Rakendatud fotosünteesi protsess taimede lehtedes. Fotosüntees on iseloomulik ainult rohelistele taimedele.

Seda lehe aktiivsuse kõige olulisemat aspekti iseloomustab kõige paremini K. A. Timirjazev:

Võib öelda, et taime elu olemus väljendub lehe elus. Kõik orgaanilised ained, olenemata sellest, kui mitmekesised need on, olenemata sellest, kus neid leidub - kas taimes, loomas või inimeses -, mis on lehest läbi viidud, pärinevad lehe poolt toodetud ainetest.

Taimede lehtede struktuur

taime lehed anatoomilise struktuuri poolest on nad väga mitmekesised, mis sõltub taime tüübist ja nende kasvutingimustest. Lehte katab ülalt ja alt epidermis – arvukate avadega kude, mida nimetatakse stoomideks. Ülemise epidermise all on palisaad ehk sammasparenhüüm, mida nimetatakse assimilatsiooniparenhüümiks.

Selle all on lahtisem kude - käsnjas parenhüüm, millele järgneb alumine epidermis. Kogu leht on läbi imbunud veenide võrgustikuga, mis koosneb juhtivatest kimpudest, mida läbivad vesi, mineraal- ja orgaanilised ained.

Lehe sammas- ja käsnjas koes on rohelised plastiidid - pigmente sisaldavad kloroplastid. Taimede värvust seletatakse kloroplastide ja neis sisalduvate roheliste pigmentide (klorofüllide) olemasoluga.

Tohutu lehepind, ulatudes 30 000–50 000 ruutmeetrini. m 1 ha kohta erinevad taimed, on hästi kohandatud CO 2 edukaks neeldumiseks õhust fotosünteesi ajal.

Süsinikdioksiid tungib epidermises paiknevate stoomide kaudu taime lehele, siseneb rakkudevahelistesse ruumidesse ja tungib läbi rakumembraani tsütoplasmasse ja seejärel kloroplastidesse, kus toimub assimilatsiooniprotsess.

Selles protsessis tekkiv hapnik difundeerub kloroplastide pinnalt vabas olekus.

Seega toimub stoomi kaudu lehtede gaasivahetus väliskeskkond- süsihappegaasi omastamine ja hapniku vabanemine fotosünteesi käigus, süsinikdioksiidi eraldumine ja hapniku imendumine hingamisel. Lisaks eraldavad stomatid veeauru.

Kuigi kogupindala stomataalsed avad on vaid 1-2% kogu lehe pinnast, kuid avatud stoomi korral tungib süsihappegaas lehtedesse kiirusega, mis on 50 korda suurem kui selle neeldumine leelisega. Stoomide arv on väga suur - mitmekümnest kuni 1500-ni 1 ruutmeetri kohta. mm.

Kloroplastid

Kloroplastid- rohelised plastiidid, milles toimub fotosünteesi protsess. Need asuvad tsütoplasmas. Kõrgematel taimedel on kloroplastid kettakujulised või läätsekujulised, madalamatel taimedel aga mitmekesisemad.

Kloroplastide suurus kõrgemates taimedes on üsna konstantne, keskmiselt 1-10 mikronit. Tavaliselt sisaldab rakk suur hulk kloroplastid, keskmiselt 20-50 ja mõnikord rohkemgi. Need asuvad peamiselt lehtedes, paljud neist ebaküpsetes viljades. Taimes on kloroplastide koguarv tohutu; täiskasvanud tamme puhul on nende pindala näiteks 2 hektarit.

Kloroplastil on membraani struktuur. See on tsütoplasmast eraldatud topeltmembraaniga. Kloroplastis on lamellid, valk-lipoidplaadid, mis on kogutud kimpudesse ja mida nimetatakse granaks.

Klorofüll paikneb lamellides monomolekulaarse kihina. Lamellide vahel on vesine valguvedelik - strooma; see sisaldab tärkliseterasid ja õlitilku.

Kloroplasti struktuur on fotosünteesiks hästi kohanenud, kuna klorofülli kandva aparaadi jagamine väikesteks plaatideks suurendab oluliselt kloroplasti aktiivset pinda, mis hõlbustab energia juurdepääsu ja selle ülekandumist keemilised süsteemid osaleb fotosünteesis.

A. A. Tabentsky andmed näitavad, et kloroplastid muutuvad taime ontogeneesis kogu aeg. Noortel lehtedel täheldatakse kloroplastide peeneteralist struktuuri, kasvu lõpetanud lehtedel jämeteralist struktuuri.

Kloroplastide lagunemist täheldatakse juba vanadel lehtedel. Kloroplastide kuivaines on 20-45% valke, 20-40% lipoide, 10-12% süsivesikuid ja muid varuaineid, 10% mineraalelemente, 5-10% rohelisi pigmente (klorofülli). a ja klorofüll b), 1-2% karotenoide, samuti väike kogus RNA-d ja DNA-d. Veesisaldus ulatub 75% -ni.

Kloroplastidel on suur komplekt hüdrolüütilised ja redoksensüümid. N. M. Sissakyani uuringud näitasid, et paljude ensüümide süntees toimub ka kloroplastides. Tänu sellele osalevad nad kogu taime eluprotsesside kompleksis.

Pigmendid, nende omadused ja tekketingimused

Pigmendid saab ekstraheerida taimede lehtedest alkoholi või atsetooniga. Ekstrakt sisaldab järgmisi pigmente: roheline - klorofüll a ja klorofüll b; kollane - karoteen ja ksantofüll (karotenoidid).

Klorofüll

Klorofüll esindab

üks huvitavamaid aineid maakera pinnal

(C. Darwin),

kuna tänu sellele on võimalik orgaaniliste ainete süntees anorgaanilisest CO 2 -st ja H 2 O-st.

Klorofüll ei lahustu vees, soolade, hapete ja leeliste mõjul muutub kergesti, nii et seda oli väga raske kehtestada. keemiline koostis. Klorofülli ekstraheerimiseks kasutatakse tavaliselt etüülalkoholi või atsetooni.

Klorofüllil on järgmised kokkuvõtlikud valemid: klorofüll a- C55H72O5N4Mg, klorofüll b- C55H70O6N4Mg.

Klorofülli juures a rohkem kui 2 vesinikuaatomit ja vähem kui 1 hapnikuaatom kui klorofüll b. Klorofülli valemeid saab esitada järgmiselt:

Keskse koha klorofülli molekulis hõivab Mg; seda saab tõrjuda, toimides klorofülli alkoholiekstraktile vesinikkloriidhappega. Roheline pigment muutub pruuniks pigmendiks nimega feofütiin, milles Mg asendub vesinikkloriidhappest kahe H-aatomiga.

Taastada roheline värv ekstraktid on väga lihtsad, lisades feofütiini molekulile magneesiumi või mõnda muud metalli. Seetõttu seostatakse klorofülli rohelist värvi metalli olemasoluga selle koostises.

Kokkupuutel leelisega klorofülli alkoholiekstraktiga eralduvad alkoholirühmad (fütool ja metüülalkohol); sel juhul säilib klorofülli roheline värvus, mis näitab, et selle reaktsiooni käigus säilib klorofülli molekuli tuum.

Klorofülli keemiline koostis on kõigil taimedel ühesugune. Klorofülli a sisaldus on alati suurem (umbes 3 korda) kui klorofüll b sisaldus. Klorofülli üldkogus on väike ja moodustab umbes 1% lehe kuivainest.

Klorofüll on oma keemilise olemuselt lähedane vere värvainele - hemoglobiinile, mille molekulis ei ole kesksel kohal magneesium, vaid raud. Vastavalt sellele erinevad ka nende füsioloogilised funktsioonid: klorofüll osaleb taime kõige olulisemas regeneratsiooniprotsessis - fotosünteesis ja hemoglobiin - loomsete organismide hingamisprotsessis, kandes hapnikku.

Pigmentide optilised omadused

Klorofüll imendub päikeseenergia ja suunab selle keemilistele reaktsioonidele, mis ei saa kulgeda ilma väljastpoolt saadava energiata. Klorofülli lahus läbivas valguses on roheline, kuid kihi paksuse või klorofülli kontsentratsiooni suurenemisega muutub see punaseks.

Klorofüll neelab valgust mitte täielikult, vaid valikuliselt. Mööda minnes valge valgus läbi prisma seitsmest koosnev spekter nähtavad värvid mis järk-järgult muutuvad üksteiseks.

Kui valge valgus lastakse läbi prisma ja klorofülli lahuse, on kõige intensiivsem neeldumine saadud spektris punastes ja sinakasvioletsetes kiirtes. Rohelised kiired imenduvad vähe, nii et sisse õhuke kiht Läbiva valguse käes on klorofüll roheline.

Klorofülli kontsentratsiooni tõusuga aga neeldumisribad laienevad (neeldub ka märkimisväärne osa rohelistest kiirtest) ja ainult osa äärmuslikest punastest kiirtest läbib neeldumata. Klorofülli neeldumisspektrid a ja b väga lähedal.

Peegeldunud valguses tundub klorofüll kirsipunane, kuna see kiirgab neeldunud valgust oma lainepikkuse muutumisega. Seda klorofülli omadust nimetatakse fluorestsentsiks.

Karoteen ja ksantofüll

Karoteen ja ksantofüll neil on neeldumisribad ainult sinistes ja violetsetes kiirtes. Nende spektrid on üksteise lähedal.

Nende pigmentide neeldunud energia kantakse üle klorofüllile a, mis on otseselt seotud fotosünteesiga. Karoteeni peetakse provitamiiniks A, kuna selle lõhenemisel moodustub 2 A-vitamiini molekuli.Karoteeni valem on C 40 H 56, ksantofüll on C 40 H 54 (OH) 2.

Klorofülli moodustumise tingimused

Klorofülli moodustumine viiakse läbi 2 faasis: esimene faas on tume, mille käigus moodustub klorofülli eelkäija protoklorofüll ja teine ​​on hele, milles valguses protoklorofüllist moodustub klorofüll.

Klorofülli teke oleneb nii taime tüübist kui ka seeriast välised tingimused. Mõned taimed, näiteks okaspuude seemikud, võivad roheliseks muutuda ka ilma valguse osaluseta, pimedas, kuid enamikus taimedes tekib klorofüll protoklorofüllist ainult valguse käes.

Valguse puudumisel saadakse etioleeritud taimed, millel on õhuke, nõrk, tugevalt piklik vars ja väga väikesed kahvatukollased lehed. Kui etioleeritud taimed puutuvad kokku valgusega, muutuvad lehed kiiresti roheliseks. See on tingitud asjaolust, et lehtedel on juba protoklorofüll, mis valguse mõjul muutub kergesti klorofülliks.

Temperatuuril on suur mõju klorofülli tekkele; külmal kevadel ei muuda mõned põõsad rohelisi lehti enne soojade ilmade saabumist: kui temperatuur langeb, pärsitakse protoklorofülli teket.

Minimaalne temperatuur, mille juures klorofülli teke algab, on 2°, maksimum, mille juures klorofülli teket ei toimu, on 40°. Välja arvatud teatud temperatuur, klorofülli moodustamiseks on vajalikud mineraaltoitained, eriti raud.

Selle puudumisel kogevad taimed haigust, mida nimetatakse kloroosiks. Ilmselt on raud protoklorofülli sünteesi katalüsaator, kuna see ei sisaldu klorofülli molekuli koostises. Klorofülli moodustamiseks on vaja ka lämmastikku ja magneesiumi, mis on selle molekuli osa. Oluline tingimus on roheliseks muutuvate plastiidide olemasolu lehe rakkudes.

Nende puudumisel jäävad taimede lehed valgeks, taim ei ole võimeline fotosünteesiks ja suudab elada vaid seni, kuni oma seemnevarud ära kasutab. Seda nähtust nimetatakse albinismiks. Seda seostatakse selle taime päriliku olemuse muutumisega.

Kvantitatiivne seos klorofülli ja seeditava süsinikdioksiidi vahel

Rohkema sisuga klorofüll taimes algab fotosünteesi protsess madalama valguse intensiivsusega ja isegi madalamal temperatuuril. Klorofülli sisalduse suurenemisega lehtedes suureneb fotosüntees, kuid teatud piirini. Seetõttu puudub otsene seos klorofülli sisalduse ja CO 2 neeldumise intensiivsuse vahel.

Lehe poolt tunnis omastatava CO 2 kogus lehes sisalduva klorofülli ühikus on seda suurem, mida vähem klorofülli. R. Wilstetter ja A. Stoll pakkusid välja ühiku, mis iseloomustab klorofülli koguse ja neeldunud süsinikdioksiidi suhet.

Ajaühikus lagunenud süsinikdioksiidi kogust klorofülli massiühiku kohta nimetasid nad assimilatsiooninumber.

Assimilatsiooniarv ei ole konstantne: see on suurem madala klorofüllisisaldusega ja väiksem, kui lehtedes on palju seda. Järelikult kasutatakse klorofülli molekuli produktiivsemalt, kui selle sisaldus lehes on madal ja klorofülli produktiivsus väheneb selle koguse suurenemisega. Andmed sisestatakse tabelisse.

Tabel
Assimilatsiooniarv olenevalt klorofülli sisaldusest
(R. Wilstetteri ja A. Stoli järgi)

Avaldatud tabel näitab, et klorofülli sisalduse ja neeldunud CO 2 koguse vahel puudub otsene seos. Taimedes sisaldub klorofülli alati liiga palju ja ilmselt ei osale see kõik fotosünteesis. Seda seletatakse asjaoluga, et fotosünteesi ajal koos klorofülli osalusel toimuvate fotokeemiliste protsessidega toimuvad ka puhtalt keemilised protsessid, mis ei vaja valgust.

Taimede tumedad reaktsioonid kulgevad palju aeglasemalt kui valgusreaktsioonid. Valguse reaktsioonikiirus on 0,00001 sekundit, pimedas - 0,04 sekundit. Esimest korda avastas fotosünteesi protsessis esinevad tumedad reaktsioonid F. Blackman.

Ta leidis, et tume reaktsioon sõltub temperatuurist ja temperatuuri tõusuga suureneb tumedate protsesside kiirus. Valgusreaktsioonide kestus on tühine, seetõttu määrab fotosünteesi kiiruse peamiselt pimedate protsesside kestus.

Plastiide on kolme tüüpi:

• kloroplastid- roheline, funktsioon - fotosüntees
• kromoplastid- punane ja kollane, on lagunenud kloroplastid, võivad anda kroonlehtedele ja viljadele erksat värvi.
• leukoplastid- värvitu, funktsioon - ainete varu.

Kloroplastide struktuur

kaetud kahe membraaniga. välimine membraan sile, sisemisel on sees väljakasvud - tülakoidid. Lühikeste tülakoidide virnadeks nimetatakse terad, suurendavad nad sisemembraani pindala, et mahutada sellele võimalikult palju fotosünteesi ensüüme.

Kloroplasti sisekeskkonda nimetatakse stroomiks. See sisaldab ringikujulist DNA-d ja ribosoome, mille tõttu kloroplastid toodavad iseseisvalt osa valke enda jaoks, seetõttu nimetatakse neid poolautonoomseteks organellideks. (Arvatakse, et varasemad plastiidid olid vabad bakterid, mis neelasid suur rakk, kuid ei seedinud.)

Fotosüntees (lihtne)

Rohelistes lehtedes valguses
Kloroplastides koos klorofülliga
Süsinikdioksiidist ja veest
Sünteesitakse glükoosi ja hapnikku.

Fotosüntees (keskmise raskusastmega)

1. Valgusfaas.
Esineb valguse käes kloroplastide terades. Valguse toimel toimub vee lagunemine (fotolüüs), saadakse hapnik, mis eraldub, samuti vesinikuaatomid (NADP-H) ja ATP energia, mida kasutatakse järgmises etapis.

2. Tume faas.
Seda esineb nii valguses kui pimedas (valgust pole vaja), kloroplastide stroomas. Süsinikdioksiidist, mis on saadud keskkond ja eelmises etapis saadud vesinikuaatomid, eelmises etapis saadud ATP energia tõttu sünteesitakse glükoos.

1. Loo vastavus fotosünteesi protsessi ja selle toimumise faasi vahel: 1) hele, 2) tume. Kirjutage numbrid 1 ja 2 õiges järjekorras.
A) NADP-2H molekulide moodustumine
B) hapniku vabanemine
C) monosahhariidi süntees
D) ATP molekulide süntees
D) süsihappegaasi lisamine süsivesikutele

Vastus

2. Loo vastavus fotosünteesi karakteristiku ja faasi vahel: 1) hele, 2) tume. Kirjutage numbrid 1 ja 2 õiges järjekorras.
A) vee fotolüüs
B) süsinikdioksiidi fikseerimine
C) ATP molekulide lõhenemine
D) klorofülli ergastamine valguskvantidega
D) glükoosi süntees

Vastus

3. Loo vastavus fotosünteesi protsessi ja selle toimumise faasi vahel: 1) hele, 2) tume. Kirjutage numbrid 1 ja 2 õiges järjekorras.
A) NADP * 2H molekulide moodustumine
B) hapniku vabanemine
B) glükoosi süntees
D) ATP molekulide süntees
D) süsinikdioksiidi taaskasutamine

Vastus

4. Loo vastavus protsesside ja fotosünteesi faasi vahel: 1) hele, 2) tume. Kirjutage numbrid 1 ja 2 tähtedele vastavas järjekorras.
A) glükoosi polümerisatsioon
B) süsinikdioksiidi sidumine
B) ATP süntees
D) vee fotolüüs
E) vesinikuaatomite moodustumine
E) glükoosi süntees

Vastus

5. Loo vastavus fotosünteesi faaside ja nende omaduste vahel: 1) hele, 2) tume. Kirjutage numbrid 1 ja 2 tähtedele vastavas järjekorras.
A) viiakse läbi vee fotolüüs
B) Tekib ATP
B) hapnik vabaneb atmosfääri
D) kulutab ATP energiat
D) Reaktsioonid võivad toimuda nii valguses kui ka pimedas.

Vastus

KUJUNDAMINE 6:
A) NADP + taastamine
B) vesinikioonide transport läbi membraani
C) NADP-2R muundamine NADP+-ks

D) ergastatud elektronide liikumine

Analüüsige tabelit. Täitke tabeli tühjad lahtrid, kasutades loendis toodud mõisteid ja termineid. Iga tähega lahtri jaoks valige pakutavast loendist sobiv termin.
1) tülakoidmembraanid
2) valgusfaas
3) anorgaanilise süsiniku fikseerimine
4) vee fotosüntees
5) tume faas
6) raku tsütoplasma

Vastus

Valige kolm võimalust. Fotosünteesi tumedat faasi iseloomustab
1) protsesside käik kloroplastide sisemembraanidel
2) glükoosi süntees
3) süsinikdioksiidi fikseerimine
4) protsesside kulg kloroplastide stroomas
5) vee fotolüüsi olemasolu
6) ATP moodustumine

Vastus

1. Allpool loetletud märke, välja arvatud kaks, kasutatakse kujutatud rakuorganoidi struktuuri ja funktsioonide kirjeldamiseks. Määrake kaks funktsiooni, mis "välja langevad". üldine nimekiri ja kirjutage üles numbrid, mille all need on märgitud.

2) akumuleerib ATP molekule
3) tagab fotosünteesi

5) on poolautonoomiaga

Vastus

2. Kõiki allpool loetletud märke, välja arvatud kaks, saab kasutada joonisel kujutatud rakuorganoidi kirjeldamiseks. Tuvastage kaks märki, mis üldnimekirjast "välja kukuvad", ja kirjutage üles numbrid, mille all need on märgitud.
1) ühemembraaniline organoid
2) koosneb kristallidest ja kromatiinist
3) sisaldab ringikujulist DNA-d
4) sünteesib oma valku
5) jagunemisvõimeline

Vastus

Kõiki alltoodud tunnuseid, välja arvatud kaks, saab kasutada kloroplasti struktuuri ja funktsioonide kirjeldamiseks. Tuvastage kaks märki, mis üldnimekirjast "välja kukuvad", ja kirjutage üles numbrid, mille all need on märgitud.
1) on kahe membraaniga organoid
2) omab oma suletud DNA molekuli
3) on poolautonoomne organoid
4) moodustab jaotusspindli
5) täidetud rakumahlaga sahharoosiga

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. DNA molekuli sisaldav rakuorganell
1) ribosoom
2) kloroplast
3) rakukeskus
4) Golgi kompleks

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Millise aine sünteesis osalevad vesinikuaatomid fotosünteesi pimedas faasis?
1) NADF-2N
2) glükoos
3) ATP
4) vesi

Vastus

Kõiki allolevaid märke, välja arvatud kaks, saab kasutada fotosünteesi valgusfaasi protsesside määramiseks. Tuvastage kaks märki, mis üldnimekirjast "välja kukuvad", ja kirjutage üles numbrid, mille all need on märgitud.
1) vee fotolüüs


4) molekulaarse hapniku moodustumine

Vastus

Valige viie hulgast kaks õiget vastust ja kirjutage üles numbrid, mille all need on märgitud. Fotosünteesi valgusfaasis rakus
1) hapnik tekib veemolekulide lagunemise tulemusena
2) sünteesitakse süsihappegaasist ja veest süsivesikuid
3) tärklise moodustumisega toimub glükoosi molekulide polümerisatsioon
4) Sünteesitakse ATP molekule
5) ATP molekulide energia kulub süsivesikute sünteesiks

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Milline rakuorganell sisaldab DNA-d
1) vakuool
2) ribosoom
3) kloroplast
4) lüsosoom

Vastus

Sisestage teksti "Orgaaniliste ainete süntees taimes" pakutud loendist puuduvad terminid, kasutades selleks digitaalseid sümboleid. Kirjutage valitud numbrid tähtedele vastavas järjekorras. Taimed talletavad ellujäämiseks vajaliku energia orgaanilise aine kujul. Need ained sünteesitakse __________ (A) ajal. See protsess toimub __________ (B) leherakkudes - spetsiaalsetes rohelistes plastiidides. Need sisaldavad spetsiaalset rohelist ainet - __________ (B). Orgaaniliste ainete tekke eelduseks lisaks veele ja süsihappegaasile on __________ (D).
Terminite loend:
1) hingamine
2) aurustumine
3) leukoplast
4) toit
5) valgus
6) fotosüntees
7) kloroplast
8) klorofüll

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Rakkudes toimub glükoosi esmane süntees
1) mitokondrid
2) endoplasmaatiline retikulum
3) Golgi kompleks
4) kloroplastid

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Fotosünteesi protsessis olevad hapnikumolekulid moodustuvad molekulide lagunemise tõttu
1) süsinikdioksiid
2) glükoos
3) ATP
4) vesi

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Kas järgmised väited fotosünteesi kohta on õiged? A) Valgusfaasis muundub valguse energia glükoosi keemiliste sidemete energiaks. B) Tülakoidmembraanidel toimuvad tumeda faasi reaktsioonid, millesse sisenevad süsihappegaasi molekulid.
1) ainult A on tõene
2) ainult B on tõene
3) mõlemad väited on õiged
4) mõlemad otsused on valed

Vastus

1. Installige õige järjestus fotosünteesi käigus toimuvad protsessid. Kirjutage tabelisse numbrid, mille all need on märgitud.
1) Süsinikdioksiidi kasutamine
2) Hapniku moodustumine
3) Süsivesikute süntees
4) ATP molekulide süntees
5) Klorofülli ergastamine

Vastus

2. Seadke fotosünteesi protsesside õige järjestus.
1) päikeseenergia muundamine ATP energiaks
2) ergastatud klorofülli elektronide teket
3) süsinikdioksiidi fikseerimine
4) tärklise teke
5) ATP energia muundamine glükoosienergiaks

Vastus

3. Määrake fotosünteesi käigus toimuvate protsesside jada. Kirjutage üles vastav numbrijada.

2) ATP lagunemine ja energia vabanemine
3) glükoosi süntees
4) ATP molekulide süntees
5) klorofülli ergastamine

Vastus

Valige kolm kloroplastide struktuuri ja funktsioonide tunnust
1) sisemembraanid moodustavad kristlasi
2) terades toimub palju reaktsioone
3) neis toimub glükoosi süntees
4) on lipiidide sünteesi koht
5) koosnevad kahest erinevast osakesest
6) kahemembraanilised organellid

Vastus

Tuvastage üldloendist kolm tõest väidet ja kirjutage üles numbrid, mille all need tabelisse on märgitud. Fotosünteesi valgusfaasis
1) vee fotolüüs
2) süsinikdioksiidi redutseerimine glükoosiks
3) ATP molekulide süntees päikesevalguse energia toimel
4) vesiniku kombinatsioon kandjaga NADP +
5) ATP molekulide energia kasutamine süsivesikute sünteesiks

Vastus

Kõiki allpool loetletud omadusi, välja arvatud kaks, saab kasutada fotosünteesi valgusfaasi kirjeldamiseks. Tuvastage kaks märki, mis üldnimekirjast "välja kukuvad", ja kirjutage üles numbrid, mille all need on märgitud.
1) tekib kõrvalprodukt - hapnik
2) esineb kloroplasti stroomas
3) süsinikdioksiidi sidumine
4) ATP süntees
5) vee fotolüüs

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Fotosünteesi protsessi tuleks pidada üheks oluliseks lüliks biosfääri süsinikuringes, kuna selle käigus
1) taimed kaasavad süsinikku elutust loodusest elusasse
2) taimed eraldavad atmosfääri hapnikku
3) organismid eraldavad hingamise käigus süsihappegaasi
4) tööstuslik tootmine täiendab atmosfääri süsihappegaasiga

Vastus

Loo vastavus protsessi etappide ja protsesside vahel: 1) fotosüntees, 2) valkude biosüntees. Kirjutage numbrid 1 ja 2 õiges järjekorras.
A) vaba hapniku vabanemine
B) peptiidsidemete moodustumine aminohapete vahel
C) mRNA süntees DNA-l
D) tõlkeprotsess
D) süsivesikute taastamine
E) NADP + muundamine NADP 2H-ks

Vastus

Valige fotosünteesi protsessis osalevad raku organellid ja nende struktuurid.
1) lüsosoomid
2) kloroplastid
3) tülakoidid
4) terad
5) vakuoolid
6) ribosoomid

Vastus

Plastiidide kirjeldamiseks kasutatakse allpool loetletud termineid, välja arvatud kaks. Määrake kaks terminit, mis üldnimekirjast "välja langevad", ja kirjutage tabelisse numbrid, mille all need on märgitud.
1) pigment
2) glükokalüks
3) grana
4) Krista
5) tülakoid

Vastus

Vastus

Fotosünteesi protsessi kirjeldamiseks saab kasutada kõiki järgmisi omadusi, välja arvatud kaks. Määrake kaks tunnust, mis üldnimekirjast "välja langevad", ja kirjutage vastuseks üles numbrid, mille all need on märgitud.
1) Protsessi läbiviimiseks kasutatakse valgusenergiat.
2) Protsess toimub ensüümide juuresolekul.
3) Keskne roll protsessis on klorofülli molekulil.
4) Protsessiga kaasneb glükoosimolekuli lagunemine.
5) Prokarüootsetes rakkudes ei saa protsess toimuda.

Vastus

Allpool loetletud mõisteid, välja arvatud kaks, kasutatakse fotosünteesi tumeda faasi kirjeldamiseks. Määrake kaks mõistet, mis üldnimekirjast "välja kukuvad", ja kirjutage üles numbrid, mille all need on märgitud.
1) süsinikdioksiidi fikseerimine
2) fotolüüs
3) NADP 2H oksüdeerimine
4) grana
5) strooma

Vastus

Allpool loetletud märke, välja arvatud kaks, kasutatakse kujutatud rakuorganoidi struktuuri ja funktsioonide kirjeldamiseks. Tuvastage kaks märki, mis üldnimekirjast "välja kukuvad", ja kirjutage üles numbrid, mille all need on märgitud.
1) lõhustab biopolümeerid monomeerideks
2) akumuleerib ATP molekule
3) tagab fotosünteesi
4) viitab kahemembraanilistele organellidele
5) on poolautonoomiaga

Vastus

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Klorofüllivaba fotosüntees

Ruumiline lokaliseerimine

Taimede fotosüntees toimub kloroplastides: eraldatud kahemembraanilistes rakuorganellides. Kloroplastid võivad olla viljade, varte rakkudes, kuid peamine fotosünteesi organ, mis on selle juhtimiseks anatoomiliselt kohandatud, on leht. Lehes on palisaadi parenhüümi kude kloroplastide poolest kõige rikkam. Mõnedel degenereerunud lehtedega sukulentidel (näiteks kaktustel) on peamine fotosünteetiline aktiivsus seotud varrega.

Valgus fotosünteesi jaoks püütakse paremini kinni tänu lehe lamedale kujule, pakkudes suurepärane suhtumine pinnast mahuni. Vesi tarnitakse juurest läbi arenenud veresoonte võrgu (lehesooned). Süsinikdioksiid siseneb osaliselt difusiooni teel läbi küünenaha ja epidermise, kuid suurem osa sellest difundeerub lehte läbi stoomi ja lehe kaudu läbi rakkudevahelise ruumi. Taimed, mis teostavad CAM-i fotosünteesi, on moodustanud spetsiaalsed mehhanismid süsinikdioksiidi aktiivseks assimilatsiooniks.

Kloroplasti siseruum on täidetud värvitu sisuga (strooma) ja läbi imbunud membraanidega (lamellidega), mis omavahel kombineerides moodustavad tülakoide, mis omakorda rühmituvad virnadeks, mida nimetatakse granaks. Intratülakoidne ruum on eraldatud ega suhtle ülejäänud stroomaga, samuti eeldatakse, et siseruum kõik tülakoidid suhtlevad omavahel. Fotosünteesi valgusfaasid piirduvad membraanidega, CO 2 autotroofne fikseerimine toimub stroomas.

Kloroplastidel on oma DNA, RNA, ribosoomid (tüüp 70s), valkude süntees on pooleli (kuigi seda protsessi juhitakse tuumast). Neid ei sünteesita uuesti, vaid moodustuvad eelmiste jagamisel. Kõik see võimaldas pidada neid vabade tsüanobakterite järeltulijateks, mis sisaldusid sümbiogeneesi protsessis eukarüootse raku koostises.

Fotosüsteem I

Valgust koguv kompleks I sisaldab ligikaudu 200 klorofülli molekuli.

Esimese fotosüsteemi reaktsioonitsenter sisaldab klorofüll a dimeeri, mille neeldumismaksimum on 700 nm juures (P700). Pärast valguskvantiga ergastamist taastab see esmase aktseptori - klorofüll a, mis on sekundaarne (vitamiin K 1 või fülokinoon), misjärel viiakse elektron üle ferredoksiinile, mis taastab NADP ensüümi ferredoksiin-NADP-reduktaasi abil.

Valk plastotsüaniin, mis on redutseeritud b 6 f kompleksis, transporditakse intratülakoidse ruumi küljelt esimese fotosüsteemi reaktsioonikeskusesse ja kannab elektroni oksüdeeritud P700-le.

Tsükliline ja pseudotsükliline elektronide transport

Lisaks ülalkirjeldatud täielikule mittetsüklilisele elektronide teele on leitud tsüklilised ja pseudotsüklilised teed.

Tsüklilise raja olemus seisneb selles, et ferredoksiin NADP asemel taastab plastokinooni, mis kannab selle tagasi b 6 f kompleksi. Tulemuseks on suurem prootonite gradient ja rohkem ATP-d, kuid mitte NADPH-d.

Pseudotsüklilisel rajal vähendab ferredoksiin hapnikku, mis muudetakse edasi veeks ja seda saab kasutada II fotosüsteemis. Samuti ei tooda see NADPH-d.

pime lava

Pimedas etapis redutseeritakse ATP ja NADPH osalusel CO 2 glükoosiks (C 6 H 12 O 6). Kuigi selle protsessi jaoks pole valgust vaja, on see selle reguleerimisse kaasatud.

C 3 -fotosüntees, Calvini tsükkel

Kolmandas etapis on kaasatud 5 PHA molekuli, mis 4-, 5-, 6- ja 7-süsinikuühendite moodustumisega liidetakse 3-ks 5-süsinik-ribuloos-1,5-bifosfaadiks, mis vajab 3ATP-d. .

Lõpuks on glükoosi sünteesiks vaja kahte PHA-d. Ühe selle molekuli moodustamiseks on vaja 6 tsükli pööret, 6 CO 2, 12 NADPH ja 18 ATP.

C 4 -fotosüntees

Peamised artiklid: Luuk-Slack-Karpilovi tsükkel, C4 fotosüntees

Stroomas lahustunud CO 2 madalal kontsentratsioonil katalüüsib ribuloosbisfosfaatkarboksülaas ribuloos-1,5-bisfosfaadi oksüdatsioonireaktsiooni ja selle lagunemist 3-fosfoglütseriinhappeks ja fosfoglükoolhappeks, mida kasutatakse sunniviisiliselt fotohingamise protsessis.

CO 2 C 4 kontsentratsiooni suurendamiseks on taimed muutnud lehe anatoomiat. Neis olev Calvini tsükkel paikneb juhtiva kimbu kesta rakkudes, mesofülli rakkudes aga PEP-karboksülaasi toimel karboksüleeritakse fosfoenoolpüruvaat oksaloäädikhappeks, mis muutub malaadiks või aspartaadiks ja transporditakse kesta rakkudesse, kus see dekarboksüleeritakse püruvaadi moodustumisega, mis suunatakse tagasi mesofülli rakkudesse.

4 fotosünteesiga praktiliselt ei kaasne ribuloos-1,5-bisfosfaadi kadu Calvini tsüklist, seetõttu on see tõhusam. Kuid 1 glükoosimolekuli sünteesiks on vaja mitte 18, vaid 30 ATP-d. See tasub end ära troopikas, kus kuum kliima nõuab stoomi suletuna hoidmist, vältides CO2 sisenemist lehele, ja ka ruderaalse elustrateegia puhul.

CAM-i fotosüntees

Hiljem leiti, et lisaks hapniku eraldamisele neelavad taimed süsihappegaasi ja vee osalusel sünteesivad valguse käes orgaanilist ainet. Robert Mayeris postuleeris ta energia jäävuse seadusele tuginedes, et taimed muudavad päikesevalguse energia keemiliste sidemete energiaks. W. Pfeffer nimetas seda protsessi fotosünteesiks.

Klorofüllid eraldati esmakordselt P. J. Peltieris ja J. Caventis. MS Tsvetil õnnestus tema loodud kromatograafiameetodil pigmendid eraldada ja eraldi uurida. Klorofülli neeldumisspektreid uuris K. A. Timiryazev, kes Mayeri sätteid välja töötades näitas, et just neeldunud kiired võimaldavad süsteemi energiat suurendada, tekitades nõrga asemel. C-O ühendused ja O-H suure energiaga C-C (enne arvati, et fotosüntees kasutab kollaseid kiiri, mida lehtede pigmendid ei neela). Seda tehti tänu meetodile, mille ta lõi neeldunud CO 2 fotosünteesi arvestamiseks: katsete käigus taime valgustamiseks erineva lainepikkusega valgusega ( erinevat värvi) selgus, et fotosünteesi intensiivsus langeb kokku klorofülli neeldumisspektriga.

Fotosünteesi redoksessentsi (nii hapniku- kui ka anoksügeense) postuleeris Cornelis van Niel. See tähendas, et hapnik fotosünteesis moodustub täielikult veest, mida eksperimentaalselt kinnitas A. P. Vinogradov katsetes isotoopmärgistusega. Hr Robert Hill leidis, et vee oksüdatsiooni (ja hapniku vabanemise) protsessi ning CO 2 assimilatsiooni saab lahti siduda. V-D.Arnon pani paika fotosünteesi valgusetappide mehhanismi ja CO 2 assimilatsiooniprotsessi olemuse paljastas Melvin Calvin süsiniku isotoopide abil 1940. aastate lõpus, selle töö eest pälvis ta Nobeli preemia.

Muud faktid

Vaata ka

Kirjandus

• Hall D, Rao K. Fotosüntees: Per. inglise keelest. - M.: Mir, 1983.
• Taimefüsioloogia / toim. prof. Ermakova I. P. - M .: Akadeemia, 2007
• Raku molekulaarbioloogia / Albertis B., Bray D. et al., 3 kd. - M.: Mir, 1994
• Rubin A. B. Biofüüsika. 2 köites. - M.: Toim. Moskva ülikool ja teadus, 2004.
• Tšernavskaja N. M.,

Mis see fotosüntees on

Fotosüntees on anorgaaniliste ainete muundamine orgaanilisteks aineteks spetsiaalsete pigmentide abil. Tänu sellele nähtusele taimed toidavad ja varustavad planeeti hapnikuga. Seda on kõige lihtsam mõista mis on fotosüntees selle pildiga:

• Taimed abigapigmentõigustatud klorofüll P neelavad vett ja süsinikdioksiidi anorgaanilised ained).
• Taimedel renderdama kokkupuude päikese kiirtega.
• Nende kiirte mõjul Hapnik ja glükoos sünteesitakse veest ja süsinikdioksiidist.
• Teised elusolendid hingavad hapnikku. Eraldage süsihappegaasi Ja ring sulgub kõik algab uuesti.

Kas on taimi ilma klorofüllita lehtedes

Jah, see juhtub. Kõik organismid võivad muutuda.. See tähendab et nad võivad muteeruda. Mõnikord aitavad nad taimi parem ellu jääda, aga vahel juhtub vastupidi.

Üks nendest mutatsioonid taimedes lihtsalt väljendub klorofülli puudumises lehtedes. Sest see see pigment vastutab lehestiku rohelise värvi eest,nendes taimedes on see valge.

Kuidas albiinotaimed söövad?

Nad ei saa ise süüa. seetõttu enamikus tema enda oma nad surevad. Kuid on ka erandid.

Üks neist on punapuu albiino. Ilus, eks? Kuid mõne taime jaoks ei tundu see nii atraktiivne.

Võite seda tõeliseks nimetada vampiir taimemaailmas: tal on valge värv, a toitub teistest taimedest, "imedes" selle juured teiste taimede juurestikule, ära võtmine neil on osa toidust.

Mitte, Vetikad, bakterid ja isegi loomad võivad fotosünteesida.

Näide loom, mis võimeline fotosünteesiks on merenälkjas Elysia chlorotica.

Tema võtab vetikatelt kloroplaste, manustades need teie seedesüsteemi. Siis fotosünteesi tulemusena toodab nälkjas suhkrut, mis hiljem sööb. See näeb välja nagu taime leht – sama roheline.

Taimed majas

Kui sa tahad, et kodus oleks rohkem hapnikku- täpselt need on ei tee haiget.

Siin viis toalille, mis teha kõige paremini selle ülesandega:

Just tema ostsin oma aknalauale, nüüd rõõmustab ta silmi. Võib-olla mulle lihtsalt tundub, aga hingata nüüd tõesti lihtsam.

Kasulik9 Mitte väga

Kommentaarid0

Fotosüntees ladestus mu pähe põhjalikult. Läbisime selle kuuendas klassis. Mina kui füüsik ja programmeerija, kes keeldub bioloogiat õpetamast, magasin lihtsalt tunnis. Minu õpetaja oli väga kannatlik daam, kuid siis ei pidanud tema kannatlikkus vastu. Ta kutsus mind tahvli juurde ja ma püüdsin klassi naeru ja hõiklemise saatel aru saada, mis loom see "fotosüntees" on. Minu pähe on ladestunud ebameeldiv kogemus ja nüüd võin sellest igal ajal rääkida, kasvõi keset ööd üles äratada.

Mis loom see on - fotosüntees

Fotosüntees - protsess, mille käigus taim või algloom moodustab anorgaanilisest ainest orgaanilise aine. Anorgaanilised ained: vesi (HOH), süsihappegaas (CO2); orgaaniline: glükoos (C6H12O6). Samuti tekib selles protsessis palju energiat, mille siis taim kulutab elu jätkamiseks ( sisemised protsessid ja liikumine).

mehhanism

Fotosünteesi mehhanism ei ole väga keeruline. Taim neelab atmosfäärist süsinikdioksiidi, siis kasutab vesi, mille juured imasid maa alla ja abiga klorofüll ja valgus käivitab reaktsiooni, mis toimub aluskoes. See reaktsioon ühendab kuus süsinikdioksiidi molekuli kuue veemolekuliga, moodustades kuus glükoosi molekuli ja sama palju hapnikku. Hiljem eraldub hapnik lehtede stoomide kaudu atmosfääri. Oluline on sellega arvestada katalüsaator sellises reaktsioonis peaks teenima päikesevalgus(ultraviolettkiirguse spektri lained).

Seal on väike nüanss, lihtsamates organismides saab fotosünteesi jälgida ilma klorofülli osaluseta, see on juba keskkooli / ülikooli teema, nii et ma arvan, et pole seda väärt üksikasjalikult kirjeldada. Piisab, kui õpilane teab, et see annab suure efektiivsuse kaotuse, st saadakse vähem energiat ja orgaanilisi aineid.

Need, kes fotosünteesivad

• Kõik rohelised taimed
  • kõrgemad taimed.
  • Erinevad rohevetikad.
• Mõned loomad:
  • Euglena on roheline (võib olla viga, sest isegi siis, kui mina õppisin, vaieldi selle üle, kas see tuleks omistada loomadele või taimedele),
  • Ida-smaragdi Elisioon.

Abistav1 Mitte eriti hea

Kommentaarid0

Kord paigutati mu ühiselamutuppa bioloog, kes oli õpingutest kinnisideeks. Nädala meie toas elades laotas ta terve aknalaua taimedega ja kordas väsimatult, et tal on neid taimi lõputöö jaoks vaja. Ta uuris, kuidas tuba taimed taaskasutavad päikeseenergiat. Kord küsis ta, kas ma tean, mis on fotosüntees, ja ma vastasin, mida ma koolis õppisin. Mille peale ta vastas, et keemikud ei tea midagi ja minu teadmised võrdub teadmistega beebi. Nii rääkis ta mulle varahommikust hilisõhtuni pidevalt taimedest ja fotosünteesist, nii et kogu see protsess jäi mulle suurepäraselt meelde.

Fotosüntees - mis see on

Nagu ma bioloogile vastasin, on fotosüntees päikesevalguse mõjul vee ja süsihappegaasi muutmine orgaanilisteks ühenditeks. Fotosüntees on ainus protsess biosfääris, mille käigus taimed ja teised organismid neelavad päikeseenergiat. Fotosünteesi üldvõrrand on kujutatud järgmiselt: 6CO2 + 6H2O \u003d C6H12O6 + 6O2 - süsinikdioksiid ja vesi muutuvad ultraviolettvalguse toimel heksoosiks ning vabanevad ka sünteesi kõrvalprodukt – hapnik mis toetab kogu elu planeedil. Fotosünteesi on mitut tüüpi:

1. Klorofüllivaba fotosüntees- see on siis, kui süsinikdioksiidi neeldumiseks vajalike ühendite moodustumist ei toimu, vaid toimub ainult päikeseenergia tarnimine ATP kujul.
2. Klorofülli fotosüntees- erineb klorofüllivabast oluliselt suurema energia salvestamise efektiivsuse poolest .

Klorofülli fotosünteesi on kahte tüüpi: anoksügeenne jahapnikurikas. Anoksügeenne on hapnikuvaba fotosüntees, see toimub ilma hapniku vabanemiseta. Hapnik on hapniku fotosüntees, millega kaasneb hapniku vabanemine kõrvalsaadusena.

Fotosünteesi tähtsus

Tänu fotosünteesile sai see võimalikuks bakterite evolutsioon keerukamateks organismideks Seega on päikeseenergiast saanud üks lugematute organismide toitumisallikaid. Lisaks fotosünteesi kaudu vabaneb hapnik ja süsihappegaas võetakse ringlusse. Fotosünteesi abil kogunes Maa eksisteerimise algstaadiumis atmosfääri tohutul hulgal hapnikku, mis hiljem mängis rolli meie atmosfääri ja planeedi elu kujunemises.

Abistav1 Mitte eriti hea

Kommentaarid0

Tõenäoliselt on igaüks, kes on kunagi dachas käinud, kohanud tõsiasja, et võttes üles eelmisest aastast õue jäänud vaipa või laua, on nende all peaaegu habras muru näha. valge värv. Ja mu viieaastane õepoeg, kes seda esimest korda nägi, pani mind tõeliseks ülekuulamiseks.) Siin on see, mida ma talle ütlesin.

Lühidalt fotosünteesist

Taimed on rohelist värvi klorofülli-nimelise aine olemasolu tõttu. See sisaldub organellides (võib tuua analoogia inimese organitega), mida nimetatakse kloroplastideks. Need on konstrueeritud nii, et päikesevalguse saabudes hakkavad nad neid kohe endasse neelama ja taimede eluks vajalikuks energiaks töötlema. See on keeruline keemiline protsess, mis vabastab hapnikku. Samal ajal jääb päikesekiire värvispektri roheline osa kasutamata. Seetõttu muutub leht või rohi roheliseks. Ja seda kõike koos nimetatakse fotosünteesiks.

Kas inimene vajab klorofülli

Kui tõmbame paralleeli Inimkeha, siis on klorofüll nii oma funktsioonide kui ka keemilise valemi poolest kõige sarnasem hemoglobiiniga. Kuid teadlased ei ole suutnud tõestada, kas inimene suudab seda omastada. Seetõttu kasutatakse klorofülli kõige sagedamini loodusliku ja kahjutu rohelise toiduvärvina.

Siin on veel midagi, mis mulle selle protsessi juures huvipakkuv oli:

• peamine fotosünteesi tulemusena hapniku tarnija on mere fütoplankton;
• mõned süvamerebakterid on nii valgustundlikud, et vajavad fotosünteesiprotsessi käivitamiseks kuumaveeallikate valgust;
• liigsega päikesevalgus taimerakkude fotosünteesivõime võib väheneda;
• lillade ja punaste lillede lehed on küllastunud spetsiaalsete pigmentidega, mis ei võimalda fotosünteesi protsessi liigse valgustusega maha suruda;
• Teatud tüüpi bakterid ei eralda fotosünteesi käigus hapnikku.

Ja fotosünteesiks pole klorofülli vaja. Mõnes organismis mängib selle rolli A-vitamiini "sugulane", mida nimetatakse võrkkestaks.

Kasulik0 Mitte väga

Kommentaarid0

Kui olen näljane, lähen esimese asjana külmkappi või lähen sahvrisse toidukaupade järele. Aga mida saavad taimed teha, kui nad nälgivad? Oma kooliajast mäletan õpetajat, kes rääkis klassis lillede näitel, et taimed vajavad kasvamiseks päikesevalgust, vett ja mulda. Aga kuidas nad oma toidu kätte saavad? Nad teevad seda ise!

Fotosünteesi väärtus

Fotosünteesi tähtsust elu säilitamisel Maal ei saa üle tähtsustada. Kui see peatub, siis:

• maakeral oleks varsti puudus toidust või muust orgaanilisest ainest;
• aja jooksul muutuks meie planeedi atmosfäär peaaegu ilma gaasilisest hapnikust;
• planeeti asustaksid ainult anoksilises keskkonnas elavad anaeroobsed bakterid.

Nii nagu inimesed söövad toitu, peavad taimed elamiseks neelama gaase. Paljud inimesed usuvad, et nad "toidavad" taime, kui matavad selle mulda, kastavad või lasevad päikese käes, kuid ükski neist allikatest ei ole nende jaoks toit.

Valgusenergiat neelates ja hapnikuks ja mineraalideks muutes võib eksisteerida iga taim. Seda protsessi nimetatakse fotosünteesiks ja seda viivad läbi kõik taimed, vetikad ja isegi mõned mikroorganismid.

Fotosünteesi jaoks vajavad meie "rohelised sõbrad" kolme asja:

• süsinikdioksiid;
• vesi;
• päikesevalgus.

Fotosüntees ja ökosüsteem

Süsinikdioksiidi ja vee abil kasutab hernekaun päikesevalgusest saadavat energiat suhkrumolekulide loomiseks. Kui küülik sõi hernekauna, sai ta kaudselt päikesevalgusest energiat, mis talletus lille suhkrumolekulidesse.

Fotosünteesi käigus tekkiv energia vastutab tööstuses kasutatavate fossiilkütuste eest. Kui varasematel sajanditel kasvasid rohelised taimed ja väikesed organismid kiiremini, kui neid tarbiti, siis nüüd on olukord kardinaalselt muutunud. Kahjuks kasutab kaasaegne tsivilisatsioon mitu sajandit miljonite aastate jooksul kogunenud üleliigset fotosünteesitoodangut ning selle tulemusena uueneb süsihappegaas eriti suure kiirusega.

Kasulik0 Mitte väga

Kommentaarid0

Energia valitseb maailma. Energiaväärtus, kilokalorid – tuttavad sõnad, eks? Kaloreid meie ühiskonnas, mis on hõivatud kaalu langetamisega olematu ideaalini, seostatakse sagedamini millegi halvaga. Siin on mu sõbrannad, kes alati noomivad end selle eest, mida nad söövad. Ja nad räägivad mulle midagi "halvast toidust". Halb toit on toit, mis on halvaks läinud või olete selle suhtes allergiline. Kõik.

Toitumise detailidesse ma ei lasku, aga ilma kaloriteta (või absoluutse miinimumini kärpimata) on lihtsalt võimatu elada, sest need annavad meile energiat kogu organismi tööks. Pole toitu – pole elu.

Taimedega on sama lugu. Ka nemad vajavad kasvamiseks ja elamiseks energiat, ainult et nad saavad seda mitte boršist ja lihapallidest, vaid mullast ja päikesevalgusest. "Valguse toitmist" nimetatakse fotosünteesiks.

Fotosüntees: mida see taimedele annab

Kõige kuulsamad "fotosüntesaatorid" on taimed, nii et ma räägin neist, kuigi mõned võivad kiidelda sama võimega bakterid.

Kõige tavalisem on klorofülli fotosüntees. See on klorofüll, mis aitab taimedel "püüda" Päikesekiired. Samuti värvib ta nende lehed roheliseks. Klorofülli leidub kloroplastid- taimede rakuorganellid.

Huvitaval kombel on ka klorofüll toidulisand E140.

Valgusenergiat on vaja selleks, et taimed saaksid teiseneda anorgaanilistest ainetest orgaaniliseks(mida nad saavad süüa).

Lisaks valguse jaoks fotosüntees taimed vajavad vesi ja süsinikdioksiid.

Sellise keerulise töötlemisega saavad taimed kätte vajalikud süsivesikud ja aminohapped.

Hapnik on üks fotosünteesi kõrvalsaadustest. Nii et taimed "toidavad" mitte ainult iseennast, vaid ka atmosfääri.

Alternatiivsed toitumisviisid

ei asenda, vaid täiendab fotosünteesi mulla toitumist. Taime juured "tõmbavad välja" toitaineid mullast. Selleks on muide vaja ka vett. Juured suudavad ainult imenduda lahendus, kuivaine on nende jaoks kasutu.

Mõned taimed on välja töötanud teise toitumisviisi. Päris ebatavaline. Need taimed putuktoiduline.

Tüüpilised esindajad:

• päikesekaste;
• Veenuse kärbsepüünis;
• pemfigus.

Kuid putukad ei ole nende toitumise aluseks. Nad saavad elada turvaliselt ja rahulikult ilma loomse toiduta, kuid see on siiski oluline lisand nende toidule.

Valguvabal dieedil kasvavad sellised taimed tavaliselt mõnevõrra halvemini.

Kasulik0 Mitte väga

Kommentaarid0

Fotosüntees. Mis see oli raske minule sõna sisse algkool. Vähemalt me ​​ei olnud vähemalt siis sunnitud õppima raske protsess fotosüntees. Arvasin, et seda protsessi on võimatu mõista. Aga veidi hiljem viidi mind üle gümnaasiumi. Seal töötanud bioloogiaõpetaja oli väga hea õpetaja. Ta oskas alati leida lähenemise lapsele ja kasutades keerulisi skeeme, videoid ja oratooriumi, sõitis meie veel habras peas fotosünteesi põhitõed.

Natuke fotosünteesist

seda asendamatu looduses protsessi ilma milleta me ei saaks hakkama hingata ja taimed treening ise toit. Tema abiga suudavad organismid tarbida päikeseenergia, süsinikdioksiid ja vesi, aga vastutasuks toota süsivesikuid ja hapnikku. Miks ma kirjutan organisme, mitte taimi? Jah, sest suudab fotosünteesida:

Fotosünteesi alused

I Ma püüan öelda teile sellest võimalikult palju kokkuvõtlikumalt. Pealegi protsessi nii raske et ettevalmistamatul plahvatab saadud infost lihtsalt aju. ma pakun vaadake lehte mu vana abstraktne bioloogias.

Mis sa sellest said? Jah, ma olen ukrainlane. Noh, teemasse? Olen kindel, et sa ei saanud peaaegu millestki aru. Sellepärast seletama sulle algusest.

Saime palju energiat ja süsivesikuid. Keha on õnnelik!

Õppetund

Kui pärast seda pole kadunud soov bioloogiat õppida, võite oma sõprade ees kiidelda, saada koolis A või õppida edasijõudnumaid seedimise põhitõdesid.

Lapsena veetsin suurema osa suvest maal ja ema ütles alati armastusega: „Tütar, ära korja lilli, nad on elus, nagu inimesed. Päike paistab lehtedele ja hapnik, mida me hingame, väljub, seda nimetatakse fotosünteesiks. Ja ma kuuletusin, aga tol ajal ei saanud ma fotosünteesi protsessist endast aru.

Aga tänu talle üksikasjalikud lood ja koolis omandatud teadmised on mul nüüd olemas täisvaade selle tähtsa sündmuse kohta.

Mis on fotosüntees

Ma ei taha teid keeruliste terminite ja määratlustega tüüdata, nii et ma ütlen selle lihtsalt: fotosüntees on glükoosi tootmine taimede poolt peamine hapnikku päikesevalguse käes ning vee ja süsinikdioksiidi ringlussevõtt.

Enamiklehed osalevad taimede fotosünteesis. Kui uurime lehti mikroskoobi all, siis näeme, et need koosnevad rohelistest pikisuunalistest rakkudest, mida nimetatakse kloroplastideks, need on täidetud roheline pigment klorofüll. Seda on näha pildil, kus lehte on mikroskoobi all suurendatud.

Kuid lehtede värv ei ole roheline, sest klorofüll on seda värvi. Fakt on see, et rakud võib absorbeerimab ainult kiired sinine ja punane spekter, a roheline spekter peegeldavad, nii et enamikul juhtudel näeme rohelised lehed. Kuid on aegu, kus muid pigmente on rohkem kui klorofülli, siis võivad lehed muutuda kollaseks või isegi punaseks.

klorofüllid neelavad end päikesevalgus, mille järel see algab Keeruline keemilise reaktsiooni protsess, mille käigus toodetakse:

• suhkur;
• rasvad;
• süsivesikud;
• valgud;
• ja tärklist.

Aga igatahes peamine omadus fotosüntees on hapniku tootmine, mis võimaldab inimestel ja loomadel Maal turvaliselt elada.

Fotosünteesi kaks faasi – hele ja tume

Valgusfaasi jaoks oluline päikeseenergiavalgus ja pigmendid.

Nagu ma varem kirjutasin rohelisest ja muudest lehevärvidest, on see tingitud sellest, et pigmendid Taimed on erinevad:

• kollane;
• roheline;
• sinine;
• punane.

AT fotosüntees osaleda klorofüllid(rohelised pigmendid). Kõik pigmendid neelavad päikesevalgust ja edastavad selle klorofüllidele, kuna ainult nemad saavad seda töödelda, mille järel valgusenergia muundatakse ATP keemiliseks energiaks ja redutseeritakse NADP * H, vee fotolagunemisel vabaneb hapnik.

AT tume faas taastatakse kloroplastide sisalduses imendunud süsinikdioksiid, mis põhjustab orgaanilise aine moodustumine.

Kasulik0 Mitte väga

Fotosüntees on väga keeruline bioloogiline protsess. Bioloogiateadus on seda palju aastaid uurinud, kuid nagu fotosünteesi uurimise ajalugu näitab, on mõned etapid siiani arusaamatud. Teaduslikes teatmeteostes võtab selle protsessi järjekindel kirjeldus mitu lehekülge. Selle artikli eesmärk on kirjeldada lühidalt ja selgelt lastele sellist nähtust nagu fotosüntees diagrammide ja selgituste kujul.

teaduslik määratlus

Esiteks on oluline teada, mis on fotosüntees. Bioloogias kõlab definitsioon järgmiselt: see on kloroplastides valgusenergia abil anorgaanilistest ainetest (süsinikdioksiidist ja veest) orgaaniliste ainete (toidu) moodustumise protsess.

Selle määratluse mõistmiseks võib ette kujutada täiuslikku tehast - see on ükskõik milline roheline taim, mis on fotosünteetiline aine. Selle tehase "kütuseks" on päikesevalgus, taimed kasutavad vett, süsihappegaasi ja mineraalaineid et toota toitu peaaegu igale eluvormile maa peal. See "vabrik" on ideaalne, sest erinevalt teistest tehastest ei põhjusta see kahju, vaid vastupidi, eraldab atmosfääri hapnikku ja neelab tootmise käigus süsihappegaasi. Nagu näete, on fotosünteesi jaoks vajalikud teatud tingimused.

Seda ainulaadset protsessi saab esitada valemi või võrrandina:

päike + vesi + süsihappegaas = glükoos + vesi + hapnik

taime lehtede struktuur

Fotosünteesi protsessi olemuse iseloomustamiseks on vaja arvestada lehe struktuuri. Mikroskoobi all vaadates näete läbipaistvaid rakke, milles on 50–100 rohelist laiku. Need on kloroplastid, kus asub klorofüll – peamine fotosünteetiline pigment ja milles toimub fotosüntees.

Kloroplast näeb välja nagu väike käekott ja selle sees on käekotid veelgi väiksemad. Neid nimetatakse tülakoidideks. Klorofülli molekule leidub tülakoidide pinnal ja on paigutatud rühmadesse, mida nimetatakse fotosüsteemideks. Enamikul taimedel on kahte tüüpi fotosüsteeme (PS): fotosüsteem I ja fotosüsteem II. Ainult rakud, millel on kloroplast, on võimelised fotosünteesiks.

Valgusfaasi kirjeldus

Millised reaktsioonid toimuvad fotosünteesi valgusfaasis? PSII rühmas kandub päikesevalguse energia klorofülli molekuli elektronidele, mille tulemusena elektron laetakse ehk “erututakse nii palju”, et hüppab fotosüsteemi rühmast välja ja “korjatakse üles” ” tülakoidmembraanis oleva kandjamolekuli poolt. See elektron liigub kandjalt kandjale, kuni see tühjeneb. Seejärel saab seda kasutada mõnes teises PSI rühmas elektroni asendamiseks.

Photosystem II rühmas puudub elektron ja nüüd on see positiivselt laetud ja nõuab uut elektroni. Aga kust sellist elektroni saada? Rühma piirkond, mida tuntakse hapniku evolutsioonikompleksina, ootab muretult uitavat veemolekuli.

Veemolekul sisaldab ühte hapnikuaatomit ja kahte vesinikuaatomit. PSII hapniku vabastamise kompleksis on neli mangaaniiooni, mis võtavad vesinikuaatomitelt elektrone. Selle tulemusena jaguneb veemolekul kaheks positiivseks vesinikiooniks, kaheks elektroniks ja üheks hapnikuaatomiks. Vee molekulid lagunevad, ja hapnikuaatomid jagunevad paarikaupa, moodustades hapnikugaasi molekulid, mis suunavad taime õhku tagasi. Vesinikuioonid hakkavad kogunema tülakoidkotti, siit saab taim neid kasutada ning elektronide abil lahendatakse kaoprobleem PS II kompleksis, mis on valmis seda tsüklit kordama mitu korda sekundis.

Vesinikuioonid kogunevad tülakoidkotti ja hakkavad otsima väljapääsu. Kaks vesinikiooni, mis tekivad alati veemolekuli lagunemisel, pole kaugeltki kõik: läbides tee PS II kompleksist PS I kompleksi, tõmbavad elektronid kotti teisi vesinikioone. Need ioonid kogunevad seejärel tülakoidi. Kuidas nad sealt välja saavad?

Selgub, et neil on ühe väljapääsuga "turnike" – ensüüm, mida kasutatakse rakulise "kütuse" tootmisel, mida nimetatakse ATP-ks (adenosiintrifosfaat). Seda "turnike" läbides annavad vesinikuioonid energiat, mis on vajalik juba kasutatud ATP molekulide laadimiseks. ATP molekulid on rakulised "patareid". Need annavad energiat rakusiseste reaktsioonide jaoks.

Suhkru koristamisel on vaja veel ühte molekuli. Seda nimetatakse NADP-ks (nikotinamiidadeniindinukleotiidfosfaat). NADP molekulid on "veoautod", millest igaüks toimetab vesinikuaatomi suhkrumolekuli ensüümile. NADP moodustumine toimub PS I kompleksis. Samal ajal kui fotosüsteem (PS II) lagundab veemolekule ja loob neist ATP, fotosüsteem (PS I) neelab valgust ja annab välja elektrone, mida läheb siis vaja NADP moodustamisel. ATP ja NADP molekule hoitakse stroomas ja seejärel kasutatakse neid suhkru moodustamiseks.

Fotosünteesi valgusfaasi tooted:

• hapnikku
• NADP*N 2

Öine faasiskeem

Pärast valgusfaasi jätkub fotosünteesi tume faas. Selle faasi avastas esmakordselt Calvin. Hiljem nimetati seda avastust c3 - fotosüntees. Mõnel taimeliigil täheldatakse teatud tüüpi fotosünteesi - c4.

Fotosünteesi käigus valgusfaas suhkrut ei tooda. Valgus toodab ainult ATP-d ja NADP-d. Ensüüme kasutatakse stroomas (ruum väljaspool tülakoidi) suhkru tootmiseks. Kloroplasti võib võrrelda tehasega, kus tülakoidi sees olevad meeskonnad (PS I ja PS II) toodavad veokeid ja akusid (NADP ja ATP) strooma kolmanda meeskonna (spetsiaalsed ensüümid) tööks.

See brigaad moodustab suhkrut, lisades vesinikuaatomeid ja süsinikdioksiidi molekuli keemilised reaktsioonid kasutades stroomas paiknevaid ensüüme. Kõik kolm brigaadi töötavad päeval ja "suhkru" brigaadid töötavad nii päeval kui öösel, kuni päevasest vahetusest järele jäänud ATP ja NADP on ära kasutatud.

Stroomas on paljud aatomid ja molekulid seotud ensüümide abil. Mõned ensüümid on valgumolekulid, millel on eriline kuju ja see võimaldab neil võtta teatud reaktsiooni jaoks vajalikke aatomeid või molekule. Pärast ühendus tekib, ensüüm vabanebäsja moodustunud molekul ja seda protsessi korratakse pidevalt. Stroomas juhivad ensüümid kokkupandud suhkrumolekule, korraldavad need ümber, laadivad ATP-ga, lisavad süsinikdioksiidi, lisavad vesinikku, seejärel saadavad kolme süsinikuga suhkru raku teise ossa, kus see muundatakse glükoosiks ja hulk muid aineid.

Niisiis iseloomustab tumedat faasi glükoosimolekulide moodustumine. Ja süsivesikuid sünteesitakse glükoosist.

Fotosünteesi heledad ja tumedad faasid (tabel)

Roll looduses

Mis tähtsus on fotosünteesil looduses? Võib julgelt väita, et elu Maal sõltub fotosünteesist.

• Tema abiga toodavad taimed hapnikku, mis on hingamiseks nii vajalik.
• Hingamise ajal eraldub süsinikdioksiid. Kui taimed seda ei ima, tekiks atmosfääris kasvuhooneefekt. Kasvuhooneefekti tulekuga võib kliima muutuda, liustikud sulada ja selle tagajärjel võivad paljud maatükid üle ujutada.
• Fotosünteesi protsess aitab toita kõiki elusolendeid ja varustab inimkonda ka kütusega.
• Tänu atmosfääri hapniku-osooni ekraani kujul fotosünteesi käigus eralduvale hapnikule on kõik elusolendid kaitstud ultraviolettkiirguse eest.