א פוטוסינתזה זהו תהליך מטבולי, כלומר פונקציה של האורגניזם, המתבצע על ידי יצורים מממלכת הצמחים, אצות וציאנובקטריה.
מטרת הפוטוסינתזה היא ייצור של גלוקוז (פחמימה) באמצעות אנרגיית האור. לכן, אורגניזמים אלה מסוגלים לייצר מאגר אנרגיה מאור.
1 - פיגמנט ראשי המסוגל להמיר, בעיקר באמצעות תהודה, אנרגיית אור לאנרגיה ביולוגית?
א) כלורופיל
ב) כלורופלסט
ג) גרנום
ד) תילקואיד
ה) Vacuole
תשובה נכונה. מכתב - כלורופיל.
שאלה זו מעוררת ספקות כאשר התלמיד לומד במהירות את הנושא, שכן כלורופלסט וכלורופיל עשויים להיראות, לעין לא קשובה, כאותם מבנים.
עם זאת, כלורופלסט הוא האברון שיש לו שפע של מולקולות כלורופיל.
ישנם סוגים שונים של כלורופילים, הסוג ב זה ה. כלורופיל b מעביר את האנרגיה של הפוטון הנקלט בתהודה, עד שהוא מגיע לכלורופיל a, מה שגורם לו לאבד 2 אלקטרונים.
2 - השלב הכימי הטהור של הפוטוסינתזה מכונה _______ ובו מתרחש השימוש ב__________ כדי לייצר ____________.
א) שלב קל / גלוקוז / ATP
ב) מחזור קלווין/ATP/גלוקוז
ג) פאזה כהה / גלוקוז / ATP
ד) מחזור קרבס / ATP / גלוקוז
ה) מחזור קלווין / גלוקוז / ATP
תשובה נכונה: אות ב' - מחזור קלווין/ATP/גלוקוז.
ישנם שני שלבים בפוטוסינתזה, הראשון ידוע כשלב האור.
האור ממלא בו תפקיד גדול בתהליכי פוטוליזה של מים (פירוק מולקולת המים ליצירת O2 לשחרור לאטמוספירה) וייצור גז חמצן.
השני הוא הפאזה האפלה או מחזור קלווין, שבו מנוצלות מולקולות ATP והעברת אלקטרונים (NADPH).2) לייצור גלוקוז.
3 - ישנם גורמים המשפיעים ישירות על קצבי הפוטוסינתזה של אורגניזם אוטוטרופי. סמן את האפשרות הנכונה.
א) רוחות יתר
ב) עננים מול השמש
ג) טמפרטורה גבוהה
ד) אדמה רעה
ה) הרבה צמחים מסביב
תשובה נכונה: האות C - טמפרטורה גבוהה.
בפוטוסינתזה יש השתתפות של אנזימים, חלבונים בעלי תפקוד ביוכימי, אשר דנטורציה, כלומר מאבדים את תפקודם הביולוגי בטמפרטורות גבוהות.
מה שיגרום לחוסר יעילות בתהליכים הביוכימיים של הפוטוסינתזה.
4 - האם אורגניזמים מממלכת הצמחים מבצעים פוטוסינתזה רק בבוקר ונשימה בלילה?
אה כן! פוטוסינתזה בנוכחות אור ונשימה בהיעדר אור
ב) לא! פוטוסינתזה בהיעדר אור ונשימה בנוכחות אור
ג) לא! פוטוסינתזה בנוכחות אור ונשימה רק בנוכחות אור
ד) כן! פוטוסינתזה בנוכחות אור ונשימה רק במהלך היום
ולא! פוטוסינתזה בעוצמה משתנה בזמן נוכחות אור ונשימה מתמדת לאורך היום.
תשובה נכונה: אות ה - לא! פוטוסינתזה בעוצמה משתנה בזמן נוכחות אור ונשימה מתמדת לאורך היום.
פוטוסינתזה מתרחשת רק בנוכחות קרני אור, בין אם טבעיות או מלאכותיות, עם זאת, נשימה היא תהליך המתרחש בלכידת O2 ושחרור CO2.
עם זאת, צמחים נושמים לא רק בלילה, אלא לאורך כל היום.
בלבול זה נפוץ, שכן פוטוסינתזה אינה מתרחשת באופן טבעי בלילה, לאור היעדר אור שמש, ומשאירה רק נשימה (אירובית).
5 - אילו אורכי גל הכלורופילים a ו-b סופגים בצורה הטובה ביותר?
א) רצועות סגול/כחול ואדום
ב) רצועות סגול וכתומות
ג) פסים כחולים וצהובים
ד) פסים ירוקים ואדומים
ה) רצועות סגולות וירוקות
תשובה נכונה: מכתב - רצועות סגול/כחול ואדום.
האור הוא גל אלקטרומגנטי, ולכן הוא נושא אנרגיה. ישנם אורכים משתנים בתוך האור הלבן והאורכים הללו נותנים את הצבעים הנצפים בטבע.
באיברים המבצעים פוטוסינתזה, הצבע הירוק נתפס, שכן אורך הגל הירוק משתקף על פני השטח שלהם, ולכן הוא אינו משמש לפוטוסינתזה.
האורכים הטובים ביותר הם 460 עד 500 ננומטר עם צבע בין סגול לכחול ו-680 עד 700 ננומטר עם צבע אדום.
6 - (FUVEST - SP) במצב אור מסוים (נקודת פיצוי פוטית), צמח חוזר ל- סביבה, בצורה של פחמן דו חמצני, אותה כמות פחמן שמקבעת, בצורה של פחמימות, במהלך פוטוסינתזה.
אם נקודת הפיצוי הפוטית נשמרת למשך זמן מסוים, הצמח:
א) מת במהירות כי הוא לא יכול לקבל את אספקת האנרגיה הדרושה לו
ב) ממשיך לגדול, מכיוון שהוא שומר על היכולת לאחסן את המזון שהוא מסנתז
ג) ממשיך לגדול, מכיוון שהוא שומר על היכולת לאחסן את המזון שהוא מסנתז
ד) ממשיך לחיות, אך אינו גדל, שכן הוא צורך את כל המזון שהוא מייצר
ה) ממשיך לחיות, אך אינו גדל, מכיוון שהוא מאבד את היכולת לחלץ את חומרי הזנה הדרושים לו מהאדמה
תשובה נכונה: האות ד - ממשיך לחיות, אך אינו גדל, שכן הוא צורך את כל המזון שהוא מייצר.
כאשר שיעורי הנשימה והפוטוסינתזה שווים, התופעה של פיצוי פוטי. המשמעות היא שהפוטוסינתזה, האחראית על הפקת מאגרי אנרגיה (גלוקוז) לצמח, אינה עולה על הנשימה (תגובה מטבולית של צריכת גלוקוז).
אם אין רזרבה, הצמח לא גדל, אלא נשאר בחיים. עם זאת, אם קצב הנשימה עולה על קצב הפוטוסינתזה, הצמח ימות.
7 - (UFCG-PB) בנוכחות אור, הצמח מבצע את תהליכי הפוטוסינתזה והנשימה. ההפקה של O2 בפוטוסינתזה הוא לרוב גדול מהצריכה שלו בתהליך הנשימה. במקרה זה, ניתן לומר כי הצמח אחראי על תרומה לחמצון אטמוספרי. עם זאת, הצמח, בהיעדר אור, נושם רק על ידי שחרור CO בלבד2 באווירה.
בחר, מבין החלופות שלהלן, את זו שמייצגת את הרצף הנכון של תהליכי הפוטוסינתזה והנשימה.
א) פירוט של CO2 ושחרור O2 / ייצור ATP ו-NADP++ / גליקוליזה / מחזור קרבס ושחרור CO2 מחזור קלווין וייצור סוכר/ ייצור ATP ו-NADP++ / שרשרת נשימתית
ב) הידרוליזה ושחרור של O2 / ייצור ATP ו-NADP++ / מחזור קלווין וייצור סוכר / גליקוליזה / מחזור קרבס ושחרור CO2 / שרשרת נשימתית
ג) ייצור ATP ו-NADP++ / הפסקת CO2 ושחרור O2 / גליקוליזה / מחזור קרבס ושחרור CO2 /מחזור קלווין וייצור סוכר / ייצור ATP ו-NADP++ / שרשרת נשימתית
ד) הידרוליזה ושחרור של O2 / מחזור קלווין וייצור סוכר / גליקוליזה / שרשרת נשימתית / ייצור ATP ו-NADP++ / מחזור קרבס ושחרור CO2
ה) פירוט של CO2 ושחרור O2 / ייצור ATP ו-NADP++/ מחזור קרבס ושחרור CO2 / מחזור קלווין וייצור סוכר / שרשרת נשימתית / ייצור ATP ו-NADP++ / גליקוליזה
תשובה נכונה - אות ב'.
קודם כל, עלינו לזכור שבאופן מסוים, פוטוסינתזה ונשימה הם שני תהליכים מטבוליים אנטגוניסטיים. לכן, אחד מייצר (מסנתז) רזרבה אנרגיה והשני צורך רזרבה זו.
אחרי שאמרתי את זה, בואו נראה מה קורה ברזולוציה:
כדי להיות מסוגל לנשום, על הצמח לייצר תחילה, ולכן הפוטוסינתזה חייבת להתרחש קודם.
ראשית המים (H2O) עובר פוטוליזה (פירוק על ידי אור), ולאחר מכן נוצרות מולקולות נושאות אנרגיה (ATP ו-NADP)++).
מרגע זה ואילך יכול להתרחש מחזור קלווין (קיבוע פחמן), שכן הדבר מצריך הוצאת אנרגיה, כלומר מולקולות ATP ו-NADP++ המיוצר ישמש לייצור סוכר.
עכשיו, כן, הצמח יכול לנשום. גלוקוז ייכנס לתאים ויעבור גליקוליזה (קבוצה של 10 תגובות כימיות בציטופלזמה), ואז יעבור למיטוכונדריה כדי לעבור את מחזור קרבס, תוך שחרור CO2, ולבסוף, להגיע לשרשרת הנשימה (זרחון חמצוני).
8 - שקול את ההצהרות הבאות לגבי תהליך הפוטוסינתזה:
I - מתאים לתהליך של הפיכת אנרגיית השמש לאנרגיה כימית הכלולה במולקולות אורגניות.
II - משתמש ב-CO2 וח2O כחומרי גלם ומשחרר O2, שמגיע ממולקולות CO2.
III - הוא מתרחש כולו בתוך הכלורופלסטים, בניגוד לנשימה אירובית, המתרחשת כולה בהיאלופלזמה של תא הצמח.
אנא סמן:
א) אם רק אני צודק
ב) אם רק II אינו נכון
ג) אם רק I ו-II אינם נכונים
ד) אם רק II ו-III נכונים
ה) אם כולם נכונים
תשובה נכונה: מכתב - אם רק אני צודק.
פוטוסינתזה היא המרה של אנרגיה אלקטרומגנטית, הקיימת באור, לאנרגיה כימית, הכלולה במולקולות אורגניות.
עם זאת, ה-O2 ששוחרר בפוטוסינתזה אינו מקורו ב-CO2, אלא ממים (ח2O).
אותו הדבר קורה עם נשימה אירובית, שאינה מתבצעת לחלוטין בהיאלופלזמה (ציטופלזמה). הוא מתרחש בהיאלופלזמה (גליקוליזה) ובמיטוכונדריה (מחזור קרבס וזרחון חמצוני).
9 - גפן העופרת היא ירק צהבהב, נטול כלורופיל לחלוטין. במקרה זה, כיצד יכול המין הזה לאחסן פחמימות?
א) זה ירק, ולכן הוא מבצע פוטוסינתזה כדי לאחסן פחמימות
ב) המין המדובר הוא הולופרזיטי, כלומר יש לו האוסטוריה להזנתו
ג) הוא מבצע חלק קטן של פוטוסינתזה וחלק אחר נצרך דרך האוסטוריה
ד) יש לו שורשים אוטוריאליים, ולכן הוא מבצע את תזונתו דרך האור כרגיל
ה) משיג את כל חומרי ההזנה הדרושים מהאדמה
תשובה נכונה: אות ב' -המין המדובר הוא הולופרזיטי, כלומר יש לו הסטוריומים להזנתו.
בניגוד למה שנהוג לחשוב, ישנם צמחים שאינם מבצעים פוטוסינתזה. זה קורה רק במקרה של צמחים טפילים אינטגרליים או הולו-טפילים.
לצמחים אלה, כמו גפן העופרת, יש שורשים מיוחדים הנקראים האוסטוריה החודרים לכלי המוליך (קסילם ופלואם) של המארחים שלהם ומשיגים את חומרי ההזנה שלהם משם.
10 - לאחר תהליך הפוטוסינתזה, הסוכרים שנוצרו (C6ח12O6) מאוחסנים באיזו צורה בירקות?
א) בעמילופלסטים
ב) בוואקוולים רשתיים
ג) בכלורופלסטים
ד) במיטוכונדריה
ה) בליזוזומים
תשובה נכונה: מכתב - בעמילופלסטים.
ישנם לוקופלסטים, כלומר גרגירים ללא פיגמנטים האחראים על אחסון הפחמימות המיוצרות.
הפניות ביבליוגרפיות
UZUNIAN, א.; בירנר, א. ביולוגיה: כרך בודד. מהדורה שלישית. סאו פאולו: הרברה, 2008.
