Informatie

Waarom sluiten huidmondjes bij licht van lage intensiteit?


Huidmondjes sluiten tijdens licht met hoge intensiteit om overmatige transpiratie te voorkomen, maar waarom sluiten ze tijdens licht met lage intensiteit? Leg het alsjeblieft uit in begrijpelijke taal, want ik zit in de 10e standaard.


De primaire functie van open huidmondjes is het bevorderen van gasuitwisseling in bladweefsel: kooldioxide uit de lucht is een substraat voor fotosynthese. Een bijwerking van het openen van de huidmondjes is een toename van waterverlies door transpiratie. Als de lichtintensiteit laag is, wordt de fotosynthese onderdrukt: onder deze omstandigheden is het logisch om de huidmondjes te sluiten om water te besparen.


Factoren die het openen en sluiten van huidmondjes beïnvloeden: 4 factoren

De bovengenoemde details hebben betrekking op het mechanisme van het openen en sluiten van fotoactieve huidmondjes (d.w.z. huidmondjes die overdag opengaan), maar in sommige planten (bijvoorbeeld vetplanten zoals Opuntia) huidmondjes die 's nachts open zijn 2.

Volgens Pallas (1969) en Ehrler (1972) wanneer er een tekort aan O . is2 het leidt tot de vorming van organische zuren die leiden tot opname van K + -ionen (de rest van de reacties zijn zoals die in fotoactieve huidmondjes).

Factoren die het openen en sluiten van beïnvloeden huidmondjes:

1. Licht:

Onder externe factoren speelt licht een overheersende rol in de beweging van wachtcellen. Blauw en rood licht zijn effectief bij zowel fotosynthese als stomatale opening. Blauw licht blijkt echter effectiever (ten opzichte van rood licht) bij het veroorzaken van stomatale opening dan bij fotosynthese.

Bij lage lichtniveaus kan blauw licht huidmondjes openen wanneer rood licht helemaal geen effect heeft. Blauw licht veroorzaakt beweging van K+. Men denkt nu dat blauw licht de afbraak van zetmeel in de PEP-moleculen die CO . kunnen opnemen bevordert2 appelzuur produceren.

2. Watergehalte van epidermale cellen:

De beweging van wachtcellen is een turgorfenomeen en wachtcellen ontlenen water aan de aangrenzende epidermale cellen en daarom zal het watergehalte van de laatste dit fenomeen zeker beïnvloeden.

3. Temperatuur:

Als de temperatuur stijgt, gaan huidmondjes open. Temperatuur heeft een significant effect op de permeabiliteit van de wand van de wachtcellen en heeft daarom een ​​grote invloed op het osmotische fenomeen dat verantwoordelijk is voor de beweging van deze cellen.

4. Minerale elementen:

Een tekort aan bepaalde minerale elementen zoals stikstof, fosfor en kalium heeft enig effect op het openen en sluiten van huidmondjes (Desai, 1937).


Controle van transpiratie

De atmosfeer waaraan het blad wordt blootgesteld, stimuleert de transpiratie, maar veroorzaakt ook enorm waterverlies van de plant. Tot 90 procent van het water dat door de wortels wordt opgenomen, kan door transpiratie verloren gaan.

Bladeren zijn bedekt met een wasachtige nagelriem op het buitenoppervlak dat het verlies van water voorkomt. Regulering van transpiratie wordt daarom voornamelijk bereikt door het openen en sluiten van huidmondjes op het bladoppervlak. Huidmondjes zijn omgeven door twee gespecialiseerde cellen, bewakingscellen genaamd, die openen en sluiten als reactie op omgevingsfactoren zoals lichtintensiteit en kwaliteit, bladwaterstatus en kooldioxideconcentraties. Huidmondjes moeten opengaan om lucht met koolstofdioxide en zuurstof in het blad te laten diffunderen voor fotosynthese en ademhaling. Wanneer huidmondjes echter open zijn, gaat waterdamp verloren aan de externe omgeving, waardoor de transpiratiesnelheid toeneemt. Daarom moeten planten een evenwicht bewaren tussen efficiënte fotosynthese en waterverlies.

Planten zijn in de loop van de tijd geëvolueerd om zich aan te passen aan hun lokale omgeving en de transpiratie te verminderen (Figuur 2). Woestijnplanten (xerofyten) en planten die op andere planten groeien (epifyten) hebben beperkte toegang tot water. Dergelijke planten hebben meestal een veel dikkere wasachtige cuticula dan planten die groeien in meer gematigde, goed bewaterde omgevingen (mesofyten). Waterplanten (hydrofyten) hebben ook hun eigen anatomische en morfologische bladaanpassingen.

Figuur 2. Planten zijn aangepast aan hun lokale omgeving. (a) Xerofyten, zoals deze cactusvijgcactus (Opuntia sp.) en (b) epifyten zoals deze tropische Aeschynanthus perrottetii hebben aangepast aan zeer beperkte watervoorraden. De bladeren van een cactusvijg worden omgezet in stekels, wat de oppervlakte-tot-volumeverhouding verlaagt en het waterverlies vermindert. Fotosynthese vindt plaats in de stengel, die ook water opslaat. (B) A. perottetii bladeren hebben een wasachtige cuticula die waterverlies voorkomt. (c) Guldenroede (Solidago sp.) is een mesofyt, zeer geschikt voor gematigde omgevingen. (d) Hydrofyten, zoals deze geurige waterlelie (Nymphaea odorata), zijn aangepast om te gedijen in aquatische omgevingen. (credit a: wijziging van werk door Jon Sullivan credit b: wijziging van werk door L. Shyamal/Wikimedia Commons credit c: wijziging van werk door Huw Williams credit d: wijziging van werk door Jason Hollinger)

Xerofyten en epifyten hebben vaak een dikke laag trichomen of huidmondjes die onder het bladoppervlak verzonken zijn. Trichomen zijn gespecialiseerde haarachtige epidermale cellen die oliën en stoffen afscheiden. Deze aanpassingen belemmeren de luchtstroom door de stomatale porie en verminderen de transpiratie. Meerdere epidermale lagen worden ook vaak aangetroffen in dit soort planten.


C3-C4 Intermediaire fotosynthese

Moor, et al. wijzen op Flaveria (Asteraceae), Panicum (Poaceae) en Alternanthera (Amarantheceae) als geslachten die soorten bevatten die intermediair zijn tussen C3- en C4-fotosynthese. Deze planten hebben tussenliggende bladanatomieën die bundelschedecellen bevatten die minder duidelijk en ontwikkeld zijn dan de C4-planten.

Deze tussenproducten worden gekenmerkt door hun weerstand tegen fotorespiratie, zodat ze kunnen werken bij hogere temperaturen en drogere omgevingen dan C3-fabrieken. Rechts de bereiken van CO2 compensatiepunten voor de drie soorten planten worden weergegeven. Deze compensatiepunten zijn de waarden waarbij de planten ophouden met het leveren van netto fotosynthese.

Het verband met warme en droge omstandigheden komt van het feit dat alle planten hun huidmondjes sluiten bij warm en droog weer om vocht te behouden, en de voortdurende fixatie van koolstof uit de lucht verlaagt de CO2 dramatisch van de atmosferische concentratie van nominaal 380 ppm (waarde 2004). Als de CO2 compensatiepunt lager is op de bovenstaande schaal, kan de installatie werken in warmere en drogere omstandigheden. De grenzen worden gesteld door het feit dat rubisco zuurstof begint te fixeren in plaats van CO2, waardoor het werk van fotosynthese ongedaan wordt gemaakt. C4-planten beschermen hun rubisco tegen de zuurstof, zodat ze kunnen werken tot in wezen nul CO2 zonder het begin van fotorespiratie.


1e PUC Biologie Fotosynthese in hogere planten NCERT Tekstboek Vragen en antwoorden

Vraag 1.
Door extern naar een plant te kijken, kun je zien of een plant C . is3 of C4? Waarom en hoe?
Antwoord geven:
C4 planten zijn aangepast aan de xerofytische klimatologische omstandigheden en kunnen goed groeien bij hoge temperaturen. Er kan niet met zekerheid worden gezegd dat de plant een C . is3 of C4 door naar het uiterlijk te kijken, kan er een gok worden gemaakt door te kijken naar de vlezige bladstructuur van C4 planten.

Vraag 2.
Door te kijken naar welke interne structuur van een plant kun je zien of een plant C . is3 of C4? Leg uit.
Antwoord geven:
De bijzonder grote cellen rond de vaatbundels van de C4 padplanten worden bundelschedecellen genoemd, en van de bladeren met een dergelijke anatomie wordt gezegd dat ze een ‘Kranz1-anatomie hebben. '8216Kranz'8217 betekent '8216krans'8217 en is een weerspiegeling van de opstelling van cellen. De bundelmantelcellen kunnen verschillende lagen rond de vaatbundels vormen, ze worden gekenmerkt door een groot aantal chloroplasten, dikke wanden die ondoordringbaar zijn voor gasuitwisseling en geen intercellulaire ruimten.

Vraag 3.
Ook al zijn er maar heel weinig cellen in een C4 planten voeren de biosynthetische 'calvin-route' uit, maar ze zijn zeer productief. Kun je bespreken waarom?
Antwoord geven:

  1. in C4 planten, komt de biosynthetische Calvincyclus alleen voor in bundelomhulsels. Ondanks enkele cellen die de Calvin-cyclus uitvoeren in C4 planten, zijn ze zeer productief vanwege minimale fotorespiratieverliezen.
  2. Ze worden aangepast aan verschillende klimatologische omstandigheden als C4 planten kunnen synthetiseren bij zeer lage CO2 concentratie terwijl voor C3 planten CO2 concentratie is de beperkende factor.
  3. C4 planten kunnen synthetiseren bij hoge temperaturen, terwijl C3 planten kunnen dat niet.
  4. Snelle terugtrekking van fotosynthaten uit de bundelschedecellen als ze over de vaatbundels liggen.
  5. Fotosynthese gaat door, zelfs wanneer huidmondjes gesloten zijn vanwege de fixatie van CO2 vrijkomt via de ademhaling.

Vraag 4.
RuBisCO is een enzym dat zowel als carboxylase als oxygenase fungeert. Waarom denk je dat RuBIsCO meer carboxylatie uitvoert in C4 planten?
Antwoord geven:
RuBisCo heeft een veel grotere affiniteit voor CO2 dan voor O2. Het is de relatieve concentratie van O2 en co2 die bepaalt welke van de twee aan het enzym zal binden. in C3 plant wat O2 bindt wel aan RuBisCo en dus CO2 fixatie wordt verminderd.

in C4 planten fotorespiratie komt niet voor. Dit komt omdat ze een mechanisme hebben dat de concentratie CO . verhoogt2 op de enzymplaats. Dit vindt plaats wanneer de C4 zuur uit de mesofyl wordt afgebroken in de bundelcellen om CO . vrij te maken2. Dit resulteert in een verhoging van de intracellulaire concentratie van CO2. Dit zorgt er op zijn beurt voor dat de RuBisCo functioneert als een carboxylase die de oxygenase-activiteit minimaliseert.

Vraag 5.
Stel dat er planten waren die een hoge concentratie chlorofyl b hadden maar geen chlorofyl a hadden, zou het dan fotosynthese uitvoeren? Waarom hebben planten dan chlorofyl b en andere hulppigmenten?
Antwoord geven:
Nee, fotosynthese vindt plaats in planten met een hoge concentratie chlorofyl 'b' maar mist chlorofyl 'a' omdat chlorofyl 'a'-molecuul een reactiecentrum vormt in zowel fotosystemen I als II, dat lichtenergie omzet in elektrische energie en de elektronen opwindt voor fotolyse van water.

Maximale fotosynthese vindt plaats bij de golflengten die worden geabsorbeerd door chlorofyl 'a'-molecuul, d.w.z. blauwe en rode gebieden.

Hoewel chlorofyl a het belangrijkste pigment is dat verantwoordelijk is voor het vangen van licht, absorberen andere thylakoïde pigmenten zoals chlorofyl b, xanthofylen en carotenoïden, die accessoire pigmenten worden genoemd, ook licht en brengen de energie over naar chlorofyl a.

Ze zorgen er niet alleen voor dat een groter bereik van golflengten van binnenkomend licht kan worden gebruikt voor fotosynthese, maar beschermen ook chlorofyl tegen foto-oxidatie.

Vraag 6.
Waarom blijft de kleur van een blad in het donker vaak geel of bleekgroen? Welk pigment is volgens jou stabieler?
Antwoord geven:
We kunnen een antwoord op deze vragen zoeken door te proberen de bladpigmenten van een groene plant te scheiden door middel van papierchromatografie. Chromatografische scheiding van de bladpigmenten laat zien dat de kleur die we in bladeren kunnen zien niet te wijten is aan een enkel pigment maar aan vier pigmenten: Chlorofyl (a) (helder of blauwgroen in het chromatogram), Chlorofyl (b) (geel -groen), xanthofylen (geel) en carotenoïden (geel tot geeloranje). Chlorofyl (a) is het belangrijkste pigment dat wordt geassocieerd met fotosynthese.

Vraag 7.
Bekijk bladeren van dezelfde plant aan de schaduwzijde en vergelijk deze met de bladeren aan de zonzijde. Of vergelijk de potplanten die in het zonlicht staan ​​met die in de schaduw. Welke van hen heeft bladeren die donkerder groen zijn? Waarom?
Antwoord geven:
In zonnige planten is de kleur van de bladeren donkerder groen omdat in zonnige planten fotosynthese plaatsvindt, terwijl in schaduwrijke planten de fotosynthesesnelheid laag is.

Vraag 8.
De figuur toont het effect van licht op de fotosynthesesnelheid. Beantwoord op basis van de grafiek de volgende vragen:

(a) Op welk(e) punt(en) (A, B of C) in de curve is licht een beperkende factor?
Antwoord geven:
Punten B-C van de curve, de snelheid nam niet toe met een toename van de concentratie, omdat onder deze omstandigheden het licht een beperkende factor wordt.

(b) Wat zouden de beperkende factor(en) in regio A kunnen zijn?
Antwoord geven:
De snelheid van fotosynthese vertoont een evenredige toename tot een bepaalde CO2 concentratie (in gebied A van de curve), waarboven de snelheid weer constant wordt en geen toename vertoont door toenemende CO2 concentratie.

(c) Wat stellen C en D voor op de curve?
Antwoord geven:
Als de lichtintensiteit wordt verdubbeld, d.w.z. de planten worden blootgesteld aan 2 eenheden licht, CO2 concentratie wordt weer een beperkende factor voorbij deze concentratie (punten C en D vertegenwoordigen op de curve.

Vraag 9.
Geef een vergelijking tussen het volgende:

  1. C3 en C4 paden
  2. Cyclische en niet-cyclische fotofosforylering
  3. Anatomie van blad in C3 en C4 planten.

Antwoord geven:
(1) Verschil tussen C3 en C4 paden:

  1. De primaire acceptor van CO2 is RUBP, een verbinding met 5 koolstoffen
  2. Het eerste stabiele product is een 3-PGA a 3 koolstofverbinding.
  3. Het werkt onder een lage concentratie CO2 in mesofylcellen.
  4. CO2 eenmaal vast wordt niet terug vrijgegeven.
  5. Er is een netto grijns van één molecuul glucose met een verbruik van 6 CO2, moleculen.
  6. Fixatie van één molecuul CO2 heeft 3ATP en 2NADPH nodig2, moleculen. dus C3, route vereist 18 ATP voor de synthese van één glucosemolecuul.
  7. C3 cyclus is actief in alle categorieën van installaties.
  8. Tarief van CO2 fixatie in slow
  9. De optimale temperatuur voor de werking van de Calvincyclus is 10-25°C.

C4 Pathway of Hatch & Slack:

  1. De primaire acceptor van CO2 is een PEP, een verbinding met 3 koolstoffen
  2. Het eerste stabiele product is oxaalazijnzuur, een 4-koolstofverbinding.
  3. Het kan werken onder een zeer lage CP2, concentratie in mesofylcellen.
  4. CO2 eenmaal gefixeerd wordt het terug vrijgegeven in bundelomhulselcellen die uiteindelijk worden gefixeerd en verminderd door de Calvin-cyclus.
  5. Er is geen nettowinst. Het gaat eerder om extra consumptie van 12 ATP-moleculen per gesynthetiseerd glucosemolecuul.
  6. Fixatie van één molecuul CO2 heeft 2ATP-moleculen nodig naast de moleculen die nodig zijn in de C3 fiets. de C4 route vereist 30 ATP voor de synthese van één glucosemolecuul.
  7. C4 cyclus werkt alleen in C4 planten.
  8. De snelheid van CO2, fixatie is sneller.
  9. De optimale temperatuur voor de werking van C4, de cyclus is 30-45° C

(2) Verschillen tussen cyclische en niet-cyclische fotofosforylering:

  1. Het wordt onafhankelijk uitgevoerd door fotosysteem I in stromale of thylakoïden.
  2. Hierbij is een externe elektronenbron niet nodig omdat dezelfde elektronen worden gerecycled.
  3. Het is niet verbonden met de fotolyse van water en er wordt dus geen zuurstof ontwikkeld.
  4. Hierbij wordt een elektron dat door het opwindende fotocentrum P700 wordt uitgestoten, ernaar teruggestuurd nadat het door een reeks elektronendragers in een ETS is gegaan, vandaar dat het cyclische fotofosforylering wordt genoemd.
  5. Het wordt geactiveerd door licht met een golflengte van 700 nm.
  6. Het genereert alleen ATP. Er is geen vorming van NADPH,
  7. Chlorofyl ontvangt geen elektronen uit water.
  8. Het werkt onder de lage lichtintensiteit, anaërobe omstandigheden of wanneer CO2, beschikbaarheid is slecht.
  9. Het systeem neemt niet deel aan fotosynthese, behalve bij bepaalde bacteriën.
  1. Het wordt gezamenlijk uitgevoerd door zowel PSI- als PSII-fotosystemen in de grana-thylakoïden.
  2. Dit proces vereiste een externe elektronendonor.
  3. Het is verbonden met de fotolyse van water en dus wordt er zuurstof in ontwikkeld.
  4. Hierin wordt een elektron uitgestoten door het opwindende fotocentrum P680 wordt er niet naar teruggestuurd na het passeren van een reeks elektronendragers, maar bereikt NADP en wordt daarom niet-cyclische fotofosforylering genoemd. In dit water is de ultieme bron van elektronen en NADP+ is de uiteindelijke acceptor.
  5. Hierbij absorberen de fotocentra zowel het licht van 680 nm als een golflengte van 700 nm.
  6. Het produceert zowel ATP als NADPH2
  7. De ultieme bron van elektronen is de fotolyse van water.
  8. Het werkt onder optimale licht, aerobe omstandigheden en in aanwezigheid van CO2
  9. Dit systeem is verbonden met CO2 fixatie en is dominant in groene planten.

(3) Verschillen tussen de anatomie van blad in C3 en C4 planten:

C3, leale anatomie:
De snelheid van fotosynthese wordt beïnvloed door de bladanatomie, aangezien het een grote invloed heeft op de beschikbaarheid van zonlicht, de diffusiesnelheid van CO2, in de mesofylcellen, en de translocatie van eindproducten van fotosynthese. De belangrijke anatomische kenmerken die de snelheid van fotosynthese beïnvloeden, zijn de dikte van de cuticula, het aantal en de verdeling van huidmondjes, de mate van opening van huidmondjes, de grootte en het aantal chloroplasten, de grootte en verdeling van intercellulaire ruimten en het aantal en de verdeling van vaatstrengen.

C4 Kranz-anatomie:
In sommige tropische grassen zijn de cellen van de bundelschede rond de vaatstreng in de bladeren groot groen en tonvormig. Ze zijn omgeven door een of meer concentrische lagen mesofylcellen. De mesofyl- en bundelschedecellen zijn verbonden door plasmodesmata. De chloroplasten in de bundelschedecellen zijn groot maar hebben geen goed gedefinieerde grana.

1e PUC Biologie Fotosynthese in hogere planten Aanvullende vragen en antwoorden

1e PUC Biologie Fotosynthese in Hogere Planten Eén Mark Vragen

Vraag 1.
Wat is de naam van de groene plastide?
Antwoord geven:
Chloroplast (okt. 83)

Vraag 2.
Waar komt de zuurstof die vrijkomt bij fotosynthese vandaan? (okt. 90)
Antwoord geven:
Water

Vraag 3.
Welke is de belangrijkste beperkende factor bij fotosynthese?
Antwoord geven:
Kooldioxide.

Vraag 4.
Wie heeft de wet van beperkende factoren voorgesteld?
Antwoord geven:
FF Blackman (april 1991,1999)

Vraag 5.
Bij welke reactie van fotosynthese komt zuurstof vrij? (oktober 1994)
Antwoord geven:
Fotolyse van water

Vraag 6.
Noem de twee manieren waarop Ca++ betrokken is bij de celdeling in planten. Waar bevinden de fotosynthetische pigmenten zich in een chloroplast?
Antwoord geven:
In het thylakoïde membraan.

Vraag 7.
Wat zijn Quantasomen? (april 1997)
Antwoord geven:
Quantasomes is een functionele eenheid (fotosynthetische eenheden) gemaakt van een groep pigmentmoleculen die nodig zijn voor het uitvoeren van een fotochemische reactie.

Vraag 8.
Definieer fotofosforylering. (oktober 1997, april 2000)
Antwoord geven:
De synthese van ATP in aanwezigheid van licht wordt fotofosforylering genoemd.

Vraag 9.
Wat is een C3 plant? (MQP)
Antwoord geven:
een C3 plant is er een waarin de eerste stabiele verbinding die tijdens de donkere reactie wordt verkregen, een verbinding met drie koolstofatomen is.

Vraag 10.
Definieer fotolyse van water. (oktober 1998, 2000, MQP)
Antwoord geven:
Fotolyse van foto-ionisatie is de splitsing van water in protonen, elektronen en zuurstof in aanwezigheid van licht.

Vraag 11.
Wat bewijst het bontbladige experiment van fotosynthese?
Antwoord geven:
Het bewijst dat chlorofyl nodig is voor fotosynthese.

Vraag 12.
Noem het eerste stabiele product van de Calvincyclus. (oktober 2003, juli 2007, 2009)
Antwoord geven:
PGA '8211 Fosfoglycerinezuur.

Vraag 13.
Wat is de CAM-route?
Antwoord geven:
De fixatie van CO2 verkregen uit organisch zuur zoals appelzuur in leden van de familie Crassulaceae, wordt de CAM-route genoemd.

Vraag 14.
Wat zijn C4 planten?
Antwoord geven:
De planten produceren 4 – koolstofverbindingen aangezien de eerste stabiele stoffen tijdens de donkere reactie C . worden genoemd4 planten.

Vraag 15.
Vouw NADP uit. (april 2004)
Antwoord geven:
Nicotinamide Adenine Dinucleotide Fosfaat.

Vraag 16.
CAM-planten sluiten hun huidmondjes overdag. Geef een reden. (april 2007)
Antwoord geven:
Deze planten zijn voornamelijk xerofyten die hun huidmondjes 's nachts openen als de temperaturen laag zijn en huidmondjes sluiten overdag wanneer de temperaturen hoog zijn als een mechanisme om water te besparen.

Vraag 17.
Wie heeft de C . ontdekt4 fiets?
Antwoord geven:
Hatch en Slack.

Vraag 18.
Geef reden: (maart 2008)
Zeer hoge temperatuur verlaagt de snelheid van fotosynthese.
Antwoord geven:
Chlorofyl ondergaat foto-oxidatie/solarisatie bij hoge temperatuur, waardoor de fotosynthese wordt verminderd.

Vraag 19.
Geef reden: (juli 2008, april 2009)
Carotenoïde en Xanthophyli worden accessoire fotosynthetische pigmenten genoemd.
Antwoord geven:
Carotenoïde en xanthophyli brengen het geabsorbeerde licht over naar chlorofyl '8216a1, vandaar de naam accessoire pigmenten. Ze kunnen zelf geen elektronen afgeven en hebben chlorofyl nodig.

1e PUC Biologie Fotosynthese in hogere planten Twee punten vragen

Vraag 1.
Schrijf twee verschillen op tussen licht- en donkerreacties van fotosynthese. (maart 1988)
Antwoord geven:
(i) Lichte reactie – (a) Donkere reactie

  • Vindt plaats in aanwezigheid van licht.
    (a) Onafhankelijk van licht.
  • Voornamelijk fotolyse en ATP-synthese met O4 evolutie.
    (b) Voornamelijk bezig met koolstoffixatie.

Vraag 2.
Waarom lijkt chlorofyl rood in gereflecteerd licht en groen in doorvallend licht? Leg de betekenis van deze verschijnselen in termen van fotosynthese uit.
Antwoord geven:
In gereflecteerd licht lijkt het chlorofyl rood vanwege fluorescentie. Het licht dat door chlorofylmoleculen wordt geabsorbeerd, verliest zijn energie en straalt licht uit met golflengten die overeenkomen met de rode kleur. In doorvallend licht lijkt chlorofyl groen omdat het alleen licht absorbeert waarvan de golflengte overeenkomt met de groene kleur.

Vraag 3.
Noem de stadia van de lichtreactie. (MQP)
Antwoord geven:
De stadia van lichtreactie zijn:

  • Foto-excitatie van chlorofyl
  • Fotolyse van water
  • Fotofosforylering
  • Vermindering van NADP

Vraag 4.
Hoe beïnvloedt temperatuur de biosynthetische fase van fotosynthese?
Antwoord geven:
Invloeden van temperatuur op de biosynthetische fase van fotosynthese:

  • Bij hogere temperatuur worden enzymen inactief omdat het gedenatureerd wordt.
  • Bij lage temperaturen wordt ook het enzym inactief.
  • (Affiniteit van de enzymen voor C02 neemt af met toenemende temperatuur.

Vraag 5.
Noem twee verschillen tussen Photosystem I en Photosystem II. (oktober 1999)
Antwoord geven:
(i) Fotosysteem I – (a) Fotosysteem II

  1. Het reactiecentrum is P 700 en absorbeert efficiënt rood licht van 700 nm.
    (a) Reactiecentrum is P680 en absorbeert licht van 680 nm efficiënt.
  2. Gelegen op de niet-gestapelde stroma thylakoïden en regio's van grana tegenover het stroma.
    (b) Meestal gelegen op de gestapelde membranen van de thylakoïden

Vraag 6.
Definieer Blackman's wet van beperkende factoren. (april 2000, oktober 2002)
Antwoord geven:
Wanneer een proces wordt bepaald door een aantal afzonderlijke factoren, wordt de snelheid van het proces beperkt door het tempo van de langzaamste factor.

Vraag 7.
Waarom verwachten wetenschappers snellere groei en meer opbrengst door C3 planten, als de atmosferische CO2 neemt toe?
Antwoord geven:
Als de CO .-concentratie2 in de atmosfeer neemt toe, de snelheid van fotosynthese door C3 planten zullen toenemen om de volgende twee redenen.
(een) Hoge beschikbaarheid van substraat (CO2) voor carboxylatie.
(B) Fotorespiratie wordt verminderd door meer beschikbaarheid van CO2 aangezien het enzym alleen als carboxylase zal functioneren.

Vraag 8.
Noem twee verschillen tussen fotofosforylering en oxidatieve fosforylering. (april 2003)
Antwoord geven:

  1. Fotofosforylering vindt plaats in aanwezigheid van licht, terwijl oxidatieve fosforylering plaatsvindt in aanwezigheid van zuurstof.
  2. Fotofosforylering vindt plaats in de chloroplast tijdens fotosynthese, terwijl oxidatief optreedt in de mitochondriën tijdens ademhaling.

Vraag 9.
Vouw PEP uit. Waar wordt het geproduceerd in C4 planten? Wat is zijn rol in het biosyntheseproces?
Antwoord geven:
PEP – fosfoenolpyruvaat. Het wordt geproduceerd in de mesofylcellen van de bladeren van C4 planten. Het is de primaire acceptor van kooldioxide en wordt omgezet in oxaalazijnzuur (OAA). Zo helpt het bij de koolstoffixatie in deze planten. Door deze route neemt de kooldioxideconcentratie in de bundelomhulling toe en wordt voorkomen dat fotorespiratie optreedt.

Vraag 10.
Teken een netjes gelabeld diagram van de ultrastructuur van T.S. van de chloroplast. (maart 2008)
Antwoord geven:


Chloroplast zijn lensvormige celorganellen die zich in de mesofylcellen bevinden. De chloroplast wordt begrensd door een dubbel membraan gescheiden door de intermembraanruimte. Het centrum omsluit een homogene gelachtige vloeistof die stoma of matrix wordt genoemd. Het heeft 50% van de chloroplast-eiwitten, ribosomen, DNA en enzymen van donkere reactie.

De matrix heeft een systeem van lamellen gedifferentieerd als grana lamellen gemaakt van afgeplatte zakjes genaamd thylakoïden gerangschikt als een stapel munten. Het thylakoïde membraan heeft een buitenste stromale oppervlak en een binnenste luminale oppervlak in contact met het thylakoïde lumen. Sommige lamellen zijn niet gestapeld en verbinden de grana die stroma-lamellen of inter grana-lamellen worden genoemd. De grana-lamellen vormen de plaats voor lichte reactie en stroma van de plaats voor een donkere reactie.

1e PUC Biologie Fotosynthese in Hogere Planten Vijf Mark Vragen

Vraag 1.
Definieer fotosynthese en leg de lichtreactie van fotosynthese uit.
(april 1983, 1987, 1993, 1995, 1997, 1999, 2006, oktober 1985, 1991, 1992, M.Q.P.)
Antwoord geven:
Fotosynthese wordt gedefinieerd als het proces waarbij koolhydraten worden gesynthetiseerd uit CO2 en H2O door groene planten die stralingsenergie van de zon gebruiken, O2 een bijproduct zijn.

Lichtreactie: Ook wel fotochemische reactie genoemd en is lichtafhankelijk.
De lichtreactie is samen te vatten in 4 stappen

  • Foto-excitatie van chlorofyl
  • Fotolyse van water
  • Fotofosforylering
  • Fotoreductie van NADP

Foto-excitatie van chlorofyl: wanneer een chlorofylmolecuul wordt blootgesteld aan licht, absorbeert het stralingsenergie en het elektron in zijn structuur neemt energie op en wordt een hoogenergetisch elektron. De energie beweegt snel door de licht-oogstende pigmentmoleculen om het trie-reactiecentrum te bereiken.

Het zorgt ervoor dat een elektron een grote hoeveelheid energie verwerft en ontsnapt uit het reactiecentrum en het chlorofyl achterlaat met een netto positieve lading.

Fotolyse of foto-ionisatie van water:
Vroeger dacht men dat de bron van zuurstof CO . was2 maar door het werk van Van Neil, Ruben en Kamen die O 18 gebruikten, werd bewezen dat het van H . komt2O.

Water splitst zich in het mangaanbevattende zuurstofontwikkelingscomplex onder invloed van licht om protonen, elektronen, zuurstof en water te produceren. De algemene vergelijking wordt weergegeven als

Theoretisch zijn 8 quanta licht nodig om één molecuul zuurstof uit water te produceren.

Fotofosforylering: het is het proces waarbij ATP wordt gesynthetiseerd in aanwezigheid van licht. Het werd voor het eerst ontdekt door Arnon. Het proces wordt verder gedifferentieerd in cyclisch en niet-cyclisch, afhankelijk van het pad dat door het elektron wordt genomen. In cyclisch is het afgelegde pad cyclisch en in niet-cyclisch is het afgelegde pad niet-cyclisch.

Niet-cyclische fotofosforylering:
Niet-cyclische fotofosforylering wordt geïnitieerd door de absorptie van een foton van licht door PS 11 waarvan het reactiecentrum P680 is en resulteert in de uitwerping van een elektron dat een gat creëert. Het uitgeworpen elektron wordt gevangen door feofytine, gaat naar plastochinon (PQ) en neemt dan een bergafwaarts pad langs elektronendragers cyt b6 cyt f en plastocyanine en bereikt PSI met reactiecentrum P700.

Absorptie van licht door PSI zorgt er nu voor dat de uitwerping van het elektron dat vrijkomt uit PSII, dat wordt gevangen door FRS, naar Ferredoxine gaat en met behulp van de protonen die vrijkomen door fotolyse wordt NADP gereduceerd tot NADPH2.

Het gat dat in PSII is ontstaan ​​​​door verlies van het elektron wordt opgevuld door elektronen die tijdens fotolyse worden geproduceerd. Fotolyse wordt geholpen door het Mn-bevattende zuurstof ontwikkelende complex. Het pad van elektronen is van water naar PSII, PSII naar PSI en PSI naar NADP op een zigzagmanier die een pad wordt genoemd.

Bij niet-cyclische fotofosforylering komt het uitgestoten elektron niet terug naar PSII, vandaar dat het pad niet-cyclisch is, ATP wordt gesynthetiseerd tussen cyt b6 en cyt f, vindt fotolyse plaats en fotoreductie van NADP tot NADPH2 vindt plaats. (juli 2006)

Cyclische fotofosforylering:
Cyclische fotofosforylering vindt plaats wanneer extra ATP-moleculen nodig zijn en is een aanvullend proces. Alleen PSI met reactiecentrum P700 is geactiveerd. Het uitgestoten elektron van PSI wordt opgevangen door Ferredoxine en teruggefietst door een reeks elektronendragers cyt b6, cyt f en plastocyanine. Tijdens de afdaling

Een schematisch diagram van de niet-cyclische fotofosforylering en niet-cyclische ETS. Afkortingen: Ph = Pheophytin, Q = Quinon, PQ = Plastoquinon, PQH2 = Plastohydrochinon, cytb6 = Cytochroom b6, cytb6= Cytochroom f, PC = Plastocyanine, A1, A2, A3 = elektronenacceptoren van PSI, Fd.= Ferridoxine, NADP = Nicotinamide-adenine-dinucleotidefosfaat.

ney van de elektronenvrije energie wordt gebruikt voor ATP-synthese op 2 plaatsen, d.w.z. tussen ferredoxine en cyt b6 en cyt b6 en cyt f. Het proces vereist geen fotolyse van water en NADPH2 vorming.

Fotoreductie van NADP:
Dit vindt plaats tijdens niet-cyclische fotoofosforylering en NADPH2 is een uitstekend reductiemiddel. ATP en NADPH2 worden de assimilerende krachten genoemd die tijdens de duistere reactie worden gebruikt.

Vraag 2.
Teken gelabelde diagrammen en beschrijf de structuur en functies van de chloroplast.
(april 1983, oktober 2001, april 2004, 2006, maart 2011)
Antwoord geven:

De chloroplast is lensvormige celorganellen die zich in de mesofylcellen bevinden. De chloroplast wordt begrensd door een dubbel membraan gescheiden door de intermembraanruimte. Het centrum omsluit een homogene gelachtige vloeistof die stoma of matrix wordt genoemd. Het heeft 50% van de chloroplast-eiwitten, ribosomen, DNA en enzymen van donkere reactie.

De matrix heeft een systeem van lamellen gedifferentieerd als grana lamellen gemaakt van afgeplatte zakjes genaamd thylakoïden gerangschikt als een stapel munten. Het thylakoïde membraan heeft een buitenste stromale oppervlak en een binnenste luminale oppervlak in contact met het thylakoïde lumen. Sommige van de lamellen zijn niet gestapeld en verbinden de grana genaamd stroma lamellae of inter grana lamellae. De grana-lamellen vormen de plaats voor lichte reactie en stroma van de plaats voor een donkere reactie.

Vraag 3.
Leg de Calvin-cyclus van fotosynthese uit.
OF
Beschrijf de essentiële stappen van de donkerreactie van fotosynthese. (84, 94, 96, 98, 03 april, 84, 90, 2001 oktober)
OF
Geef de schematische weergave van de Calvincyclus. (maart 2009, 2010)
Schrijf de schematische weergave van de C3-weg. (juli 2011)
Antwoord geven:
Calvincyclus of donkerreactie of C3 cyclus of thermochemische reactie vormt de tweede stap van fotosynthese die onafhankelijk van licht plaatsvindt. De stappen die hier betrokken zijn bestudeerd door Calvin met behulp van C14.

Donkere reactie omvat voornamelijk de fixatie van koolstof om het koolhydraat te produceren. Dit gebeurt in het stroma en maakt gebruik van de assimilerende krachten die tijdens de lichtreactie worden geproduceerd.
De betrokken stappen kunnen als volgt worden samengevat.

  1. Eerste fosforylering: De uitgangsverbinding RuMP (Ribulose Mono Fosfaat) wordt omgezet in RuBP (Ribulose bifosfaat) met behulp van 6 moleculen ATP uit de lichtreactie. 6 moleculen RuBP worden verkregen uit 6 moleculen RuMP.
  2. Koolstoffixatie door RUBP: De CO2 wordt geaccepteerd door RuBP de primaire acceptor om 12 moleculen PGA (fosfoglyceraat) een 3-koolstofverbinding te geven. De 6-koolstofverbinding is zeer onstabiel en dissocieert om de 3-koolstofverbinding te vormen.
  3. Tweede fosforylering: de 12 moleculen van PGA gebruiken 12 ATP-moleculen om 12 Di PGA op te leveren. Het gebruikte ATP wordt geproduceerd tijdens de lichtreactie.
  4. Reductie: 12 Di PGA combineren met NADPH2 van de lichtreactie en worden gereduceerd tot 12 PGAL (fosfoglyceraldehyde) a-3-koolstofverbinding. De andere producten zijn 12iP, 12NADP en H2O.

Van de 12 PGAL-moleculen worden er slechts 2 naar het cytoplasma getransporteerd en gebruikt voor de vorming van een suikermolecuul (hexose) en de resterende twee moleculen worden gebruikt om RuBP te regenereren.

Synthese van suiker omvat condensatie van 2PGAL om fructose 1-6-difosfaat te geven dat door defosforylering fructose 6-fosfaat vormt en door isomerisatie glucose vormt en uiteindelijk wordt opgeslagen als sucrose.

Regeneratie van RuBP omvat de vorming van tussenproducten zoals erythrosemonofosfaat, xylulosemonofosfaat, sedoheptulosemonofosfaat, ribosemonofosfaat en tenslotte Ribulosemonofosfaat-RuMP dat RuBP geeft.

De algemene vergelijking van donkere reactie is

Vraag 4.
Geef het belang van C4 planten.
Antwoord geven:
Het belang van C4 planten zijn:

  1. C4 planten hebben weinig fotorespiratie.
  2. C4 planten zijn efficiënter in het opnemen van CO2 zelfs wanneer het in een lage concentratie wordt aangetroffen vanwege de hoge affiniteit van fosfoenolpyruvaat (d.w.z. PEP).
  3. De concentrische opstelling van mesofylcellen produceert een kleiner oppervlak in verhouding tot het volume voor een betere benutting van het beschikbare water en het verminderen van de intensiteit van de zonnestraling.
  4. Ze zijn aangepast aan hoge temperaturen en intense straling.
  5. Het voorkomt fotorespiratie.

Vraag 5.
Verklaar schematisch niet-cyclische fotofosforylering. (april 2002,2007)
Antwoord geven:
Niet-cyclische fotofosforylering is de ATP-synthese in aanwezigheid van licht volgens een niet-cyclische route. Het vereist zowel PSI- als PSII+-werk achter elkaar en is verbonden door elektronendragers van het elektronentransportsysteem. Het pad van elektronen is van H2O naar PSII, PSII naar PSI en PSI naar NADP.

Wanneer een foton van licht wordt geabsorbeerd door PSII, wordt zijn elektron gestimuleerd tot een hoog energieniveau P680* en overgebracht naar feofytine, dat fungeert als de primaire elektronenacceptor. Het elektron wordt vervolgens overgebracht naar chinon op het stromale oppervlak van het thylakoïde membraan dat door het accepteren van een tweede elektron en 2H+ van stroma H vormt2. De H2 dissocieert door 2e – aan de luminale kant vrij te geven aan cyt b-complex en 2H+ aan het lumen om toe te voegen aan de protonenpool. Elektronen die vrijkomen door het cyt b/f-complex gaan naar de pc die door het lumen diffundeert naar P700 van PSI.

De PSI is nu geactiveerd en het elektron van PSII wordt opgevoerd tot P700* en wordt langs A . geleid0, EEN1, Fx, Fab en wordt overgebracht naar Fd op het stromale oppervlak en wordt verminderd. Gereduceerd ferredoxine draagt ​​zijn elektronen over aan NADP+ dat 2e- en H+ van stroma absorbeert om NADPH en 1. uitstekend reductiemiddel te produceren door fotoreductie. De elektronenspleet gevormd in P680* wordt opgevuld door elektronen geproduceerd door fotolyse via OEC. De elektronenstroom is niet-cyclisch, H2 wordt gebruikt om NADPH te produceren, ATP wordt gevormd uit ADP, O2 van H2O, en water.

Een schematisch diagram van de niet-cyclische fotofosforylering en niet-cyclische ETS. Afkortingen : Ph = Feofytine, Q = Chinon, PQ = Plastoquinon, PQH2 = Plastohydrochinon, cytb6 = Cytochroom b6, cyt f = Cytochroom f, PC = Plastocyanine, A1, A2, A3 = elektronenacceptoren van PSI, Fd = Ferridoxine, NADP = Nicotinamide-adenine-dinucleotidefosfaat.

Vraag 6.
Leg foto-excitatie en fotolyse uit.
Antwoord geven:
De absorptie van lichtenergie en het uitwerpen van elektronen door het chlorofyl wordt foto-excitatie genoemd. De chlorofyl- en hulppigmenten van LHC van zowel PSI als PSII absorberen stralingsenergie in de vorm van fotonen en dragen hun geabsorbeerde energie over naar het reactiecentrum. Het reactiecentrum van PSI en PSII wordt opgewonden en stoot zijn buitenste volant-elektron uit en het chlorofyl wordt geoxideerd. Het elektron dat door het chlorofyl wordt afgegeven, wordt geaccepteerd door het elektronendragermolecuul van elk fotosysteem. Dus door een elektron af te geven, wordt chlorofyl geoxideerd en wordt het elektronendragermolecuul gereduceerd. Het elektron dat ontsnapt is uit het aangeslagen chlorofyl is een hoogenergetisch elektron, waardoor het veel energie draagt.

Fotolyse van water (foto-oxidatie van H2O) Lyse van water in een proton (H + ), elektronen (e ) en moleculaire O2 in aanwezigheid van licht wordt fotolyse van water genoemd. Water door elektronen te doneren wordt geoxideerd.

Wanneer licht op PSII valt, wordt het reactiecentrum (Chla680) wordt geëxciteerd door een elektron uit te werpen. Water splitst in het met Mn2+ geassocieerde Z – eiwitbevattende zuurstof ontwikkelende complex onder invloed van het licht dat fotosysteem II binnenkomt. De protonen (H + ) die vrijkomen in het thylakoïde lumen, elektronen (e – ) worden gebruikt om een ​​opening te vullen die is ontstaan ​​in P680 en moleculaire O2 is vrijgegeven.

Vraag 7.
Schrijf een opmerking over fotosynthetische pigmenten.
Antwoord geven:
De pigmenten die ze tijdens de fotosynthese licht absorberen, worden fotosynthetische pigmenten genoemd. Zij zijn,
(1) Chlorofyl: Chlorofylpigmenten zijn van verschillende typen. Chlorofyl a, b, c, d, e, bacteriochlorofyl etc.

Chlorofyl:
Het is het primaire fotosynthetische pigment. De chemische formule van chlorofyl is C55H72O5N4mgr. Het bevat een methylgroep (CH3). Chlorofyl wordt primair fotosynthetisch pigment genoemd omdat het niet alleen licht absorbeert, maar ook geabsorbeerde lichtenergie omzet in chemische energie. Chi absorbeert rood licht en blauw licht.

(2) Accessoirepigmenten: de pigmenten absorberen bepaalde golflengten van licht en geven die geabsorbeerde energie door aan chi a (primair fotosynthetisch pigment). Ze zetten geabsorbeerde energie niet om in chemische energie. De overdracht van geabsorbeerde energie naar chi a wordt resonantieoverdracht genoemd. Chlorofyl b en carotenoïden zijn accessoire pigmenten.

(3) Chlorofyl: het is een accessoire pigment en de formule is C55H70O6N4mgr. Het verschilt van chi a doordat het een aldehydegroep (CHO) heeft. Het absorbeert rood licht van 644nm en blauw licht van 455nm. Het draagt ​​geabsorbeerde lichtenergie over aan chla.

(4) Carotenoïden:
Het zijn accessoire pigmenten, ze zijn van twee soorten: carotenen (oranje) en xanthofylen (geel) carotenen zijn onoplosbaar in water en oplosbaar in organische oplosmiddelen. Carotenoïden worden altijd geassocieerd met chlorofylen gevonden en in thylakoïden zijn ze aanwezig als chromoproteïnen. Carotenen absorberen blauw en groen licht en zenden rood en geel licht uit. Carotenoïden absorberen licht van het zichtbare spectrum tussen 450 -8211 500 nm. De formule van caroteen is C40H56 (Caroteen is een koolwaterstofverbinding). De formule van Xanthofyl is C40H56O2N4

Vraag 8.
Beschrijf het halfbladige experiment van Mohl. (april 2006)
Antwoord geven:
Doel: laten zien dat CO2 nodig is voor fotosynthese.
Werkwijze: Een potplant wordt 2 dagen in het donker gezet om deze volledig te onderzoeken. Aan een van zijn bladeren is een fles met wijde opening en een gespleten kurk zodanig bevestigd dat de helft van het blad in de fles zit en de andere helft buiten de fles. De fles bevat KOH-oplossing. De opstelling wordt enkele uren in de zon gezet, het blad losgemaakt en getest op zetmeel.
Resultaat: Het blad vertoont een onderste deel donkerblauw van kleur en het bovenste deel licht van kleur.

Gevolgtrekking: CO2 is een van de grondstoffen van fotosynthese. Het is nodig om koolhydraten te produceren. Het deel van het blad in de fles krijgt geen CO2 geeft dus een negatieve test op zetmeel, maar het onderste gedeelte dat buiten de fles zit krijgt CO2 geeft dus een positieve test. De vergelijking van fotosynthese is

Vraag 9.
Leg de fixatie van koolstofdioxide uit tijdens de C3 pad.
Antwoord geven:
De fotosynthetische reactie waarvoor geen licht nodig is (lichtonafhankelijk), wordt een donkere reactie genoemd. Een donkere reactie vindt plaats in het stroma-gedeelte van chloroplast, dus het wordt een stroma-reactie genoemd. Het wordt ook wel de reactie van Blackman genoemd. Donkere reactie wordt beïnvloed door temperatuur. De verschillende chemische reacties van donkerreacties zijn enzymatisch. Enzymen van stroma katalyseren deze reacties. Enzymatische reacties van donkere reacties komen voor in de vorm van een cyclus en werden in 1949 bestudeerd door Melvin Calvin, Benson en Bassham.

Dus donkere reactie wordt ook wel Calvin-cyclus of Calvin Benson-cyclus genoemd. Ze gebruikten de tracertechniek met behulp van C 14 O2 in eencellige alg Chlorella en vond een pad van CO2 in elke stap van een chemische reactie. De ATP en NADPH van de lichtreactie worden gebruikt voor de fixatie van CO2 tijdens de donkerreactie. De belangrijkste gebeurtenis van donkerreactie is de fixatie van CO2. Dus donkere reactie wordt ook wel de CO . genoemd2 fixatie cyclus.

Het eindproduct van de Calvincyclus of donkere reactie is hexosesuiker (glucose).
CO2 acceptorverbinding: CO2 diffundeert in het mesofylweefsel via huidmondjes en vervolgens in het stroma van de chloroplast. CO2 wordt eerst geaccepteerd door een 5-koolstofverbinding genaamd Ribulose 1, 5 bifosfaten (RUBP). Dus RUBP is een CO2 acceptorverbinding tijdens donkerreactie. RUBP is voor het eerst verkrijgbaar in de vorm van RUMP (Ribulose monofosfaat).

Eerste stabiele intermediaire verbinding van donkere reactie: Tijdens de donkere reactie is de eerste stabiele tussenverbinding die wordt gevormd fosforzuur en het is een verbinding met 3 '8211 koolstof. Dus donkere reactie bestudeerd door Calvijn (Calvin-cyclus) wordt C . genoemd3 fiets. De planten die 3 koolstofverbindingen (fosfoglycerinezuur -8211 PGA) produceren als hun eerste stabiele product, worden C genoemd3 planten.

De verschillende stappen van de C3 cyclus zijn:
(1) Fosforylering: 6 moleculen RUMP (Ribulose monofosfaat) reageren met 6 moleculen ATP en produceren 6 moleculen RUBP (Ribulose 1,5 bifosfaat), een CO2 acceptor verbinding.

(2) Carboxylatlon: zes moleculen CO2 reageren met 6 moleculen RUBP in aanwezigheid van een enzym RUBP carboxylase oxygenase of "Rubisco". RUBP wordt omgezet in 12 moleculen instabiele 6 koolstofverbindingen.

(3) Splitsing (splitsing): 12 mol van 6 onstabiele koolstofverbindingen wordt gesplitst in 12 moleculen van 3 koolstofverbindingen die fosfoglycerinezuur (PGA) worden genoemd. Omdat PGA (fosfoglycerinezuur) een verbinding met 3 koolstofatomen is en het het eerste stabiele tussenproduct van de Calvin-cyclus is. Dus het is de C3 fiets.

(4) Fosforylering: 12 moleculen PGA worden gefosforyleerd in aanwezigheid van 12 ATP-moleculen tot 12 moleculen 1,3 ‘ difosfogly cerinezuur (12diPGA)

(5) Reductie: 12 moleculen 1,3 difosfoglycerinezuur worden gereduceerd tot 12 moleculen van 3''fosfoglyceraldehyde (PG AL) door 12 moleculen NADPH, geproduceerd in de lichtreactie.
12 mol, 1,3-di PGA+ 12 NADPH

(6) Gebruik van PGALD voor de synthese van suiker en de regeneratie van RUMP.
(A) Van de 12 PGAL zijn 5 PGAL geïsomeriseerd tot 5 moleculen dihydroxyacetonfosfaat (DHAP).

(B) 3 PGAL ondergaan condensatie met 3 DHAP om 3 moleculen van 6 koolstofverbindingen 3 Fructose 1,6 difosfaat (3 F.1,6 difosfaat) te vormen

Vraag 2.
Leg de structuur van ATP uit en schrijf drie soorten ATP-synthese op.
Antwoord geven:

Adenosinetrifosfaat heeft drie componenten:
(a) Adenine (een stikstofbase)
(b) ribose suiker c) drie anorganische fosfaat.
Adenine + ribose → Adenosine
Adenosine + 3 Pi → Adenosine + trifosfaat
ATP kan worden geschreven als A – (P)

(P).
Het eerste fosfaat dat door een esterbinding aan ribose is gebonden. De twee-terminale bindingen zijn energierijk en de eerste binding is energiearm. De energierijke fosfaatbindingen worden weergegeven door een gekrulde lijn (

) en de energiearme binding door een rechte lijn (-).
ATP wordt gesynthetiseerd door toevoeging van anorganisch fosfaat aan ADP. Dit proces wordt fosforylering genoemd.
n ADP + n Pi → n ATP.
Er zijn drie verschillende soorten fosforyleringen.


Korte opmerkingen over stomatale opening en sluiting

Het openen en sluiten van huidmondjes vindt plaats als gevolg van turgorveranderingen in wachtcellen. Opgeloste stoffen worden opgenomen door de wachtcellen van de naburige epidernale en mesofylcellen, zodat zowel het osmotische potentieel als het waterpotentieel van de wachtcellen wordt verlaagd.

Deze creëren een waterpotentiaalgradiënt tussen de bewakingscellen en de aangrenzende cellen en zorgen ervoor dat het water in de bewakingscellen stroomt. De wachtcellen worden gezwollen en zwellen in omvang, wat resulteert in stomatale opening.

l. Met een afname van opgeloste wachtcellen, stroomt water uit de wachtcellen, waardoor ze slap worden om huidmondjes te sluiten.

ii. Levitt (1974) stelde de actieve kaliumtheorie voor. Hij constateerde dat de opname van protonen (H*) door wachtcellen, chloroplasten, plaatsvindt met behulp van ATP. Dit leidt tot een verhoging van de pH-waarde in wachtcellen. Stijging van de pH zet zetmeel om in organisch zuur (zoals appelzuur).

Appelzuur dissocieert verder om H+ en malaatanion te vormen.

iii. De opname van K + ion wordt gecompenseerd door een van de volgende: opname van CI'8221, transport van H ion uit organisch zuur of door negatieve veranderingen van organisch zuur wanneer ze H + ionen verliezen. Al deze factoren leiden dus tot het openen van huidmondjes.

NS. De sluiting van huidmondjes is het gevolg van uitscheiding van K+ uit wachtcellen die epidermale en secundaire cellen omringen.

Factoren die de stomabeweging beïnvloeden

Huidmondjes openen in aanwezigheid van licht en sluiten in duisternis. De lichtintensiteit die nodig is om de huidmondjes te openen is erg laag, vergeleken met de intensiteit die nodig is voor fotosynthese. Bij CAM-planten (Crassulacean Acid Metabolism) gaan huidmondjes in het donker open en blijven ze overdag gesloten. Zelfs maanlicht is bij sommige plantensoorten voldoende om de huidmondjes open te houden.

2. Temperatuur:

Stijging in temperatuur leidt tot stomatale opening, terwijl temperatuurdaling sluiting veroorzaakt. Bij 38°-40°C gaan huidmondjes zelfs in het donker open. Bij sommige plantensoorten blijven huidmondjes zelfs bij continu licht bij 0°C gesloten.

3. Kooldioxide:

Lage CO2 concentratie leidt tot stomatale opening en vice versa. In gesloten huidmondjes, externe CO2 concentratie heeft geen effect.

4. Zuurstof:

Essentieel voor stomatale opening.

5. Beschikbaarheid van water:

Waterstress (minder water beschikbaar voor planten en hoge transpiratiesnelheid) planten induceren stomatale sluiting, als gevolg van de vorming van ABA en verlaging van het waterpotentieel in epidermale cellen.

6. Potassium:

Toestroom van K+ veroorzaakt het openen van huidmondjes, terwijl efflux van K+ uit wachtcellen sluiting van huidmondjes veroorzaakt.

7. Mechanische schok:

8. hormonen:

Abscisinezuur zorgt voor sluiting van huidmondjes. Cytokinines zijn nodig om de huidmondjes open te houden.

Het verlies van water in de vorm van vloeistof wordt guttatie genoemd. Het komt meestal voor vanaf de toppen en randen van bladeren tijdens de nacht of vroege ochtend wanneer er een hoge luchtvochtigheid is, zoals tijdens natte seizoenen.

l. Hydathoden of waterporiën zijn speciale poriën op de bladeren in het gebied van guttatie die permanent open poriën zijn omdat hun wachtcellen onbeweeglijk zijn.

ii. Gestript water bevat minieme hoeveelheden van zowel anorganische als organische stoffen.


Factoren die de transpiratie beïnvloeden: 10 factoren

De volgende punten benadrukken de tien belangrijke factoren die transpiratie beïnvloeden. De factoren zijn: 1. Relatieve vochtigheid 2. Atmosferische temperatuur 3. Licht 4. Luchtbewegingen 5. Atmosferische druk 6. Beschikbaarheid van water 7. Bladoppervlak 8. Bladstructuur 9. Wortel/scheutverhouding 10. Slijmstoffen en opgeloste stoffen.

Factor # 1. Relatieve vochtigheid:

Relatieve vochtigheid is het percentage waterdamp dat op een bepaald moment en een bepaalde temperatuur in de lucht aanwezig is in verhouding tot de hoeveelheid die aanwezig moet zijn om de lucht bij die temperatuur verzadigd te maken. De transpiratiesnelheid is omgekeerd evenredig met de relatieve vochtigheid, d.w.z. de transpiratiesnelheid is hoger wanneer de relatieve vochtigheid lager is en lager wanneer de relatieve vochtigheid hoger is.

Het is omdat het bladinterieur een bijna verzadigde lucht heeft in zijn intercellulaire ruimtes. De relatieve vochtigheid van de atmosferische lucht bepaalt het dampdrukdeficit of DPD of waterpotentiaal. Aangezien de DPD van atmosferische lucht hoger is bij een lage relatieve vochtigheid, zullen er meer waterdampen uit het bladinterieur diffunderen in vergelijking met een hoge RH wanneer de DPD lager is.

Factor # 2. Atmosferische temperatuur:

Een hoge temperatuur opent huidmondjes, zelfs in het donker. Naast het produceren van een verwarmingseffect, verlaagt het de relatieve vochtigheid van de lucht en verhoogt het de dampdruk in het transpirerende orgaan. Bij een stijging van de atmosferische temperatuur met 10°C verdubbelt de dampdruk in de bladeren terwijl de relatieve vochtigheid met 50% daalt. Dientengevolge neemt de transpiratiesnelheid toe.

De bladtemperatuur stijgt echter niet overeenkomstig de stijging van de atmosferische temperatuur als gevolg van het verkoelende effect van transpiratie. Zeer hoge temperaturen kunnen uitdroging en sluiting van huidmondjes veroorzaken. Een zeer lage temperatuur sluit ook de huidmondjes en vermindert zo de transpiratiesnelheid.

Factor # 3. Licht:

Bij de meeste planten openen huidmondjes zich in de aanwezigheid van licht en sluiten ze in het donker. Een sterk licht verhoogt de transpiratie verder, waarschijnlijk vanwege het verwarmende effect. Omdat de meeste transpiratie plaatsvindt via huidmondjes, is de transpiratiesnelheid bij licht vrij hoog. Het valt merkbaar in de duisternis.

Factor # 4. Luchtbewegingen (wind):

Transpiratie is lager in de stille lucht omdat waterdampen zich ophopen rond de transpirerende organen en de DPD van de lucht verminderen.

De beweging van de lucht verhoogt de transpiratiesnelheid door de verzadigde lucht rond de bladeren te verwijderen. Tot 20-30 km/u neemt de transpiratiesnelheid toe met de windsnelheid. Een windsnelheid van 40-50 km/u vermindert de transpiratie door het sluiten van de huidmondjes door mechanische werking, uitdroging en afkoeling van de transpiratieorganen.

Factor # 5. Atmosferische druk:

Lage atmosferische druk bevordert de verdamping, produceert luchtstromen en verhoogt de transpiratiesnelheid.

Factor # 6. Beschikbaarheid van water:

De snelheid van transpiratie hangt af van de opnamesnelheid van het bodemwater door de wortels. Dit wordt verder beïnvloed door een aantal bodemfactoren zoals bodemwater, bodemdeeltjes, bodemtemperatuur, bodemlucht, enz. Een afname van de wateropname door de wortel veroorzaakt gedeeltelijke uitdroging van de bladcellen, wat resulteert in sluiting van huidmondjes en verwelking.

Het is het verlies van turgiditeit van bladeren en andere zachte bovengrondse delen van een plant waardoor ze gaan hangen, vouwen en rollen. De symptomen van verwelking worden niet getoond door dikwandige weefsels. Daarom vallen ze minder op in sclerofiele planten.

Verwelking is van drie soorten:

Er zijn geen uitwendige symptomen van verwelking, maar de mesofylcellen hebben voldoende water verloren doordat de transpiratie hoger is dan de beschikbaarheid van water. Het komt in bijna alle planten gedurende een korte periode 's middags voor, zelfs als er voldoende water in de grond aanwezig is.

(ii) Tijdelijke verwelking (voorbijgaande verwelking):

Het is het tijdelijk neerhangen van bladeren en jonge scheuten als gevolg van verlies van turgiditeit tijdens de middag. Op dit moment is de transpiratiesnelheid maximaal.

De snelheid van wateropname is minder als gevolg van krimp van wortels en uitputting van water rond de wortelharen. De onderste bladeren verwelken eerder dan de bovenste. Tijdelijke verwelking wordt pas gecorrigeerd nadat de transpiratiesnelheid in de middag is afgenomen, samen met het aanvullen van water rond de wortelharen.

(iii) Permanente verwelking:

Een permanente verwelking is die toestand in het verlies van turgiditeit van bladeren wanneer ze hun turgiditeit niet herwinnen, zelfs niet wanneer ze in een verzadigde atmosfeer worden geplaatst. Het treedt op wanneer de grond niet in staat is om te voldoen aan de behoefte van planten aan transpiratie.

Water is grotendeels in onbeschikbare vorm in de bodem aanwezig (echard). Bij permanent verwelkingspercentage (PWP) of coëfficiënt (PWC) bevat de grond 10-15% water, afhankelijk van de textuur (ongeveer 10% in leemgrond). Na blijvende verwelking sterft de plant af.

Factor # 7. Bladgebied (transpirerend gebied):

Een plant met een groot bladoppervlak zal meer transpi­ratie vertonen dan een andere plant met minder bladoppervlak. De transpiratiesnelheid per eenheid bladoppervlak neemt echter af in een bladerdak vanwege de dichtheid van het blad, het schaduweffect en de afname van de luchtbeweging in het bladerdak.

Factor # 8. Bladstructuur:

(a) Dikte van de nagelriem:

Cuticulaire transpiratie neemt af met de dikte van de cu­ticula en cutinisatie van de epidermale wanden.

(b) Aantal en positie van huidmondjes:

Omdat de meeste transpiratie plaatsvindt via de huidmondjes, beïnvloedt hun aantal de transpiratiesnelheid. De meeste tweezaadlobbigen hebben huidmondjes die beperkt zijn tot het onderoppervlak, terwijl de isobilaterale eenzaadlobbige bladeren een gelijk aantal huidmondjes op beide oppervlakken hebben.

De verzonken huidmondjes zijn een hulpmiddel om de transpiratiesnelheid te verminderen door een gebied te creëren waar weinig luchtbeweging plaatsvindt.

(d) Stationaire laag en haar:

Het haar isoleert het oppervlak van het blad tegen luchtstromen en luchttemperatuur. Ze bevatten een stationaire luchtlaag (ook wel grenslaag genoemd). Hoe dikker de grens- of stationaire laag, hoe lager de transpiratiesnelheid. Dit komt omdat het blad eerst water verliest aan de stilstaande laag en van daaruit naar buiten zou reizen.

Compact mesofyl (met meer palissadeweefsel en minder intercellulaire ruimtes) vermindert de transpiratie, terwijl een losse mesofyl (met meer sponsachtig weefsel en grotere intercellulaire ruimtes) de transpiratie verhoogt.

Vorming van stekels, bladstekels, geschubde bladeren, phyllodes, phylloclades (in plaats van bladeren), zijn allemaal modificaties die worden aangetroffen in xerofyten om transpi­ration te verminderen. Bij xerofyten zijn de bladeren ook kleiner (om het effect van verhitting te verminderen) en leerachtig (om verwelking te voorkomen).

Factor # 9. Root / Shoot-verhouding:

Een lage wortel/scheutverhouding verlaagt de transpiratiesnelheid, terwijl een hoge verhouding de transpiratiesnelheid verhoogt. Dit laatste komt doordat een uitgebreid wortelstelsel efficiënter is in de wateropname uit de bodem. Een grotere beschikbaarheid van water verhoogt ook de transpiratie.


46 Q&A's voor het leren van plantenfysiologie

Planten moeten gasuitwisseling uitvoeren omdat ze aerobe cellulaire ademhaling gebruiken (zoals dieren). Als gevolg hiervan moeten ze moleculaire zuurstof verkrijgen en koolstofdioxide afgeven. Naast aërobe cellulaire ademhaling hebben planten ook koolstofdioxide nodig om fotosynthese uit te voeren en om de moleculaire zuurstof vrij te maken die het product van deze reactie is.

Meer hapklare vragen en antwoorden hieronder

2. Wat zijn de belangrijkste gasuitwisselingsorganen in planten? Hoe verloopt dit proces?

In de bedekking van de bladeren en van de primaire structuur van de stengel vindt gasuitwisseling plaats via de cuticula en poriën van de epidermis. In de bedekking van de secundaire structuur van de stengel van houtachtige planten vindt gasuitwisseling plaats via de lenticellen van het periderm (kleine breuken in kurk). Gasuitwisseling in planten vindt plaats via eenvoudige diffusie. 

Plantentranspiratie en huidmondjes

3. Wat is plantentranspiratie? Wat zijn de twee belangrijkste soorten transpiratieprocessen van planten? Welke van hen heeft een groter volume?

Transpiratie is het verlies van water van de plant naar de atmosfeer in de vorm van damp.

Transpiratie vindt plaats via de cuticula van de epidermis (cuticulaire transpiratie) of via de ostiolen van de huidmondjes (stomatale transpiratie). De belangrijkste van de twee is stomatale transpiratie, omdat deze intenser is en fysiologisch wordt gereguleerd. 

4. Wat zijn huidmondjes? Hoe dragen deze structuren bij aan de transpiratie van planten?

Huidmondjes (enkelvoud, stoma) zijn kleine gespecialiseerde doorgangen voor water en gassen die aanwezig zijn in de epidermis van planten. Omdat de plant meer of minder water en warmte moet verliezen, gaan de huidmondjes respectievelijk dicht of open, waardoor de verplaatsing van gassen via diffusie wordt voorkomen of mogelijk wordt gemaakt.

5. Uit welke elementen bestaat huidmondjes?

Een stoma is gemaakt van een centrale opening, de ostiole of spleet genaamd, omringd door twee wachtcellen die verantwoordelijk zijn voor het sluiten en openen. Een substomatale kamer bevindt zich onder het ostiole.

6. Hoe regelen planten het openen en sluiten van huidmondjes?

Het openen en sluiten van huidmondjes hangt af van de behoefte van de plant om water en warmte te verliezen door transpiratie (het uittreden van waterdamp betekent het afvoeren van warmte). Wanneer de plant overmatig water heeft, worden de wachtcellen gezwollen en gaat het ostiole open. Als er weinig water beschikbaar is, worden de wachtcellen slap en sluit het ostiole.

Water komt binnen en verlaat huidmondjes via osmose.

Andere factoren zoals lichtintensiteit en kooldioxideconcentratie in de bladeren beïnvloeden het openen en sluiten van huidmondjes. Wanneer de helderheid hoog is, neemt de fotosynthesesnelheid toe en de huidmondjes openen om meer koolstofdioxide uit de omgeving te absorberen en warmte af te geven wanneer de helderheid laag is, huidmondjes hebben de neiging om te sluiten. Wanneer de kooldioxideconcentratie in het fotosynthetische parenchym laag is, openen huidmondjes om meer van het gas te absorberen om fotosynthese mogelijk te maken wanneer de concentratie hoog is, huidmondjes hebben de neiging om te sluiten.

7. Blijven de huidmondjes van planten die in een droger dan de gebruikelijke omgeving staan ​​langer of korter open?

Als planten uit een vochtigere regio naar een drogere regio worden overgebracht, is de kans groot dat hun huidmondjes langer gesloten blijven, omdat de tijd dat huidmondjes open zijn, wordt verkort om het verlies van water via transpiratie te verminderen.

8. Waarom openen sommige planten die zijn aangepast aan een droge omgeving hun huidmondjes alleen 's nachts?

Overdag in droge habitats worden de wachtcellen slap en sluiten huidmondjes, waardoor koolstofdioxide niet in staat is om mee te bewegen om deel te nemen aan de dagelijkse fotosynthese. Sommige planten uit droge gebieden lossen dit probleem op door de methode van nachtelijke kooldioxidefixatie. 'S Nachts, wanneer het waterverlies door transpiratie lager is, gaan de huidmondjes open, komt koolstofdioxide binnen en wordt het opgeslagen in parenchymale weefsels.Overdag wordt het opgeslagen gas gemobiliseerd voor gebruik bij fotosynthese.

9. Hoe is de positie van huidmondjes in sommige planten veranderd om overmatig waterverlies via transpiratie te voorkomen?

Bij sommige planten waarvan de bladeren te veel zonlicht krijgen, concentreren huidmondjes zich in de inferieure epidermis. Hierdoor bevatten ze minder warmte en gaat er minder water verloren via stomatale transpiratie. In andere planten die zijn aangepast aan droge omgevingen, de huidmondjesgroep in bepaalde delen van het blad, zoals over het oppervlak van deze gebieden, is de waterconcentratie van de lucht hoger in vergelijking met in de omgeving en wordt het verlies van water via transpiratie dus verminderd. Sommige planten uit droge klimaten hebben ook huidmondjes in holten.

10. Is transpiratie de enige manier waarop bladeren water verliezen?

Planten verliezen niet alleen water in de vorm van damp, zoals bij transpiratie het geval is. Bladeren verliezen ook vloeibaar water door een fenomeen dat bekend staat als guttatie. Guttatie vindt plaats via structuren die hydathoden worden genoemd en die lijken op huidmondjes. Guttatie treedt vooral op wanneer de transpiratie moeilijk is door een hoge luchtvochtigheid of wanneer de plant in waterige grond staat. 

11. Als de luchtvochtigheid hoog is, neemt de transpiratie van een plant dan toe of af?

Bij een hoge luchtvochtigheid neemt de transpiratie af. Omdat transpiratie een eenvoudig diffusieproces is, hangt het af van de concentratiegradiënt van water tussen de plant en de omgeving. Als de atmosfeer te veel waterdamp bevat, wordt de gradiënt laag of zelfs omgekeerd. 

Selecteer een vraag om deze te delen op FB of Twitter

Selecteer (of dubbelklik) een vraag om te delen. Daag je Facebook- en Twitter-vrienden uit.

Plantentransport

12. Hoe variëren de hoeveelheid wateropname en de hoeveelheid watertranspiratie in planten in de loop van een dag? Hoe kunnen deze hoeveelheden in het algemeen worden vergeleken?

Overdag is het volume water dat verdampt groter dan het volume dat door de wortels wordt opgenomen. 's Nachts keert de situatie om en nemen de wortels meer water op dan de hoeveelheid water die is uitgelekt.

Opgemerkt kan worden dat de hoeveelheid water die verdampt en de hoeveelheid opgenomen water in de loop van een dag nagenoeg gelijk is. 

13. Hoe lossen planten het probleem van het transport van stoffen door hun weefsels op?

Bij bryophyten wordt het transport van stoffen uitgevoerd door diffusie. Tracheofyten (pteridofyten, gymnospermen en angiospermen) bevatten gespecialiseerde geleidende vaten: xyleem, dat water en minerale zouten transporteert, en floëem, dat organische materialen (suiker) transporteert.

14. Vindt het transport van gassen in tracheofyten plaats via vaatweefsel?

Kooldioxide en zuurstof worden niet door xyleem of floëem getransporteerd. Deze gassen bereiken de cellen en verlaten de plant via diffusie door intercellulaire ruimten of tussen aangrenzende cellen

15. Zijn xyleem en floëem gemaakt van levende cellen?

De cellen die xyleemkanalen vormen, zijn dode cellen die worden gedood door afzetting van lignine. Floëemcellen zijn levende cellen. 

16. Wat is het belang van lignine bij xyleemvorming?

Lignine is belangrijk omdat het wordt afgezet op de celwand van xyleemcellen, waardoor de xyleemvaten ondoordringbaar en stijf worden.

17. Wat is worteldruk?

Worteldruk is de druk die ervoor zorgt dat water uit de grond wordt geabsorbeerd door xyleem in de wortel. Het wordt veroorzaakt door de osmotische gradiënt tussen het inwendige van de wortel en de grond.

18. Wat is capillariteit? Hoe wordt dit fenomeen chemisch verklaard? Wat is de relevantie van capillariteit voor watertransport in planten?

Capillariteit is het fenomeen waardoor water beweegt in extreem dunne buizen (capillairen), geholpen door de aantrekkingskracht tussen watermoleculen en de capillaire wand. Het fenomeen capillariteit is mogelijk omdat water een polair molecuul is dat intermoleculaire waterstofbruggen vormt. Er is dus een elektrische aantrekkingskracht (adhesiekracht) tussen de capillaire wand en de watermoleculen, die vervolgens aan elkaar trekken (cohesiekracht), aangezien ze gebonden zijn. Andere vloeistoffen kunnen ook via capillariteit in haarvaten bewegen, en niet alleen water.

Capillariteit is niet bijzonder relevant voor het transport van water in planten. Het draagt ​​slechts bij aan een stijging van enkele centimeters.

19. Door welke krachten stroomt water van de wortels naar de bladeren in xyleem?

Water komt de wortels binnen als gevolg van de worteldruk en er wordt een waterkolom in het xyleem gehandhaafd van de wortels tot de bladeren. De belangrijkste factor die ervoor zorgt dat water omhoog gaat, is transpiratie, voornamelijk in de bladeren. Omdat de bladeren water verliezen via transpiratie, hebben hun cellen de neiging meer water aan te trekken, waardoor er zuigkracht ontstaat in het xyleem. De cohesie-eigenschap van water dat zijn moleculen gebonden houdt (de ene trekt de andere aan) door waterstofbruggen helpt bij het proces.

20. Wat is boomgordel? Wat gebeurt er met een plant als de gordel van de stengel (onder de takken) wordt verwijderd?

Malpighi's gordel, of boomgordel, is het verwijderen van een volledige uitwendige gordel die het floëem (dat meer uitwendig is) van een stengel bevat, terwijl het xyleem (dat meer inwendig is) behouden blijft.

Wanneer een gordel op die manier onder de takken wordt verwijderd, sterft de plant omdat biologisch voedsel (suiker) niet in het gebied onder de gordel kan komen en als gevolg daarvan sterven de wortels door gebrek aan voedingsstoffen. Wanneer de wortels afsterven, krijgt de plant geen water of minerale zouten en sterft als gevolg.

Plantenhormonen

21. Wat zijn plantenhormonen?

Plantenhormonen, ook wel fytohormonen genoemd, zijn stoffen die de embryonale ontwikkeling en groei van volwassen planten regelen. 

22. Wat zijn de belangrijkste natuurlijke plantenhormonen en wat zijn hun respectievelijke effecten?

De belangrijkste natuurlijke plantenhormonen en hun respectieve effecten zijn de volgende:

Auxines (de bekendste natuurlijke auxine is IAA, indolazijnzuur): hun functie is het bevorderen van plantengroei, uitzetting en celdifferentiatie. Gibberellines: hun werking is vergelijkbaar met die van auxines (groei en uitzetting), ze stimuleren de bloei en vruchtvorming en activeren de zaadkieming. Cytokinines: ze verhogen de celdelingssnelheid en helpen, samen met auxines, de groei en weefseldifferentiatie en vertragen het verouderingsproces van de plant. Ethyleen (etheen): dit is een gas dat vrijkomt door planten, dat deelneemt aan het groeiproces en een opmerkelijke rol speelt bij het rijpen van fruit en bladafsnijding.

23. Wat is het coleoptiel? Waarom verhindert het verwijderen van het uiteinde van de coleoptiel plantengroei?

De coleoptiel is de eerste (een of meer) luchtstructuur van de ontspruitende plant die uit het zaad komt. Het omsluit de jonge stengel en de eerste bladeren en beschermt ze.

De bovenkant van de coleoptiel is over het algemeen het gebied waar auxines worden geproduceerd. Als dit gebied wordt verwijderd, stopt de plantengroei, omdat auxines nodig zijn om de groei en weefseldifferentiatie te bevorderen.

24. Wat is indolazijnzuur (IAA)?

Indolazijnzuur (indolyl-3-azijnzuur), of IAA, is de belangrijkste natuurlijke auxine die door planten wordt geproduceerd. Het bevordert de plantengroei en celdifferentiatie.

25. Wat zijn synthetische auxines en wat zijn hun toepassingen?

Synthetische auxines, zoals indolboterzuur (IBA) en naftaleenzuur (NAA), zijn stoffen die lijken op IAA (een natuurlijke auxine) maar die kunstmatig worden geproduceerd. Sommige worden gebruikt om methoden van ongeslachtelijke voortplanting te versnellen (zoals enten of knopvorming) en andere worden zelfs gebruikt als herbiciden omdat ze selectief sommige planten doden (voornamelijk tweezaadlobbige planten).

26. Waar wordt een grote hoeveelheid IAA gevonden in planten?

Auxines worden geproduceerd en in grote hoeveelheden aangetroffen in de apicale knoppen van de stengel en scheuten, evenals in jonge bladeren.

27. Hoe helpen fytohormonen bij de ontwikkeling van parthenocarpe vruchten?

Parthenocarpe vruchten zijn vruchten die zonder bemesting worden geproduceerd. Sommige planten produceren op natuurlijke wijze parthenocarpe vruchten, zoals de bananenboom, gestimuleerd door hun eigen hormonen.

Angiospermen die van nature geen parthenocarpische vruchten produceren, kunnen dit doen als auxines vóór de bevruchting op bloemen worden aangebracht. Daarom groeien de eierstokken, zelfs zonder bemesting, en worden er vruchten gevormd, hoewel ze pitloos zijn. 

29. Wat gebeurt er als de auxineconcentratie in bepaalde structuren van de plant hoger is dan die van het actiebereik van het hormoon?

In sommige delen van de plant (de stengel, wortels, zijknoppen) zijn er auxineconcentratiebereiken waarin de hormonale werking positief is (het stimuleert de groei). Waargenomen is dat concentraties boven de bovengrens van die marges het tegenovergestelde effect hebben (de remming van de groei).

30. Wat is het fenomeen van apicale dominantie bij planten? Hoe kan het kunstmatig worden geëlimineerd?

Apicale dominantie is het fenomeen waardoor hoge (over de positieve bereiklimiet) auxineconcentraties als gevolg van auxines van de apicale knop die langs de stengel naar beneden beweegt, de groei van de zijknoppen van de plant remmen. Aan het begin van de stengelontwikkeling zorgt apicale dominantie ervoor dat de plantengroei longitudinaal (naar boven) is, omdat de groei van zijknoppen geremd blijft. Naarmate de zijknoppen verder van de top komen te staan, neemt de auxineconcentratie in deze knoppen af ​​en groeien de scheuten gemakkelijker.

De groei van boomtakken kan worden gestimuleerd door apicale dominantie te voorkomen door het verwijderen van de apicale knop.

31. Wat zijn gibberellines? Waar worden ze geproduceerd?

Gibberellines zijn plantenhormonen die de plantengroei, bloei en vruchtvorming (ook parthenocarpie) en het ontkiemen van zaden stimuleren. Er zijn meer dan 70 soorten gibberellines bekend. Gibberellines worden geproduceerd in de apicale knoppen en jonge bladeren.

32. Wat zijn cytokininen? Waar worden ze geproduceerd?

Cytokininen zijn fytohormonen die actief zijn in de bevordering van celdeling. Ze vertragen ook de veroudering van weefsels en werken samen met auxines om de plantengroei te stimuleren. Cytokininen worden geproduceerd door het wortelmeristeem en worden gedistribueerd via het xyleem.

33. Van welk plantenhormoon is opmerkelijk dat het de bloei en het rijpen van fruit stimuleert? Wat zijn de toepassingen en praktische tegenslagen van dit hormoon?

Het plantenhormoon dat bekend staat om zijn vermogen om de rijping van fruit te stimuleren en te versnellen, is het gas ethyleen (etheen). Omdat het een gas is, werkt ethyleen niet alleen in de plant die het produceert, maar ook in naburige planten.

Sommige fruitverwerkende industrieën gebruiken ethyleen om de rijping van fruit te versnellen. Aan de andere kant, als de intensivering of versnelling van de rijping van fruit niet wenselijk is, moet ervoor worden gezorgd dat rijpe vruchten die ethyleen afgeven, worden vermengd met andere.

Plantentropismen

34. Worden de ontwikkeling en groei van planten alleen beïnvloed door plantenhormonen?

Ook fysische en chemische omgevingsfactoren, zoals intensiteit en positie van het licht ten opzichte van de plant, zwaartekracht, temperatuur, mechanische drukken en de chemische samenstelling van bodem en atmosfeer, kunnen de groei en ontwikkeling van planten beïnvloeden.

35. Wat zijn plantentropismen?

Tropismen zijn bewegingen die worden veroorzaakt door externe prikkels. In de botanie zijn de bestudeerde plantentropismen: fototropisme (tropisme in reactie op licht), geotropisme (tropisme in reactie op de zwaartekracht van de aarde) en thigmotropisme (tropisme in reactie op mechanische stimuli).

36. In welke richting zorgt de groei van één kant van een stengel, tak of wortel ervoor dat de algehele structuur kromt?

Wanneer de ene kant van een stengel, tak of wortel meer groeit dan de andere kant, buigt de structuur naar de kant die minder groeit. (Dit is een belangrijk concept voor problemen met plantentropisme.)

37. Wat is fototropisme?

Fototropisme is de beweging van plantstructuren als reactie op licht. Fototropisme kan positief of negatief zijn. Positief fototropisme is wanneer de plantbeweging (of groei) naar de lichtbron toe is en negatief fototropisme is wanneer de beweging (of groei) tegenovergesteld is, weg van de lichtbron.

Fototropisme is gerelateerd aan auxines, omdat de blootstelling van één kant van de plant aan licht ervoor zorgt dat deze hormonen zich in de donkere kant concentreren. Hierdoor is het effect van auxines op de stengel positief, waardoor de groei van de donkere kant intenser is en de plant boog naar de lichtere kant. In wortels (bij blootstelling aan licht, in het algemeen en experimenteel) is het effect van auxines negatief (over het positieve bereik), wordt de groei van de donkere kant geremd en buigt de wortel naar die kant.

38. Wat zijn de soorten geotropismen van planten? Waarom vertonen de stengel en de wortels tegengestelde geotropismen?

De soorten geotropismen zijn positief geotropisme, waarbij de plant groeit ten gunste van zwaartekracht, zoals in wortels, en negatief geotropisme, dat tegen zwaartekracht is, zoals in de stengel.

Wortelgeotropisme en stengelgeotropisme zijn tegengesteld vanwege de verschillende gevoeligheden voor auxineconcentraties in deze structuren. Het volgende experiment kan het fenomeen aantonen: Stengels en wortels worden horizontaal (parallel aan de grond) geplaatst en auxines concentreren zich van nature langs hun onderste deel. Onder deze voorwaarde kunnen we waarnemen dat de stengel naar boven groeit en de wortel naar beneden. Dit komt doordat in de stengel door de hoge auxineconcentratie in de bodem die zijde (in de lengterichting) meer groeit en de structuur naar boven buigt. In de wortel remt de hoge auxineconcentratie in de bodem de groei van die zijde en groeit de bovenzijde meer, waardoor de wortel naar beneden buigt.

39. Wat is thigmotropisme?

Thigmotropisme is de beweging of groei van een plant als reactie op mechanische stimuli (aanraking of fysiek contact), zoals wanneer een plant rond een steunstaaf groeit. Dit komt bijvoorbeeld voor bij druiven- en passievruchtstokken.

Fotoperiodiek

40. Wat is een fotoperiode?

Een fotoperiode is de dagelijkse periode van blootstelling aan licht van een levend organisme. De fotoperiode kan variëren afhankelijk van de tijd van het jaar.

41. Wat is fotoperiodiek?

Fotoperiodisme is de biologische reactie van bepaalde levende organismen op hun dagelijkse hoeveelheid blootstelling aan licht (fotoperiode).

42. Welke plantenorganen zijn verantwoordelijk voor de waarneming van variaties in licht? Welk pigment is verantwoordelijk voor deze waarneming?

Bladeren zijn voornamelijk verantwoordelijk voor de perceptie van lichtintensiteit in planten. Het pigment dat lichtvariaties kan waarnemen en dat fotoperiodiek regelt, wordt fytochroom genoemd.

43. Hoe beïnvloedt fotoperiodiciteit de bloei van sommige planten?

Bloei is een typisch en gemakkelijk te observeren voorbeeld van fotoperiodiek. De meeste bloeiende planten bloeien alleen tijdens bepaalde periodes van het jaar of wanneer ze onder bepaalde omstandigheden van dagelijkse verlichting worden geplaatst. Dit gebeurt omdat hun bloei afhankelijk is van de duur van de fotoperiode, die op zijn beurt varieert met het seizoen van het jaar. De bloei wordt ook beïnvloed door blootstelling aan bepaalde temperaturen.

44. Wat is de kritische fotoperiode? Hoe kan de kritische fotoperiode van bloei experimenteel worden bepaald?

De kritische fotoperiode is de limiet van de duur van de fotoperiode waarna een biologische respons optreedt. Deze limiet kan een maximum of een minimum zijn, afhankelijk van de kenmerken van de biologische respons en op de bestudeerde plant.

Om de kritische fotoperiode van bloei te bepalen, kunnen 24 groepen planten van dezelfde soort worden gebruikt en kan het volgende experiment worden uitgevoerd: Elke groep is onderworpen aan een andere fotoperiode: de eerste groep krijgt dagelijks 1 uur blootstelling aan licht, de tweede 2 uur de derde 3 uur enzovoort, totdat de laatste groep wordt blootgesteld aan 24 uur. We kunnen zien dat na een bepaalde duur van blootstelling aan licht, planten al dan niet bloeien, en de rest die wordt onderworpen aan een kortere fotoperiode het tegenovergestelde gedrag vertoont. De duur van de blootstelling aan licht die deze twee groepen scheidt, is de kritische fotoperiode.

45. Hoe kunnen planten worden geclassificeerd op basis van hun op fotoperiodiciteit gebaseerde bloei?

Volgens hun op fotoperiodiek gebaseerde bloei, kunnen planten worden geclassificeerd als: langedagplanten, die afhankelijk zijn van langere fotoperioden dan de kritische fotoperiode om te bloeien als kortedagplanten, die afhankelijk zijn van kortere fotoperioden dan de kritische fotoperiode om te bloeien en als onverschillig planten waarvan de bloei niet afhankelijk is van de fotoperiode.

Fylotaxis

46. ​​Waarom hebben de meeste planten tegenovergestelde phyllotaxis?

Fyllotaxis is de manier waarop bladeren langs scheuten worden gerangschikt. De meeste planten hebben tegenovergestelde phyllotaxis (afwisselend in volgorde, één aan de ene kant van de scheut, de volgende aan de andere kant) als een oplossing om te voorkomen dat bladeren de zon blokkeren die door andere bladeren wordt opgevangen, waardoor de efficiëntie van fotosynthese wordt verbeterd.

Nu je klaar bent met de studie Plantenfysiologie, zijn dit je opties:


Factoren die de snelheid van fotosynthese beïnvloeden: graad 9 begrip voor IGCSE-biologie (deel 1) 2.18 2.19

Fotosynthese is het proces dat plaatsvindt in planten waarin zonlicht wordt vastgehouden door chlorofyl pigmenten en gebruikt om de chemische reacties aan te drijven die betrokken zijn bij het maken van voedselmoleculen zoals koolhydraten uit koolstofdioxide en water. Bij deze reacties komt zuurstof vrij als afvalproduct.

(Ik kan geen chemische vergelijking schrijven omdat ik geen manier kan vinden om subscript te schrijven in WordPress'8230.. Kan iemand helpen?)

In de bovenstaande vergelijking is het geproduceerde koolhydraat glucose, een suiker met zes koolstofatomen.

De reacties van fotosynthese vinden plaats in gespecialiseerd mesofylweefsel in het blad van de plant (zie vorige post) In de palissade en sponsachtige mesofylcellen bevinden zich duizenden kleine organellen genaamd chloroplasten waarin de reacties van fotosynthese plaatsvinden.

Dus welke omgevingsfactoren kunnen worden gewijzigd om de snelheid van fotosynthese in een plant te variëren?

Lichtsterkte – licht levert de energie voor fotosynthese en dus hoe hoger de intensiteit van het licht, hoe meer energie de chloroplasten krijgen om koolhydraten te maken.

Lichtgolflengte – chlorofylpigmenten absorberen de blauw-violette en rode delen van het spectrum goed, maar kunnen geen groen licht absorberen.

Kooldioxide concentratie Dit is een reactant voor fotosynthese, dus het verhogen van de concentratie zorgt voor een botsing tussen het reactantmolecuul en het enzym in de chloroplast dat het bindt, dus de snelheid zal omhoog gaan.

Temperatuur – veel reacties in de fotosynthese worden gekatalyseerd door enzymen en enzymen worden sterk beïnvloed door temperatuur: te lage temperaturen en de enzymen en substraatmoleculen bewegen heel langzaam en dus zijn er weinig botsingen, te hoge temperaturen en de enzymen veranderen van vorm (denatureren) dus de substraatmoleculen kunnen niet in de actieve plaats passen.

NB – waterbeschikbaarheid is nooit een factor die de snelheid van fotosynthese kan veranderen, ook al is het een reactantmolecuul. Dit lijkt misschien ongebruikelijk totdat je bedenkt dat planten die uitdrogen de huidmondjes in hun bladeren zullen sluiten om transpiratie te minimaliseren.Gesloten huidmondjes betekenen dat kooldioxide niet in de luchtruimtes in het blad kan komen, dus dit is uiteindelijk wat de fotosynthese in een uitgedroogde plant beperkt.

De experimentele opstelling hierboven is de beste manier om te meten snelheden van fotosynthese en onderzoek dus het effect van een van de vier bovengenoemde factoren. Lichtsterkte kan worden gevarieerd met een dimmerschakelaar zoals hierboven of door de afstand tussen de lamp en de plant te veranderen. Het hitteschild is transparant om licht door te laten, maar absorbeert de warmte van de lamp waardoor de temperatuur- van het water constant blijft. Kooldioxide concentratie kan worden veranderd door verschillende massa's natriumwaterstofcarbonaat in het water op te lossen. De golflengte van licht zal constant blijven zolang de build hetzelfde blijft.

Hoe de fotosynthesesnelheid in deze opstelling te meten?

Welnu, je zou het geproduceerde gas gedurende een lange periode kunnen verzamelen en de hoeveelheid ervan kunnen meten volume met een gasspuit. Dit klinkt misschien nauwkeuriger dan bellen tellen, maar in feite is het een minder betrouwbare manier omdat je de opstelling voor een lange tijd zou moeten verlaten en variabelen kunnen veranderen. Het is dus prima om aan te nemen dat de geproduceerde bellen zuurstof zijn en dat elke bel hetzelfde volume heeft: als je dit doet, is de productiesnelheid van de bellen recht evenredig met de snelheid van fotosynthese in de Elodea plant.


Hoe gaan de huidmondjes open en dicht?

Veel meer interessante details kunnen hier worden gelezen. Evenzo wordt gevraagd, waardoor de huidmondjes openen en sluiten?

Het openen en sluiten van huidmondjes wordt bepaald door toename of afname van opgeloste stoffen in de wachtcellen, die oorzaak om respectievelijk water op te nemen of te verliezen. In het algemeen, huidmondjes open overdag en dichtbij 's nachts. Tijdens de Dag, huidmondjes sluiten als de bladeren een gebrek aan water ervaren, zoals tijdens een droogte.

Vervolgens is de vraag, hoe openen en sluiten huidmondjes Klasse 10? Bewakingscellen een belangrijke rol spelen bij openen en sluiten van huidmondjes. En wanneer de bewaken cellen water verliezen, waardoor de cellen tot slap worden, wat resulteert in de stomatale opening om te sluiten. De transpiratiesnelheid neemt toe, wanneer huidmondjes zijn open, en het neemt af wanneer het is gesloten.

Hoe gaan bewakingscellen op deze manier open en dicht?

Bewakingscellen in staat zijn om te bepalen hoe open of gesloten huidmondjes zijn door van vorm te veranderen. Ze zijn als een opblaasbaar stel deuren die de opening tussen de twee cellen breder of smaller. De bewaken cellen van vorm veranderen afhankelijk van de hoeveelheid water- en kaliumionen die aanwezig zijn in de cellen zich.

De huidmondjes controle gasuitwisseling in het blad. Elk stoma kan zijn open of gesloten, afhankelijk van hoe gezwollen de wachtcellen zijn. In het licht absorberen de wachtcellen water door osmose, worden gezwollen en de stoma gaat open. In het donker verliezen de wachtcellen water, worden slap en de stoma sluit.


Bekijk de video: Binas tabel 69B - Lichtreactie (November 2021).