Informacija

Kiek ciklinio ir neciklinio fotofosforilinimo reikia, kad susidarytų viena gliukozės molekulė?

Kiek ciklinio ir neciklinio fotofosforilinimo reikia, kad susidarytų viena gliukozės molekulė?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Neciklinio fotofosforilinimo metu susidaro 1 ATP ir 2 $NADPH_2$ molekulės.

Ciklinio fotofosforilinimo metu susidaro 2 ATP molekulės.

Vienai gliukozės molekulei pagaminti reikia 18 ATP ir 12 $NADPH_2$ molekulių.

Mano supratimu, norint pagaminti vieną gliukozės molekulę, reikia 6 ciklinio ir neciklinio fotofosforilinimo apsisukimų.

Kadangi 6 neciklinio fotofosforilinimo posūkiai sukurs 12 $NADPH_2 $ ir 6 ATP molekules.

O ciklinis fotofosforilinimas sukurs 12 ATP molekulių.

Iš viso = 12 $NADPH_2 $ ir 18 ATP.

Manau, kad man kažko trūksta, prašau atsakyti, ar aš teisus, ar ne.


Neciklinio fotofosforilinimo metu prognozuojama, kad ATP:NADPH stechiometrija yra 3:2, ty kas du susidarius NADPH, iš viso susidaro trys ATP.

Šaltinis: ciklinis, pseudociklinis ir neciklinis fotofosforilinimas: naujos grandinės grandys. Johnas F. Allenas. TRENDS in Plant Science Vol.8 Nr.1 ​​2003 m. sausio mėn.

Ciklinis fotofosforilinimas, normaliomis sąlygomis aukštesniuose augaluose nevyksta. Manoma, kad tai įvyksta tik tada, kai šviesos intensyvumas yra mažas (mažesnis dažnis, kad galėtų veikti tik PS1), arba kai anglies fiksacija neatitinka šviesos apšvitos (t. y. per daug šviesos).

Ir todėl nepatartina daryti šio apibendrinimo: „Šeši neciklinio fotofosforilinimo posūkiai sukurs 12 NADPH2 ir šešias ATP molekules“.


Neciklinio fotofosforilinimo 1ATP ir ciklinio 2ATP numeracija yra per daug, kad būtų teisinga. Tačiau 2NADPH + H+ susidarymas iš neciklinio fotofosforilinimo yra teisingas.

Kadangi pagal chemiosmotinę hipotezę (Mitchell), neciklinio 4e- pernešimo metu nuo P680 link Ctyb6f komplekso protonų, besikaupiančių granulio tilakoido spindyje, skaičius yra 12 (8H+ perkeliamas iš stromos Q ciklu + 4H+ iš 2H2O fotolizės). deguonies vystymo komplekse). Ir kas penktą elektroninį transportą vyksta ciklinis elektronų pernešimas, kuris padeda pernešti 2H+ (protonus) iš stromos srities link granulės spindžio. Taigi iš viso 14 H+ susikaupia per vieną O2 išsiskyrimą fotolizės būdu vandeniui. Šie 14H+ patenka į stromos sritį per CF daleles ir susintetinamas 3ATP.

Todėl H+/ATP = 4,67, e-/NADPH + H+ = 2, bendras ATP išsiskyrimas abiejuose fosforilinimo metu deguonies molekulės evoliucijos metu = 3, bendras NADPH + H+ deguonies molekulės evoliucijos metu, kai PS-II = 2
Todėl ATP/NADPH susidarymas iš ciklinio fotofosfilinimo esant P680 = 7/9 (vietoj tikėtino 3/2) ir vien ATP = 1,29 (vietoj 3).


Taip.

  • Vienas ciklas gamina 1 ATP ir 2 NADPH2.

  • Ciklinis fotofosforilinimas kiekviename cikle gamina 2ATP.

  • C3 ciklas kiekviename cikle naudoja 3ATP ir 2NADPH2.

Taigi, jei C3 ciklas vyksta vieną kartą, tada ir neciklinis fotofosforilinimas, ir ciklinis fotofosforilinimas vyksta vieną kartą.

Vienos gliukozės molekulės sintezei C3 cikle neciklinis fotofosforilinimas ir ciklinis fotofosforilinimas vyksta po 6 kartus.


Skirtumas tarp ciklinio ir neciklinio fotofosforilinimo

Skirtumas tarp ciklinio ir neciklinio fotofosforilinimo daugiausia atsiranda dėl šių veiksnių:
Fotosintezės tipas: Ciklinis fotofosforilinimas vyksta anoksigeninės fotosintezės metu, o neciklinis fotofosforilinimas vyksta deguonies fotosintezėje.
ATP sintezė: ATP sintezė ciklinio elektronų srauto anoksigeninės fotosintezės metu yra žinoma kaip ciklinis fotofosforilinimas. ATP gamyba neciklinio elektronų srauto deguonies fotosintezės metu yra žinoma kaip neciklinis fotofosforilinimas.

Elektronų judėjimas: ciklinio ir neciklinio fotofosforilinimo elektronai juda atitinkamai cikliniu ir tiesiu keliu.
Fotofosforilinimas arba fotosintetinis fosforilinimas yra procesas, kurio metu ATP susidaro pridedant fosfato grupę į ADP šviesos fotosintezės reakcijų metu.

Turinys: Ciklinis ir neciklinis fotofosforilinimas

Palyginimo diagrama

SavybėsCiklinis fotofosforilinimasNeciklinis fotofosforilinimas
ReikšmėCiklinis fotofosforilinimas reiškia procesą, kuris gamina ATP nuo šviesos priklausomos fotosintezės ciklinės elektronų transportavimo grandinės metu.Neciklinis fotofosforilinimas reiškia procesą, kuris gamina ATP iš neciklinės elektronų transportavimo grandinės šviesos fotosintezės reakcijose
AtsiradimasDažniausiai pasitaiko fotosintetinėse bakterijoseDažniausiai pasitaiko aukštesniuose augaluose, dumbliuose ir melsvadumbliuose
Fotosintezės tipasTai vyksta po anoksigeninės fotosintezėsVyksta deguonies fotosintezė
Elektronų srauto modelisElektronai teka cikliškai arba apskritimaisElektronai teka tiesiškai zigzago būdu
Dalyvauja fotosistemaTai apima tik fotosistemą-ITai apima fotosistemą-I ir fotosistemą-II
Pirmasis elektronų donorasPirmasis elektronų donoras yra PS IVanduo yra pirmasis elektronų donoras
Reakcijos centrasReakcijos centras PS-I pirmiausia sužadina elektronąReakcijos centras PS-II pirmiausia sužadina elektroną
Galutinis elektronų akceptoriusGalutinis elektronų akceptorius yra PS IGalutinis elektronų akceptorius yra NADP+
Vandens fotolizėŠio proceso metu vanduo neskilstaVanduo skyla arba fotolizuojasi
Deguonies gamybaCiklinio fotofosforilinimo metu deguonis nesusidaroMolekulinis deguonis susidaro neciklinio fotofosforilinimo metu
Pagaminta energijaŠiame procese gaminamas tik ATPŠiame procese susidaro ATP ir NADPH
Deguonies įsitraukimasAtsiranda anaerobinėmis sąlygomisAtsiranda aerobinėmis sąlygomis
Anglies dioksido dalyvavimasAtsiranda, kai atmosferoje CO2 koncentracija mažesnėAtsiranda esant normaliai CO2 koncentracijai
Diurono poveikisProceso neslopina diuronasProcesas yra jautrus diuronui

Apibrėžimas

Ciklinis fotofosforilinimas gali būti apibrėžiama kaip fotosintezės proceso šviesos reakcija, kai gaminamas ATP susijungia su elektronais. Tai apima tik PS-I (P700), kur elektronai juda į fotosistemą ir iš jos cikliniu keliu.

Neciklinis fotofosforilinimas fotosintezės proceso šviesos reakcija reiškia ATP sintezę šviesos fotosintezės reakcijos metu, kai reikalingas elektronų donoras, o kaip šalutinis produktas gaminamas deguonis. Tai apima ir fotosistemas (PS-I (P700) ir PS-II (P680)), kur elektronai teka linijiškai zigzago judesiu.

Procesas

Ciklinis fotofosforilinimas

Tai yra reiškiniai, kurie apima fotosistema-I kuris sugeria bangos ilgio (725-1035 nm) fotoną. Žaliosios sieros ir nesierinės bakterijos, purpurinės bakterijos, acidobakterijos ir kt. vykdo ciklinį fotofosforilinimą. Kaip ir bakterijose, jose esantis chlorofilas bus vadinamas „bakteriochlorofilu“, kur iš keturių tik du dalyvauja fotonų sugertyje, o kiti du lieka neaktyvūs.

Taigi reakcijos centras sužadina elektroną į kitą būseną per fotonų absorbciją speciali pora bakteriochlorofilas. Kai didelės energijos elektronai palieka reakcijos centrą, bakteriochlorofilas įkraunamas teigiamai. Tada sužadinti elektronai praeina per daug kofaktorių ir baltymų kompleksų ETS ir galiausiai grįžta atgal į galutinį elektronų akceptorių, t.y. fotosistema-I. Kadangi ciklinio fotofosforilinimo metu II fotosistema nenaudojama, deguonis nesigamina.

Neciklinis fotofosforilinimas

Tai yra reiškiniai, susiję su PS-I ir PS-II. Paprastai neciklinis fotofosforilinimas vyksta visuose žaliuosiuose augaluose, dumbliuose ir melsvadumbliuose. Šiame procese PS-II sulaiko fotonus iš šviesos šaltinio (680 psl.) kuris perduoda energiją RC chlorofilui. Elektronai, esantys pagrindinėje būsenoje RC chlorofile, sužadinami iki aukštesnio energijos lygio. Tada pirminis elektronų akceptorius gauna e – . Šie fotonų sužadinti elektronai keliauja per citochromas b6f kompleksas PS-I (700 psl.) per ETS.

Per šį elektronų perdavimą ląstelė panaudoja tam tikrą energijos kiekį protonų molekulėms (H+) transportuoti per tilakoido membraną į tilakoido spindį. Protonus perneša plastochinonas. Šis protonų jonų judėjimas per membraną sukuria potencialų skirtumą tarp tilakoido spindžio ir chloroplasto stromos. Potencialų skirtumas sukuria protonų varomąją jėgą, kurią ląstelė naudoja laisvai energijai varyti, ty ATP per fermentų kompleksą.ATP sintazė“. Tada ATP naudojamas H+ transportuoti iš spindžio į stromą.

Tada elektronas pasiekia PS-I per plastocianiną, kad būtų patenkintas RC chlorofilo elektronų trūkumas. Elektronai praeina per kofaktorių ferredoksinas į fermentų kompleksą NADP+ reduktazę. Elektronai ir H+ jonai patenka į NADP+ sudėtingas formuoti NADPH. Tada NADPH (reduktorius) kartu su ATP transportuojamas į Kalvino ciklą, kad anglies dioksidas būtų fiksuojamas į triozių cukrų.

Abu reaguoja su glicerato 3-fosfatu, sudarydami triozės cukraus gliceraldehido 3-fosfatą. G 3-P yra pagrindinis statybinis blokas, iš kurio augalai gali gaminti įvairias medžiagas. Šis procesas išskiria molekulinį deguonį kartu su ATP ir NADPH.


Elektronų pernešimas: chloroplastai vs mitochondrijos

Tam tikra prasme elektronų judėjimas chloroplastuose fotosintezės metu yra priešingas elektronų pernešimui mitochondrijose. Fotosintezės metu vanduo yra elektronų šaltinis, o jų galutinė paskirtis yra NADP+, kad susidarytų NADPH. Mitochondrijose NADH / FADH2 yra elektronų šaltiniai, o H2O yra jų galutinis tikslas. Kaip biologinės sistemos priverčia elektronus judėti abiem kryptimis? Atrodytų, tai prilygsta važiavimui į tam tikrą vietą ir iš jos, visada leidžiantis žemyn, nes elektronai judės pagal potencialą.


Kaip neciklinio fotofosforilinimo metu NADP+ tampa NADPH?

Žinau, kad NADP+ sumažinamas iki NADPH, bet kas tiksliai yra dovanojama? Ar tai du atskiri elektronai (iš fotolizės arba chlorofilo molekulių) ir vandenilio jonas (protonas)? Jei taip yra, ar Kalvino ciklo metu NADPH molekulės paaukoja tuos pačius du atskirus elektronus ir vandenilio protoną iš šviesos priklausomų reakcijų, kad vėl taptų NADP+? Dėkoju

1 atsakymas

NADPH susidaro kaip galutinis fotolizės rezultatas.

Paaiškinimas:

Fotonų energija naudojama vandeniui padalyti į vandenilį ir deguonį.

Vandenilio jonus #("H"^+)# paima junginys NADP, kad susidarytų NADPH.

Deguonis išduodamas kaip molekulinis deguonis #("O"_2)#.

Elektronai naudojami konvertuoti ADP (adenozindifosfatą) į ATP (adenozintrifosfatą), pridedant vieną fosfato grupę prie ADP. Šis procesas vadinamas fosforilinimu (fosfato pridėjimu), o kadangi energija gaunama iš fotonų, šis procesas vadinamas fotofosforilinimu.

Taip, tas pats NADPH atiduoda savo vandenilį, kad jis susijungtų su #"CO"_2#, kad susidarytų gliukozė #("C"_6"H"_12"O"_6)# ir vėl taptų NADP.


Fotosintezės reakcijos: nuo šviesos priklausomos reakcijos, chemiosmozė

Cukrus susidaro nuo šviesos nepriklausomų fotosintezės reakcijų metu mažėjant CO2, naudojant ATP ir NADH, nuo šviesos priklausomų reakcijų produktus. Be abejo, fotosintezė nevyksta, kai trūksta CO2. Apie 10 procentų visos fotosintezės atlieka sausumos augalai, likusi dalis vyksta vandenynuose, ežeruose ir tvenkiniuose.

Vandens fotosintetiniai organizmai naudoja ištirpusį CO2, bikarbonatai ir tirpūs karbonatai, kurie yra vandenyje kaip anglies šaltiniai. Ore yra apie 0,03–0,04 procento CO2. Žemėje vykstanti fotosintezė naudoja šį atmosferos CO2.

Stomata

Anglies dioksidas patenka į lapus per stomatas ir ištirpsta vandenyje, kurį sugeria mezofilo ląstelių sienelės. Stomatų lape randama daug, jų skaičius proporcingas į lapą pasklindančių dujų kiekiui. Stomatai dengia tik 1–2 procentus lapų paviršiaus, tačiau leidžia proporcingai pasklisti daug daugiau dujų.

CO įėjimas2 į lapus priklauso nuo stomos atsivėrimo. Stomos saugančios apsauginės ląstelės dėl savo savitos struktūros ir formos pokyčių reguliuoja stomos atsidarymą ir užsidarymą. Stomata yra reguliuojamos poros, kurios paprastai yra atviros visą dieną, kai CO2 reikalingas fotosintezei ir iš dalies uždarytas naktį, kai fotosintezė sustoja.

Šviesa – fotosintezės varomoji energija

Šviesa yra energijos rūšis, vadinama elektromagnetine energija arba spinduliuote arba fotonų paketais. Šviesa veikia kaip bangos kartu su dalelėmis, vadinamomis fotonais. Svarbiausia gyvybei spinduliuotė yra matoma šviesa, kurios bangos ilgis svyruoja nuo 380 iki 750 nm. Tai šviesos energija, kurią pasisavina chlorofilas, paverčia chemine energija ir skatina fotosintezės procesą. Sugeriama ne visa ant lapų krintanti šviesa. Sugeriamas vos vienas procentas ant lapo paviršiaus krintančios šviesos, likusi dalis atsispindi atgal arba perduodama.

Chlorofilų absorbcijos spektras rodo, kad sugertis yra didžiausia mėlynoje ir raudonoje spektro dalyse, o dvi absorbcijos smailės yra atitinkamai maždaug 430 nm ir 670 nm. Karotinoidų absorbcijos smailės skiriasi nuo chlorofilų. Skirtingi bangos ilgiai ne tik skirtingai sugeria fotosintezės pigmentus, bet ir yra skirtingai veiksmingi fotosintezėje.

Fotosintezės reakcijos

Šios fotosintezės reakcijos susideda iš dviejų dalių:

  1. Nuo šviesos priklausomos reakcijos (šviesos reakcijos), kurioms šviesa naudojama tiesiogiai ir
  2. Nuo šviesos nepriklausomos reakcijos (tamsiosios reakcijos) tiesiogiai nenaudoja šviesos.
Nuo šviesos priklausomos reakcijos

(ATP ir NADPH energijos konversijos fazė)

Nuo šviesos priklausomos reakcijos sudaro tą fotosintezės fazę, kurios metu šviesos energiją sugeria chlorofilas ir kitos fotosintetinės pigmento molekulės ir paverčia chemine energija. Dėl šios energijos konversijos susidaro redukcinė ir asimiliacinė galia NADPH (NADPH + H + ) ir ATP pavidalu, kurie abu trumpam kaupia energiją, kuri kartu su H + turi būti nukreipta į nuo šviesos nepriklausomas reakcijas.

Saulės šviesos energija, kurią paima fotosintezės pigmentai, skatina fotosintezės procesą. Fotosintetiniai pigmentai yra suskirstyti į grupes, vadinamas fotosistemomis, kad būtų galima efektyviai absorbuoti ir panaudoti saulės energiją tilaoidinėse membranose.

Kiekviena fotosistema apima šviesos rinkimą "Antenos kompleksas" ir a "reakcijos centras". Antenos komplekse yra daug chlorofilo a, chlorofilo b ir karotinoidų molekulių, kurių dauguma nukreipia energiją į reakcijos centrą. Reakcijos centre yra keletas chlorofilo molekulių kartu su pirminiu elektronų akceptoriumi ir susijusiais „elektronų transportavimo grandinės“ (ETC) elektronų nešikliais.

Chlorofilo a reakcijos centro ir susijusių baltymų molekulės yra glaudžiai susijusios su šalia esančia elektronų transportavimo sistema. Elektronų transportavimo grandinė vaidina svarbų vaidmenį gaminant ATP chemiomoszės būdu (tai yra antroji nuo šviesos priklausančių reakcijų fazė). Šviesos energija, kurią sugeria antenos komplekso pigmento dalelės, galiausiai perkeliama į reakcijos centrą. Ten šviesos energija paverčiama chemine energija.

Fotosistemos:

Yra 2 fotosistemos: fotosistema I (PS I) ir fotosistema II (PS II). Jie taip vadinami atradimo tvarka. Fotosistema Aš turiu chlorofilo molekulę, kuri optimaliai paima 700 nm šviesą ir vadinama P700, tuo tarpu II fotosistemos reakcijos centras turi P680, chlorofilo a forma, kuri geriausiai sugeria 680 nm šviesą.

Prie kiekvieno reakcijos centro taip pat yra susieta specializuota molekulė, vadinama pirminiu elektronų akceptoriumi. Šis akceptorius sulaiko didelės energijos elektronus iš reakcijos centro ir perduoda juos elektronų nešėjų serijai. Šiuo metu energija naudojama chemiomoszės būdu sukurti ATP.

Vyraujantis elektronų transportavimo būdas, vadinamas necikliniu elektronų srautu, elektronai keliauja per dvi fotosistemas. Mažiau tipiškame kelyje, vadinamame cikliniu elektronų srautu, dalyvauja tik I fotosistema. ATP vystymasis neciklinio elektronų srauto metu vadinamas neciklinis fosforilinimas o kad visame cikliniame elektronų sraute vadinamas ciklinis fosforilinimas.

Neciklinis fosforilinimas arba Z schema:

  1. Kai fotosistema II sugeria šviesą, elektroną, sužadintą iki didesnio energijos lygio reakcijos centre chlorofilas P680, užfiksuoja pirminis PS II elektronų akceptorius. Oksiduotas chlorofilas dabar yra labai stiprus oksidatorius, kurio elektronų „skylė“ turi būti užpildyta.
  2. Šią skylę užpildo elektronai, kuriuos fermentas ištraukia iš vandens. Ši reakcija padalija vandens molekulę į 2 vandenilio jonus ir deguonies atomą, kuris iškart susijungia su kitu deguonies atomu ir susidaro O.2. Ši fotosintezės vandens skaidymo reakcija, kuri išskiria deguonį, vadinama fotolizė. Fotolizės metu susidarantis deguonis yra pagrindinis aplinkos deguonies papildymo šaltinis.
  3. Kiekvienas foto sužadintas elektronas pereina iš II fotosistemos pirminio elektronų akceptoriaus į fotosistemą I per elektronų transportavimo grandinę. Ši grandinė apima elektronų nešiklį, vadinamą plastochinonas (Pq), 2 citochromo ir vario kompleksas, įskaitant baltymą, vadinamą plastocianinas (Pc).

  1. Kai elektronai juda žemyn grandine, jų energija mažėja ir yra naudojama tilakoidinėje membranoje ATP gamybai. Ši ATP sintezė vadinama fotofosforilinimas nes jį varo šviesos energija. Konkrečiai, ATP sintezė neciklinio elektronų mažumo metu vadinama necikliniu fotofosforilinimu. Šis šviesos reakcijų sukurtas ATP tieks cheminę energiją cukraus sintezei Kalvino ciklo, antrosios reikšmingos fotosintezės fazės, metu.
  2. Elektronas pasiekia elektronų transportavimo grandinės „apačią“ ir užpildo elektronų „skylę“ P700, chlorofilo „a“ molekulėse I fotosistemos reakcijos centre. Ši skylė susidaro, kai šviesos energiją paima P700 dalelės. ir nukreipia elektroną iš P700 į pirminį I fotosistemos akceptorių.
  3. Pirminis I fotosistemos elektronų akceptorius perduoda foto sužadintus elektronus į 2-ąją elektronų transportavimo grandinę, kuri perduoda juos į ferredoksinas (Fd), geležies turintis baltymas. Fermentas vadinamas NADP reduktazė tada perkelia elektronus iš Fd į NADP. Tai redokso reakcija, kuri kaupia didelės energijos elektronus NADPH. NADPH molekulė tieks redukcinę energiją cukraus sintezei Kalvino cikle.

Elektronų kelias per dvi fotosistemas per neciklinį fotofosforilinimą pagal formą vadinamas Z schema.

Chemiosmozė

Tiek ciklinio, tiek neciklinio fotofosforilinimo metu ATP sintezės mechanizmas yra chemiomozė, procesas, kurio metu naudojamos membranos redokso reakcijoms susieti ATP gamybai. Elektronų transportavimo grandinė siurbia protonus

(H + ) per tilakoidų membraną fotosintezės atveju į tilakoidų erdvę. Energija, naudojama šiam siurbimui, gaunama iš elektronų, judančių per elektronų transportavimo grandinę. Ši energija paverčiama būsima energija, laikoma H + gradiento pavidalu visoje membranoje. Tada vandenilio jonai juda žemyn savo gradientu per specialius kompleksus, vadinamus ATP sintazė kuri yra integruota į tilakoidinę membraną. Per visą šią H + difuziją elektronų energija naudojama ATP gamybai.

Dažnai užduodami klausimai

Q1: Skirtumas tarp

Ciklinis fosforilinimasNeciklinis fosforilinimas
Tai apima tik PSIApima ir PSI, ir PS II
Atsitinka, kai chloroplastui trūksta ATPVisą laiką esant šviesai
Gaminti ATPGamina ATP, NADPH2, O2

2 klausimas: kas yra chlorofilas a ir b?

Chlorofilas a: C55H72O5N4Mg, mėlynai žalios spalvos

Chlorofilas b: C55H70O6N4Mg, geltonai žalios spalvos

3 klausimas: kokia yra energijos perdavimo fotosintezės pigmentuose tvarka?

Karotinoidai –> chlorofilas b –> chlorofilas a

4 klausimas: kiek formų yra chlorofilo?

Atsakymas: chlorofilas egzistuoja keliomis formomis.

5 klausimas: kur protonų gradientas vystosi chemiozės metu?

Atsakymas: Protonų gradientas vystosi per tilakoido membraną ir per vidinę mitochondrijų membraną.


ATP ir vandenilis, gauti iš vandens fotolizės, naudojami anglies dioksidui fiksuoti, kad susidarytų organinės molekulės.

Fotosintezė gali būti matuojama įvairiais būdais, nes ji apima deguonies gamybą, anglies dioksido įsisavinimą ir biomasės padidėjimą. Pavyzdžiui, vandens augalai fotosintezės metu išskiria deguonies burbulus, todėl juos galima surinkti ir išmatuoti. Anglies dioksido įsisavinimą sunkiau išmatuoti, todėl dažniausiai tai daroma netiesiogiai. Kai anglies dioksidas absorbuojamas iš vandens, vandens pH pakyla, todėl tai galima išmatuoti pH indikatoriais arba pH matuokliais. Galiausiai fotosintezę galima išmatuoti padidinus biomasę. Jei augalų partijos nuimamos keletą kartų ir apskaičiuojama šių partijų biomasė, biomasės padidėjimas netiesiogiai parodo fotosintezės greitį augaluose.


Plius vienas Botanika skyrius Ankstesni klausimai 9 skyrius Fotosintezė aukštesniuose augaluose

Klausimas 1.
Pateiktoje chloroplasto diagramoje pažymėkite pažymėtas dalis. (2010 m. KOVAS-2010)

Atsakymas:
1) Grana
2) Stromos tilakoidas

2 klausimas.
Pakomentuokite anglies fiksavimo ypatybes kai kuriuose augaluose, pritaikytuose sausiems atogrąžų regionams. Kokie anatominiai šių augalų lapų ypatumai? (2010 m. KOVAS-2010)
ARBA
Pakomentuokite ciklo fotofosforilinimo ir neciklinio fotofosforilinimo skirtumus. Kuris iš šių dviejų yra atsakingas už deguonies gamybą fotosintezėje.
Atsakymas:
Šie augalai (C4) rodo efektyvią fotosintezę, nes nėra fotokvėpavimo.
Šio tipo pirminis C02 fiksacija vyksta mezofilo chloroplaste ir antriniame C02 fiksacija vyksta ryšulio apvalkalo chloroplaste. Pastarasis C02 fiksavimo rezultatai – angliavandeniai (gliukozė)
Jie rodo ypatingą lapų anatomijos tipą, vadinamą Kranzo anatomija.
ARBA

3 klausimas.
Eksperimento metu, tiriant šviesos įtaką angliavandenių sintezei, vazoninis augalas kurį laiką buvo laikomas šviesoje, o po to perkeltas į tamsią patalpą. (SAYMAS-2010)
a) Pastebėta, kad angliavandenių gamyba tęsėsi kurį laiką ir sustojo. Pasiūlykite šio reiškinio priežastį.
b) Kas nutiktų angliavandenių gamybai, jei tas pats augalas vėl būtų perkeltas į šviesą?
Atsakymas:
a) ATP ir NADPH2 naudojami cukraus sintezei.
b) Pradeda angliavandenių sintezę.

4 klausimas.
Calvin, Benson ir kiti nustatė, kad fotosintezės metu pirmasis stabilus cukraus susidarymo produktas yra 3-fosfoglicerino rūgštis, o Hatchas ir slackas parodė, kad tai yra oksaloacto rūgštis. Komentuokite šiuos prieštaringus pastebėjimus. (SAYMAS-2010)
Atsakymas:
Calvin ir kiti – 3 PGA yra pirmasis stabilus junginys 3 augalai
Hatch & slack – OAA yra pirmasis stabilus junginys C4 augalai.

5 klausimas.
Žemiau pateikiami moksliniai terminai, susiję su fotosinteze. Tinkamai klasifikuokite juos pateiktoje lentelėje. (SAYMAS-2010)
RUBISCO, ryžių augalas, C02, Kukurūzų augalas, Oksalo acto rūgštis, 3 -PGA,PEP dėklas.
Atsakymas:

6 klausimas.
Calvinas ir jo bendradarbiai sukūrė visą C0 kelią2 fiksavimas ir parodė, kad kelias veikia cikliškai (2011 m. KOVO DALIS)
a) Nubraižykite šį ciklą naudodami duotus terminus teisinga tvarka. 3 fosfogliceratas, regeneravimas, karboksilinimas, triozės fosfatas, redukcija, ribulozė, 1,5 bifosfatas, C02, sacharozė.
b) Parašykite pirminės įmonės pavadinimą2 akceptorius Kalvino cikle.
c) Parašykite anglies atomų skaičių pirmajame C02 fiksavimo produktas Calvin cikle.
ARBA
Pigmentai augaluose yra suskirstyti į du fotocheminius šviesos surinkimo kompleksus.
a) Pavadinkite PS-1 reakcijos centrą ir parašykite jo sugerties smailę.
b) Pavadinkite PS-11 amd write ots absorbcijos smailės reakcijos centrą.
c) Diagramos pagalba paaiškinkite neciklinį fotofosforilinimą, nurodydami reiškinio pavadinimo priežastis.
Atsakymas:
a)

b) RUBP (ribulozės bifosfatas)
c) 3-fosfogliceratas (3 anglies)
ARBA
a) P700 – Didžiausia banga yra 700 nm
b) P680 – Didžiausia banga yra 680 nm
c)

Scheminis vaizdas, rodantis z schemą.

7 klausimas.
Vykstant fotosintezei C02 fiksuojant tam tikrus augalus, gamina PGA kaip pirmąjį stabilų produktą. Pavadinkite tokius augalus. Kas pranešė apie kelią? Kas yra karboksilinimo fermentas? Pavadinkite molekulę, kuri priima C02 tokiuose augaluose. (SAKYTI-2011)
Atsakymas:
C3 gamykla, Melvin Calvin, RUBISCO, RUBP

8 klausimas.
Pateikta diagrama yra chemiosmotinė hipotezė apie ATP susidarymą šviesos reakcijos metu. Užpildykite sunumeruotas vietas. (SAKYTI-2011)

Atsakymas:
1) NADPH
2) F1
3) ADP
4) ATP

9 klausimas.
Anatomas pastebėjo savotišką didelių sferinių ryšulio apvalkalo ląstelių tipą cukranendrių lapuose, o fiziologas nustatė PEP karboksilazės buvimą tame lapo mezofile. (2012 m. KOVAS-2012)
a) Įvardykite savotišką lapo anatomiją.
b) Paaiškinkite tokio tipo augalų fiziologinius pranašumus.
Atsakymas:
a) Kranzo anatomija
b) 1. Toleruoja aukštą temperatūrą.
2. Reakcija į didelį šviesos intensyvumą.
3. Nevyksta fotokvėpavimas
4. Didesnis produktyvumas ir derlius

10 klausimas.
Fotokvėpavimas yra prakeiksmas augalams. (2012 m. KOVAS-2012)
a) Įvertinkite šį teiginį.
b) Raskite šio įvykio priežastį.
Atsakymas:
a) Fotokvėpavime nevyksta nei cukraus, nei ATP sintezė. Tačiau naudojant ATP atsiranda CO2 išsiskyrimas. Prarandama fotosintetiškai fiksuota anglis, nevyksta ATP ar NADPH sintezė. Tai beprasmis procesas.
b) C3 augalai, deguonis jungiasi su RuBisco, taigi ir Co2 fiksacija sumažėja. Čia nėra Kranzo anatomija

11 klausimas.
Šviesos reakcija ir tamsioji reakcija yra du fotosintezės etapai. (SAYMAS-2012)
a) Kur vyksta šviesos reakcija?
b) Kokie jo galutiniai produktai?
c) Pakomentuokite jų vaidmenį tamsioje reakcijoje.
Atsakymas:
a) Thylakoid arba Grana
b) NADPH2, ATP ir 02
c) NADPH2 – naudojamas sumažinant 3 PGA arba konvertuojant Co2 cukrui ar gliukozei ar maistui.

12 klausimas.
C4 augalai yra pritaikyti įveikti švaistingą procesą, esantį C3 augalų, todėl šių augalų produktyvumas ir derlius yra geresnis. (2013 m. KOVAS-2013)
a) Pavadinkite švaistomą procesą, aptiktą C3 augalai.
b) Nustatykite ląsteles, susijusias su C4 kelias.
c) Parašykite bet kuriuos du skirtumus tarp C4 augalai ir C4 augalai.
Atsakymas:
pa) fotokvėpavimas
b) Mezofilo ir ryšulio apvalkalo chloroplastas
c) C3 pasodina pirminį C02 akceptorius yra RUBP, o pirmasis suformuotas stabilus produktas yra 3PGA
C4 pasodina pirminį C02 akceptorius yra PEP, o pirmasis susidaręs stabilus produktas yra OAA

13 klausimas.
Šviesos reakcija kitaip vadinama fotofosforilinimu. (2013 m. KOVAS-2013)
a) Pagrįskite teiginį.
b) Raskite šios reakcijos vietą.
c) Parašykite bet kuriuos du skirtumus tarp ciklinio fotofosforilinimo ir neciklinio fotofosforilinimo.
Atsakymas:
a) Tai yra neorganinio fosfato pridėjimas su ADP ir susidaro ATP esant šviesai
b) Jis atsiranda chloroplasto granulėje
c) Ciklinio fotofosforilinimo metu PSI yra funkcinis, o elektronų srautas yra ciklinis, bet neciklinio fotofosforilinimo metu PSI ir PSII yra funkciniai, o elektronų srautas yra neciklinis.

14 klausimas.
Chlorofilas turi metalinį elementą. (SAKYTI-2013)
a) Pavadinkite metalinį elementą.
b) Paminėkite vieną to elemento trūkumo požymį.
Atsakymas:
a) Magnis
b) Chlorozė

15 klausimas.
Šviesos fotosintezės reakcija skirstoma į du procesus. Vieno proceso metu išspinduliuoti elektronai grįš į vietą, iš kurios jie yra išspinduliuojami. (SAKYTI-2013)
a) Kokie šių dviejų procesų pavadinimai?
b) Kas nutinka antrosios fazės elektronams?
c) Paaiškinkite tai schematiškai.
Atsakymas:
a) ciklinis ir neciklinis fotofosforilinimas
b) Elektronai prasideda nuo taško, bet niekada negrįžta atgal. Todėl toks transportas nėra cikliškas.

Z schema, susijusi su vandens atpalaidavimo elektronų ir protonų fotolize. Elektronai pasiekia PS II ir yra išspinduliuojami iš PS II. Tada elektronus priima elektronų akceptorius. Tada praeina per elektronų akceptorių seriją ir galiausiai pasiekia PSI. Iš PSI išskiriami elektronai ir iš vandens gaunami protonai susijungia su NADP ir sudaro sumažintą kofermentą NADPH2

16 klausimas.
Ru Bis Co yra enximas, kuris katalizuoja du visiškai skirtingus procesus. (SAKYTI-2013)
a) Kokie yra procesai?
b) Kuriame procese chloroplastas naudojamas kaip ląstelės organelė?
c) Pažymėkite pateiktos diagramos dalis A, B, C, D.
Atsakymas:
a) C3 kelias ir fotokvėpavimas
b) C3 kelias
c)

B – Grana
C – Stroma
D – krakmolo granulės

17 klausimas.
Augalai, kurie yra prisitaikę prie sausų atogrąžų regionų, turi ypatingą C0 tipą2 fiksacija, be C3 ciklas. (2014 m. KOVAS-2014)
a) Pavadinkite šį kelią.
b) Ar galite išskirti kokią nors tokių augalų lapų anatomijos specialybę? Jei taip, kaip vadinasi ši anatomija?
c) Kuris yra pirminis C02 akceptorius šiame kelyje?
d) Parašykite bet kurį tokių augalų pranašumą prieš C3 augalai.
Atsakymas:
a) C4 kelias
b) taip, Kranzo anatomija
c) Fosfoenolio piruvyno rūgštis (PEP)
d) Jie yra fotosintetiškai efektyvesni nei C3 augalai

18 klausimas.
Melvinui Calvinui panaudojus radioaktyvųjį C 14 dumblių fotosintezės tyrimams, buvo atrastas C02 fiksacija žalumynuose. (2014 m. KOVAS-2014)
a) Nurodykite pirmąjį stabilų produktą šiame C02 fiksavimo ciklas.
b) Kurie yra trys pagrindiniai šio ciklo etapai?
c) Pavadinkite fermentą, kuris katalizuoja pirmąjį šio ciklo etapą.
d) Suskaičiuokite, kiek ATP ir NADPH molekulių reikės vienai gliukozės molekulei pagaminti.
Atsakymas:
a) 3-fosfoglicerino rūgštis (PGA)
b) RUBP karboksilinimas, redukcija ir regeneravimas
c) RUBISCO
d) 12NADPH2,18 ATP

19 klausimas.
C4 ciklas vadinamas dėl C buvimo4 rūgšties. (SAKYMAS-2014)
a) Pavadinkite C4 rūgšties
b) Pavadinkite lapo anatomiją, esančią C4 augalai.
Atsakymas:
a) Oksalo acto rūgštis
b) Kranco anatomija

20 klausimas.
Šviesos fotosintezės reakcija skirstoma į dvi reakcijas. Jie yra cikliniai ir necikliniai fotofosforilinimas. Paminėkite bet kokius tris skirtumus tarp ciklinių ir neciklinių reakcijų (SAY-2014)
Atsakymas:

21 klausimas.
Chloroplaste yra aiškus darbo pasidalijimas. Pateiktą teiginį pagrįskite paaiškinimu, nurodant du dalykus. (2015 m. KOVAS-2015)
ARBA
Fotosintezė gali būti laikoma svarbiausiu fizikiniu ir cheminiu procesu žemėje. Įvertinkite šį teiginį nurodydami bet kurias dvi reikšmes.
Atsakymas:
Granoje gaminamas ATP ir NADPH2.
Stromoje tamsi reakcija sukelia angliavandenių susidarymą
ARBA
Fotosintezė padeda ruošiant maistą Šviesos energija paverčiama chemine energija ir kaupiama angliavandenių molekulėse

22 klausimas.
C4 augalai turi ypatingų savybių. Išvardykite visas keturias C specialybes4 augalai, palyginti su C3 augalai. (2015 m. KOVAS-2015)
Atsakymas:

  • C4 augalai
  • Augalai gali toleruoti aukštą temperatūrą
  • Jiems trūksta fotokvėpavimo
  • Jie rodo specializuotą lapų anatomiją / Kranzo anatomiją
  • Didesnis biomasės produktyvumas / derlius

23 klausimas.
Parašykite bet kokius keturis ‘Z schemos’ elektronų pernešimo šviesos reakcijoje ypatumus. (SAKYTI-2015)
Atsakymas:
a) atsiranda vandens skilimas
b) ATP ir ampNADPH2 yra gaminami
c) dalyvauja dvi fotosistemos
d) 02 vyksta evoliucija

24 klausimas.
Fotosistemų reakcijos centras žaliuose augaluose šviesos reakcijos metu yra (2016 M. KOVO)
a) Ksantofilas
b) karotinoidai
c) Chlorofilas b
d) Chlorofgilas a
Atsakymas:
chlorofilas a

25 klausimas.
a) Pavadinkite specialų lapų anatomijos tipą, parodytą C4 augalai. (2016 m. KOVAS-2016)
b) Iliustruokite pagrindinius C pranašumus4 augalai virš C3 augalai.
Atsakymas:
a) Kranzo anatomija
b) C4 augalai fotosintetiškai efektyvesni nei C3 augalų, nes energiją eikvojančio proceso fotokvėpavimas vyksta C3.
C4 augalai gali toleruoti aukštą temperatūrą nei C3 augalai.

26 klausimas.
Šviesos reakcija apima ciklinį ir monociklinį elektronų transportavimą. Toliau pateiktas ypatybes suskirstykite į aukščiau nurodytas šviesos reakcijos stadijas. (SAKYTI-2016)
a) Dalyvauja tik I pigmento sistema
b) susidaro ATP ir NADPH
c) Atsiranda vandens skilimas
d) Susidaro tik ATP

Ciklinis elektronų pernešimas Neciklinis elektronų pernešimas

27 klausimas.
Fotosintezės chemiosmozės teorijai reikalingas baltymų gradientas, kad vyktų ATP sintezė. Paaiškinkite bet kuriuos du įvykius, kurie sukelia baltymų gradientą. (SAKYTI-2016)
Atsakymas:

  • Vandens molekulių skilimas ir protonų kaupimasis tilakoido spindyje.
  • Elektronų transportavimo metu protonai pašalinami iš stromos ir išleidžiami į tilakoido spindį

28 klausimas.
Svarbus skirtumas tarp C3 ir C4 augalai yra fotokvėpavimas. Paaiškinkite, kaip fotokvėpavimas vyksta C3 augalai. (2017 m. KOVAS-2017)
Atsakymas:

  • C3 augalai 02 jungiasi su RuBisCO ir virsta 2 molekulėmis PGA ir fosfoglikolato .Tai vyksta aukštoje 02 ir mažas C02 koncentracija.
  • Fotorespiraciniame kelyje nevyksta nei cukrų, nei ATP sintezė. Taigi tai yra beprasmis procesas.

29 klausimas.
Parašykite bet kokius keturis etileno naudojimo būdus žemės ūkyje. (2017 m. KOVAS-2017)
Atsakymas:


Plius vienas Botanikos skyrius Išmintingi klausimai ir atsakymai 9 skyrius Fotosintezė aukštesniuose augaluose

Plus One Botanikos fotosintezė aukštesniuose augaluose Vienas pažymėkite klausimus ir atsakymus

Klausimas 1.
Kuris metalo jonas yra chlorofilo sudedamoji dalis?
a) Geležis
b) varis
c) magnis
d) cinkas
Atsakymas:
c) magnis

2 klausimas.
Kuris pigmentas tiesiogiai paverčia šviesos energiją chemine energija?
a) chlorofilas a
b) chlorofilas b
c) ksantofilas
d) karotenoidas
Atsakymas:
a) chlorofilas a

3 klausimas.
Kuris bangos ilgio diapazonas (nm) vadinamas fotosintetiškai aktyvia spinduliuote (PAR)?
a) 100 ir 8211 390
(b) 390 – 430
(c) 400 – 700
d) 760 – 100,00
Atsakymas:
c) 400–700

4 klausimas.
Kuris šviesos diapazonas yra efektyviausias fotosintezėje?
a) mėlyna
b) žalia
c) raudona
d) violetinė
Atsakymas:
c) raudona

5 klausimas.
Chemosintetinės bakterijos energiją gauna iš
a) saulė
b) infraraudonieji spinduliai
c) organinės medžiagos
d) neorganinės cheminės medžiagos
Atsakymas:
d) neorganinės cheminės medžiagos

6 klausimas.
Kaip vadinamas vandens skilimo procesas šviesos reakcijos metu?
Atsakymas:
Fotolizė

7 klausimas.
Kokiuose lapo audiniuose ir ląstelėse yra chloroplasto
Atsakymas:
Mezofilas

8 klausimas.
Kokia matomo spektro spalva yra mažiausiai efektyvi fotosintezės procese?
Atsakymas:
Žalias

9 klausimas.
Kiek ATP molekulių ir kiek NADPH molekulių sunaudojama trims CO molekulėms fiksuoti2 Kalvino cikle?
Atsakymas:
ATP ir 6 NADPH

10 klausimas.
Pavadinkite du fotosintetinius pigmentus, priklausančius karotinoidams.
Atsakymas:
Karotinas ir ksantofilai

11 klausimas
Labiausiai paplitęs fermentas pasaulyje atlieka dvigubą vaidmenį ryžiuose, pomidoruose ir kt. Nustatykite fermentą.
Atsakymas:
RUBISCO

12 klausimas
Kurie produktai, susidarę fotosintezės šviesos reakcijos metu, naudojami tamsiajai reakcijai sukelti?
Atsakymas:
ATP ir NADPH2

13 klausimas
Žiūrėdami, kokią vidinę augalo struktūrą galite užpildyti, ar augalas yra C3 arba C4. Paaiškinkite.
Atsakymas:
C4 – Augalai rodo kranzo anatomiją – chloroplastų dimorfizmą

14 klausimas
Kodėl fotosintezės greitis mažėja esant aukštesnei temperatūrai?
Atsakymas:
Stromoje esantys fermentai denatūruojasi esant aukštai temperatūrai.

15 klausimas
Įvardykite vienintelį natūralų procesą, kurio metu deguonis išsiskiria kvėpavimui.
Atsakymas:
Vandens fotolizės būdu fotosintezės metu

Plius vienas botanikos fotosintezė aukštesniuose augaluose – du klausimai ir atsakymai

Klausimas 1.
Jei tirsime vertikalias C lapų dalis3 augalas ir C4 augalas, yra keletas anatominių skirtumų.

  1. Kokie yra C anatominiai ypatumai4 augalas?
  2. Paaiškinkite C4 kelią, išvardijant pagrindinius žingsnius.

Atsakymas:
1. C4 augalai rodo kranzo anatomiją – chloroplastų dimorfizmą

2.

2 klausimas.

Aukščiau pateikta diagrama rodo sugerties spektrą, susijusį su chlorofilo pigmentais. Remiantis. šis grafikas atsakykite į šiuos klausimus.

3 klausimas.
C4 ciklas vadinamas taip, nes yra C4 rūgštis šiame cikle.

  1. Oksalo acto rūgštis.
  2. Jis susidaro sujungiant CO2 su PEP esant PEP atvejo fermentui.

4 klausimas
Augalų reakcija į dienos ir nakties periodus vadinamas fotoperioidizmu’.

  1. Paminėkite tris augalų grupes pagal fotoperiodizmą.
  2. Ar nusausėjęs augalas reaguotų į fotoperiodinį ciklą? Kodėl?
  1. Ilgos dienos augalai, trumpadieniai augalai, dienos atžvilgiu neutralūs augalai.
  2. Ne Foto periodiniai receptoriai yra lapuose.

5 klausimas
Melvinui Calvinui 1961 metais buvo įteikta Nobelio premija už vieno svarbiausių biologinių procesų gamtoje atradimą.

6 klausimas
Išanalizuokite pateiktą informaciją ir užrašykite C fotosintezės atsaką3 ir C4 gamykla, kalbant apie CO2 koncentracija.

Atsakymas:
Didelis šviesos intensyvumas skatina stomos atsivėrimą. Kai stoma atsidaro CO2 įsisavinimas didėja. Esant dideliam CO2 koncentracija, fotosintezės greitis tampa didelis esant dideliam apšvietimui tiek C3 ir C4 augalai.

7 klausimas.
C4 augalai turi ypatingą lapų anatomiją, kad būtų išvengta fotokvėpavimo.

8 klausimas.
Užpildykite tuščias vietas:

  1. Fotosintezės metu išsiskiriantis deguonis gaunamas iš …………
  2. Šoninių pumpurų augimo slopinimas galutiniu pumpuru yra žinomas kaip …………

9 klausimas.

Remdamiesi aukščiau pateikta diagrama, atsakykite į šiuos klausimus.
i) Parašykite žingsnius
a) Karboksilinimas
b) Sumažėjimas
c) regeneracija
ii) Pavadinkite pagrindinį fermentą, dalyvaujantį C3 kelias.
Atsakymas:

10 klausimas.
Pateikite chloroplasto schemą ir pažymėkite šias dalis.

Atsakymas:

11 klausimas.
Tam tikri skiriamieji C personažai3 ir C4 augalai pateikiami žemiau. Išdėstykite juos tinkamoje lentelėje.

  1. Pirminis CO2 akceptorius yra PEP, RuBP
  2. Pirmasis stabilus produktas yra PGA, OAA
  3. Kranzo anatomija nematoma
  4. Karboksilazės fermentas RuBisCo, PEP karboksilazės ir RubisCo.

Atsakymas:

12 klausimas.
Žemiau pateikta kalvino ciklo schema, kuri baigiama trimis etapais.

  1. Kur vyksta šis ciklas?
  2. Nurodykite tris kalvino ciklo etapus?
  3. Apskaičiuokite energijos biudžetą kiekvienam etapui, kad proceso metu susintetintumėte vieną gliukozės molekulę.
  1. Stroma
    • Karboksilinimas
    • Anglies dioksido mažinimas
    • Regeneracija
    • 18 ATP
    • 12NADPH2

13 klausimas.
ADP paverčiamas ATP dėl fosforilinimo, kuris vyksta fotosintezėje ir kvėpuojant elektronų transportavimo sistemos metu. Koks skirtumas tarp šių dviejų.
Atsakymas:
Fotofosforilinimas fotosintezės atveju ir oksidacinis fosforilinimas kvėpuojant.

14 klausimas.
Rubisco yra fermentas, katalizuojantis du skirtingus procesus augaluose.

  1. Kokios tos reakcijos?
  2. Pavadinkite visą Rubisco formą.
  3. Kokia yra reakcijos vieta, kuri vyksta esant didelei deguonies koncentracijai?
  1. Karboksilinimas C3 ciklas. Deguonis fotokvėpavime
  2. Ribulozės bifosfato karboksilazė.
  3. Chloroplastas, peroksisomos ir mitochondrijos

15 klausimas.
Kai kurie augalai vadinami C3 o kai kurie kiti vadinami C4.

  1. C3 augalai – Pirmasis stabilus produktas yra 3 anglies junginys – PGA
  2. C4 augalai – Pirmasis stabilus produktas yra 4 anglies junginys – OAA

16 klausimas.
Ar fotosintezės reakcijoms, vadinamoms „tamsiąja reakcija“, reikia šviesos? Paaiškinkite.
Atsakymas:
fotosintezė yra dviejų pakopų procesas, apimantis šviesos ir tamsos reakcijas. CO2 fiksacija vyksta tamsioje reakcijoje.

17 klausimas.
Kur yra NADP reduktazės fermentas chloroplaste? Koks šio fermento vaidmuo protonų gradiento vystymuisi?
Atsakymas:

  • Fermentas NADP reduktazė yra membranos stromos pusėje.
  • NADPH oksidacija2 dalyvauja kaupiant daugiau protonų koncentracijos tilakoido viduje nei išorėje.

18 klausimas.
Kokios sąlygos leidžia RUBISCO veikti kaip oksigenazė? Paaiškinkite.
Atsakymas:
Pagal aukštą O2 koncentracija ir mažas CO2 koncentracija, RUBISCO veikia kaip oksigenazė ir atlieka fotokvėpavimą.

19 klausimas.
Chlorofilas „a“ yra pagrindinis šviesos reakcijos pigmentas. Kas yra priediniai pigmentai? Koks jų vaidmuo fotosintezėje?
Atsakymas:
Klorofilas b, c, d ir karotinoidai. Šie pigmentai surenka šviesos energiją ir perduoda chlorofilui.

20 klausimas.
2H2O → 2H+ + O2 + 4e –
Remdamiesi aukščiau pateikta lygtimi, atsakykite į šiuos klausimus:

  1. Kur ši reakcija vyksta augaluose?
  2. Kokia šios reakcijos reikšmė?
  1. Tiloidų spindis.
  2. O 2 Šios reakcijos metu išsivysto, be to, elektronai PS-II yra prieinami nuolat.

21 klausimas.
Koks yra pagrindas priskirti C3 ir C4 fotosintezės keliai?
Atsakymas:
Pirmasis stabilus produktas, susidarantis vienuose augaluose, yra 3 anglies junginiai, o kituose 4 anglies junginiai, todėl tokie augalai vadinami C.3 ir C4 atitinkamai.

22 klausimas.
Chlorofilas b ir karotenoidai yra žinomi kaip pagalbiniai pigmentai. Duok priežastį?
Atsakymas:
Chlorofilas b ir karotinoidai surenka šviesos energiją ir perduoda chlorofilui a (reakcijos centrui).

23 klausimas.
C4 augalai pasižymi dideliu fotosintezės greičiu nei C3 augalai. Ar sutinkate su teiginiu? Duok priežastį?
Atsakymas:
Taip. C4 augalų fotokvėpavimas nevyksta. Tai švaistymo procesas, vykstantis C3 tik augalai, nes RUBISCO yra C3 augalai gali veikti kaip karboksilazė ir oksigenazė.

24 klausimas.
Kiek ATP molekulių reikia vienos gliukozės molekulės sintezei

25 klausimas.
Cianobakterijos ir kai kurios kitos fotosintetinės bakterijos neturi chloroplastų. Kaip jie vykdo fotosintezę?
Atsakymas:
Cianobakterijos ir kitos fotosintetinės bakterijos turi tilakoidų, laisvai suspenduotų citoplazmoje (t. y. jie nėra uždengti membranoje), turi bakteriochlorofilo.

26 klausimas.
Kas nutiktų fotosintezės greičiui C3 augalai, jei CO2 koncentracijos lygis beveik dvigubai viršija dabartinį lygį atmosferoje?
Atsakymas:
Fotosintezės greitis C3 augalų daugėja didėjant CO2 koncentracija

27 klausimas.
Ar fotokvėpavimas kelia grėsmę augalams, tačiau tai vyksta gaubtasėkliuose, kodėl?
Atsakymas:
Bet kokie gaubtasėkliai turi tik vieno tipo chloroplastus ir CO2 akceptorius šiais atvejais yra RUBP. Taigi nėra kitos galimybės, kaip tik atlikti C3 kelias, kuris galiausiai gali sukelti fotokvėpavimą.

28 klausimas.
Antrinis CO2 fiksacija yra neišvengiama C4 augalai. Ar sutinki? Pagrįskite savo atsakymą.
Atsakymas:
Taip. Šio tipo CO2 fiksacija vyksta ryšulio apvalkalo chloroplaste ir susidaro angliavandeniai.

29 klausimas.
C karboksilinimas3 augalai nutrūksta pasikeitus aplinkos sąlygoms. Kodėl?
Atsakymas:
Paprastai karboksilinimas vyksta C3 augalai, bet esant dideliam O2 ir mažas CO2 koncentracijos, vyksta energijos švaistymo procesas (fotokvėpavimas).

30 klausimas.
RuBisco yra fermentas, kuris veikia ir kaip karboksilazė, ir kaip oksigenazė. Kodėl, jūsų manymu, „RuBisco“ atlieka daugiau karboksilinimo C4 augalai.
Atsakymas:
1. C4 augalai turi dimorfinių chloroplastų. Mezofilo ląstelėse chloroplastai yra granuliuoti, o ryšulio apvalkalo ląstelėse chloroplastai yra agranaliniai.

2. Taigi šiuose augaluose, kai CO2 yra fiksuotas ryšulio apvalkalo ląstelėse, tarpląsteliniame CO2 koncentracija padidėja, todėl RuBisco fermentas daugiau karboksilina C4 augalai.

31 klausimas.
Yra žinoma, kad sukulentai dieną laiko uždarytas, kad patikrintų transpiraciją. Kaip jie susitinka su savo fotosintezės CO2 reikalavimus?
Atsakymas:
1. Sultingi (vandenį kaupiantys) augalai, tokie kaip kaktusai, euforbijos fiksuoja CO2 į organinį junginį naudojant. PEP karboksilazė naktį, kai stomos yra atviros.

2. PEP + CO2 → OAA → Obuolių rūgštis
Organinis junginys (obuolių rūgštis) kaupiasi per naktį, o dieną dekarboksilinamas, kad susidarytų CO2.

32 klausimas
C4 augalų RUBISCO yra, bet fotokvėpavimas nevyksta. Kodėl?
Atsakymas:
Kadangi tarpląstelinis CO2 koncentracija yra didelė. Taigi RUBISCO nerodo oksigenazės aktyvumo.

33 klausimas
Teiginiai pateikiami žemiau. Atpažinkite teisingą ir klaidingą

  1. Angliavandeniai (gliukozė) susidaro mezofilo chloroplaste C4 kelias
  2. Kalvino ciklas susideda iš 3 žingsnių
  3. PS I sugerties smailė yra 680 nm
  4. Kalvino ciklas vyksta vidutinio klimato augaluose

Plius vienas botanikos fotosintezė aukštesniuose augaluose – trys klausimai ir atsakymai

Klausimas 1.
Augalų fiziologas, tirdamas fotosintezės šviesos reakcijos etapą naudojant Chlorella, galėjo aptikti šiuos faktus.

  1. Pavadinkite reakciją
  2. Ką reiškia fotolizė?
  3. Schematiškai nubrėžkite elektronų pernešimą.

2 klausimas.
Fermentas, katalizuojantis C4 ir C3 kelias yra skirtingas, bet jie patenka į tamsią reakciją.

  1. Pavadinkite fermentą, kuris rodo CO2 fiksacija tokiuose augaluose
  2. Kur yra antrasis CO2 fiksacija vyksta C4 augalai
  3. Kuris yra pagrindinis CO2 akceptorius ir stabilus C produktas3 kelias
  1. C4 kelias – PEPCO, C3 kelias-RUBISCO
  2. Ryšulio apvalkalo chloroplastas
  3. CO2akceptorius-RUBP, Stabilus produktas- 3- fosfogliceratas

3 klausimas.
CO2 fiksavimas yra susijęs su švaistomu procesu ir sumažėja efektyvumas

  1. Pavadinkite švaistomą procesą.
  2. Nustatykite fermentą, katalizuojantį aukščiau nurodytą procesą
  3. Kuri už tai atsakinga pagrindinė organelė?

4 klausimas.
Atsakykite į šiuos klausimus, pagrįstus augalų anglies fiksavimu.

  1. kuris yra pagrindinis fermentas, dalyvaujantis fotosintezės anglies fiksavime C3 augalai?.
  2. Rubisco atlieka dvigubą vaidmenį. komentuoti.
  3. Nurodykite dviejų ląstelių organelių, išskyrus chloroplastą, dalyvaujančių Rubisco katalizuojamame procese, pavadinimą.
  1. Ribulozės bifosfato karboksilazė
  2. Karboksilinimas ir prisotinimas deguonimi
  3. Peroksisomos ir mitochondrijos

5 klausimas.
CO tipas2 fiksacija atogrąžų augaluose skiriasi nuo vidutinio klimato augalų

  1. Nurodykite gamyklas, kuriose efektyvus CO2 įvyksta fiksacija.
  2. Kodėl atogrąžų augalai nerodo švaistomo proceso?
  3. Pateikite du tokių augalų pavyzdžius
  1. C4 augalai (tropiniai augalai)
  2. Kadangi tarpląstelinis CO2 koncentracija labai didelė
  3. Cukranendrių ir kukurūzų.

6 klausimas.
Ciklinis ir neciklinis fotofosforilinimas yra susijęs su šviesos fotosintezės reakcija.

  1. Tiloido viduje
    • Ciklinis – Tai apima PSI (P700)
    • Susidaro tik ATP
    • Neciklinis – Tai apima PSI ir PSII (P680)
    • ATP ir NADPH2 yra gaminami

7 klausimas.
Ar manote, kad šviesos reakcijos metu vyksta gliukozės sintezė?

  1. Jei ne, kokia yra šviesos reakcijos funkcija?
  2. pavadinkite CO2 akceptorius C3 ciklas ir C4 ciklas
  1. Šviesos reakcijos metu daug energijos turinčios molekulės, tokios kaip ATP ir NADPH2 yra gaminami. Jie naudojami tamsiojoje reakcijoje gliukozės sintezei,
    • RUBP – CO2 akceptorius C3 ciklas
    • PEP – CO2 akceptorius C4 ciklas

8 klausimas.
Cukranendrės turi ypatingą lapų anatomiją, dėl kurios augalas fotosintetiškai efektyvesnis.

2. Cukranendrių CO2 fiksavimo čiaupas mezofilo chloroplaste. Iš pradžių CO2 yra priimtas PEP ir naudojant Pepco paverčiamas OAA. Tada jis transportuojamas į ryšulio apvalkalo chloroplastą.

Po transportavimo vyksta dekarboksilinimas ir susidaro piruvo rūgštis, kuri transportuojama į mezofilo chloroplastą ir paverčiama PEP. CO2 dekarboksilinimo metu išsiskiriantis, patenka į kalvino ciklą gliukozės sintezei.

9 klausimas.
C4 augalai turi ypatingą lapų anatomiją, kurioje C3 ciklas taip pat vyksta.

  1. Pavadinkite pagrindinį CO akceptorių2 ir pirmasis stabilus produktas C4 ciklas.
  2. Kodėl fotorespiracijos nėra C4 augalai?
  3. Įvardykite ypatingą lapų anatomijos tipą ir paaiškinkite.

Atsakymas:
1. CO2 akceptorius C4 yra PEP, o stabilus produktas yra OAA.

2. Kadangi C4 augalai, pirminis CO2 akceptorius yra PEP, bet C3 pasodina pirminį CO2 akceptorius yra RUBP. Fermentas RUBISCO pateikia C3 augalai turi dvejopą funkciją, ty karboksilazės ir oksigenazės aktyvumą. Oksigenazės aktyvumas skatina fotokvėpavimą.

3. Kranzo anatomija C4 augalai. Šiame ryšulio apvalkale chloroplastai yra išdėstyti žiedo arba vainiko pavidalu.

10 klausimas.
Paaiškinkite, kaip fotosintezės šviesos reakcijos metu ATP sintezė yra chemiosmotinis reiškinys.
Atsakymas:
Chemiosmosinei ATP sintezei naudingos sąlygos yra šios:

1. Vandens molekulės skilimas vyksta vidinėje membranos pusėje, tai sukelia protonų arba vandenilio jonų kaupimąsi tilakoidų spindyje.

2. Elektronams judant per fotosistemas, pro membraną pernešami protonai, o protonai išleidžiami į vidinę arba liumeninę membranos pusę.

3. NADP reduktazės fermentas yra membranos stromos pusėje. Kartu su elektronais, gaunamais iš PS I elektronų akceptoriaus, protonai yra būtini NADP+ redukcijai į NADPH+ H+. Šie protonai taip pat pašalinami iš stromos.

11 klausimas.
Chemiosmotinė hipotezė paaiškina ATP sintezės mechanizmą kvėpavimo ir fotosintezės metu.

  1. Parašykite protonų kaupimosi skirtumą aukščiau nurodyto proceso metu.
  2. Kas sukelia protonų gradientą per tilakoido membraną chloroplaste?

C3 augalai baigia biosintetinę fazę per 3 etapus ir kartais juos veikia didelė O koncentracija2.

  1. Išvardinkite 3 biosintetinės fazės etapus.
  2. Įvardykite šiame etape naudojamas asimiliacines galias ir nurodykite skaičių.
  3. Parašykite procesą, kurį atliko C3 augalai esant didelei O koncentracijai2.
  4. Kaip sekasi aukštajam O2 koncentracija turi įtakos RUBISCO?


2. Elektronų judėjimas per elektronų nešiklį

  1. Karboksilinimas, anglies redukcija ir regeneracija
  2. ATP ir NAD PH2
  3. Fotokvėpavimas
  4. RUBISCO – veikia oksigenazę

12 klausimas.
ATP ir NADPH2 molekulės, susintetintos fotosintezės šviesos reakcijoje, naudojamos gliukozės sintezei tamsiosios reakcijos metu.

  1. Kas pasiūlė Tamsos reakciją?
  2. Išvardykite tris tamsiosios reakcijos fazes.
  3. Tamsios reakcijos vieta chloroplaste.
  4. ATP ir NADPH išlaidos2 vienos Gliukozės molekulės sintezei tamsoje reakcijai.
  1. Melvinas Kalvinas
  2. Karboksilinimas, anglies redukcija ir regeneracija
  3. Stroma
  4. 18 ATP ir 12 NADPH2

13 klausimas.
Atkreipkite dėmesį į etiketę ir užrašykite:

  1. Kurios dujos patenka į atmosferą taške A?
  2. Kokia fotosintezei reikalinga žaliava patenka į lapą B?
  3. Apibūdinkite pagrindinius cukraus sintezės etapus C.
  1. O2
  2. H2O
  3. CO2 biocheminės fotosintezės reakcijos (Kalvino ciklas) būdu redukuojamas į cukrų (gliukozę arba fruktozę). Jį sudaro 3 pagrindiniai žingsniai.

  • Karboksilinimas – Per kurį CO2 derinamas su RuBP.
  • Sumažinimas – Kurio metu angliavandeniai susidaro fotochemiškai pagaminto ATP ir NADPH sąskaita.
  • Regeneravimas – Kurio metu vyksta CO2 akceptorius (RuBP) vėl susidaro, kad ciklas tęstųsi.

Plus One Botanikos fotosintezė aukštesniuose augaluose NCERT Mark Klausimai ir atsakymai

Klausimas 1.
Žvelgdami į augalą išoriškai, galite pasakyti, ar augalas yra C3 arba C4? Kodėl ir kaip?
Atsakymas:
Paprastai augalai, augantys sausomis sąlygomis, naudoja ( takai. Negalima galutinai pasakyti, ar augalas yra C3 arba C4 pažvelgus į mėsingų C lapų struktūrą4 augalai.

2 klausimas.
Žvelgdami į kokią vidinę augalo struktūrą galite pasakyti, ar augalas yra C3 arba C4? Paaiškinkite.
Atsakymas:
Ypač didelės ląstelės aplink kraujagyslių pluoštus C4 augalai vadinami ryšulio apvalkalo ląstelėmis, o lapai, turintys tokią anatomiją, turi „Kranz“ anatomiją. „Kranz“ reiškia „vainikas“ ir yra ląstelių išdėstymo atspindys.

Ryšulio apvalkalo ląstelės gali sudaryti kelis sluoksnius aplink kraujagyslių ryšulius, kuriems būdingas didelis chloroplastų skaičius, storos sienelės, nelaidžios dujų mainams, ir tarpląstelinių tarpų nėra.

Plius vienas botanikos fotosintezė aukštesniuose augaluose Klausimai ir atsakymai su keliais pasirinkimais

Klausimas 1.
ATP gamyba fotosintezės metu vadinama
a) fototropizmas
b) fosforilinimas
c) fotooksidacija
d) fotofosforilinimas
Atsakymas:
d) fotofosforilinimas

2 klausimas.
Sąlygos, naudingos fotokvėpavimui, yra
a) daugiau deguonies ir mažiau anglies dioksido
b) mažiau deguonies ir daugiau anglies dioksido
c) daugiau temperatūros ir mažiau deguonies
d) daugiau drėgmės ir mažesnės temperatūros
Atsakymas:
a) daugiau deguonies ir mažiau anglies dioksido

3 klausimas.
Kas bendro tarp chloroplastų, chromoplastų ir leukoplastų?
a) pigmentų buvimas
b) tilakoidų ir granatų turėjimas
c) krakmolo, baltymų ir lipidų laikymas
d) gebėjimas daugintis vykstant į dalijimąsi procesui
Atsakymas:
d) gebėjimas daugintis vykstant į dalijimąsi procesui

4 klausimas.
Studentas atliko fotosintezės eksperimentą taip: jis paima sodos vandenį į stiklinį indą ir laiko stiklinę saulės šviesoje, tikėdamasis, kad jis aprūpino fotosintezei vykti reikalinga medžiaga (ty CO.2 H2O chlorofilas ir šviesa)
Kaip manote, kas nutiks po kelių valandų buvimo šviesoje?
a) Vyks fotosintezė ir bus gaminama gliukozė
b) Vyks fotosintezė ir susidarys krakmolas, dėl kurio mišinys taps drumstas
c) fotosintezė nevyks, nes CO2 ištirpęs sodos vandenyje, patenka į atmosferą
d) Fotosintezė nevyks, nes procesui reikalingi nepažeisti chloroplastai
Atsakymas:
a) Vyks fotosintezė ir bus gaminama gliukozė

5 klausimas.
Fotocheminės reakcijos chloroplastuose yra tiesiogiai susijusios su
a) Anglies dioksido fiksavimas
b) gliukozės ir krakmolo sintezė
c) fosfoglicerino rūgšties susidarymas
d) vandens fotolizė ir ADP fosforilinimas
Atsakymas:
d) vandens fotolizė ir ADP fosforilinimas

6 klausimas.
Suderinkite toliau pateiktą derinį

Atsakymas:

7 klausimas.
Pasirinkite teisingą teiginį.
a) C4 – gamyklos neturi RUBISCO
b ) RuBP karboksilinimas sukelia PGA ir fosfoglikolato susidarymą
c) Fosfenolpiruvato karboksilinimas sukelia C susidarymą4 – rūgštys
d) C dekarboksilinimas4 – rūgščių atsiranda mezofilo ląstelėse
Atsakymas:
c) Fosfenolpiruvato karboksilinimas sukelia C susidarymą4 – rūgštys

8 klausimas.
Neciklinio fotofosforilinimo metu vyksta 12 vandens molekulių fotolizė, Kiek susidaro H+?
a) 24 H+
(b) 36 H+
(c) 12H+
(d) 32 H+
Atsakymas:
a) 24 H+

9 klausimas.
Hatch ir Slack kelyje.
a) chloroplastai yra to paties tipo
b) atsiranda Kranzo anatomijoje, kur mefilas turi mažus chloroplastus, o ryšulio apvalkale yra granulių chloroplastų
c) atsiranda Kranzo anatomijoje, kur mefilas turi mažus chloroplastus, o ryšulio apvalkale yra didesni agranaliniai chloroplastai
d) Kranzo anatomija, kurioje mesfilo ląstelės yra išsklaidytos
Atsakymas:
c) atsiranda Kranzo anatomijoje, kur mefilas turi mažus chloroplastus, o ryšulio apvalkale yra didesni agranaliniai chloroplastai

10 klausimas.
Kalvino cikle suformuoti vieną gliukozės molekulę
a) Reikalingi 9ATP ir 36 NADPH
b) Reikalingi 6 ATP ir 6 NADPH
c) Reikalingi 3 ATP ir 2 NADPH
(d) Reikalingi 18ATP ir 12 NADPH
Atsakymas:
(d) Reikalingi 18ATP ir 12 NADPH

12 klausimas.
Cukranendrių augale CO2fiksuojamas obuolių rūgštyje, kurioje yra anglies dioksidą fiksuojantis fermentas
a) ribulozės fosfato kinazė
b) fruktozės fosfatazės
c) ribulozės bisfosfato karboksilazės
d) fosfenolio piruvato karboksilazė
Atsakymas:
d) fosfenolio piruvato karboksilazė

13 klausimas.
Kurias saulės spindulių matomo spektro dalis pirmiausia sugeria aukštesniųjų augalų karotinoidai?
a) raudona ir violetinė
b) violetinė ir mėlyna
c) mėlyna ir žalia
d) žalia ir raudona
Atsakymas:
b) violetinė ir mėlyna

14 klausimas.
Kuris veiksnys neriboja normalios fotosintezės būklės?
a) Oras
b) anglies dioksidas
c) Vanduo
d) chlorofilas
Atsakymas:
a) Oras

15 klausimas.
Kuris iš šių dalykų naudojamas atrandant Kalvino ciklą?
a) Spirogyra
b) Volvox
c) Chlamydomonas
d) Chlorella
Atsakymas:
d) Chlorella

16 klausimas.
Fotosintezė C4 augalus santykinai mažiau riboja atmosferos anglies dioksido lygis, nes
a) Keturios anglies rūgštys yra pirminiai pradiniai anglies dioksido fiksavimo produktai
b) pirminis anglies dioksido fiksavimas vyksta per PEP karboksilazę
c) efektyvus CO siurbimas2 į ryšulio apvalkalo ląsteles.
d) Rubisco C4_ augalai turi didesnį afinitetą CO2
Atsakymas:
b) pirminis anglies dioksido fiksavimas vyksta per PEP karboksilazę

17 klausimas.
NADP paverčiamas NADPH2 in
a) I fotosistema
b) II fotosistema
c) kalvino ciklas
d) neciklinis fotofosforilinimas
Atsakymas:
d) neciklinis fotofosforilinimas


Šviesos reakcijos, nuotraukų sistemos NEET Pastabos | EduRev

FOTOSINTEZĖS MECHANIZMAS

Šviesos reakcija / Kalno reakcija / Fotocheminė reakcija / Asimiliacinių galių generavimas (NADPH2 + ATP) / Fotofazė.

Antena ar priediniai pigmentai gauna spinduliavimo energiją ir perduoda ją tarpusavyje. Šis energijos perdavimas žinomas kaip rezonansinis perdavimas. Tada antenos molekulės sužadina ir perduoda savo energiją reakcijos centro chlorofilo „a“ molekulėms.

Jis žinomas kaip indukcinis rezonansas. Galiausiai chl. Lapų centro molekulių „a“ paverčia šviesos energiją į elektros energiją, atskirdama elektros krūvį.

Ciklinis ETS ir fotofosforilinimas

Ciklinėje ETS veikia tik PS–I (LHC–I), kurį sudaro Chl–'a' 670, Chl-a-683, Chl-'a'-695, karotenoidai, kai kurios chl-'b' ir amp molekulės. reakcijos centras-Chl-'a'-700/P-700.

Ciklinis ETS ARBA PS-I aktyvuojamas, kai šviesos bangos ilgis yra didesnis nei 680 nm.

Jis atsiranda ties grana tilakoidais ir stromos tilakoidais.

Ciklinio ETS metu elektronas, išmestas iš PS-I reakcijos centro, grįžta atgal į savo reakcijos centrą.

Ciklinėje ETS nevyksta deguonies išsiskyrimas, nes nėra vandens fotolizės.

NADPH2 (redukcijos galia) nesusidaro cikliniame procese.

Plastocianinas (PC) yra Cu turintis mėlynos spalvos baltymas cikliniame ETS.

Remiantis šiuolaikiniais tyrimais, pirmasis e-akceptorius yra FRS (ferredoksiną redukuojanti medžiaga), kuris yra Fe-S turintis baltymas. Anksčiau fd (ferredoksinas) buvo laikomas pirmuoju e-akceptoriumi.

Fosforilinimas vyksta dviejose vietose, todėl kiekviename cikliniame ETS susidaro du ATP

II) Z-schema/neciklinis ETS ir fotofosforilinimas

Tiek PS-I, tiek PS-II dalyvauja neciklinėje ETS.

PS–II (P–680) susideda iš Chl–a–660, Chl–a–673, Chl–a–680, Chl–a–690, Chl–b arba Chl–c arba Chl–d, karotinoidų ir fikobilinų. . Fikobilinai yra tik PS II

Tai atsiranda tik grana tilakoiduose.

Iš PS-II išmestas e– niekada negrįžo į chl–a–680 (reakcijos centrą) ir galiausiai gavo NADP. Taigi e– tarpas PS–II užpildomas vandens fotolizės būdu, todėl Z–schemoje vyksta deguonies išsiskyrimas.

Kiekvienas neciklinio ETS posūkis sukuria 1 ATP ir 2 NADPH2 (4 mol. vandens fotolizuojamas ir 1 O2 išleistas)

Neciklinis fotofosforilinimas/Z-schema

12 NADPH2 + 18 ATP reikia kaip asimiliacinės galios, kad susidarytų viena gliukozės molekulė tamsioje reakcijoje, taigi, norint pagaminti vieną gliukozės molekulę pagal kalvino ciklą, reikia 6 Z-schemos posūkių.

Papildomi 12 ATP gaunama iš 6 ciklinio ETS apsisukimų. (daugiau nei 54 ATP ekvivalentai)

Pirminis e-akceptorius neciklinėje reakcijoje yra PQ arba plastochinonas. Pastaruoju metu feofitinas (struktūra kaip chl. a be Mg) yra laikomas Ist e– akceptoriumi Z–schemoje.

Plastocianinas (PC) yra ryšys tarp PS-I ir PS-II neciklinėje ETS. (Kai kurie mokslininkai – cyto-f)

Galutinis e-akceptorius Z schemoje yra NADP+ (Hill reagentas)

Neciklinio ETS metu energijos srautas vyksta iš PS II į PS I.

Fotofosforilinimas:

Chemiosmosinė hipotezė: Pasiūlė Peteris Mitchellas. ETC fotosintezės metu H + koncentracija palaipsniui didėja tilakoido spindyje. Ciklinio fosforilinimo metu PQ sukelia H + perkėlimą iš stromos į tilakoido spindį. Kita vertus, neciklinio fotofosforilinimo metu yra trys skirtingos H + jonų koncentracijos priežastys.

i) H fotolizė2O gamina H +

(ii) H + jonų PQ poslinkis iš stromos į liumeną.

(iii) NADP redutazės sąlygotas H + panaudojimas iš stromos.

Ši skirtinga H + jonų koncentracija lemia protonų gradiento ir elektrinio potencialo vystymąsi visame tilakoido naryste. Protonų gradientas ir elektrinis potencialas kartu vadinami protonų varomąja jėga (PMF) *

PMF neleidžia H + jonams likti spindyje, todėl H + pradeda judėti link stromos per CF0 dalelė pasirinktinai. 3H + jonų perėjimas veda į ATP sintazės aktyvavimą ir formuoja ATP iš ADP ir Pi.

Kai kurie fiziologai mano, kad vieno ATP sintezei reikalingas 2H + jonų perėjimas.

[B] Tamsioji reakcija / Blackmano reakcija / Kalvino ciklas / C3 - ciklas / biocheminė fazė / anglies asimiliacija / fotosintezės anglies redukcijos ciklas (PCR ciklas) / redukcinis pentozės fosfatų kelias –

Blackmano reakcija vadinama tamsiąja reakcija, nes tam nereikia tiesioginės šviesos. Kalvinas šias reakcijas pristatė cikliškai ir taip vadinamas Kalvino ciklu.

Pirmasis stabilus Kalvino ciklo junginys yra 3C-PGA (fosfoglicerino rūgštis), todėl Kalvino ciklas vadinamas C.3– ciklas. (Pirmasis junginys yra nestabilus, 6C keto rūgštis)

Kalvino studija buvo apie Chlorella & Scenedesmus. Eksperimento metu jis naudojo chromatografijos ir radioizotopijos (C14) metodus, kad nustatytų C reakcijas.3– ciklas.

Rubisco (Ribulozės bis-fosfato karboksilazės-oksigenazė) yra pagrindinis fermentas C.3– ciklas, kuris yra stromoje ir sudaro 16% chloroplasto baltymų. Rubisco yra gausiausias fermentas.

CO2– Calvin ciklo akceptorius yra RuBp. Šią karboksilinimo reakciją katalizuoja Rubisco.

C3, C4, C5, C6 ir C7 monosacharidai yra tarpiniai kalvino ciklo produktai.

C3 = Fosfogliceraldehidas ir DHAP, C4= Eritrozė, C5= Ksiuliozė, ribozė, C, = Sedoheptuliozė.

Didžiausias monosacharidas gyvuose yra 7C-sedoheptuliozė-P (ketozė).

Warburgo efektas – slopinamasis didelės koncentracijos poveikis. O2 fotosintezės metu vadinamas Warburgo efektu (jis atsiranda dėl fotorespiracijos).

Vienai gliukozei susidaryti reikia 6 Calvin ciklo apsisukimų.

Ciklinis ir neciklinis fotofosforilinimas
Visi puikiai žinome visą fotosintezės procesą. Taip, tai yra biologinis šviesos energijos pavertimo chemine energija procesas. Šiame procese šviesos energija sugaunama ir naudojama anglies dioksidui ir vandeniui paversti gliukozės ir deguonies dujomis.
Visas fotosintezės procesas susideda iš dviejų procesų:

  • Lengva reakcija: Šviesos reakcija vyksta chloroplasto granulėje. Čia šviesos energija paverčiama chemine energija kaip ATP ir NADPH. Šioje labai lengvoje reakcijoje fosfato pridėjimas esant šviesai arba ATP sintezė ląstelėse yra žinomas kaip fotofosforilinimas.
  • Tamsi reakcija: Tamsioje reakcijoje anksčiau šviesos reakcijos metu pagaminta energija naudojama anglies dioksidui surišti į angliavandenius. Vieta, kurioje tai atsitinka, yra chloroplastų stroma.

Fotofosforilinimas
Fotofosforilinimas yra fotosintezės šviesos energijos panaudojimo ADP konvertavimui į ATP procesas. Tai daug energijos turinčių ATP molekulių sintezės procesas, perkeliant fosfato grupę į ADP molekulę esant šviesai.
Fotofosforilinimas yra dviejų tipų:

1. Ciklinis fotofosforilinimas
Fotofosforilinimo procesas, kurio metu elektronai juda cikliškai, sintetinant ATP molekules, vadinamas cikliniu fotofosforilinimu.
Šiame procese augalų ląstelės tiesiog atlieka ADP į ATP, kad ląstelėms būtų suteikta tiesioginė energija. Šis procesas paprastai vyksta tilakoidinėje membranoje ir naudoja Photosystem I bei chlorofilą P700.
Ciklinio fotofosforilinimo metu elektronai perkeliami atgal į P700, o ne perkeliami į NADP iš elektronų akceptoriaus. Šis elektronų judėjimas žemyn iš akceptoriaus į P700 lemia ATP molekulių susidarymą.
2. Neciklinis fotofosforilinimas
Fotofosforilinimo procesas, kurio metu elektronai juda necikliškai, sintetinant ATP molekules, naudojant II fotosistemos sužadintų elektronų energiją, vadinamas necikliniu fotofosforilinimu.
Šis procesas vadinamas necikliniu fotofosforilinimu, nes Photosystem II P680 prarastus elektronus užima Photosystem I P700 ir jie negrįžta į P680. Čia visas elektronų judėjimas yra vienakryptis arba neciklinis.
Neciklinio fotofosforilinimo metu P700 išskiriami elektronai yra pernešami pirminio akceptoriaus ir galiausiai perduodami NADP. Čia elektronai susijungia su protonais – H+, kuris susidaro skaidant vandens molekulę ir redukuoja NADP iki NADPH2.

Skirtumas tarp ciklinio ir neciklinio fotofosforilinimo
Štai svarbus skirtumas tarp ciklinio ir neciklinio fotofosforilinimo:


Šviesos sugertis

Pigmentai, tokie kaip chlorofilas ir karotinoidai, sugeria ir atspindi šviesą tam tikroje elektromagnetinio spektro srityje.

Mokymosi tikslai

Atskirkite chlorofilą ir karotenoidus.

Key Takeaways

Pagrindiniai klausimai

  • Augalų pigmento molekulės sugeria tik šviesą, kurios bangos ilgis yra nuo 700 nm iki 400 nm, šis diapazonas vadinamas fotosintetiškai aktyvia spinduliuote.
  • Violetinė ir mėlyna turi trumpiausius bangos ilgius ir daugiausia energijos, o raudonos spalvos bangos ilgiai yra ilgiausi ir neša mažiausiai energijos.
  • Pigmentai atspindi arba perduoda bangų ilgius, kurių jie negali sugerti, todėl jie atrodo atitinkamos spalvos.
  • Chorofilai ir karotenoidai yra pagrindiniai augalų pigmentai, o karotenoidų yra dešimtys, o svarbūs chorofilai yra tik penki: a, b, c, d, ir bakteriochlorofilas.
  • Chlorofilas a sugeria šviesą mėlynai violetinėje srityje, chlorofilą b sugeria raudonai mėlyną šviesą, ir tiek a ir b atspindi žalią šviesą (todėl chlorofilas atrodo žalias).
  • Karotinoidai sugeria šviesą mėlynai žalioje ir violetinėje srityje ir atspindi ilgesnius geltonos, raudonos ir oranžinės spalvos bangas, o šie pigmentai taip pat pašalina energijos perteklių iš ląstelės.

Pagrindinės sąlygos

  • chlorofilas: bet kuri iš žaliųjų pigmentų grupės, kuri randama augalų chloroplastuose ir kituose fotosintetiniuose organizmuose, pvz., cianobakterijose.
  • karotinoidų: Bet kuris nuo geltonos iki raudonos spalvos augalų pigmentų klasės, įskaitant karotinus ir ksantofilus.
  • spektrofotometras: Prietaisas, naudojamas elektromagnetinės spinduliuotės intensyvumui matuoti esant skirtingiems bangos ilgiams.

Šviesos sugertis

Šviesos energija pradeda fotosintezės procesą, kai pigmentai sugeria šviesą. Organiniai pigmentai turi siaurą energijos lygių diapazoną, kurį jie gali absorbuoti. Energijos lygiai, žemesni nei rodomi raudona šviesa, yra nepakankami, kad orbitinis elektronas pakiltų į sužadintą arba kvantinę būseną. Energijos lygis, didesnis nei mėlynoje šviesoje, fiziškai suplėšys molekules, o tai vadinamas balinimu. Pavyzdžiui, tinklainės pigmentai gali „matyti“ (sugerti) tik nuo 700 nm iki 400 nm šviesą, tai yra matoma šviesa. Dėl tų pačių priežasčių augalų pigmentų molekulės sugeria tik šviesą, kurios bangos ilgis yra nuo 700 nm iki 400 nm, augalų fiziologai šį diapazoną augalams vadina fotosintetiškai aktyvia spinduliuote.

Matoma šviesa, kurią žmonės mato kaip baltos spalvos šviesą, iš tikrųjų egzistuoja elektromagnetinio spektro spalvų vaivorykštėje, o violetinė ir mėlyna turi trumpesnius bangos ilgius, taigi ir didesnę energiją. Kitame spektro gale, link raudonos spalvos, bangų ilgiai yra ilgesni ir turi mažesnę energiją.

Matoma šviesa: Matomos šviesos spalvos neneša tokio pat energijos kiekio. Violetinė turi trumpiausią bangos ilgį, todėl neša daugiausia energijos, o raudona turi ilgiausią bangą ir neša mažiausiai energijos.

Pigmentų supratimas

Egzistuoja įvairių rūšių pigmentai, kurių kiekvienas išsivystė taip, kad sugertų tik tam tikrus matomos šviesos bangos ilgius arba spalvas. Pigmentai atspindi arba perduoda bangų ilgius, kurių jie negali sugerti, todėl jie atrodo atitinkamos spalvos.

Chlorofilai ir karotinoidai yra dvi pagrindinės augaluose ir dumbliuose randamų fotosintetinių pigmentų klasės, kurių kiekviena turi kelių tipų pigmentų molekules. Yra penki pagrindiniai chlorofilai: a, b, c ir d, kartu su gimininga molekule, randama prokariotuose, vadinama bakteriochlorofilu.

Karotinoidai, turintys daugybę skirtingų formų, yra daug didesnė pigmentų grupė. Vaisiuose esantys karotinoidai, tokie kaip pomidorų raudonis (likopenas), kukurūzų sėklų geltonasis (zeaksantinas) arba apelsino žievelės apelsinas (β-karotinas), naudojami sėklas skleidžiantiems organizmams pritraukti. Fotosintezės metu karotenoidai veikia kaip fotosintezės pigmentai, kurie yra labai veiksmingos molekulės, pašalinančios energijos perteklių. Kai lapą veikia visa saulė, nuo šviesos priklausančios reakcijos reikalingos milžiniškam energijos kiekiui apdoroti, jei ta energija netinkamai tvarkoma, tai gali padaryti didelę žalą. Todėl daugelis karotinoidų yra saugomi tilakoido membranoje, kad sugertų energijos perteklių ir saugiai išlaisvintų tą energiją kaip šilumą.

Kiekvieną pigmento tipą galima atpažinti pagal specifinį bangos ilgių modelį, kurį jis sugeria iš matomos šviesos, ty sugerties spektrą. Chlorofilas a sugeria šviesą mėlynai violetinėje srityje, o chlorofilą b sugeria raudonai mėlyną šviesą. Nei a arba b sugeria žalią šviesą, nes žalia atsispindi arba perduodama, chlorofilas atrodo žalias. Karotinoidai sugeria šviesą mėlynai žalioje ir violetinėje srityje ir atspindi ilgesnius geltonos, raudonos ir oranžinės spalvos bangas.

Chlorofilas a ir b: a) chlorofilas a, b) chlorofilas bir (c) β-karotinas yra hidrofobiniai organiniai pigmentai, randami tilakoidinėje membranoje. Chlorofilas a ir b, kurie yra identiški, išskyrus raudoname langelyje nurodytą dalį, yra atsakingi už žalią lapų spalvą. β-karotinas yra atsakingas už oranžinę morkų spalvą. Kiekvienas pigmentas turi (d) unikalų absorbcijos spektrą.

Daugelis fotosintetinių organizmų turi pigmentų mišinį. Tokiu būdu organizmai gali sugerti energiją iš įvairesnių bangų ilgių. Ne visi fotosintetiniai organizmai turi visišką prieigą prie saulės šviesos. Kai kurie organizmai auga po vandeniu, kur šviesos intensyvumas ir kokybė mažėja ir keičiasi didėjant gyliui. Kiti organizmai auga konkuruodami dėl šviesos. Augalai ant atogrąžų miško grindų turi sugebėti sugerti bet kokią prasiskverbinčią šviesą, nes aukštesni medžiai sugeria didžiąją dalį saulės šviesos ir išsklaido likusią saulės spinduliuotę.

Pigmentai augaluose: Augalai, kurie dažniausiai auga šešėlyje, prisitaikė prie žemo apšvietimo lygio, pakeisdami santykinę chlorofilo pigmentų koncentraciją.

Tyrinėdami fotosintetinį organizmą, mokslininkai gali nustatyti pigmentų tipus naudodami spektrofotometrą. Šie instrumentai gali atskirti, kokius šviesos bangos ilgius medžiaga gali sugerti. Spektrofotometrai matuoja sklindančią šviesą ir apskaičiuoja jos sugertį. Išskirdami pigmentus iš lapų ir įdėdami šiuos mėginius į spektrofotometrą, mokslininkai gali nustatyti, kokius šviesos bangos ilgius organizmas gali sugerti.


12.2.3 Kaip veikia nuo šviesos priklausomos reakcijos

Fotosistemos

Bendra nuo šviesos priklausančių reakcijų funkcija yra paversti saulės energiją chemine energija NADPH ir ATP pavidalu. Ši cheminė energija skatins cukraus molekulių surinkimą nuo šviesos nepriklausomų reakcijų metu.

Šviesos energija paverčiama chemine energija fotosistemos. Fotosistemos yra dideli daugelio baltymų kompleksai, susidedantys iš šimtų pigmento molekulių, įterptų į baltymų matricą (Pav 12.16). Prie jo pritvirtintos dvi specialios pigmento molekulės reakcijos centras, o likusieji yra dalis antenų kompleksas.

12.16 pav Fotosistema susideda iš antenų komplekso ir reakcijos centro. Šviesos surinkimo komplekse esantys pigmentai perduoda šviesos energiją dviem specialioms chlorofilo a molekulėms reakcijos centre. Šviesa sužadina elektroną iš chlorofilo porą, kuri pereina į pirminį elektronų akceptorių.

Kai fotoną sugeria pigmento molekulė antenų komplekse, toje molekulėje esantis elektronas nustumiamas į sužadinimo būseną. Šiuo metu šviesos energiją sugavo biologinė molekulė, tačiau ji dar nėra saugoma jokia naudinga forma. Energija perduodama iš chlorofilo į chlorofilą, kol galiausiai (po maždaug milijonosios sekundės dalies) ji patenka į reakcijos centrą. Iki šiol tarp molekulių buvo perduodama tik energija, o ne elektronai.

Reakcijos centre yra pora chlorofilo a specialią savybę turinčios molekulės. Tie du chlorofilai gali oksiduotis po sužadinimo ir iš tikrųjų gali atsisakyti elektrono. Sužadintas elektronas perkeliamas į elektronų akceptorių, o po to į elektronų transportavimo grandinę, kur jo energija panaudojama ATP gamybai.

Reakcijos centre yra pora chlorofilo a specialią savybę turinčios molekulės. Tie du chlorofilai gali oksiduotis po sužadinimo ir iš tikrųjų gali atsisakyti elektrono. Sužadintas elektronas perkeliamas į elektronų akceptorių, o po to į elektronų transportavimo grandinę (ETC), kur jo energija naudojama ATP gaminti panašiai kaip ir mitochondrijose (aprašyta toliau). Kadangi saulės šviesos energija naudojama fosfatų grupėms pridėti prie ATP, šis procesas vadinamas fotofosforilinimas.

Kadangi reakcijos centras chlorofilas a molekulės atsisako sužadintų elektronų, jų elektronai turi būti nuolat keičiami mažos energijos elektronais, kad galėtų tęstis fotosintezė. Reakcijos centro elektronams pakeisti buvo sukurti du metodai. Fotosintetinės bakterijos naudoja vieną fotosistemą ir procesą, vadinamą cikliniu fotofosforilinimu. Augalai ir dumbliai naudoja dvi fotosistemas ir procesą, vadinamą necikliniu fotofosforilinimu.

Ciklinis fotofosforilinimas

Procese ciklinis fotofosforilinimas, bakterijos vėl ir vėl naudoja tą patį elektroną. Kai reakcijos centro pigmentas sužadinamas, jis perkelia sužadintą elektroną į ETC. Kai elektronas perduodamas ETC, jo energija naudojama protonų gradientui sukurti per plazminės membranos raukšles. Protonai teka atgal per membraną per ATP sintazę, pasukdami jos rotorių ir priversdami fosfatų grupes ant ADP, kad susidarytų ATP. ETC apačioje buvo išleista didžioji dalis elektronų energijos. Mažos energijos elektronas grąžinamas į reakcijos centrą, kur jį vėl gali sužadinti saulės energija (12.17a pav).

12.17 pav Du mažos energijos elektrono grąžinimo į reakcijos centrą chlorofilą būdai yra: (a) ciklinis fotofosforilinimas, kurio metu tas pats elektronas grąžinamas išnaudojus energiją, ir (b) neciklinis fotofosforilinimas, kurio metu elektronai iš vandens pakeičia elektronai iš fotosistemos II, o panaudoti elektronai iš fotosistemos II pakeičia elektronus iš fotosistemos I. (Kreditas: www.biopicture.loxblog.com)

Neciklinis fotofosforilinimas

Vykdant neciklinis fotofosforilinimas, augalai ir dumbliai naudoja dvi fotosistemas ir tie patys elektronai negrįžta, kad būtų naudojami pakartotinai ( 12.17b pav ). Dviejų tipų fotosistemos, vadinamos II fotosistema (PSII) ir fotosistema I (PSI), yra įterptos į chloroplastų tilakoidinę membraną. Šie du kompleksai skiriasi tuo, ką jie oksiduoja (ty yra mažos energijos elektronų tiekimo šaltinis) ir ką redukuoja (vietoje, į kurią jie tiekia savo energingus elektronus).12.18 pav) .

12.18 pav II fotosistemos reakcijos centre saulės šviesos energija naudojama elektronams iš vandens išgauti. Elektronai keliauja per chloroplasto elektronų transportavimo grandinę (ETC) į fotosistemą I, kuri sumažina NADP + į NADPH. ETC perkelia protonus iš stromos į tilakoido spindį. ATP sintazė naudoja gautą elektrocheminį gradientą ATP gamybai.

PSII reakcijos centras (vadinamas P680) tiekia savo didelės energijos elektronus po vieną į elektronų akceptorių, o tada per ETC į PSI. P680 trūkstamas elektronas pakeičiamas iš vandens išimant mažos energijos elektroną. Padalijus vieną H2O molekulė išskiria du elektronus, du vandenilio atomus ir vieną deguonies atomą. Norint suformuoti vieną dviatominio O molekulę, reikia padalyti dvi molekules2 dujų. Apie 10 procentų deguonies sunaudoja lapuose esančios mitochondrijos, kad palaikytų oksidacinį fosforilinimą. Likusi dalis patenka į atmosferą, kur ją naudoja aerobiniai organizmai ląstelių kvėpavimui palaikyti.

Kai elektronai juda per ETC, esantį tarp PSII ir PSI, jie praranda energiją. Ši energija naudojama vandenilio jonams perkelti iš membranos stromos pusės į tilakoido spindį. Tie vandenilio jonai, taip pat tie, kurie susidaro skaidant vandenį, kaupiasi tilakoido spindyje ir vėliau bus naudojami sintetina ATP. Kadangi elektronai prarado energiją prieš patekdami į PSI, jie turi būti iš naujo įjungti PSI antenos komplekso sugeriamais fotonais. Ta energija perduodama PSI reakcijos centrui (vadinamam P700). P700 oksiduojasi ir siunčia didelės energijos elektroną į NADP+, kad susidarytų NADPH. Taigi, PSII fiksuoja energiją, kad sukurtų protonų gradientus, kad susidarytų ATP, o PSI fiksuoja energiją, kad NADP+ sumažintų į NADPH. Abi fotosistemos iš dalies veikia kartu, kad užtikrintų, jog NADPH gamyba apytiksliai prilygs ATP gamybai. Yra ir kitų mechanizmų, skirtų tiksliai suderinti šį santykį, kad jis tiksliai atitiktų nuolat kintančius chloroplasto energijos poreikius.

Energijos nešiklio generavimas: ATP

Kaip ir tarpmembraninėje mitochondrijų erdvėje ląstelių kvėpavimo metu, vandenilio jonų kaupimasis tilakoido liumenyje sukuria koncentracijos gradientą. Eksergoninis vandenilio jonų judėjimas nuo didelės koncentracijos (tilakoido spindyje) iki mažos koncentracijos (stromoje) panaudojamas ATP susidarymui, kaip ir ląstelių kvėpavimo mitochondrijų elektronų transportavimo grandinėje.

Kad išlaisvintų elektrocheminiame gradiente sukauptą energiją, vandenilio jonai prasiskverbs pro bet kurią angą, panašiai kaip vandens srove pro užtvankos skylę. Tilakoidoje ta anga yra perėjimas per specializuotą baltymų kanalą, vadinamą ATP sintaze. Vandenilio jonų srauto išskiriama energija leidžia ATP sintazei prijungti trečiąją fosfato grupę prie ADP, kuri sudaro ATP molekulę.Paveikslas 12.18). Vandenilio jonų srautas per ATP sintazę vadinamas chemiosmoze, nes jonai iš didelės koncentracijos srities į mažos koncentracijos sritį juda per pusiau pralaidžią struktūrą.

Koks yra pradinis elektronų šaltinis chloroplastų elektronų transportavimo grandinei?


Žiūrėti video įrašą: 11 құрылысы, қасиеттері және қолданылуы (Sausis 2023).