlorofila.
4) Proces je praćen razgradnjom molekula glukoze.
5) Proces se ne može dogoditi u prokariotskim ćelijama.
Odgovori
Dolje navedeni koncepti, osim dva, koriste se za opisivanje tamne faze fotosinteze. Identifikujte dva pojma koja „ispadaju“ sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) fiksacija ugljen-dioksida
2) fotoliza
3) oksidacija NADP 2H
4) grana
5) stroma
Odgovori
Dolje navedene karakteristike, osim dvije, koriste se za opisivanje strukture i funkcija prikazane ćelijske organele. Identifikujte dvije karakteristike koje “ispadaju” sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) razgrađuje biopolimere u monomere
2) akumulira ATP molekule
3) obezbeđuje fotosintezu
4) odnosi se na dvomembranske organele
5) ima poluautonomiju
Odgovori
Uspostaviti korespondenciju između procesa i njihove lokalizacije u hloroplastima: 1) stroma, 2) tilakoid. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) upotreba ATP-a
B) fotoliza vode
B) stimulacija hlorofila
D) formiranje pentoze
D) prijenos elektrona duž lanca enzima
Odgovori
© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019
