سوال های تشریحی گفتار اول فصل ششم زیست شناسی دوازدهم

گفتار فتوسنتز: تبدیل انرژی نور به انرژی شیمیایی

در حال آماده سازی برای طرح پرسش

قدردان شکیبایی شما هستیم!

پرسش‌های دو گزینه‌ای

▪️در هر جمله با انتخاب یکی از عبارات داخل پرانتز جمله درست را به دست آورید. 

الف)

پرسش‌های سطر به سطر

▪️جاهای خالی عبارات زیر را با کلمات مناسب کامل کنید. 

الف)

پرسش‌های توصیفی – تشریحی

▪️

پرسش‌های یادگیری موثر

▪️درست یا نادرست بودن جملات زیر را مشخص کنید. در جملات نادرست، عبارت‌های غلط را پیدا کرده و زیر آنها خط بکشید. 

الف)

پرسش‌های مقایسه‌ای

◾هر یک از موارد زیر معرف کدام ویژگی….. است؟ 

الف) 

فصل از انرژی به ماده گفتار فتوسنتز: تبدیل انرژی نور به انرژی شیمیایی

سوال‌های تشریحی با فونت و نگارش عالی و بر اساس کتاب های جدید به زودی منتشر خواهد شد.

۱- انرژی مورد نیاز ما برای انجام فعالیت های حیاتی از چه موادی تأمین می شود؟

از مواد مغذی مانند گلوکز

۲- منشاء انرژی ذخیره شده در ترکیباتی مانند گلوکز چیست؟

نور خورشید است که در پیوندهای شیمیایی این ترکیبات ذخیره شده است.

۳- الف) چه فرایند یا فرایندهایی در دنیای حیات وجود دارد که با ساختن ماده آلی، انرژی را در آنها ذخیره می‌کند؟ ب) چه جاندارانی می توانند این فرایندها را انجام دهند؟

الف) فتوسنتز و شیمیوسنتز ب) بیشتر گیاهان، برخی باکتری ها مانند سیانوباکتری ها، گوگردی ارغوانی و گوگردی سبز) و آغازیان مانند جلبک سبز، قرمز و قهوه ای و اوگلنا فتوسنتز را انجام می دهند و برخی باکتری ها مانند نیترات ساز شیمیوسنتزکننده می باشند.

۴- تبدیل انرژی نور به انرژی شیمیایی چیست؟

فتوسنتز

۵- گیاهان در چه فرآیندی CO_۲ را با استفاده از انرژی نور خورشید به ماده آلی تبدیل می کنند؟

فتوسنتز

۶- در فرآیند فتوسنتز چه ماده ای با استفاده از انرژی نور خورشید به ماده آلی تبدیل می شود؟

CO_۲

۷- گیاهان در فرآیند فتوسنتز CO_۲ را با استفاده از کدام انرژی به ماده آلی تبدیل می کنند؟

انرژی نور خورشید

۸- گیاهان در فرآیند فتوسنتز چه موادی تولید می کنند؟

ماده آلی و اکسیژن

۹- چگونه می توان میزان فتوسنتز را تعیین نمود؟

میزان فتوسنتز را با تعیین میزان کربن دی اکسید مصرف شده و یا اکسیژن تولید شده، اندازه گرفت.

۱۰- برچه اساس میتوان میزان فتوسنتز را تعیین میزان کربن دی اکسید مصرف شده اندازه گرفت؟

زیرا در فرآیند فتوسنتز CO_۲ با استفاده از انرژی نور خورشید به ماده آلی تبدیل می شود.

۱۱- بر چه اساس می‌توان میزان فتوسنتز را تعیین میزان اکسیژن تولید شده اندازه گرفت؟

زیرا در فرایند فتوسنتز در طی تبدیل CO_۲ به ماده آلی، اکسیژن تولید می شود.

۱۲- واکنش کلی زیر نشانگر کدام فرآیند زیستی است؟

۶CO_۲+۶H_۲O→C_۶H_۱۲O_۶+۶O_۲

فتوسنتز

۱۳- واکنش کلی فتوسنتز را تکمیل نمایید.

۶CO_۲+۶H_۲O→C_۶H_۱۲O_۶+۶O_۲

۱۴- برای اینکه جانداری بتواند فتوسنتز انجام دهد چه ویژگی هایی باید داشته باشد؟

یکی از این ویژگی ها داشتن مولکول های رنگیزه ای است که بتوانند انرژی نور خورشید را جذب کنند. همچنین، باید سامانه ای برای تبدیل این انرژی به انرژی شیمیایی وجود داشته باشد.

۱۵- کدام مولکول در جاندار فتوسنتز کننده، انرژی نور خورشید را جذب می کند؟

مولکول های رنگیزه ای

۱۶- نقش مولکول های رنگیزه ای در جانداران فتوسنتز کننده چیست؟

می توانند انرژی نور خورشید را جذب کنند.

۱۷- در گیاهان کدام ساختار برای فتوسنتز تخصص یافته است؟

برگ

۱۸- مناسب‌ترین ساختار برای فتوسنتز در اکثر گیاهان چیست؟ چرا؟

برگ که مناسب ترین ساختار برای فتوسنتز در اکثر گیاهان است تعداد فراوانی سبز دیسه دارد. برگ گیاهان دو لپه، دارای پهنک و دمبرگ است. پهنک شامل روپوست، میانبرگ و دسته های آوندی (رگبرگ) است. روپوست رویی و زیرین به ترتیب در سطح رویی و زیرین پهنک برگ قرار دارند. میانبرگ شامل یاخته های نرم آکنه است.

۱۹- فتوسنتز در کدام اندامک های یاخته های برگ انجام می شود؟

سبز‌دیسه

۲۰- کدام ساختار در اکثر گیاهان تعداد فراوانی سبزینه دارد؟

برگ

۲۱- برگ گیاهان دو لپه دارای چه قسمت هایی است؟

برگ گیاهان دو لپه، دارای پهنک و دمبرگ است. پهنک شامل روپوست، میانبرگ و دسته های آوندی (رگبرگ) است.

۲۲- پهنک برگ در گیاهان دو لپه شامل چه بخش هایی است؟

پهنک شامل روپوست، میانبرگ و دسته های آوندی (رگبرگ) است.

۲۳- میانبرگ گیاهان دو لپه ای شامل چه یاخته هایی (چه نوع بافت زمینه ای) است؟

میانبرگ شامل یاخته های نرم آکنه است.

۲۴- انواع یاخته های نرم آکنه ای میانبرگ در بیشتر گیاهان دو لپه ای چیست؟

میانبرگ از یاخته های نرم آکنه ای نرده ای و اسفنجی تشکیل شده است

۲۵- فرق و شباهت یاخته های نرده ای و یاخته های اسفنجی میانبرگ چیست؟

یاخته های نرده ای بعد از روپوست رویی قرار دارند و به هم فشرده اند، در حالی که یاخته های اسفنجی به سمت روپوست زیرین قرار دارند. هر دو نوعی نرم آکنه (پارانشیم) می باشند.

۲۶- الف) میانبرگ کدام گیاهان فقط از یاخته های اسفنجی تشکیل شده است؟

تک لپه

ب) میانبرگ گیاهان تک لپه از چه نوع یاخته ای تشکیل شده است؟

فقط از یاخته نرم آکنه اسفنجی

۲۷- شباهت ساختاری سبزدیسه و راکیزه چیست؟

سبزدیسه همانند راکیزه دارای غشای بیرونی و غشای درونی است که از هم فاصله دارند. بستره هر دو دارای دنا، رنا و رناتن است. بنابراین، سبزدیسه مانند راکیزه می تواند بعضی پروتئین های مورد نیاز خود را بسازد. سبزدیسه نیز می تواند به طور مستقل تقسیم شود.

۲۸- کدام ساختارهای یاخته دارای غشای بیرونی و غشای درونی هستند؟

سبزدیسه و راکیزه

۲۹- فضای درون سبزدیسه با سامانه ای غشایی به دو بخش تقسیم شده است.

الف) نام این سامانه ی غشایی چیست؟

تیلاکوئید

ب) این دو بخش کدامند؟

بخش فضای درون تیلاکوئید و بستره

۳۰- ویژگی های ساختاری تیلاکوئید چیست؟

دارای غشای بیرونی و غشای درونی است که از هم فاصله دارند. فضای درون سبزدیسه با سامانه ای غشایی به نام تیلاکوئید به دو بخش فضای درون تیلاکوئید و بستره تقسیم شده است. تیلاکوئیدها ساختارهای غشایی و کیسه مانند و به هم متصل هستند. بستره دارای دنا، رنا و رناتن است.

۳۱- تیلاکوئید ساختار درون کدام اندامک یاخته است؟

سبزدیسه

۳۲- شباهت راکیزه  و سبزدیسه از نظر پروتئین سازی چیست؟

سبزدیسه مانند راکیزه می تواند بعضی پروتئین های مورد نیاز خود را بسازد.

۳۳- بستره کلروپلاست دارای چه ساختارها و چه مولکول هایی است؟

بستره دارای دنا، رنا و رناتن است.

۳۴- سبزدیسه  و راکیزه  چگونه می توانند بعضی پروتئین های مورد نیاز خود را بسازند؟

بستره آنها دارای دنا، رنا و رناتن است.

۳۵- کدام ساختارهای یاخته گیاهی می توانند به طور مستقل تقسیم شوند؟

سبزدیسه و راکیزه

۳۶- رنگیزه های فتوسنتزی در کجا قرار دارند؟

رنگیزه های فتوسنتزی در غشای تیلاکوئید قرار دارند.

۳۷- بیشترین رنگیزه در سبزدیسه ها  چیست؟ دیگر رنگیزه های این پلاست (دیسه) چیست؟

سبزینه که بیشترین رنگیزه در سبزدیسه هاست. افزون بر آن، کاروتنوئیدها نیز در غشای تیلاکوئید وجود دارند.

۳۸- کاروتنوئیدها در کدام بخش سبزدیسه ها وجود دارند؟

در غشای تیلاکوئید

۳۹- افزون بر سبزینه کدام نوع رنگیزه در غشای تیلاکوئید وجود دارد؟

کاروتنوئیدها

۴۰- مزیت وجود رنگیزه های  متفاوت در غشای تیلاکوئید چیست؟

وجود رنگیزه های متفاوت، کارایی گیاه را در استفاده از طول موج های متفاوت نور افزایش می دهد.

۴۱- انواع سبزینه در گیاهان چیست؟

در گیاهان سبزینه های a و b وجود دارند.

۴۲- بیشترین جذب هر دو نوع سبزینه گیاهان در چه محدوده های طول موجی است؟

بیشترین جذب هر دو نوع سبزینه در محدوده های ۴۰۰ تا ۵۰۰ نانومتر (بنفش-آبی) و ۶۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر (نارنجی– قرمز) است.

۴۳- بیشترین جذب هر دو نوع سبزینه گیاهان در محدوده کدام رنگ های نور می باشد؟

بیشترین جذب هر دو نوع سبزینه در محدوده های ۴۰۰ تا ۵۰۰ نانومتر (بنفش-آبی) و ۶۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر (نارنجی– قرمز) است.

۴۴- حداکثر جذب سبزینه a و حداکثر جذب کلروفیلb  به ترتیب در کدام محدوده ی طول موج نور است؟

حداکثر جذب سبزینه a در طیف ۴۰۰ تا ۴۵۰ نانومتر و حداکثر جذب کلروفیلb  در طیف ۴۵۰ تا ۵۰۰ نانومتر است.

۴۵- الف) شباهت و تفاوت سبزینه a و کلروفیلb  از نظر طیف جذبی نوری چیست؟

بیشترین جذب هر دو نوع سبزینه در محدوده های ۴۰۰ تا ۵۰۰ نانومتر (بنفش-آبی) و ۶۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر (نارنجی– قرمز) است. گرچه حداکثر جذب آنها در هر یک از این محدوده ها با هم فرق می کند.

ب) کاروتنوئیدها به چه رنگ هایی دیده می شوند؟

به رنگ های زرد، نارنجی و قرمز دیده می شوند

۴۶- بیشترین جذب کارتنوئیدها در کدام بخش طیف رنگی نور مرئی است؟

بیشترین جذب آنها در بخش آبی و سبز نور مرئی است.

۴۷- بیشترین جذب کاروتنوئیدها در چه محدوده ی طول موجی نور مرئی است؟

در محدوده ۴۰۰ تا ۵۰۰ نانومتر

۴۸- سامانه تبدیل انرژی نورانی به انرژی شیمیایی در سبزینه چه نام دارد؟

فتوسیستم

۴۹- رنگیزه‌های فتوسنتزی همراه با انواعی پروتئین در سامانه هایی قرار دارند که تبدیل انرژیایی انجام می دهند. نام این سامانه ها چیست؟

فتوسیستم

۵۰- هر فتوسیستم شامل چه بخش هایی است؟

رنگیزه های فتوسنتزی همراه با انواعی پروتئین در سامانه هایی به نام فتوسیستم ۱و ۲ قرار دارند. هر فتوسیستم شامل آنتن های گیرنده نور و یک مرکز واکنش است.

۵۱- هر آنتن فتوسیستم از چه مولکول هایی ساخته شده است؟

هر آنتن که از رنگیزه های متفاوت (کلروفیل ها و کاروتنوئیدها) و انواعی پروتئین ساخته شده است.

۵۲- نقش آنتن فتوسیستم چیست؟

انرژی نور را می گیرد و به مرکز واکنش منتقل می کند.

۵۳- کدام بخش های فتوسیستم انرژی نور را می گیرد و به مرکز واکنش منتقل می کند؟

آنتن های فتوسیستم

۵۴- مرکز واکنش فتوسیستم شامل چه مولکول هایی است؟

مرکز واکنش، شامل مولکول های کلروفیل  aاست که در بستری پروتئینی قرار دارند.

۵۵- حداکثر جذب سبزینه a در مرکز واکنش فتوسیستم ۱ در کدام طول موج نور است؟

در طول موج ۷۰۰ نانومتر

۵۶- حداکثر جذب سبزینه a در مرکز واکنش فتوسیستم ۲ در کدام طول موج نور است؟

در طول موج ۶۸۰ نانومتر

۵۷- به سبزینه a از فتوسیستم ۱ چه می گویند؟

P۷۰۰

۵۸- به سبزینه a از فتوسیستم ۲ چه می گویند؟

P۶۸۰

۵۹- P۷۰۰ یعنی چه ؟

حداکثر جذب سبزینه a در مرکز واکنش فتوسیستم ۱، در طول موج ۷۰۰ نانومتر است. بر همین اساس، به سبزینه a در فتوسیستم ۱، P۷۰۰ می گویند.

۶۰- P۶۸۰ یعنی چه ؟

حداکثر جذب سبزینه a در مرکز واکنش فتوسیستم ۲، در طول موج ۶۸۰ نانومتر است. بر همین اساس، به سبزینه a در فتوسیستم ۲، P۶۸۰  می گویند.

۶۱- جایگاه فتوسیستم ها در کلروپلاست ها چیست؟

در غشای تیلاکوئید

۶۲- فتوسیستم‌های با مولکول هایی به هم مرتبط می شوند. نام این مولکول ها چیست؟

ناقل الکترون

۶۳- فتوسیستم ها چگونه به هم مرتبط می شوند؟

با مولکول هایی به نام ناقل الکترون به هم مرتبط می شوند.

۶۴- نقش ناقل الکترون در غشای تیلاکوئید چیست؟

مرتبط کردن فتوسیستم ها در غشای تیلاکوئید به هم و مولکول های ناقل الکترون می توانند الکترون بگیرند یا اینکه الکترون از دست بدهند (کاهش و اکسایش).

پرسش‌های نهایی زیست‌شناسی

از انرژی به ماده

دانستیم انرژی مورد نیاز ما برای انجام فعالیت‌های حیاتی، از مواد مغذی مانند گلوكز تأمین می‌شود. اکنون پرسش این است که منشأ انرژی ذخیره شده در ترکیباتی مانند گلوکز چیست؟ چه فرایند یا فرایندهایی در دنیای حیات وجود دارد که با ساختن ماده آلی، انرژی را در آنها ذخیره می‌کند؟ چه جاندارانی می‌توانند این فرایندها را انجام دهند و این جانداران چه ویژگی‌هایی دارند؟

گفتار ۱. فتوسنتز: تبدیل انرژی نور به انرژی شیمیایی

می دانید گیاهان در فرایند فتوسنتز CO2 را با استفاده از انرژی نور خورشید به ماده آلی تبدیل و اکسیژن نیز تولید می‌کنند (واکنش ۱). بر این اساس می‌توان میزان فتوسنتز را با تعیین میزان کربن دی‌اکسید مصرف شده و یا اکسیژن تولید شده، اندازه گرفت.

۶CO_۲ + ۶H_۲O → C_۶H_۱۲O_۶ + ۶O_۲

واکنش ۱- واکنش کلی فتوسنتز

برای اینکه جانداری بتواند فتوسنتز انجام دهد، چه ویژگی‌هایی باید داشته باشد؟ یکی از این ویژگی‌ها داشتن مولکول‌های رنگیزه‌ای است که بتوانند انرژی نور خورشید را جذب کنند. همچنین، باید سامانه‌ای برای تبدیل این انرژی به انرژی شیمیایی وجود داشته باشد. انواعی از جانداران وجود دارند که فتوسنتز می‌کنند. در ادامه به بررسی این فرایند در گیاهان می‌پردازیم.

برگ ساختار تخصص یافته برای فتوسنتز

برگ که مناسب‌ترین ساختار برای فتوسنتز در اکثر گیاهان است تعداد فراوانی سبزدیسه دارد. همان طور که می دانید، فتوسنتز در سبزدیسه‌ها انجام می‌شود.

برگ گیاهان دو لپه دارای پهنک و دمبرگ است. پهنک شامل روپوست، میانبرگ و دسته‌های آوندی (رگبرگ) است. روپوست رویی و زیرین به ترتیب در سطح رویی و زیرین پهنک برگ قرار دارند.

شکل ۱- ترسیمی از برگ الف) نمونه‌ای گیاه دولپه ب) نمونه‌ای گیاه تک لپه

میانبرگ شامل یاخته‌های پارانشیمی است. در شکل ۱- الف میانبرگ از یاخته‌های پارانشیمی نرده‌ای و اسفنجی تشکیل شده است. همان‌طور که در این شکل می‌بینید، یاخته‌های نرده‌ای بعد از روپوست رویی قرار دارند و به هم فشرده‌اند، در حالی که یاخته‌های اسفنجی به سمت روپوست زیرین قرار دارند. میانبرگ در بعضی گیاهان از یاخته‌های اسفنجی تشکیل شده است (شکل ۱- ب).

سبزدیسه: سبزدیسه همانند راکیزه دارای غشای بیرونی و غشای درونی است که از هم فاصله دارند. فضای درون سبزدیسه با سامانه‌ای غشایی به نام تیلاکوئید به دو بخش فضای درون تیلاکوئید و بستره تقسیم شده است. تیلاکوئیدها ساختارهای غشایی و کیسه مانند و به هم متصل هستند (شکل ۲). بستره دارای دنا، رنا و رِناتَن است. بنابراین، سیزدیسه مانند راکیزه می‌تواند بعضی پروتئین‌های مورد نیاز خود را بسازد. سبزدیسه نیز می‌تواند به طور مستقل تقسیم شود.

شكل ۲- ساختار سبزدیسه

الف) ترسیمی ب) تصویر گرفته شده با میکروسکوپ الکترونی

رنگیزه‌های فتوسنتزی در غشای تیلاکوئید قرار دارند. افزون بر سبزینه که بیشترین رنگیزه در سبزدیسه‌هاست، کاروتنوئیدها نیز در غشای تیلاکوئید وجود دارند. وجود رنگیزه های متفاوت، کارایی گیاه را در استفاده از طول موج‌های متفاوت نور افزایش می‌دهد.

در گیاهان سبزینه‌های a و b وجود دارند. بیشترین جذب هر دو نوع سبزینه در محدوده‌های ۴۰۰ تا ۵۰۰ نانومتر (بنفش – آبی) و ۶۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر (نارنجی-قرمز) است. گرچه حداکثر جذب آنها در هر یک از این محدوده‌ها با هم فرق می‌کند. کاروتنوئیدها به رنگ‌های زرد، نارنجی و قرمز دیده می‌شوند و بیشترین جذب آنها در بخش آبی و سبز نور مرئی است (شكل 3).

شکل ۳- طیف جذبی رنگیزه‌های فتوسنتزی، سبزينه a (سبز)، سبزينهٔ b (قرمز) و کاروتنوئیدها (آبی)

فتوسیستم: سامانه تبدیل انرژی

رنگیزه های فتوسنتزی همراه با انواعی پروتئین در سامانه‌هایی به نام فتوسیستم ۱ و ۲ قرار دارند. هر فتوسیستم شامل آنتن‌های گیرنده نور و یک مرکز واکنش است. هر آنتن که از رنگیزه های متفاوت (کلروفیل‌ها و کاروتنوئیدها) و انواعی پروتئین ساخته شده است، انرژی نور را می‌گیرد و به مرکز واکنش منتقل می‌کند. مرکز واکنش، شامل مولکول‌های کلروفیل a است که در بستری پروتئینی قرار دارند.

حداکثر جذب سبزینه a در مرکز واکنش فتوسیستم ۱، در طول موج ۷۰۰ نانومتر و حداکثر جذب آن در فتوسیستم ۲، در طول موج ۶۸۰ نانومتر است. بر همین اساس، به سبزینه a در فتوسیستم ۱، P_۷۰۰ و در فتوسیستم ۲، P_۶۸۰ می‌گویند.

فتوسیستم ها در غشای تیلاکوئید قرار دارند و با مولکول‌هایی به نام ناقل الكترون به هم مرتبط می‌شوند. این مولکول‌ها می‌توانند الکترون بگیرند یا اینکه الکترون از دست بدهند (کاهش و اکسایش).