Ֆոտոսինթեզի հիմնական գործընթացները. Ֆոտոսինթեզ. ինչ է դա, սահմանումը, փուլերը: Ի՞նչ նշանակություն ունի ջուրը բույսերի համար

Գոյություն ունեն երեք տեսակի պլաստիդներ.

• քլորոպլաստներ- կանաչ, ֆունկցիա - ֆոտոսինթեզ
• քրոմոպլաստներ- կարմիր և դեղին, քայքայված քլորոպլաստներ են, կարող են վառ գույն հաղորդել ծաղկաթերթիկներին և պտուղներին։
• լեյկոպլաստներ- անգույն, ֆունկցիա - նյութերի պաշար:

Քլորոպլաստների կառուցվածքը

ծածկված երկու թաղանթով: Արտաքին թաղանթը հարթ է, ներքինը՝ ներսից ելքեր՝ թիլաոիդներ։ Կարճ թիլաոիդների կույտերը կոչվում են հատիկներ, նրանք մեծացնում են ներքին թաղանթի մակերեսը, որպեսզի դրա վրա հնարավորինս շատ ֆոտոսինթեզի ֆերմենտներ տեղավորվեն։

Քլորոպլաստի ներքին միջավայրը կոչվում է ստրոմա: Այն պարունակում է շրջանաձև ԴՆԹ և ռիբոսոմներ, որոնց շնորհիվ քլորոպլաստներն ինքնուրույն կազմում են սպիտակուցների մի մասը, ուստի դրանք կոչվում են կիսաինքնավար օրգանելներ։ (Ենթադրվում է, որ ավելի վաղ պլաստիդները ազատ բակտերիաներ էին, որոնք կլանվում էին մեծ բջիջով, բայց չէին մարսվում):

Ֆոտոսինթեզ (պարզ)

Կանաչ տերևներում լույսի ներքո
Քլորոֆիլով քլորոպլաստներում
Սկսած ածխաթթու գազև ջուր
Սինթեզվում են գլյուկոզան և թթվածինը։

Ֆոտոսինթեզ (միջին դժվարության)

1. թեթեւ փուլ.
Լույսի տակ առաջանում է քլորոպլաստների հատիկներում։ Լույսի ազդեցության տակ տեղի է ունենում ջրի քայքայումը (ֆոտոլիզ), ստացվում է թթվածին, որը արտանետվում է, ինչպես նաև ջրածնի ատոմները (NADP-H) և ATP էներգիան, որոնք օգտագործվում են հաջորդ փուլում։

2. Մութ փուլ.
Այն առաջանում է ինչպես լույսի, այնպես էլ մթության մեջ (լույսը պետք չէ), քլորոպլաստների ստրոմայում։ Շրջակա միջավայրից ստացված ածխաթթու գազից և նախորդ փուլում ստացված ջրածնի ատոմներից, շնորհիվ ATP էներգիաձեռք բերված նախորդ քայլում, սինթեզվում է գլյուկոզա:

1. Համապատասխանություն հաստատեք ֆոտոսինթեզի գործընթացի և այն փուլի միջև, որտեղ այն տեղի է ունենում՝ 1) լույս, 2) մութ: 1 և 2 թվերը գրի՛ր ճիշտ հերթականությամբ։
Ա) NADP-2H մոլեկուլների ձևավորում
Բ) թթվածնի արտազատում
գ) մոնոսաքարիդի սինթեզ
Դ) ATP մոլեկուլների սինթեզ
Դ) ածխածնի երկօքսիդի ավելացում ածխաջրերին

Պատասխանել

2. Համապատասխանություն հաստատեք ֆոտոսինթեզի բնութագրիչի և փուլի միջև՝ 1) լուսավոր, 2) մութ: 1 և 2 թվերը գրի՛ր ճիշտ հերթականությամբ։
Ա) ջրի ֆոտոլիզ
Բ) ածխածնի երկօքսիդի ֆիքսացիա
Գ) ATP մոլեկուլների պառակտում
Դ) քլորոֆիլի գրգռումը լուսային քվանտներով
Դ) գլյուկոզայի սինթեզ

Պատասխանել

3. Համապատասխանություն հաստատեք ֆոտոսինթեզի գործընթացի և այն փուլի միջև, որտեղ այն տեղի է ունենում՝ 1) լույս, 2) մութ: 1 և 2 թվերը գրի՛ր ճիշտ հաջորդականությամբ։
Ա) NADP * 2H մոլեկուլների ձևավորում
Բ) թթվածնի արտազատում
Բ) գլյուկոզայի սինթեզ
Դ) ATP մոլեկուլների սինթեզ
Դ) ածխածնի երկօքսիդի վերականգնում

Պատասխանել

4. Համապատասխանություն հաստատել պրոցեսների և ֆոտոսինթեզի փուլի միջև՝ 1) լույս, 2) մութ: Գրի՛ր 1 և 2 թվերը տառերին համապատասխան հերթականությամբ։
Ա) գլյուկոզայի պոլիմերացում
Բ) ածխածնի երկօքսիդի կապը
Բ) ATP սինթեզ
Դ) ջրի ֆոտոլիզ
Ե) ջրածնի ատոմների առաջացումը
Ե) գլյուկոզայի սինթեզ

Պատասխանել

5. Համապատասխանություն հաստատել ֆոտոսինթեզի փուլերի և դրանց բնութագրերի միջև՝ 1) լուսավոր, 2) մութ: Գրի՛ր 1 և 2 թվերը տառերին համապատասխան հերթականությամբ։
Ա) կատարվում է ջրի ֆոտոլիզ
Բ) ձևավորվում է ATP
Բ) թթվածին արտազատվում է մթնոլորտ
Դ) իրականացնում է ATP էներգիայի ծախսերը
Դ) Ռեակցիաները կարող են տեղի ունենալ ինչպես լույսի, այնպես էլ մթության մեջ:

Պատասխանել

6 Շաբ. Համապատասխանություն հաստատեք ֆոտոսինթեզի փուլերի և դրանց բնութագրերի միջև՝ 1) լուսավոր, 2) մութ: Գրի՛ր 1 և 2 թվերը տառերին համապատասխան հերթականությամբ։
Ա) NADP + վերականգնում
Բ) ջրածնի իոնների տեղափոխում մեմբրանի միջով
Բ) տեղի է ունենում քլորոպլաստների հատիկներում
Դ) սինթեզվում են ածխաջրերի մոլեկուլները
Դ) քլորոֆիլային էլեկտրոնները տեղափոխվում են ավելի բարձր էներգիայի մակարդակը
Ե) ATP էներգիան սպառվում է

Պատասխանել

ՁԵՎԱՎՈՐՈՒՄ 7:
Ա) գրգռված էլեկտրոնների շարժում
Բ) NADP-2R-ի փոխակերպումը NADP+
Գ) NADP H-ի օքսիդացում
Դ) ձևավորվում է մոլեկուլային թթվածին
Դ) գործընթացները տեղի են ունենում քլորոպլաստի ստրոմայում

Վերլուծեք աղյուսակը: Լրացրե՛ք աղյուսակի դատարկ բջիջները՝ օգտագործելով ցանկում տրված հասկացությունները և տերմինները: Յուրաքանչյուր տառով բջիջի համար ընտրեք համապատասխան տերմինը ներկայացված ցանկից:
1) թիլաոիդ թաղանթներ
2) թեթեւ փուլ
3) անօրգանական ածխածնի ամրացում
4) ջրի ֆոտոսինթեզ
5) մութ փուլ
6) բջջային ցիտոպլազմա

Պատասխանել

Վերլուծե՛ք «Ֆոտոսինթեզի ռեակցիաները» աղյուսակը։ Յուրաքանչյուր տառի համար ընտրեք համապատասխան տերմինը ներկայացված ցանկից:
1) օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացում
2) NADP-2H-ի օքսիդացում
3) թիլաոիդ թաղանթներ
4) գլիկոլիզ
5) ածխածնի երկօքսիդի ավելացում պենտոզային
6) թթվածնի առաջացումը
7) ռիբուլոզա դիֆոսֆատի և գլյուկոզայի առաջացումը
8) 38 ATP-ի սինթեզ

Պատասխանել

Ընտրեք երեք տարբերակ. Ֆոտոսինթեզի մութ փուլը բնութագրվում է
1) գործընթացների ընթացքը քլորոպլաստների ներքին թաղանթների վրա
2) գլյուկոզայի սինթեզ
3) ածխաթթու գազի ֆիքսացիա
4) գործընթացների ընթացքը քլորոպլաստների ստրոմայում
5) ջրի ֆոտոլիզի առկայությունը
6) ATP-ի ձեւավորումը

Պատասխանել

1. Ստորև թվարկված նշանները, բացառությամբ երկուսի, օգտագործվում են պատկերված բջջային օրգանոիդի կառուցվածքը և գործառույթները նկարագրելու համար: Բացահայտեք երկու նշաններ, որոնք «դուրս են գալիս» ընդհանուր ցուցակից և գրեք այն թվերը, որոնց տակ դրանք նշված են:

2) կուտակվում է ATP մոլեկուլներ
3) ապահովում է ֆոտոսինթեզ

5) ունի կիսաինքնավարություն

Պատասխանել

2. Ստորև թվարկված բոլոր նշանները, բացառությամբ երկուսի, կարող են օգտագործվել նկարում ներկայացված բջջային օրգանոիդը նկարագրելու համար: Բացահայտեք երկու նշաններ, որոնք «դուրս են գալիս» ընդհանուր ցուցակից և գրեք այն թվերը, որոնց տակ դրանք նշված են:
1) միաթաղանթ օրգանոիդ
2) բաղկացած է քրիստայից և քրոմատինից
3) պարունակում է շրջանաձև ԴՆԹ
4) սինթեզում է սեփական սպիտակուցը
5) բաժանման ունակ

Պատասխանել

Ստորև բերված բոլոր հատկանիշները, բացառությամբ երկուսի, կարող են օգտագործվել քլորոպլաստի կառուցվածքն ու գործառույթները նկարագրելու համար: Բացահայտեք երկու նշաններ, որոնք «դուրս են գալիս» ընդհանուր ցուցակից և գրեք այն թվերը, որոնց տակ դրանք նշված են:
1) երկթաղանթ օրգանոիդ է
2) ունի իր փակ ԴՆԹ մոլեկուլը
3) կիսաինքնավար օրգանոիդ է
4) կազմում է բաժանման spindle
5) լցված բջջային հյութով սախարոզա

Պատասխանել

Ընտրեք ամենաշատը ճիշտ տարբերակ. Բջջային օրգանել, որը պարունակում է ԴՆԹ մոլեկուլ
1) ռիբոսոմ
2) քլորոպլաստ
3) բջջային կենտրոն
4) Գոլջի համալիր

Պատասխանել

Ընտրեք մեկը՝ ամենաճիշտ տարբերակը։ Ո՞ր նյութի սինթեզում են ջրածնի ատոմները մասնակցում ֆոտոսինթեզի մութ փուլին.
1) ՆԱԴՖ-2Ն
2) գլյուկոզա
3) ATP
4) ջուր

Պատասխանել

Ստորև բերված բոլոր նշանները, բացառությամբ երկուսի, կարող են օգտագործվել ֆոտոսինթեզի լուսային փուլի գործընթացները որոշելու համար։ Բացահայտեք երկու նշաններ, որոնք «դուրս են գալիս» ընդհանուր ցուցակից և գրեք այն թվերը, որոնց տակ դրանք նշված են:
1) ջրի ֆոտոլիզ


4) մոլեկուլային թթվածնի առաջացում

Պատասխանել

Հինգից ընտրի՛ր երկու ճիշտ պատասխան և գրի՛ր այն թվերը, որոնց տակ դրանք նշված են։ Բջջում ֆոտոսինթեզի լուսային փուլում
1) թթվածին առաջանում է ջրի մոլեկուլների տարրալուծման արդյունքում
2) ածխաջրերը սինթեզվում են ածխաթթու գազից և ջրից
3) գլյուկոզայի մոլեկուլների պոլիմերացումը տեղի է ունենում օսլայի առաջացմամբ
4) ATP մոլեկուլները սինթեզվում են
5) ATP մոլեկուլների էներգիան ծախսվում է ածխաջրերի սինթեզի վրա

Պատասխանել

Ընտրեք մեկը՝ ամենաճիշտ տարբերակը։ Բջջի ո՞ր օրգանելն է պարունակում ԴՆԹ
1) վակուոլ
2) ռիբոսոմ
3) քլորոպլաստ
4) լիզոսոմ

Պատասխանել

«Օրգանական նյութերի սինթեզ բույսում» տեքստում տեղադրեք առաջարկվող ցանկից բացակայող տերմինները՝ դրա համար օգտագործելով թվային նշաններ: Ընտրված թվերը գրի՛ր տառերին համապատասխան հերթականությամբ։ Բույսերը գոյատևելու համար անհրաժեշտ էներգիան պահպանում են օրգանական նյութերի տեսքով: Այս նյութերը սինթեզվում են __________ (A) ընթացքում: Այս գործընթացը տեղի է ունենում __________ (B) - հատուկ կանաչ պլաստիդների տերևային բջիջներում: Դրանք պարունակում են հատուկ կանաչ նյութ՝ __________ (B): Ջրից և ածխածնի երկօքսիդից բացի օրգանական նյութերի առաջացման նախապայման է __________ (D):
Տերմինների ցանկ.
1) շնչառություն
2) գոլորշիացում
3) լեյկոպլաստ
4) սնունդ
5) լույս
6) ֆոտոսինթեզ
7) քլորոպլաստ
8) քլորոֆիլ

Պատասխանել

Ընտրեք մեկը՝ ամենաճիշտ տարբերակը։ Բջիջներում գլյուկոզայի առաջնային սինթեզը տեղի է ունենում
1) միտոքոնդրիա
2) էնդոպլազմիկ ցանց
3) Գոլջի համալիր
4) քլորոպլաստներ

Պատասխանել

Ընտրեք մեկը՝ ամենաճիշտ տարբերակը։ Ֆոտոսինթեզի գործընթացում թթվածնի մոլեկուլները ձևավորվում են մոլեկուլների քայքայման արդյունքում
1) ածխաթթու գազ
2) գլյուկոզա
3) ATP
4) ջուր

Պատասխանել

Ընտրեք մեկը՝ ամենաճիշտ տարբերակը։ Ճի՞շտ են արդյոք ֆոտոսինթեզի վերաբերյալ հետևյալ պնդումները. Ա) Լույսի փուլում լույսի էներգիան վերածվում է գլյուկոզայի քիմիական կապերի էներգիայի։ Բ) Մութ փուլային ռեակցիաները տեղի են ունենում թիլաոիդ թաղանթների վրա, որոնց մեջ մտնում են ածխաթթու գազի մոլեկուլները:
1) միայն Ա-ն է ճշմարիտ
2) միայն B-ն է ճշմարիտ
3) երկու պնդումներն էլ ճիշտ են
4) երկու դատողություններն էլ սխալ են

Պատասխանել

1. Տեղադրեք ճիշտ հաջորդականությունպրոցեսներ, որոնք տեղի են ունենում ֆոտոսինթեզի ընթացքում. Գրե՛ք այն թվերը, որոնց տակ դրանք նշված են աղյուսակում:
1) Ածխածնի երկօքսիդի օգտագործումը
2) թթվածնի առաջացում
3) ածխաջրերի սինթեզ
4) ATP մոլեկուլների սինթեզ
5) քլորոֆիլի գրգռում

Պատասխանել

2. Սահմանեք ֆոտոսինթեզի գործընթացների ճիշտ հաջորդականությունը:
1) արեգակնային էներգիայի փոխակերպումը ATP էներգիայի
2) գրգռված քլորոֆիլային էլեկտրոնների առաջացումը
3) ածխաթթու գազի ֆիքսացիա
4) օսլայի առաջացում
5) ATP էներգիայի փոխակերպումը գլյուկոզայի էներգիայի

Պատասխանել

3. Սահմանել ֆոտոսինթեզի ընթացքում տեղի ունեցող գործընթացների հաջորդականությունը: Գրի՛ր թվերի համապատասխան հաջորդականությունը:

2) ATP-ի քայքայումը և էներգիայի արտազատումը
3) գլյուկոզայի սինթեզ
4) ATP մոլեկուլների սինթեզ
5) քլորոֆիլի գրգռում

Պատասխանել

Ընտրեք քլորոպլաստների կառուցվածքի և գործառույթների երեք առանձնահատկություններ
1) ներքին թաղանթները ձևավորում են cristae
2) հատիկների մեջ տեղի են ունենում բազմաթիվ ռեակցիաներ
3) դրանցում տեղի է ունենում գլյուկոզայի սինթեզ
4) լիպիդների սինթեզի վայրն են
5) բաղկացած է երկու տարբեր մասնիկներից
6) երկթաղանթ օրգանելներ

Պատասխանել

Սահմանեք երեքը ճշմարիտ հայտարարություններընդհանուր ցանկից, իսկ աղյուսակում գրեք այն թվերը, որոնց տակ նշված են։ Ֆոտոսինթեզի թեթև փուլում,
1) ջրի ֆոտոլիզ
2) ածխածնի երկօքսիդի գլյուկոզայի նվազեցում
3) էներգիայի շնորհիվ ATP մոլեկուլների սինթեզ արևի լույս
4) ջրածնի համակցությունը NADP + կրիչի հետ
5) ATP մոլեկուլների էներգիայի օգտագործումը ածխաջրերի սինթեզի համար

Պատասխանել

Ստորև թվարկված բոլոր հատկանիշները, բացառությամբ երկուսի, կարող են օգտագործվել ֆոտոսինթեզի լուսային փուլը նկարագրելու համար: Բացահայտեք երկու նշաններ, որոնք «դուրս են գալիս» ընդհանուր ցուցակից և գրեք այն թվերը, որոնց տակ դրանք նշված են:
1) առաջանում է կողմնակի արտադրանք՝ թթվածին
2) առաջանում է քլորոպլաստի ստրոմայում
3) ածխածնի երկօքսիդի կապը
4) ATP սինթեզ
5) ջրի ֆոտոլիզ

Պատասխանել

Ընտրեք մեկը՝ ամենաճիշտ տարբերակը։ Ֆոտոսինթեզի գործընթացը պետք է դիտարկել որպես դրանցից մեկը կարևոր հղումներածխածնի ցիկլը կենսոլորտում, քանի որ դրա ժամանակ
1) բույսերը անշունչ բնությունից ածխածինը ներառում են կենդանի
2) բույսերը թթվածին են թողնում մթնոլորտ
3) օրգանիզմները շնչառության ժամանակ արտազատում են ածխաթթու գազ
4) արդյունաբերական արտադրությունմթնոլորտը լցնել ածխածնի երկօքսիդով

Պատասխանել

Համապատասխանություն հաստատել գործընթացի և գործընթացների փուլերի միջև՝ 1) ֆոտոսինթեզ, 2) սպիտակուցի կենսասինթեզ։ 1 և 2 թվերը գրի՛ր ճիշտ հերթականությամբ։
Ա) ազատ թթվածնի ազատում
Բ) ամինաթթուների միջև պեպտիդային կապերի ձևավորում
Գ) mRNA սինթեզ ԴՆԹ-ի վրա
Դ) թարգմանության գործընթացը
Դ) ածխաջրերի վերականգնում
Ե) NADP +-ի փոխակերպումը NADP 2H

Պատասխանել

Ընտրեք բջջի օրգանելները և դրանց կառուցվածքները, որոնք ներգրավված են ֆոտոսինթեզի գործընթացում:
1) լիզոսոմներ
2) քլորոպլաստներ
3) թիլաոիդներ
4) ձավարեղեն
5) վակուոլներ
6) ռիբոսոմներ

Պատասխանել

Ստորև թվարկված տերմինները, բացառությամբ երկուսի, օգտագործվում են պլաստիդները նկարագրելու համար: Նշեք երկու տերմին, որոնք «դուրս են գալիս» ընդհանուր ցանկից և գրեք այն թվերը, որոնց տակ դրանք նշված են աղյուսակում:
1) պիգմենտ
2) գլիկոկալիքս
3) գրանա
4) Քրիստա
5) թիլաոիդ

Պատասխանել

Պատասխանել

Հետևյալ բոլոր հատկանիշները, բացառությամբ երկուսի, կարող են օգտագործվել ֆոտոսինթեզի գործընթացը նկարագրելու համար: Բացահայտեք երկու հատկանիշ, որոնք «դուրս են գալիս» ընդհանուր ցանկից և ի պատասխան գրեք այն թվերը, որոնց տակ դրանք նշված են:
1) Լույսի էներգիան օգտագործվում է գործընթացն իրականացնելու համար.
2) Գործընթացը տեղի է ունենում ֆերմենտների առկայության դեպքում.
3) գործընթացում կենտրոնական դերը պատկանում է քլորոֆիլի մոլեկուլին:
4) Գործընթացը ուղեկցվում է գլյուկոզայի մոլեկուլի քայքայմամբ.
5) Գործընթացը չի կարող առաջանալ պրոկարիոտային բջիջներում:

Պատասխանել

1. Ստորև թվարկված հասկացությունները, բացառությամբ երկուսի, օգտագործվում են ֆոտոսինթեզի մութ փուլը նկարագրելու համար: Բացահայտեք երկու հասկացություններ, որոնք «դուրս են գալիս» ընդհանուր ցանկից և գրեք այն թվերը, որոնց տակ դրանք նշված են:
1) ածխածնի երկօքսիդի ֆիքսացիա
2) ֆոտոլիզ
3) NADP 2H-ի օքսիդացում
4) գրանա
5) ստրոմա

Պատասխանել

2. Ստորև թվարկված բոլոր նշանները, բացառությամբ երկուսի, օգտագործվում են ֆոտոսինթեզի մութ փուլը նկարագրելու համար։ Բացահայտեք երկու նշաններ, որոնք «դուրս են գալիս» ընդհանուր ցուցակից և գրեք այն թվերը, որոնց տակ դրանք նշված են:
1) թթվածնի ձևավորում
2) ածխաթթու գազի ֆիքսացիա
3) ATP էներգիայի օգտագործումը
4) գլյուկոզայի սինթեզ
5) քլորոֆիլի գրգռում

Պատասխանել

Ստորև թվարկված նշանները, բացառությամբ երկուսի, օգտագործվում են պատկերված բջջային օրգանոիդի կառուցվածքը և գործառույթները նկարագրելու համար: Բացահայտեք երկու նշաններ, որոնք «դուրս են գալիս» ընդհանուր ցուցակից և գրեք այն թվերը, որոնց տակ դրանք նշված են:
1) կենսապոլիմերները բաժանում է մոնոմերների
2) կուտակում է ATP մոլեկուլները
3) ապահովում է ֆոտոսինթեզ
4) վերաբերում է երկթաղանթային օրգանելներին
5) ունի կիսաինքնավարություն

Պատասխանել

Հաստատեք համապատասխանություն գործընթացների և դրանց տեղայնացման միջև քլորոպլաստներում՝ 1) ստրոմա, 2) թիլաոիդ: Գրի՛ր 1 և 2 թվերը տառերին համապատասխան հերթականությամբ։
Ա) ATP-ի օգտագործումը
Բ) ջրի ֆոտոլիզ
Բ) քլորոֆիլի գրգռում
Դ) պենտոզայի ձևավորում
Դ) էլեկտրոնների փոխանցում ֆերմենտների շղթայի երկայնքով

Պատասխանել

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Բույսերն աճի և զարգացման համար անհրաժեշտ ամեն ինչ ստանում են շրջակա միջավայրից: Դրանով նրանք տարբերվում են մյուս կենդանի օրգանիզմներից։ Որպեսզի նրանք լավ զարգանան, պետք է բերրի հող, բնական կամ արհեստական ​​ջրում և լավ լուսավորություն։ Մթության մեջ ոչինչ չի աճի:

Հողը ջրի և սննդարար օրգանական միացությունների, հետքի տարրերի աղբյուր է։ Բայց ծառերը, ծաղիկները, խոտերը նույնպես արեգակնային էներգիայի կարիք ունեն։ Հենց արեւի լույսի ազդեցության տակ են տեղի ունենում որոշակի ռեակցիաներ, որոնց արդյունքում օդից կլանված ածխաթթու գազը վերածվում է թթվածնի։ Այս գործընթացը կոչվում է ֆոտոսինթեզ: Արևի լույսի ազդեցության տակ տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիան նույնպես հանգեցնում է գլյուկոզայի և ջրի ձևավորմանը։ Այս նյութերը կենսական նշանակություն ունեն բույսի զարգացման համար։

Քիմիկոսների լեզվով ռեակցիան այսպիսի տեսք ունի՝ 6CO2 + 12H2O + լույս = C6H12O6 + 6O2 + 6H2O: Պարզեցված հավասարում` ածխածնի երկօքսիդ + ջուր + լույս = գլյուկոզա + թթվածին + ջուր:

Բառացիորեն «ֆոտոսինթեզը» թարգմանվում է որպես «լույսի հետ միասին»։ Այս բառը կազմված է երկուսից պարզ բառերլուսանկար և սինթեզ: Արևը էներգիայի շատ հզոր աղբյուր է։ Մարդիկ այն օգտագործում են էլեկտրաէներգիա արտադրելու, տները մեկուսացնելու և ջուրը տաքացնելու համար։ Բույսերը նույնպես կարիք ունեն արևի էներգիայի՝ կյանքը պահպանելու համար: Գլյուկոզան, որն արտադրվում է ֆոտոսինթեզի ընթացքում, պարզ շաքար է, որն ամենակարևոր սննդանյութերից մեկն է։ Բույսերն այն օգտագործում են աճի և զարգացման համար, իսկ ավելցուկը կուտակվում է տերևներում, սերմերում և պտուղներում: Բույսերի և մրգերի կանաչ հատվածներում գլյուկոզայի ոչ բոլոր քանակությունն է մնում անփոփոխ։ պարզ շաքարներհակված են վերածվել ավելի բարդերի, որոնք ներառում են օսլա: Բույսերն օգտագործում են այդ պաշարները սննդանյութերի անբավարարության ժամանակաշրջաններում: Նրանք են պատճառը սննդային արժեքըխոտաբույսեր, մրգեր, ծաղիկներ, տերևներ կենդանիների և բուսական սնունդ ուտող մարդկանց համար:

Ինչպե՞ս են բույսերը կլանում լույսը:

Ֆոտոսինթեզի գործընթացը բավականին բարդ է, բայց կարելի է համառոտ նկարագրել, որպեսզի հասկանալի դառնա նույնիսկ երեխաների համար։ դպրոցական տարիք. Ամենատարածված հարցերից մեկը վերաբերում է լույսի կլանման մեխանիզմին: Ինչպե՞ս է լույսի էներգիան մտնում բույսերի մեջ: Ֆոտոսինթեզի գործընթացը տեղի է ունենում տերեւներում։ Բոլոր բույսերի տերեւներում կան կանաչ բջիջներ՝ քլորոպլաստներ։ Դրանք պարունակում են մի նյութ, որը կոչվում է քլորոֆիլ: Քլորոֆիլը տերևներ տվող պիգմենտն է կանաչ գույնև պատասխանատու է լույսի էներգիայի կլանման համար։ Շատերը չեն մտածել, թե ինչու են բույսերի մեծ մասի տերևները լայն և հարթ: Պարզվում է, որ բնությունը դա պատահական չի ապահովում։ Լայն մակերեսը թույլ է տալիս ներծծվել մեծ քանակությամբարեւի ճառագայթները. Նույն պատճառով արեւային վահանակներդարձնել այն լայն և հարթ:

Տերեւների վերին մասը պաշտպանված է մոմի շերտով (կուտիկուլա) ջրի կորստից և եղանակի անբարենպաստ ազդեցությունից, վնասատուներից։ Այն կոչվում է պալատ: Եթե ​​ուշադիր նայեք տերևին, կարող եք տեսնել, որ դրա վերին կողմն ավելի պայծառ ու հարթ է: Հագեցած գույնը ստացվում է շնորհիվ այն բանի, որ այս հատվածում ավելի շատ քլորոպլաստներ կան։ Ավելորդ լույսը կարող է նվազեցնել բույսի թթվածին և գլյուկոզա արտադրելու ունակությունը: Ազդեցության տակ պայծառ արևքլորոֆիլը վնասվում է, և դա դանդաղեցնում է ֆոտոսինթեզը: Դանդաղեցում է առաջանում նաև աշնան գալուստով, երբ լույսը քիչ է լինում, և տերևները սկսում են դեղինանալ՝ դրանցում քլորոպլաստների ոչնչացման պատճառով։

Չի կարելի թերագնահատել ջրի դերը ֆոտոսինթեզի և բույսերի կյանքի պահպանման գործում։ Ջուրն անհրաժեշտ է՝

• բույսերին դրանում լուծված հանքանյութերով ապահովելը.
• տոնայնության պահպանում;
• սառեցում;
• քիմիական և ֆիզիկական ռեակցիաների հնարավորությունը.

Ծառերը, թփերը, ծաղիկներն իրենց արմատներով կլանում են հողից ջուրը, այնուհետև խոնավությունը բարձրանում է ցողունի երկայնքով, անցնում տերևների մեջ երակների երկայնքով, որոնք տեսանելի են նույնիսկ անզեն աչքով:

Ածխածնի երկօքսիդը ներթափանցում է տերևի ստորին մասում գտնվող փոքր անցքերով՝ ստոմատներով։ Տերևի ստորին մասում բջիջները դասավորված են այնպես, որ ածխաթթու գազը կարող է ավելի խորը ներթափանցել։ Այն նաև թույլ է տալիս ֆոտոսինթեզի արդյունքում արտադրվող թթվածին հեշտությամբ հեռանալ տերևից: Ինչպես բոլոր կենդանի օրգանիզմները, բույսերը նույնպես օժտված են շնչելու ունակությամբ։ Միաժամանակ, ի տարբերություն կենդանիների և մարդկանց, նրանք կլանում են ածխաթթու գազը և թթվածին են թողնում, և ոչ հակառակը։ Այնտեղ, որտեղ շատ բույսեր կան, օդը շատ մաքուր է ու թարմ։ Այդ իսկ պատճառով շատ կարևոր է հոգ տանել ծառերի, թփերի մասին, մեծ քաղաքներում հրապարակներ և այգիներ դնել։

Ֆոտոսինթեզի թեթև և մութ փուլերը

Ֆոտոսինթեզի գործընթացը բարդ է և բաղկացած է երկու փուլից՝ լուսավոր և մութ: Լույսի փուլը հնարավոր է միայն արևի լույսի առկայության դեպքում: Լույսի ազդեցության տակ քլորոֆիլի մոլեկուլները իոնացվում են, արդյունքում առաջանում է էներգիա, որը ծառայում է որպես քիմիական ռեակցիայի կատալիզատոր։ Այս փուլում տեղի ունեցող իրադարձությունների հաջորդականությունը հետևյալն է.

• լույսը մտնում է քլորոֆիլի մոլեկուլ, որը ներծծվում է կանաչ պիգմենտի կողմից և այն դնում է գրգռված վիճակի.
• տեղի է ունենում ջրի պառակտում;
• Սինթեզվում է ATP-ն, որը էներգիայի կուտակիչ է։

Ֆոտոսինթեզի մութ փուլն ընթանում է առանց լուսային էներգիայի մասնակցության։ Այս փուլում ձևավորվում են գլյուկոզա և թթվածին: Կարևոր է հասկանալ, որ գլյուկոզայի և թթվածնի ձևավորումը տեղի է ունենում շուրջօրյա, և ոչ միայն գիշերը: Մութ փուլը կոչվում է, քանի որ լույսի առկայությունն այլևս անհրաժեշտ չէ դրա շարունակման համար: Կատալիզատորը ATP-ն է, որը սինթեզվել է ավելի վաղ։

Ֆոտոսինթեզի նշանակությունը բնության մեջ

Ֆոտոսինթեզը ամենակարեւորներից մեկն է բնական գործընթացներ. Դա անհրաժեշտ է ոչ միայն բույսերի կյանքի պահպանման համար, այլև մոլորակի ողջ կյանքի համար: Ֆոտոսինթեզն անհրաժեշտ է հետևյալի համար.

• կենդանիներին և մարդկանց սնունդով ապահովելը.
• ածխածնի երկօքսիդի հեռացում և օդը թթվածնով հագեցում;
• պահպանելով սննդանյութերի ցիկլը.

Բոլոր բույսերը կախված են ֆոտոսինթեզի արագությունից: Արեգակնային էներգիան կարող է դիտվել որպես աճը խթանող կամ արգելակող գործոն: Օրինակ, հարավային շրջաններում և շրջաններում շատ արև կա, և բույսերը կարող են բավականին բարձրանալ: Եթե ​​հաշվի առնենք, թե ինչպես է ընթանում գործընթացը ջրային էկոհամակարգերում, ապա ծովերի և օվկիանոսների մակերեսին արևի լույսի պակաս չի զգացվում, և այդ շերտերում նկատվում է ջրիմուռների առատ աճ։ Ջրի խորը շերտերում արևային էներգիայի պակաս կա, որն ազդում է ջրային ֆլորայի աճի տեմպերի վրա։

Ֆոտոսինթեզի գործընթացը նպաստում է մթնոլորտում օզոնային շերտի առաջացմանը։ Սա շատ կարևոր է, քանի որ այն օգնում է պաշտպանել մոլորակի ողջ կյանքը ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների վնասակար ազդեցությունից:

Ցանկացած կանաչ տերև թթվածնի և սննդանյութերի փոքր գործարան է, անհրաժեշտ է մարդունիսկ կենդանիները՝ նորմալ կյանքի համար: Ածխածնի երկօքսիդից և մթնոլորտից ջրից այդ նյութերի ստացման գործընթացը կոչվում է ֆոտոսինթեզ։

Ֆոտոսինթեզը բարդ է, տեղի է ունենում լույսի անմիջական մասնակցությամբ։ «Ֆոտոսինթեզ» հասկացությունը գալիս է հունարեն երկու բառերից՝ «լուսանկարներ»՝ լույս և «սինթեզ»՝ համակցություն: Ֆոտոսինթեզի գործընթացը բաղկացած է երկու փուլից՝ լույսի քվանտների կլանում և դրանց էներգիայի օգտագործումը տարբեր քիմիական ռեակցիաներում։Բույսը լույսը կլանում է կանաչ նյութի՝ քլորոֆիլ կոչվող նյութի օգնությամբ։ Քլորոֆիլը գտնվում է այսպես կոչված քլորոպլաստներում, որոնք կարելի է գտնել ցողուններում կամ նույնիսկ մրգերում: Դրանց մեջ հատկապես շատ են, քանի որ տերեւն իր հարթ կառուցվածքի շնորհիվ կարողանում է ավելի շատ լույս ներգրավել, համապատասխանաբար ավելի շատ էներգիա ստանալ ֆոտոսինթեզի համար։ Կլանումից հետո քլորոֆիլն անցնում է և էներգիա է փոխանցում բույսերի օրգանիզմի այլ մոլեկուլներին, մասնավորապես՝ ֆոտոսինթեզի մեջ ներգրավվածներին։ Գործընթացի երկրորդ փուլը տեղի է ունենում առանց լուսային քվանտների պարտադիր մասնակցության և բաղկացած է օդից ստացված ջրի և ածխածնի երկօքսիդի մասնակցությամբ քիմիական կապերի ձևավորումից։ Այս փուլում սինթեզվում են կյանքի համար օգտակար տարբեր նյութեր, օրինակ՝ օսլան։Սրանք օրգանական նյութերօգտագործվում են բույսի կողմից՝ իր տարբեր մասերը սնելու, նորմալ կյանք պահպանելու համար։ Բացի այդ, այդ նյութերը ստացվում են բույսերի, ինչպես նաև բուսական և կենդանական ծագման մթերքներ օգտագործող մարդկանց ուտելով։Ֆոտոսինթեզը կարող է տեղի ունենալ ինչպես արևի լույսի, այնպես էլ արհեստական ​​լույսի ազդեցության տակ։ Բնության մեջ բույսերը, որպես կանոն, ինտենսիվ «աշխատում են» գարնանը և ամռանը, երբ առատորեն արևի լույս կա։ Աշնանը լույսը պակասում է, օրը կրճատվում է, տերեւները դեղնում են ու թափվում։ Բայց հենց գարնանային տաք արևը բացվում է, կանաչ սաղարթները նորից հայտնվում են, և կանաչ «գործարանները» նորից սկսում են իրենց աշխատանքը կյանքի համար այդքան անհրաժեշտ թթվածին տալու և այլոց: սննդանյութեր.

Առնչվող տեսանյութեր

Բոլոր կենդանի էակներին ապրելու համար սնունդ է պետք: Հետերոտրոֆ օրգանիզմներ՝ սպառողներ, օգտագործում են պատրաստի օրգանական միացություններ, մինչդեռ ավտոտրոֆներ արտադրողներն իրենք են օրգանական նյութեր ստեղծում ֆոտոսինթեզի և քիմոսինթեզի գործընթացում։ Երկրի վրա հիմնական արտադրողները կանաչ բույսերն են։

Ներկայացնում է հաջորդականություն քիմիական ռեակցիաներֆոտոսինթետիկ պիգմենտների մասնակցությամբ, որի արդյունքում լույսի տակ ածխաթթու գազից և ջրից օրգանական նյութեր են առաջանում։ Ընդհանուր հավասարման մեջ ածխածնի երկօքսիդի վեց մոլեկուլները միավորվում են ջրի վեց մոլեկուլների հետ՝ ձևավորելով մեկ մոլեկուլ, որն օգտագործվում է էներգիայի արտադրության և պահպանման համար։ Նաև ռեակցիայի ելքի ժամանակ թթվածնի վեց մոլեկուլ ձևավորվում է որպես «ենթամթերք»: Ֆոտոսինթեզի գործընթացը բաղկացած է թեթև և մութ փուլից։ Լույսի քվանտները գրգռում են քլորոֆիլի մոլեկուլի էլեկտրոնները և դրանք տեղափոխում էներգիայի ավելի բարձր մակարդակ։ Նաև լույսի ճառագայթների մասնակցությամբ տեղի է ունենում ջրի ֆոտոլիզ՝ ջրի մոլեկուլի բաժանումը ջրածնի կատիոնների, բացասաբար լիցքավորված էլեկտրոնների և ազատ թթվածնի մոլեկուլի: մեջ պահվող էներգիան մոլեկուլային կապեր, անցնում է ադենոզին տրիֆոսֆատ (ATP) և կթողարկվի ֆոտոսինթեզի երկրորդ փուլում։ Մութ փուլում ածխածնի երկօքսիդը ուղղակիորեն գլյուկոզայի ձևավորմամբ: Կանաչ պիգմենտի բջիջներում ֆոտոսինթեզի հոսքի համար անհրաժեշտ պայմանը քլորոֆիլն է, ուստի այն հանդիպում է կանաչ բույսերում և որոշ ֆոտոսինթետիկ բակտերիաներում։ Ֆոտոսինթետիկ պրոցեսները մոլորակին ապահովում են օրգանական կենսազանգվածով, մթնոլորտային թթվածնով և արդյունքում՝ պաշտպանիչ օզոնային էկրանով: Բացի այդ, նրանք նվազեցնում են ածխաթթու գազի կոնցենտրացիան մթնոլորտում։ Բացի ֆոտոսինթեզից, ածխածնի երկօքսիդը կարող է նաև օրգանական նյութեր տեղափոխվել քիմոսինթեզի միջոցով, որը տարբերվում է առաջինից լուսային ռեակցիաների բացակայությամբ։ Քիմոսինթետիկները օգտագործում են լույսը որպես էներգիայի աղբյուր, և ռեդոքս քիմիական ռեակցիաների էներգիան։ Օրինակ՝ նիտրացնող բակտերիաները ամոնիակը օքսիդացնում են ազոտի և ազոտական ​​թթու, երկաթի բակտերիաները սեւ երկաթը վերածում են երկաթի երկաթի, ծծմբի բակտերիաները օքսիդացնում են ջրածնի սուլֆիդը ծծմբի կամ ծծմբաթթվի։ Այս բոլոր ռեակցիաները տեղի են ունենում էներգիայի արտազատմամբ, որը հետագայում օգտագործվում է օրգանական նյութերի սինթեզի համար։ Միայն որոշ տեսակի բակտերիաներ են ունակ քիմոսինթեզի։ Քիմոսինթետիկ բակտերիաները չեն արտադրում մթնոլորտային թթվածին և չեն կուտակվում մեծ թվովկենսազանգված, բայց դրանք ոչնչացնում են ժայռեր, մասնակցում են հանքանյութերի առաջացմանը և մաքրում կեղտաջրեր. Քիմոսինթեզի կենսաերկրաքիմիական դերը բնության մեջ ազոտի, ծծմբի, երկաթի և այլ տարրերի ցիկլը ապահովելն է։

Առնչվող տեսանյութեր

Ֆոտոսինթեզի նման ծավալուն նյութի բացատրությունը լավագույնս արվում է երկու զուգակցված դասերում, այդ դեպքում թեմայի ընկալման ամբողջականությունը չի կորչում: Դասը պետք է սկսվի ֆոտոսինթեզի ուսումնասիրության պատմությունից, քլորոպլաստների կառուցվածքից և լաբորատոր աշխատանքտերևների քլորոպլաստների ուսումնասիրության համար։ Դրանից հետո անհրաժեշտ է անցնել ֆոտոսինթեզի լուսային և մութ փուլերի ուսումնասիրությանը։ Այս փուլերում տեղի ունեցող ռեակցիաները բացատրելիս անհրաժեշտ է կազմել ընդհանուր սխեմա.

Բացատրության ընթացքում անհրաժեշտ է նկարել ֆոտոսինթեզի լուսային փուլի դիագրամ.

1. Լույսի քվանտի կլանումը քլորոֆիլի մոլեկուլի կողմից, որը գտնվում է գրանայի թիլաոիդների թաղանթներում, հանգեցնում է նրա կողմից մեկ էլեկտրոնի կորստի և այն տեղափոխում գրգռված վիճակի։ Էլեկտրոնները փոխանցվում են էլեկտրոնների փոխադրման շղթայի երկայնքով, ինչը հանգեցնում է NADP +-ի նվազմանը NADP H-ին։

2. Քլորոֆիլի մոլեկուլներում արձակված էլեկտրոնների տեղը զբաղեցնում են ջրի մոլեկուլների էլեկտրոնները՝ այսպես լույսի ազդեցության տակ ջուրը ենթարկվում է քայքայման (ֆոտոլիզի)։ Ստացված OH– հիդրոքսիլները վերածվում են ռադիկալների և միանում են 4 OH – → 2 H 2 O + O 2 ռեակցիայի մեջ, ինչը հանգեցնում է ազատ թթվածնի արտազատմանը մթնոլորտ։

3. Ջրածնի իոնները H+ չեն թափանցում թիլաոիդ թաղանթ և կուտակվում են ներսում՝ դրական լիցքավորելով այն, ինչը հանգեցնում է տարբերության մեծացման։ էլեկտրական պոտենցիալներ(REP) թիլաոիդ թաղանթի վրա:

4. Երբ հասնում է կրիտիկական REB-ին, պրոտոնները շտապում են դեպի դուրս պրոտոնային ալիքով: Դրական լիցքավորված մասնիկների այս հոսքը օգտագործվում է քիմիական էներգիա ստեղծելու համար՝ օգտագործելով հատուկ ֆերմենտային համալիր: Ստացված ATP մոլեկուլները անցնում են ստրոմա, որտեղ մասնակցում են ածխածնի ֆիքսման ռեակցիաներին։

5. Ջրածնի իոնները, որոնք դուրս են եկել թիլաոիդ թաղանթի մակերեսին, միավորվում են էլեկտրոնների հետ՝ առաջացնելով ատոմային ջրածին, որն օգտագործվում է NADP + կրիչը նվազեցնելու համար։

Հոդվածի հրապարակման հովանավորն է «Արիս» ընկերությունների խումբը։ Լաստակների (շրջանակային ֆասադային LRSP, շրջանակային բարձրահարկ A-48 և այլն) և աշտարակների (PSRV «Aris», PSRV «Aris compact» և «Aris-dacha», փայտամածների արտադրություն, վաճառք և վարձույթ։ Ամրացուցիչներ փայտամածների, շինարարական ցանկապատերի, աշտարակների համար անիվների հենարաններ: Դուք կարող եք ավելին իմանալ ընկերության մասին, տեսնել ապրանքների կատալոգը և գները, կոնտակտները կայքում, որը գտնվում է http://www.scaffolder.ru/ հասցեով:

Քննելուց հետո այս հարցը, կրկին վերլուծելով այն ըստ կազմված սխեմայի՝ ուսանողներին հրավիրում ենք լրացնել աղյուսակը։

Աղյուսակ. Ֆոտոսինթեզի լույսի և մութ փուլերի ռեակցիաները

Աղյուսակի առաջին մասը լրացնելուց հետո կարող եք անցնել վերլուծության ֆոտոսինթեզի մութ փուլ.

Քլորոպլաստի ստրոմայում մշտապես առկա են պենտոզներ՝ ածխաջրեր, որոնք հինգ ածխածնային միացություններ են, որոնք առաջանում են Կալվինի ցիկլում (ածխածնի երկօքսիդի ֆիքսման ցիկլ)։

1. Պենտոզային ավելացնում են ածխաթթու գազ, առաջանում է անկայուն վեցածխածնային միացություն, որը քայքայվում է 3-ֆոսֆոգլիցերինաթթվի (PGA) երկու մոլեկուլների։

2. FGK մոլեկուլները ATP-ից վերցնում են մեկ ֆոսֆատ խումբ և հարստանում էներգիայով։

3. Յուրաքանչյուր FGC ավելացնում է մեկ ջրածնի ատոմ երկու կրիչներից՝ վերածվելով տրիոզայի։ Տրիոզները միանում են՝ առաջացնելով գլյուկոզա, ապա՝ օսլա։

4. Տրիոզային մոլեկուլները, միավորվելով տարբեր համակցություններով, ձևավորում են պենտոզներ և կրկին ընդգրկվում են ցիկլի մեջ։

Ֆոտոսինթեզի ընդհանուր արձագանքը.

Սխեման. Ֆոտոսինթեզի գործընթաց

Փորձարկում

1. Ֆոտոսինթեզն իրականացվում է օրգանելներում.

ա) միտոքոնդրիա;
բ) ռիբոսոմներ;
գ) քլորոպլաստներ;
դ) քրոմոպլաստներ.

2. Քլորոֆիլային պիգմենտը կենտրոնացած է.

ա) քլորոպլաստի թաղանթ.
բ) ստրոմա;
գ) ձավարեղեն.

3. Քլորոֆիլը կլանում է լույսը սպեկտրի տարածքում.

ա) կարմիր;
բ) կանաչ;
գ) մանուշակագույն;
դ) ամբողջ մարզում:

4. Ֆոտոսինթեզի ընթացքում ազատ թթվածին ազատվում է տրոհման ժամանակ.

ա) ածխածնի երկօքսիդ;
բ) ATP;
գ) NADP;
դ) ջուր:

5. Ազատ թթվածինը ձևավորվում է.

ա) մութ փուլ;
բ) թեթև փուլ.

6. ATP ֆոտոսինթեզի թեթև փուլում.

ա) սինթեզված;
բ) պառակտումներ.

7. Քլորոպլաստում առաջնային ածխաջրերը ձևավորվում են.

ա) թեթև փուլ;
բ) մութ փուլ.

8. NADP քլորոպլաստում պահանջվում է.

1) որպես թակարդ էլեկտրոնների համար.
2) որպես օսլայի առաջացման ֆերմենտ.
3) ինչպես բաղադրիչքլորոպլաստային թաղանթներ;
4) որպես ջրի ֆոտոլիզի ֆերմենտ.

9. Ջրի ֆոտոլիզը հետևյալն է.

1) լույսի ազդեցության տակ ջրի կուտակում.
2) լույսի ազդեցության տակ ջրի տարանջատումը իոնների.
3) ջրային գոլորշու արտազատում ստոմատների միջոցով.
4) ջրի ներարկումը տերեւների մեջ լույսի ազդեցության տակ.

10. Լույսի քվանտների ազդեցության տակ.

1) քլորոֆիլը վերածվում է NADP-ի.
2) էլեկտրոնը թողնում է քլորոֆիլի մոլեկուլը.
3) քլորոպլաստը մեծանում է ծավալով.
4) քլորոֆիլը վերածվում է ATP-ի.

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ

Բոգդանովա Տ.Պ., Սոլոդովա Է.Ա.Կենսաբանություն. Ձեռնարկ ավագ դպրոցի աշակերտների և բուհ դիմորդների համար. - Մ .: ՍՊԸ «ԱՍՏ-Մամուլի դպրոց», 2007 թ.

Հարց 1. Ի՞նչ է ֆոտոսինթեզը: Անվանեք դրա իրականացման համար անհրաժեշտ նյութերը.

Ֆոտոսինթեզը արևի լույսի ազդեցության տակ գտնվող կանաչ բույսերի տերևներում ածխաթթու գազից և ջրից օրգանական նյութերի և թթվածնի արտադրության գործընթաց է:

Հարց 2. Լրացրո՛ւ նախադասությունները.

Ֆոտոսինթեզը տեղի է ունենում բույսերի բջիջներում, որոնք պարունակում են օրգանելներ քլորոպլաստներ: Դրանք պարունակում են կանաչ պիգմենտ քլորոֆիլ, որը բույսին տալիս է գույն և ֆոտոսինթեզ։

Բույսերի մեծ մասում ֆոտոսինթեզի իրականացումն ապահովող հիմնական օրգանը տերեւն է, իսկ ֆոտոսինթեզը կարող է տեղի ունենալ նաև ցողուններում և կանաչ պտուղներում։

Հարց 3. Հայտնի է, որ ցամաքային բույսերը տարեկան այնքան տերևներ են կազմում, որ կարող էին ծածկել Երկիրմի քանի շերտերով. Բացատրեք, թե ինչու են բույսերն այդքան շատ տերևներ տալիս:

Օրգանական նյութերի առաջացման գործընթացը տեղի է ունենում կանաչ ասթենիայի տերեւներում արեւի լույսի ներքո։ Հետեւաբար, բույսը կերակրելու համար պետք է շատ տերեւներ լինեն։

Հարց 4. Դիտարկենք «Օրգանական նյութերի առաջացումը ֆոտոսինթեզի գործընթացում» նկարը։ Դրա վրա գրեք թերթիկ մտնող և դուրս եկող նյութերի անվանումները:

Ածխաթթու գազ

Թթվածին

Պատասխանել հարցերին:

1) Ինչ են անհրաժեշտ պայմաններըֆոտոսինթեզի կատարում;

Ֆոտոսինթեզը պահանջում է արևի լույս, ածխաթթու գազ և քլորոպլաստներ։

2) Ի՞նչ օրգանական նյութեր են առաջանում ֆոտոսինթեզի ընթացքում և ի՞նչ նշանակություն ունեն դրանք բույսի համար։

Քլորոպլաստներում ֆոտոսինթեզի գործընթացում լույսի ազդեցության տակ բույսերում առաջանում է օսլա։ Այս նյութը ածխաջրածին է և ծառայում է որպես էներգիայի աղբյուր բույսերի համար։

Հարց 5 *. Կարդացեք կանաչ բույսերում օրգանական նյութերի առաջացման վրա լույսի ազդեցության վերաբերյալ փորձի դասագրքային նկարագրությունը և նկատի ունեցեք Նկար 61-ը: Ինչու՞ եք կարծում, որ կանաչ բույսերի տերևներում օսլան չի կարող հայտնաբերվել մթության մեջ 2- պահելուց հետո: 3 օր? Որտե՞ղ է նա անհետանում:

Արևի լույսն անհրաժեշտ է տերևների օսլան փոխարկելու համար: Օսլան առաջանում է ֆոտոսինթեզի ժամանակ։ Այս գործընթացը տեղի կունենա՝ օգտագործելով լույսի էներգիան։ Առանց լույսի չկա ֆոտոսինթեզի գործընթաց, առանց պրոցեսի՝ տերևներում օսլա չկա։

Մենք աշխատում ենք լաբորատորիայում

Հարց 6. Դիտարկենք նկարը, որը պատկերում է փորձը:

Պատասխանել հարցերին:

1) Ինչու է մոմը մարում առաջին և երրորդ դեպքերում:

Առաջին և երրորդ անոթներում սերմերը և արմատները, շնչառության գործընթացում, ծախսել են ամբողջ թթվածինը և արտանետել ածխաթթու գազ։ Մոմը մարեց։

2) Ինչու՞ է մոմը այրվում երկրորդ դեպքում:

Երկրորդ անոթում բույսը ոչ միայն շնչում է, այլեւ ֆոտոսինթեզի միջոցով թթվածին է թողնում, ուստի մոմը այրվում է։

Ֆոտոսինթեզը կենսասինթեզ է, որը բաղկացած է լույսի էներգիան օրգանական միացությունների վերածելուց: Լույսը ֆոտոնների տեսքով գրավում է գունավոր պիգմենտը, որը կապված է անօրգանական կամ օրգանական էլեկտրոնի դոնորի հետ և թույլ է տալիս հանքային նյութն օգտագործել օրգանական միացությունների սինթեզի (արտադրության) համար:

հետ շփման մեջ

Այլ կերպ ասած, թե ինչ է ֆոտոսինթեզը, սա արևի լույսից օրգանական նյութերի (շաքարի) սինթեզման գործընթացն է: Այս ռեակցիան տեղի է ունենում քլորոպլաստների մակարդակում, որոնք մասնագիտացված բջջային օրգանելներ են, որոնք թույլ են տալիս ածխածնի երկօքսիդը և ջուրը սպառել՝ արտադրելու երկթթվածին և օրգանական մոլեկուլներ, ինչպիսիք են գլյուկոզան:

Այն տեղի է ունենում երկու փուլով.

Թեթև փուլ (ֆոտոֆոսֆորիլացում) - լույսից կախված ֆոտոքիմիական (այսինքն՝ լույս գրավող) ռեակցիաների մի շարք է, որոնցում էլեկտրոնները տեղափոխվում են երկու ֆոտոհամակարգերի միջոցով (PSI և PSII)՝ արտադրելու ATP (էներգիայով հարուստ մոլեկուլ) և NADPHH (նվազեցնող ներուժ): .

Այսպիսով, ֆոտոսինթեզի լուսային փուլը թույլ է տալիս ուղղակիորեն վերափոխել լույսի էներգիան քիմիական էներգիա. Այս գործընթացի միջոցով է, որ մեր մոլորակն այժմ ունի թթվածնով հարուստ մթնոլորտ: Որպես արդյունք բարձր բույսերհաջողվել է տիրել Երկրի մակերեսին՝ սնունդ ապահովելով բազմաթիվ այլ օրգանիզմների համար, որոնք սնվում կամ ապաստան են գտնում դրա միջոցով: Սկզբնական մթնոլորտը պարունակում էր գազեր, ինչպիսիք են ամոնիումը, ազոտը և ածխածնի երկօքսիդը, բայց շատ քիչ թթվածին։ Բույսերը գտել են այս CO2-ն այնքան առատորեն սննդի վերածելու միջոց՝ օգտագործելով արևի լույսը:

Մութ փուլը համապատասխանում է լիովին ֆերմենտային և լույսից անկախ Կալվինի ցիկլին, որտեղ ադենոզին տրիֆոսֆատը (ATP) և NADPH+H+ (նիկոտինամիդ ադենին դինուկլեոտիդ ֆոսֆատ) օգտագործվում են ածխածնի երկօքսիդը և ջուրը ածխաջրերի վերածելու համար։ Այս երկրորդ փուլը թույլ է տալիս ածխաթթու գազի յուրացում:

Այսինքն, ֆոտոսինթեզի այս փուլում, CO-ի կլանումից մոտավորապես տասնհինգ վայրկյան անց, տեղի է ունենում սինթեզի ռեակցիա և հայտնվում են ֆոտոսինթեզի առաջին արտադրանքները՝ շաքարներ՝ տրիոզներ, պենտոզներ, հեքսոզներ, հեպտոզներ։ Սախարոզը և օսլան ձևավորվում են որոշակի հեքսոզներից։ Բացի ածխաջրերից, դրանք կարող են նաև վերածվել լիպիդների և սպիտակուցների՝ կապված ազոտի մոլեկուլի հետ։

Այս ցիկլը գոյություն ունի ջրիմուռների, բարեխառն բույսերի և բոլոր ծառերի մեջ. այս բույսերը կոչվում են «C3 բույսեր»՝ կենսաքիմիական ցիկլի ամենակարևոր միջանկյալ մարմինները, որոնք ունեն երեք ածխածնի ատոմներից բաղկացած մոլեկուլ (C3):

Այս փուլում քլորոֆիլը, ֆոտոնը կլանելուց հետո, ունի 41 կկալ էներգիա մեկ մոլի վրա, որի մի մասը վերածվում է ջերմության կամ ֆլյուորեսցենցիայի։ Իզոտոպային մարկերների (18O) օգտագործումը ցույց է տվել, որ այս գործընթացի ընթացքում արձակված թթվածինը ստացվում է քայքայված ջրից և ոչ կլանված ածխաթթու գազից:

Ֆոտոսինթեզը տեղի է ունենում հիմնականում բույսերի տերևներում և հազվադեպ (երբևէ) ցողուններում և այլն։ Տիպիկ տերևի մասերը ներառում են վերին և ստորին էպիդերմիսը;

• մեզոֆիլ;
• անոթային փաթեթ (երակներ);
• ստոմատա.

Եթե ​​վերին և ստորին էպիդերմիսի բջիջները քլորոպլաստներ չեն, ֆոտոսինթեզ չի լինում։ Փաստորեն, դրանք հիմնականում ծառայում են որպես պաշտպանություն մնացած տերևի համար:

Ստոմատները անցքեր են, որոնք հայտնաբերված են հիմնականում ստորին էպիդերմիսում և թույլ են տալիս օդի (CO և O2) փոխանակում: Անոթային կապոցները (կամ երակները) տերևի մի մասն են կազմում տրանսպորտային համակարգբույսերը, անհրաժեշտության դեպքում ջուր և սննդանյութեր տեղափոխելով բույսի շուրջը: Մեզոֆիլային բջիջները ունեն քլորոպլաստներ, սա ֆոտոսինթեզի վայր է:

Ֆոտոսինթեզի մեխանիզմը շատ բարդ է։. Այնուամենայնիվ, կենսաբանության այս գործընթացները ունեն հատուկ նշանակություն. Լույսի ուժեղ ազդեցության տակ քլորոպլաստները (բույսի բջջի մասերը, որոնք պարունակում են քլորոֆիլ), մտնելով ֆոտոսինթեզի ռեակցիա, միացնում են ածխաթթու գազը (CO) քաղցրահամ ջուր C6H12O6 շաքարների առաջացմամբ։

Ռեակցիայի ընթացքում վերածվում են օսլայի C6H12O5՝ տերևի մակերեսի քառակուսի դեցիմետրի համար՝ օրական միջինը 0,2 գ օսլա։ Ամբողջ օպերացիան ուղեկցվում է թթվածնի ուժեղ արտանետմամբ.

Փաստորեն, ֆոտոսինթեզի գործընթացը հիմնականում բաղկացած է ջրի մոլեկուլի ֆոտոլիզից։

Այս գործընթացի բանաձևը հետևյալն է.

6 H 2 O + 6 CO 2 + լույս \u003d 6 O 2 + C 6 H 12 O 6

Ջուր + ածխածնի երկօքսիդ + լույս = թթվածին + գլյուկոզա

• H 2 O = ջուր
• CO 2 = ածխածնի երկօքսիդ
• O 2 = թթվածին
• C 6 H 12 O 6 \u003d գլյուկոզա

Թարգմանության մեջ այս գործընթացը նշանակում է. ռեակցիայի մեջ մտնելու համար բույսին անհրաժեշտ է վեց մոլեկուլ ջուր + վեց մոլեկուլ ածխաթթու գազ և լույս: Սա հանգեցնում է թթվածնի և գլյուկոզայի վեց մոլեկուլների ձևավորմանը քիմիական գործընթաց. Գլյուկոզան գլյուկոզա է, որը բույսն օգտագործում է որպես ճարպերի և սպիտակուցների սինթեզի սկզբնական նյութ։ Թթվածնի վեց մոլեկուլները պարզապես «անհրաժեշտ չարիք» են այն բույսի համար, որին նա մատակարարում է. միջավայրըբջիջների փակման միջոցով:

Ինչպես արդեն նշվեց, կանաչ բույսերի մեծ մասում ածխաջրերը ֆոտոսինթեզի ամենակարևոր ուղղակի օրգանական արտադրանքն են: Բույսերում քիչ ազատ գլյուկոզա է ձևավորվում. Փոխարենը, գլյուկոզայի միավորները կապված են օսլայի ձևավորման համար կամ համակցված ֆրուկտոզայի հետ՝ մեկ այլ շաքարի հետ՝ առաջացնելով սախարոզա:

Ֆոտոսինթեզն արտադրում է ոչ միայն ածխաջրեր:, ինչպես ժամանակին կարծվում էր, բայց նաև.

• ամինաթթուներ;
• սպիտակուցներ;
• լիպիդներ (կամ ճարպեր);
• պիգմենտներ և կանաչ հյուսվածքների այլ օրգանական բաղադրիչներ:

Հանքանյութերը ապահովում են այս միացությունների ձևավորման համար անհրաժեշտ տարրերը (օրինակ՝ ազոտ, N, ֆոսֆոր, P, ծծումբ, S):

Քիմիական կապերը կոտրվում են թթվածնի (O) և ածխածնի (C), ջրածնի (H), ազոտի և ծծմբի միջև, և նոր միացություններ են ձևավորվում արտադրանքներում, որոնք ներառում են գազային թթվածին (O 2) և օրգանական միացություններ։ Թթվածնի միջև կապերը կոտրելու համարև այլ տարրեր (օրինակ՝ ջուրը, նիտրատը և սուլֆատը) պահանջում են ավելի շատ էներգիա, քան թողարկվում է, երբ արտադրանքներում նոր կապեր են ձևավորվում: Պարտադիր էներգիայի այս տարբերությունը բացատրում է մեծ մասըլույսի էներգիան պահպանվում է որպես քիմիական էներգիա ֆոտոսինթեզի ընթացքում արտադրված օրգանական արտադրանքներում: Պարզ մոլեկուլներից բարդ մոլեկուլներ ստեղծելիս հավելյալ էներգիա է կուտակվում։

Ֆոտոսինթեզի արագության վրա ազդող գործոններ

Ֆոտոսինթեզի արագությունը որոշվում է թթվածնի արտադրության արագությամբ՝ կա՛մ կանաչ բույսերի հյուսվածքների զանգվածի (կամ տարածքի) վրա, կա՛մ ընդհանուր քլորոֆիլի մեկ միավորի քաշի վրա։

Լույսի քանակը, ածխաթթու գազի մատակարարումը, ջերմաստիճանը, ջրամատակարարումը և օգտակար հանածոների առկայությունը ամենաշատն են կարևոր գործոններմիջավայր, որը ազդում է ցամաքային օբյեկտներում ֆոտոսինթեզի ռեակցիայի արագության վրա: Նրա արագությունը որոշվում է նաև բույսերի տեսակներով և դրա ֆիզիոլոգիական վիճակ, օրինակ՝ նրա առողջությունը, հասունությունը և ծաղկումը։

Ֆոտոսինթեզը տեղի է ունենում բացառապես բույսի քլորոպլաստներում (հուն. քլոր = կանաչ, թերթանման): Քլորոպլաստները հիմնականում հայտնաբերված են պալատներում, բայց նաև սպունգանման հյուսվածքներում: Տերևի ստորին մասում արգելափակված են գազերի փոխանակումը համակարգող բջիջներ: CO 2-ը դրսից հոսում է միջբջջային բջիջներ:

Ֆոտոսինթեզի համար անհրաժեշտ ջուր, բույսը ներսից քսիլեմով տեղափոխում է բջիջներ։ Կանաչ քլորոֆիլն ապահովում է արևի լույսի կլանումը։ Այն բանից հետո, երբ ածխաթթու գազը և ջուրը վերածվում են թթվածնի և գլյուկոզայի, փակվող բջիջները բացվում են և թթվածին արտազատում շրջակա միջավայր: Գլյուկոզան մնում է բջջում և բույսի կողմից, ի թիվս այլոց, վերածվում է օսլայի։ Ուժը համեմատվում է գլյուկոզայի պոլիսաքարիդի հետ և միայն մի փոքր լուծվում է, ուստի նույնիսկ ջրի մեծ կորուստների դեպքում բույսերի մնացորդների ուժը:

Ֆոտոսինթեզի նշանակությունը կենսաբանության մեջ

Թերթի ստացած լույսի 20%-ը արտացոլվում է, 10%-ը փոխանցվում և 70%-ը փաստացի ներծծվում է, որից 20%-ը ցրվում է ջերմության մեջ, 48%-ը կորչում է ֆլյուորեսցենտում։ Մոտ 2%-ը մնում է ֆոտոսինթեզի համար։

Այս գործընթացի միջոցով բույսերըանփոխարինելի դեր խաղալ Երկրի մակերևույթի վրա. Փաստորեն, բակտերիաների որոշ խմբերով կանաչ բույսերը միակ կենդանի էակներն են, որոնք ընդունակ են հանքային տարրերից օրգանական նյութեր արտադրել: Ենթադրվում է, որ ամեն տարի 20 միլիարդ տոննա ածխածին ֆիքսվում է ցամաքային բույսերի կողմից մթնոլորտի ածխաթթու գազից, իսկ 15 ​​միլիարդ տոննա ջրիմուռներով:

Կանաչ բույսերը հիմնական առաջնային արտադրողներն են, առաջին օղակը սննդի շղթան; ոչ քլորոֆիլ բույսերը և բուսակերներն ու մսակերները (ներառյալ մարդիկ) լիովին կախված են ֆոտոսինթեզի ռեակցիայից:

Ֆոտոսինթեզի պարզեցված սահմանումարևի լույսի էներգիան քիմիական էներգիայի վերածելն է: Այս ֆոտոնիկ ածխաջրերի կենսասինթեզը արտադրվում է ածխաթթու CO2-ից՝ օգտագործելով լույսի էներգիա:

Այսինքն՝ ֆոտոսինթեզը քլորոֆիլ բույսերի քիմիական ակտիվության (սինթեզի) արդյունքն է, որոնք արտադրում են հիմնական կենսաքիմիական օրգանական նյութերը ջրից և հանքային աղերից՝ շնորհիվ քլորոպլաստների՝ արևի էներգիայի մի մասը գրավելու ունակության։