DWMED

Określ, które stwierdzenia dotyczące fotosyntezy typu C3 i C4 są prawdziwe, a które – fałszywe.

Główną funkcją enzymu RuBisCO (karboksylaza/oksygenaza rybulozo–1,5–bisfosforanowa) jest przyłączanie dwutlenku węgla do rybulozo–1,5–bisfosforanu (RuBP) w cyklu Calvina. Jednak w wysokiej temperaturze i przy wysokim stężeniu O2 znacznie wzrasta aktywność RuBisCO polegająca na przyłączaniu tlenu do RuBP, co daje początek fotooddychaniu. Skutkiem tego procesu jest znaczne zmniejszenie wydajności wiązania CO2 przez roślinę.

U roślin rejonów tropikalnych i subtropikalnych przeprowadzających fotosyntezę typu C4 proces fotooddychania jest ograniczony. Jest to związane z dwustopniowym mechanizmem wiązania dwutlenku węgla. Pierwotna asymilacja CO2 z wytworzeniem szczawiooctanu zachodzi w komórkach mezofilu, natomiast włączanie CO2 do cyklu Calvina zachodzi w komórkach pochwy okołowiązkowej. U niektórych roślin C4 w komórkach pochwy okołowiązkowej nie ma fotosystemu II (PS II).

Na schemacie przedstawiono w uproszczeniu przebieg fazy fotosyntezy niezależnej od światła (fazy ciemnej) u roślin C4.

Uwaga: nie zachowano stechiometrii przedstawionych reakcji.

1. Podaj nazwy etapów cyklu Calvina oznaczonych na schemacie literami A, B i C.

A.
B.
C.

2. Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz odpowiedź 1., 2. albo 3.

Literą X na schemacie oznaczono

3. Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące fotosyntezy typu C4 są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

4. Wykaż związek między ograniczeniem procesu fotooddychania u roślin C4 a:

1. dwuetapowym mechanizmem wiązania dwutlenku węgla

2. brakiem PS II w komórkach pochew okołowiązkowych.

W celu sprawdzenia, czy intensywność fotosyntezy zależy od natężenia światła, przeprowadzono następujące doświadczenie.

Przygotowano trzy zestawy doświadczalne (I, II, III) w następujący sposób:
– do trzech zlewek o pojemności 300 ml wlano taką samą ilość wody,
– do trzech pałeczek szklanych przymocowano po jednej łodydze moczarki kanadyjskiej (łodygi były takiej samej długości),
– w każdej ze zlewek zanurzono całkowicie po jednej pałeczce szklanej z łodygą moczarki kanadyjskiej (przecięcia łodyg skierowano ku górze),
– każdą zlewkę z zanurzoną w niej moczarką kanadyjską umieszczono w innych warunkach świetlnych:
zestaw I – moczarkę oświetlono żarówką o mocy 25 W,
zestaw II – moczarkę oświetlono żarówką o mocy 60 W,
zestaw III – moczarkę oświetlono żarówką o mocy 75 W.

Pozostałe warunki doświadczenia, np. temperatura, czas oświetlania, zachowano takie same.
Podczas trwania doświadczenia w każdym z zestawów przez określony czas obserwowano liczbę pęcherzyków gazu wydobywających się z przekroju łodygi.

a) Sformułuj hipotezę badawczą do tego doświadczenia.


b) Określ przewidywane wyniki tego doświadczenia, biorąc pod uwagę parametr podany w tekście.

Na schemacie, w sposób uproszczony, przedstawiono przebieg procesu fotosyntezy.

a) Podaj nazwy faz fotosyntezy oznaczonych na schemacie numerami I i II.

I
II

b) Podaj nazwy struktur chloroplastów A i B, w których te fazy zachodzą.

A. 
B.

c) Dokończ zdanie.

Przedstawiony na schemacie proces wytwarzania ATP podczas fotosyntezy nazywa się …

Procesy zachodzące podczas fotosyntezy polegają na przekształcaniu energii świetlnej w energię chemiczną zgromadzoną w związkach organicznych.

a) Uporządkuj wymienione procesy (A–E) zachodzące podczas fotosyntezy, zgodnie z kolejnością ich zachodzenia. Zapisz ich oznaczenia literowe we właściwej sekwencji.

A. synteza trioz
B. absorbcja światła przez chlorofil
C. synteza heksoz
D. synteza ATP i NADPH2
E. wzbudzanie elektronów chlorofilu

b) Podaj czynnik środowiskowy, który ogranicza występowanie organizmów fotosyntetyzujących w morzach i oceanach na głębokości poniżej 100 m.

Przeprowadzono eksperyment, którego celem było ustalenie substratu będącego źródłem tlenu wydzielanego podczas fotosyntezy. W doświadczeniu wykorzystano ciężki izotop tlenu: 18 O. Doświadczenie przeprowadzono na dwóch próbach, w których zastosowano:

• w próbie 1. – wodę z izotopem tlenu
• w próbie 2. – dwutlenek węgla wzbogacony izotopem tlenu.

Po przeprowadzeniu doświadczenia w obu próbach stwierdzono obecność izotopu, ale w różnych produktach fotosyntezy – co przedstawiono uproszczonymi równaniami zapisanymi poniżej.

Na podstawie przedstawionego doświadczenia sformułuj wniosek, w którym określisz substrat stanowiący źródło tlenu wydzielanego podczas fotosyntezy.

Oceń prawdziwość informacji dotyczących przebiegu procesu fotosyntezy. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

Na schemacie przedstawiono w uproszczeniu dwa etapy procesu fotosyntezy (I i II).

a) Uzupełnij tabelę – wpisz nazwy I i II etapu fotosyntezy oraz lokalizację każdego z tych etapów w chloroplaście.

b) Na podstawie schematu uzasadnij, że II etap fotosyntezy ma charakter anaboliczny. W odpowiedzi uwzględnij nazwy lub symbole odpowiednich związków chemicznych.

c) Przedstaw funkcję, jaką pełni woda w I etapie fotosyntezy.

Na poniższym schemacie przedstawiono transport elektronów zachodzący podczas reakcji świetlnych fotosyntezy u roślin.

1. Na podstawie schematu opisz, na czym polega udział fotosystemu II w fotolizie wody.

2. Na podstawie schematu i własnej wiedzy uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.

Komplekscytochromów znajduje się w (zewnętrznej błonie otoczki chloroplastu / błonie tylakoidu). Pompa protonowa transportuje protony (do wnętrza tylakoidu / na zewnętrz tylakoidu). Powstaje gradient protonowy, dzięki któremu następuje (fotoliza wody / synteza ATP / synteza NADPH + H+).

3. Spośród poniższych odpowiedzi A–D wybierz i zaznacz tę, która zawiera poprawne informacje dotyczące fotosystemów uczestniczących w transporcie elektronów zachodzącym w sposób niecykliczny oraz produktów reakcji towarzyszących temu transportowi.

Na poniższym schemacie przedstawiono transport elektronów zachodzący podczas reakcji świetlnych fotosyntezy u roślin.

a) Na podstawie schematu opisz, na czym polega udział fotosystemu II w fotolizie wody.

b) Na podstawie schematu i własnej wiedzy uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.

Kompleks cytochromów znajduje się w (zewnętrznej błonie otoczki chloroplastu / błonie tylakoidu). Pompa protonowa transportuje protony (do wnętrza tylakoidu / na zewnętrz tylakoidu). Powstaje gradient protonowy, dzięki któremu następuje (fotoliza wody / synteza ATP / synteza NADPH + H+).

c) Spośród poniższych odpowiedzi A–D wybierz i zaznacz tę, która zawiera poprawne informacje dotyczące fotosystemów uczestniczących w transporcie elektronów zachodzącym w sposób niecykliczny oraz produktów reakcji towarzyszących temu transportowi.

Podczas fazy fotosyntezy zależnej od światła ATP powstaje na drodze fosforylacji.

Na schemacie A przedstawiono fosforylację, której towarzyszy cykliczny transport elektronów, a na schemacie B – fosforylację, której towarzyszy niecykliczny transport elektronów.

1. Na podstawie schematów uzupełnij tabelę, w której porównasz oba typy fosforylacji i transportu elektronów zachodzące podczas fotosyntezy.

2. Wyjaśnij, dlaczego do zajścia fotosyntezy konieczny jest niecykliczny transport elektronów, a niewystarczający jest sam transport cykliczny. W odpowiedzi uwzględnij produkty fazy zależnej od światła i ich znaczenie w procesie fotosyntezy.

3. Oceń, czy poniższe informacje dotyczące fazy fotosyntezy zależnej od światła są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

Podczas fazy fotosyntezy zależnej od światła ATP powstaje na drodze fosforylacji.

Na schemacie A przedstawiono fosforylację, której towarzyszy cykliczny transport elektronów, a na schemacie B – fosforylację, której towarzyszy niecykliczny transport elektronów.

a) Na podstawie schematów uzupełnij tabelę, w której porównasz oba typy fosforylacji i transportu elektronów zachodzące podczas fotosyntezy.

b) Wyjaśnij, dlaczego do zajścia fotosyntezy konieczny jest niecykliczny transport elektronów, a niewystarczający jest sam transport cykliczny. W odpowiedzi uwzględnij produkty fazy zależnej od światła i ich znaczenie w procesie fotosyntezy.

Przeprowadzono doświadczenie dotyczące warunków przebiegu fotosyntezy u moczarki kanadyjskiej. W tym celu przygotowano cztery zestawy doświadczalne A–D:

• Jednakowej długości pędy moczarki kanadyjskiej umieszczono w zlewkach z wodnym roztworem sody oczyszczonej, które następnie przykryto szklanym lejkiem. Na szczycie każdego lejka umieszczono szklaną probówkę wypełnioną wodą.
• Wszystkie zestawy oświetlano światłem o takim samym natężeniu, ale w każdym zestawie utrzymywano inną temperaturę wody.

Na rysunkach przedstawiono wyniki przeprowadzonego doświadczenia uzyskane w zestawach A–D.

1. Sformułuj problem badawczy przedstawionego doświadczenia.

2. Określ, w którym zestawie doświadczalnym (A–D) proces fotosyntezy zachodził z największą intensywnością. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do przedstawionych wyników doświadczenia.

Większość porostów ma warstwę korową, o gęsto splecionych strzępkach grzyba, izolującą wnętrze porostu od bezpośrednich wpływów środowiska zewnętrznego. Pod nią znajduje się warstwa zbudowana z komórek glonów, jeszcze głębiej – warstwa rdzeniowa utworzona ze strzępek grzyba, a następnie – dolna warstwa korowa.
W plechach porostów, często w warstwie korowej, występują tzw. specyficzne wtórne metabolity porostowe. Te związki powstają dzięki temu, że komórki fotosyntetyzujące produkują węglowodany, które są następnie transportowane do komórek grzyba, gdzie w licznych szlakach metabolicznych są przekształcane w metabolity wtórne. Są one związkami aktywnymi biochemicznie – wykazują m.in. działanie bakteriobójcze, hamują kiełkowanie wielu nasion oraz zarodników mchów.
Niektóre z wtórnych metabolitów porostowych absorbują szkodliwe promieniowanie UVA i UVB, a jeszcze inne posiadają zdolność do selektywnego usuwania z podłoża skalnego jonów Ca2+ oraz Mg2+, w wyniku czego naruszona zostaje struktura skały.

1. Na podstawie tekstu wykaż, że wytwarzanie wtórnych metabolitów przez porosty

1. umożliwia im skuteczną konkurencję międzygatunkową:

2. chroni DNA ich komórek przed uszkodzeniami:

2. Określ znaczenie wtórnych metabolitów porostowych w funkcjonowaniu porostów jako organizmów pionierskich.

3. Spośród wymienionych poniżej przykładów organizmów wybierz i podkreśl wszystkie te, których komórki mogą być fotobiontami współtworzącymi porosty.

bruzdnice
sinice
krasnorosty
zielenice

Na poniższym schemacie przedstawiono transport elektronów zachodzący podczas reakcji świetlnych fotosyntezy u roślin.

1. Na podstawie schematu opisz, na czym polega udział fotosystemu II w fotolizie wody.

2. Na podstawie schematu i własnej wiedzy uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.

Kompleks cytochromów znajduje się w (zewnętrznej błonie otoczki chloroplastu / błonie tylakoidu). Pompa protonowa transportuje protony (do wnętrza tylakoidu / na zewnętrz tylakoidu). Powstaje gradient protonowy, dzięki któremu następuje (fotoliza wody / synteza ATP / synteza NADPH + H+).

3. Spośród poniższych odpowiedzi A–D wybierz i zaznacz tę, która zawiera poprawne informacje dotyczące fotosystemów uczestniczących w transporcie elektronów zachodzącym w sposób niecykliczny oraz produktów reakcji towarzyszących temu transportowi.