Solun toiminta II Solun toiminta
7. Fotosynteesi tuottaa ravintoa eliökunnalle 1. Avainsanat 2. Fotosynteesi eli yhteyttäminen 3. Viherhiukkanen eli kloroplasti 4. Fotosynteesin reaktiot 5. Mitä kasvit tekevät syntyneelle sokerille? 6. Fotosynteesin tehokkuuteen vaikuttavia tekijöitä 7. Kemosynteesi 8. Tehtävät 9. Kuvat
Avainsanat: Auringon säteilyenergia Kemiallinen energia Fotosynteesi Kloroplasti Klorofylli Karotenoidit Valoreaktio Hiilen yhteyttämis- eli pimeäreaktio Fotosynteesiin vaikuttavat tekijät Kemosynteesi
Yhteyttämisessä energiaa sidotaan orgaanisten yhdisteiden kemialliseksi energiaksi Yhteyttäminen Kemosynteesi Fotosynteesi Energia epäorgaanisista yhdisteistä Esim. arkit ja eräät bakteerit Energia Auringon valoenergiasta Kasvit, levät ja syanobakteerit
Fotosynteesi eli yhteyttäminen Tapahtumapaikkana kasvisolujen viherhiukkaset Reaktion kaava: 6CO 2 + 6H 2 O + valoenergia C 6 H 12 O 6 + 60 2 hiilidioksidi + vesi + valoenergia sokeri + happi Syntyneestä glukoosista valmistetaan hiilihydraatteja, rasvoja ja proteiineja Fotosyntetisoivat eliöt: vihreät kasvit levät osa bakteereista ja alkueliöistä https://www.youtube.com/watch?v=ga bybr0llnw
Yhteyttäviä organismeja
Viherhiukkanen eli kloroplasti Kaksoiskalvon muodostama soluelin Sisällä on litteitä kalvopusseja ja niiden välitilaa. Eniten lehtien yläpinnalla Elävät soluissa itsenäisinä yksiköinä: lisääntyvät itsenäisesti sisältävät omia geenejä voivat vaihtaa paikkaa solujen sisällä. Sisältää lehtivihreää eli klorofyllia ja karotenoideja Absorboivat eri aallonpituuksia Viherhiukkasten arvellaan kehittyneen syanobakteereista. Miksi tätä teoriaan kutsutaan?
Fotosynteesin reaktiot 1. Valoreaktio Tapahtumapaikka: viherhiukkasten yhteyttämiskalvosto Syntyy vetyä ja happea Energia sitoutuu ATP:hen 2. Hiilen yhteyttämisreaktio (pimeäreaktio) Tapahtumapaikka: viherhiukkasten nestemäinen välitila Syntyy glukoosia Tarvitaan hiilidioksidia ja vetyä (tuotettu valoreaktiossa) ATP (saatu valoreaktioista) luovuttaa energiaa Ei tapahdu pimeässä, vaan välittömästi valoreaktion jälkeen
Mitä kasvit tekevät syntyneelle sokerille? Energianlähde omiin elintoimintoihin (soluhengitys) Erilaisten yhdisteiden valmistus Varastointi tärkkelyksenä hedelmiin ja siemeniin Energianlähde toisenvaraisille eliöille
Fotosynteesin tehokkuuteen vaikuttavia tekijöitä Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus Valon määrä Valon laatu Lämpötila Maaperän kosteus Maaperän ravinteet
Kemosynteesi Epäorgaanisten yhdisteiden hapettaminen. Omavaraiset eli autotrofiset bakteerit hyödyntävät kemosynteesiä. Esimerkki reaktiosta: Hiilidioksidista, hapesta ja vetysulfidista valmistetaan sokeria, rikkiä ja vettä.
Tehtävät 1. Täydennä kaavio 2. Sivun 54 kuvien tarkastelu 3. Vesirutto koeputkessa 4. Fotosynteesin lähtöaineiden kulkureitti 5. Sokerimolekyylin alkuperä 6. Paju ruukussa 7. Levävyöhykkeet 8. Valon absorptio viherhiukkasissa 9. Fotosynteesin nopeus (YO-tehtävä S-06) 10. Kahden eri kasvilajin CO 2 :n kulutus (YO-tehtävä K-05)
1. Täydennä kaavio Täydennä fotosynteesin reaktioita kuvaava kaavio.
2. Sivun 54 kuvien tarkastelu Tarkastele sivun 54 kuvia. a) Miksi kuvan 54D elinympäristössä ei elä fotosynteesiin kykeneviä eliöitä? b) Minkä eliöryhmien edustajia ovat kuvien 54A, 54B ja 54C tuottajat?
3. Vesirutto koeputkessa Oheisessa kokeessa vesiruton kappale on laitettu koeputkeen, jossa on vettä. a) Mitä kaasua syntyvissä kuplissa on? b) Selitä lyhyesti kaasukuplien muodostumisen aiheuttava reaktio.
4. Fotosynteesin lähtöaineiden kulkureitti Kerro fotosynteesin lähtöaineiden kulkureitti kasvissa viherhiukkaseen.
5. Sokerimolekyylin alkuperä Mistä aineesta sokerimolekyylin (C 6 H 12 O 6 ) a) hiili-, b) vety- ja c) happiatomit ovat peräisin? d) Hapen osalta asiaa tutkittiin aikoinaan hapen isotoopin happi-18 ( 18 O 2 ) avulla. Kerro tutkimusmenetelmä ja tulokset. e) Miten valon voimakkuuden vaikutusta reaktioon voidaan tutkia?
6. Paju ruukussa Tutkija istutti pajun kasviruukkuun, jossa oli 90 kg multaa. Viiden vuoden kuluttua pajusta oli kasvanut pieni puu, joka painoi 76 kg. Ruukun multamäärästä oli samana aikana hävinnyt vain 0,05 kg. Mitä tuloksista voi päätellä?
7. Levävyöhykkeet Itämeren kalliorannoilla on erotettavissa viher-, rusko- ja punalevävyöhykkeet siirryttäessä rantavedestä syvemmälle. Miksi?
8. Valon absorptio viherhiukkasissa Eri pigmenttien kykyä pyydystää valon eri aallonpituuksia mitataan spektrofotometrillä, jolla voidaan selvittää klorofylli-a:n, klorofylli-b:n ja karotenoidien absorptiospektrit. Kuvaile valon absorptiota viherhiukkasissa. Millaisia eroja on valon absorptiokyvyssä sinisenvihreillä klorofylli-a:illa, keltaisenvihreillä klorofylli-b:illä ja keltaisenoransseilla karotenoideilla?
9. Fotosynteesin nopeus (YO-tehtävä S-06) Lämpötila vaikuttaa fotosynteesin nopeuteen pinaatinlehdissä oheisen kaavion mukaan. a) Määrittele fotosynteesi. (1p.) b) Kuvaile ja selitä lämpötilan vaikutusta fotosynteesin nopeuteen. (3p.) c) Miten muut ympäristötekijät vaikuttavat fotosynteesin nopeuteen? (2p.)
10. Kahden eri kasvilajin CO 2 :n kulutus (YO-tehtävä K-05) Oheiset kuvat esittävät kahden eri kasvilajin (A ja B) hiilidioksidin (CO2) kulutusta ja tuotantoa vuorokauden aikana. Laji A kasvaa lauhkealla vyöhykkeellä, laji B lämpimän vyöhykkeen aavikolla. Tutki diagrammeja ja selvitä kummankin lajin osalta, a) miten ja miksi hiilidioksidin kulutus vaihtelee b) milloin kasvit tuottavat hiilidioksidia ja mihin tämä perustuu.