5.E: פוטוסינתזה (תרגילים)

Last updated
Save as PDF

Page ID: 208911

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

5.1: סקירה כללית של פוטוסינתזה

כל האורגניזמים החיים על פני כדור הארץ מורכבים מתא אחד או יותר. כל תא פועל על האנרגיה הכימית המצויה בעיקר במולקולות פחמימות (מזון), ורוב המולקולות הללו מיוצרות בתהליך אחד: פוטוסינתזה. באמצעות פוטוסינתזה, אורגניזמים מסוימים ממירים אנרגיית שמש (אור שמש) לאנרגיה כימית, המשמשת לאחר מכן לבניית מולקולות פחמימות. האנרגיה המשמשת להחזקת מולקולות אלה יחד משתחררת כאשר אורגניזם מפרק מזון.

בחירה מרובה

אילו שני מוצרים נובעים מפוטוסינתזה?

מים ופחמן דו חמצני
B. מים וחמצן
C. גלוקוז וחמצן
ד גלוקוז ופחמן דו חמצני

תשובה: ג

איזו אמירה לגבי תילקואידים באוקריוטים אינה נכונה?

א תילקואידים מורכבים לערימות.
ב תילקואידים קיימים כמבוך של ממברנות מקופלות.
ג החלל המקיף את התילקואידים נקרא סטרומה.
ד תילקואידים מכילים כלורופיל.

תשובה: ב

מאיפה הטרוטרוף משיג ישירות את האנרגיה שלו?

א השמש
ב' השמש ואכילת אורגניזמים אחרים
ג אכילת אורגניזמים אחרים
ד. כימיקלים פשוטים בסביבה

תשובה: ג

תגובה חופשית

מהי המטרה הכוללת של תגובות האור בפוטוסינתזה?

תשובה: להמיר אנרגיה סולארית לאנרגיה כימית שתאים יכולים להשתמש בה כדי לבצע עבודה.

מדוע טורפים, כמו אריות, תלויים בפוטוסינתזה כדי לשרוד?

תשובה: כי אריות אוכלים בעלי חיים שאוכלים צמחים.

5.2: התגובות תלויות האור של הפוטוסינתזה

כיצד ניתן להשתמש באור להכנת אוכל? קל לחשוב על אור כמשהו שקיים ומאפשר לאורגניזמים חיים, כמו בני אדם, לראות, אך אור הוא סוג של אנרגיה. כמו כל אנרגיה, האור יכול לנוע, לשנות צורה ולהירתם לעבודה. במקרה של פוטוסינתזה, אנרגיית האור הופכת לאנרגיה כימית, בה משתמשים אוטוטרופים לבניית מולקולות פחמימות. עם זאת, אוטוטרופים משתמשים רק במרכיב ספציפי של אור השמש.

בחירה מרובה

מהי האנרגיה של פוטון ששימש לראשונה בפוטוסינתזה?

א לפצל מולקולת מים
B. להמריץ אלקטרון
C. לייצר ATP
D. לסנתז גלוקוז

תשובה: ב

איזו מולקולה סופגת את האנרגיה של פוטון בפוטוסינתזה?

א ATP
B. גלוקוז
C. כלורופיל
D מים

תשובה: ג

צמחים מייצרים חמצן כאשר הם עושים פוטוסינתזה. מאיפה מגיע החמצן?

א פיצול מולקולות מים
B. סינתזת ATP
ג שרשרת הובלת האלקטרונים
ד כלורופיל

תשובה: א

אילו צבעי אור משקף הכלורופיל א?

A. אדום וכחול
B. ירוק
C. אדום
D. כחול

תשובה: ב

תגובה חופשית

תאר את מסלול האנרגיה בתגובות תלויות אור.

תשובה: האנרגיה קיימת בתחילה כאור. פוטון של אור פוגע בכלורופיל, וגורם לאנרגיה של אלקטרון. האלקטרון החופשי עובר דרך שרשרת הובלת האלקטרונים, והאנרגיה של האלקטרון משמשת לשאיבת יוני מימן לחלל התילקואיד, ומעבירה את האנרגיה לשיפוע האלקטרוכימי. האנרגיה של השיפוע האלקטרוכימי משמשת להפעלת סינתאז ATP, והאנרגיה מועברת לקשר במולקולת ה- ATP. בנוסף, ניתן להשתמש באנרגיה מפוטון אחר ליצירת קשר בעל אנרגיה גבוהה במולקולה NADPH.

5.3: מחזור קלווין

למולקולות פחמימות שייווצרו יהיה עמוד שדרה של אטומי פחמן. מאיפה מגיע הפחמן? אטומי הפחמן המשמשים לבניית מולקולות פחמימות מגיעים מפחמן דו חמצני, הגז שבעלי חיים נושפים בכל נשימה. מחזור קלווין הוא המונח המשמש לתגובות הפוטוסינתזה המשתמשות באנרגיה המאוחסנת בתגובות תלויות האור ליצירת גלוקוז ומולקולות פחמימות אחרות.

בחירה מרובה

היכן בתאי הצמח מתרחש מחזור קלווין?

א קרום תילקואיד
B. מרחב תילקואיד C. סטרומה ד גרנום

תשובה: ג

איזו אמירה מתארת נכון את קיבוע הפחמן?

_{A. ההמרה של CO ₂ לתרכובת אורגנית

B. השימוש ב-RubisCO ליצירת 3-PGA

C. ייצור מולקולות פחמימות מ-G3P

D. היווצרות RuBP ממולקולות G3P

E. השימוש ב-ATP ו-NADPH להפחתת CO 2}

תשובה: א

מהי המולקולה שעוזבת את מחזור קלווין להמרה לגלוקוז?

א אדפ
ב. G3P
ג. RuBP ד 3-PGA

תשובה: ב

תגובה חופשית

איזה חלק ממחזור קלווין יושפע אם תא לא יוכל לייצר את האנזים RuBisCO?

תשובה: אף אחד מהמחזור לא יכול להתקיים, מכיוון ש- RuBisCO חיוני בתיקון פחמן דו חמצני. באופן ספציפי, RuBisCO מזרז את התגובה בין פחמן דו חמצני ל- RuBP בתחילת המחזור.

הסבר את האופי ההדדי של התגובות הכימיות נטו לפוטוסינתזה ונשימה.

תשובה: הפוטוסינתזה לוקחת את האנרגיה של אור השמש ומשלבת מים ופחמן דו חמצני לייצור סוכר וחמצן כתוצר פסולת. תגובות הנשימה לוקחות סוכר וצורכות חמצן כדי לפרק אותו לפחמן דו חמצני ומים, ומשחררות אנרגיה. לפיכך, המגיבים של הפוטוסינתזה הם תוצרי הנשימה, ולהיפך.