Fotosynteza — faza jasna i cykl Calvina
Jak światło napędza fazę jasną, a ATP i NADPH umożliwiają asymilację CO₂ w cyklu Calvina.
Po tej lekcji będziesz umieć
Wyjaśnić, czym jest fotosynteza
proces anaboliczny
Odróżnić fazę jasną i cykl Calvina
lokalizacja i produkty
Wskazać produkty fazy jasnej
ATP, NADPH, O2
Wyjaśnić, skąd pochodzi tlen
fotoliza wody
Wskazać rolę ATP i NADPH
energia vs siła redukcyjna
Rozwiązać zadanie o czynniku ograniczającym
światło/CO2/temperatura
Fotosynteza to nie tylko produkcja tlenu
Fotosynteza jest procesem anabolicznym: roślina buduje związki organiczne z CO2, wykorzystując energię światła. Tlen jest ważnym produktem ubocznym, ale z perspektywy rośliny głównym celem jest wytworzenie związków organicznych. Proces zachodzi w chloroplastach i ma dwa etapy: fazę jasną i cykl Calvina.
Mapa fotosyntezy
Faza jasna
Błony tylakoidów. Zależy bezpośrednio od światła. Produkty: ATP, NADPH, O2 (z fotolizy wody).
tylakoidy
Cykl Calvina
Stroma chloroplastu. NIE wymaga światła bezpośrednio — potrzebuje ATP i NADPH z fazy jasnej. Asymiluje CO2.
stroma
Faza jasna — energia światła na ATP i NADPH
Chlorofil i inne barwniki pochłaniają światło (głównie niebieskie i czerwone — zielone odbijają, dlatego rośliny są zielone). Energia wzbudza elektrony, ich przepływ tworzy gradient protonowy, a syntaza ATP wytwarza ATP — podobnie jak w mitochondrium. Zachodzi też fotoliza wody: rozkład wody daje elektrony, protony i tlen.
Zapamiętaj
Tlen uwalniany w fotosyntezie pochodzi z WODY (fotoliza), a NIE z CO2. To ulubiona pułapka CKE.
Tlen pochodzi z wody
Otwórz figurę w nowej karcie ⤢
CO2 i H2O idą dwiema różnymi drogami: woda jest rozkładana w fazie jasnej (stąd O2), a CO2 jest asymilowany dopiero w cyklu Calvina.
Cykl Calvina — asymilacja CO₂
Cykl Calvina zachodzi w stromie. Enzym RuBisCO przyłącza CO2 do pięciowęglowego RuBP. Cykl wykorzystuje ATP (energia) i NADPH (siła redukcyjna) z fazy jasnej. Bezpośrednim produktem nie jest gotowa glukoza, lecz triozy fosforanowe, z których roślina buduje glukozę, sacharozę i skrobię.
ATP
Dostarcza energię do reakcji cyklu Calvina.
nośnik energii
NADPH
Dostarcza siłę redukcyjną (elektrony/protony) do redukcji CO2.
nie to samo co ATP
RuBisCO
Przyłącza CO2 do RuBP — kluczowy enzym asymilacji.
start cyklu
Co ogranicza fotosyntezę?
Otwórz figurę w nowej karcie ⤢
Tempo fotosyntezy ogranicza ten czynnik, którego najbardziej brakuje (prawo minimum): światło, CO2, temperatura, woda/aparaty szparkowe. Zamknięcie aparatów szparkowych ogranicza utratę wody, ale też dopływ CO2 — więc spowalnia cykl Calvina.
Jak rozpoznać, który etap został ograniczony?
Mało światła
Mało CO2 (zamknięte aparaty)
Za wysoka temperatura
Więcej światła, a brak przyrostu
Jak pisać odpowiedź, żeby dostać punkt?
Szybka zasada
Ograniczenie [czynnika] zmniejsza [etap], ponieważ [produkt/substrat], dlatego [skutek dla fotosyntezy].
Zmniejszenie dostępu do światła ogranicza fazę jasną, więc powstaje mniej ATP i NADPH, a to spowalnia cykl Calvina i asymilację CO2.
Sprawdź się przed odpowiedzią
Czy napisałeś, że O2 pochodzi z fotolizy WODY (nie z CO2)?
Czy umieściłeś fazę jasną w tylakoidach, a cykl Calvina w stromie?
Czy połączyłeś oba etapy przez ATP i NADPH?
Czy przy cyklu Calvina napisałeś „nie wymaga światła bezpośrednio" (nie „w ciemności")?
Czy odróżniłeś ATP (energia) od NADPH (siła redukcyjna)?
Sprawdź, czy umiesz połączyć fazę jasną z cyklem Calvina
Przećwicz ATP, NADPH, CO₂, fotolizę wody i zadania w stylu CKE.
Matura próbna z biologii
CKE-style · PRZadania CKE o wykresie fotosyntezy i czynnikach ograniczających.
Wypróbuj maturę próbnąMini-zadanie w stylu CKE
Roślinę wodną oświetlano coraz silniejszym światłem. Początkowo liczba pęcherzyków gazu rosła, potem przestała.
Polecenie: Wyjaśnij wynik.
Początkowo światło było czynnikiem ograniczającym, więc wzrost natężenia światła zwiększał tempo fazy jasnej i produkcję tlenu. Później inny czynnik (np. dostępność CO2 lub temperatura) zaczął ograniczać tempo fotosyntezy, dlatego dalsze zwiększanie światła nie zwiększało liczby pęcherzyków.
Najczęstsze pułapki CKE
Tlen w fotosyntezie pochodzi z CO₂.
Pochodzi z fotolizy WODY.
Faza jasna robi bezpośrednio glukozę.
Faza jasna daje ATP, NADPH i O₂.
Cykl Calvina zachodzi w ciemności.
Nie wymaga światła bezpośrednio, ale zależy od ATP/NADPH.
CO₂ jest potrzebny w fazie jasnej.
CO₂ jest asymilowany w cyklu Calvina.
NADPH to to samo co ATP.
ATP przenosi energię, NADPH — siłę redukcyjną.
Więcej światła zawsze = większa fotosynteza.
Po pewnym momencie ogranicza CO₂ lub temperatura.
Powtórka w 30 sekund
Fotosynteza
anaboliczna
Faza jasna
tylakoidy, ATP+NADPH+O2
Tlen
z wody
Cykl Calvina
stroma, CO2
Czynniki
światło/CO2/temp/woda
Materiały ZPE
4 materiałyPowtórka do matury
Ten temat na maturze
W tej lekcji
Teoria
Zadanie
Źródła