گفتار 3 فصل 6 زیست دوازدهم [آموزش و تدریس ویدیویی]

گفتار 3 فصل 6 زیست دوازدهم را با آموزش و تدریس ویدیویی و توضیح به بهترین شکل یاد بگیرید. تدریس به‌روز این گفتار همراه با آموزش ویدیویی «دکتر الهه بنام» را در سایت بایوبنام، رایگان ببینید.

در دو گفتار قبلی با فتوسنتز آشنا شده و یاد گرفتیم که انواعی از آن وابسته به نور و انواعی دیگر، مستقل از نور هستند. اگر شرایط محیطی دشوار باشد، گیاه چگونه فتوسنتز انجام می‌دهد؟ حال نوبت آن است که به آموزش سومین گفتار از ششمین فصل زیست 12 بپردازیم.

در ابتدا، ویدیوی آموزشی این بخش را مشاهده می‌کنیم.

فیلم تدریس گفتار 3 فصل 6 زیست دوازدهم

آموزش ویدیویی بخشی از «گفتار سوم فصل ششم زیست دوازدهم» را در پایین قرار داده‌ایم. مدرس این قسمت، خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند.

در ابتدا با فتوسنتز در گیاهان C₄ آشنا می‌شویم. پس از آن به فتوسنتز در گیاهان CAM می‌پردازیم. به چز گیاهان، جانداران دیگری نیز وجود دارند که فتوسنتز می‌کنند و یادشان می‌گیریم. انتهای گفتار نیز به شیمیوسنتز اختصاص دارد.

بیشتر بدانید: آموزش فصل ششم زیست دوازدهم

فتوسنتز در شرایط دشوار؛ گفتار سوم فصل ششم زیست دوازدهم

شکل پایین روزنه را در دو حالت باز و بسته نشان می‌دهد. چه عواملی سبب بسته شدن روزنه می‌شود؟

یادتان هست که افزایش بیش از حد دما و نور سبب بسته شدن روزنه‌ها میشد؟ بسته شدن روزنه‌ها چه تاثیری می‌تواند بر فتوسنتز داشته باشد؟

در چنین شرایطی وقتی روزنه‌ها به‌منظور کاهش تعرق بسته می‌شوند، تبادل گازهای اکسیژن و کربن‌دی‌اکسید از روزنه‌ها نیز توقف می‌یابد اما فتوسنتز همچنان ادامه دارد. بنابراین در حالی که CO₂ برگ کم می‌شود، اکسیژن در آن افزایش می‌یابد.

در چنین حالتی، وضعیت برای نقش اکسیژنازی آنزیم روبیسکو مساعد می‌شود. دلیلش این است که نقش کربوکسیلازی یا اکسیژنازی این آنزیم به نسبت CO₂ و اکسیژن در محیط عملکرد آن ارتباط دارد. بنابراین، با افزایش اکسیژن در برگ، اکسیژن با ریبولوزبیس فسفات ترکیب می‌شود. مولکول حاصل، ناپایدار است و به دو مولکول سه کربنی و دو کربنی تجزیه می‌شود. مولکول سه کربنی به مصرف بازسازی ریبولوزبیس فسفات می‌رسد.

مولکول دو کربنی از کلروپلاست خارج و در واکنش‌هایی که بخشی از آنها در راکیزه انجام می‌گیرد، از آن مولکول CO₂ آزاد می‌شود. چون این فرایند با مصرف اکسیژن، آزادشدن CO₂ و همراه با فتوسنتز است، تنفس نوری نامیده می‌شود.

در تنفس نوری گرجه ماده آلی تجزیه می‌شود، اما برخلاف تنفس یاخته‌ای، ATP از آن ایجاد نمی‌شود. بنابراین تنفس نوری باعث کاهش فراورده‌های فتوسنتز می‌شود.

به هر حال انواعی از گیاهان وجود دارند که در محیط‌های با دمای بالا و تابش شدید نور خورشید زندگی می‌کنند. این گیاهان با چه سازوکاری توانسته‌اند تنفس نوری خود را کاهش دهند؟

بیشتر بدانید: تدریس گفتار یک فصل شش زیست دوازدهم

با ادامه گفتار 3 فصل 6 زیست دوازدهم همراه بایوبنام باشید.

فتوسنتز در گیاهان C₄

یکی از سازوکارها برای ممانعت تنفس نوری، در گیاهان C₄ وجود دارد. یاخته‌های غلاف آوندی در این گیاهان سبزدیسه دارند و محل انجام چرخه کالوین‌اند. این در حالیست که در گیاهان C₃ سبزدیسه ندارند.

تثبیت کربن در این گیاهان در دو مرحله زیر انجام می‌شود:

• ابتدا در یاخته‌های میانبرگ
• سپس در یاخته‌های غلاف آوندی

در گیاهان C₄، دی‌اکسیدکربن در یاخته‌های میانبرگ با اسیدی سه‌کربنی ترکیب و اسیدی چهارکربنی ایجاد می‌شود. به همین علت به آنها، گیاهان C₄ می‌گویند زیرا اولین ماده پایدار حاصل از تثبیت کربن، ترکیبی چهارکربنی است.

آنزیمی که در ترکیب CO₂ با اسید سه‌کربنی و تشکیل اسید چهارکربنی نقش دارد، برخلاف روبیسکو به‌طور اختصاصی با CO₂ عمل می‌کند و تمایلی به اکسیژن ندارد.

اسید چهارکربنی از یاخته‌های میانبرگ از طریق پلاسمودسم‌ها به یاخته‌های غلاف آوندی منتقل می‌شود. در این یاخته‌ها، مولکول CO₂ از اسید چهارکربنی آزاد و وارد چرخه کالوین می‌شود. اسید سه‌کربنی باقی‌مانده نیز به یاخته‌های میانبرگ برمی‌گردد.

در گیاهان C₄ آنزیم‌های گوناگون در تثبیت کربن نقش داشته و آن را در نوع یاخته تقسیم مکانی می‌کنند. با وجود این، میزان CO₂ در محل فعالیت آنزیم روبیسکو، به اندازه‌ای بالا نگه‌داشته‌می‌شود که بازدارنده تنفس نوری است. بنابراین، تنفس نوری به‌ندرت در این گیاهان روی می‌دهد.

این گیاهان در دماهای بالا، شدت‌های زیاد نور و کمبود آب، روزنه‌های خود را می‌بندند تا از تبخیر آب جلوگیری شود. در این شرایط، میزان CO₂ را در محل آنزیم روبیسکو همچنان بالا نگه می‌دارند. به همین علت کارایی آنها در چنین شرایطی بیش از گیاهان C₃ است.

فتوسنتز در گیاهان CAM

بعضی گیاهان در مناطقی زندگی می‌کنند که با مسئله دما و نور شدید در طول روز و کمبود آب مواجه‌اند. در این گیاهان برای جلوگیری از هدر رفتن آب، روزنه‌ها در طول روز بسته و در شب بازند. برگ، ساقه یا هر دوی آنها در چنین گیاهانی گوشتی و پرآب است. این گیاهان در واکوئول‌های خود ترکیباتی دارند که آب را نگه می‌دارند.

تثبیت کربن در این گیاهان، مانند گیاهان C₄ است. با این حال، تثبیت کربن در آنها در یاخته‌های متفاوت نیست و تقسیم‌بندی مکانی نشده است. این فرایند در زمان‌های متفاوت انجام می‌شود. تثبیت اولیه کربن در شب که روزنه‌ها بازند و چرخه کالوین در روز انجام می‌شود که روزنه‌ها بسته‌اند. آناناس از گیاهان CAM (کَم) است.

فعالیت 5 صفحه 88 و 89 گفتار 3 فصل 6 زیست دوازدهم

سه گیاه الف، ب و پ داریم. با فرض اینکه فتوسنتز هیچ‌یک ازین گیاهان یکسان نباشد، به پرسش‌های زیر پاسخ دهید.

1 – الف) عصاره برگ هر یک ازین گیاهان در دو زمان، یکی در آغاز تاریکی (شب) و دیگری در آغاز روشنایی (صبح) استخراج و pH آنها اندازه‌گیری شد. pH عصاره گیاه ب  در آغاز روشنایی نسبت به آغاز تاریکی اسیدی‌تر بود. گیاه «ب» چه نوع فتوسنتزی دارد؟

1 – ب) برای تشخیص نوع فتوسنتز گیاه الف و پ چه راهی پیشنهاد می‌دهید؟ آیا ساختار این گیاهان در تشخیص نوع فتوسنتز به شما کمک می‌کند؟

2 – نمودارهای 1 و 2 به‌ترتیب اثر کربن‌دی‌اکسید جوّ و شدت نور را بر فتوسنتز دو گیاه C₃ و C₄ نشان می‌دهند. چه نتیجه‌ای از این نمودارها می‌گیرید؟

جواب فعالیت 5 صفحه 88 و 89 زیست دوازدهم

پاسخ سوال 1 – الف به روش اول: فتوسنتز گیاه ب از نوع CAM است. با افزایش نور محیط، اسید ساخته شده در شب به سمت استفاده در چرخه کالوین می‌رود. در نتیجه میزان اسیدی بودن عصاره گیاه کاهش می‌یابد.

روش دوم: فتوسنتز گیاه (ب) از نوع CAM است، زیرا این گیاه در طول شب اسید تولید کرده است و در آغاز روشنایی pH اسیدی‌تری دارد.

پاسخ سوال 1 – ب: برای نوع فتوسنتز گیاه، برش‌گیری از برگ آنها و مشاهده ساختار بافتی برگ، بهترین گزینه است. بله؛ همان‌طور که اشاره کردیم، ساختار بافتی به شناسایی آنها کمک می‌کند. همچنین گیاهان CAM را می‌توان براساس میزان آبدار و گوشتی بودن برگ و ساقه تشخیص بدهیم.

پاسخ سوال 2: نتیجه می‌گیریم که اثر میزان کربن‌دی‌اکسید جو در گیاهان C₄ بیشتر از گیاهان C₃ است. زیرا با میزان کربن‌دی‌اکسید کمتری نسبت به گیاه دیگر فتوسنتز را شروع می‌کنند. البته صعودی بودن نمودار فتوسنتز در جایی از نمودار متوقف می‌شود که دلیل آن اشباع شدن گیاه با کربن‌دی‌اکسید است. همچنین با توجه به نمودار 2 نتیجه می‌گیریم که هرچه شدت نور بیشتر باشد، میزان فتوسنتز بیشتری در گیاهان C₄ نسبت به گیاهان C₃ انجام می‌گیرد.

جانداران فتوسنتزکننده دیگر

بخش عمده فتوسنتز را جاندارانی انجام می‌دهند که گیاه نیستند و در خشکی زندگی نمی‌کنند. انواعی از باکتری‌ها و آغازیان در محیط‌های متفاوت خشکی و آبی فتوسنتز می‌کنند که در ادامه گفتار 3 فصل 6 زیست دوازدهم به آنها می‌پردازیم.

باکتری‌ها

باکتری‌هایی که فتوسنتز می‌کنند، سبزدیسه ندارند، اما دارای رنگیزه‌های جذب‌کننده نورند.

بعضی باکتری‌ها سبزینه دارند. مثلا سیانوباکتری‌ها سبزینه a دارند و همانند گیاهان با استفاده از CO₂ و نور ماده آلی می‌سازند. چون همانند گیاهان در فرایند فتوسنتز اکسیژن تولید می‌کنند، باکتری‌های فتوسنتزکننده اکسیژن‌زا نام دارند.

گروهی دیگر از باکتری‌ها، فتوسنتزکننده غیراکسیژن‌زا هستند. باکتری‌های گوگردی ارغوانی و سبز از این گروه‌اند. رنگیزه فتوسنتزی این باکتری‌ها، باکتریوکلروفیل است. این باکتری‌ها کربن‌دی‌اکسید را جذب می‌کنند، اما اکسیژن تولید نمی‌کنند. دلیلش این است که منبع تامین الکترون در آنها ترکیبی به غیر از آب است. مثلا در باکتری‌های گوگردی منبع تامین الکترون H₂S است و به جای اکسیژن، گوگرد ایجاد می‌شود. از این باکتری‌ها در تصفیه فاضلاب‌ها برای حذف هیدروژن سولفید استفاده می‌کنند. هیدروژن سولفید گازی بی‌رنگ است و بویی شبیه تخم‌مرغ گندیده دارد.

آغازیان

آغازیان نقش مهمی در تولید ماده آلی از ماده معدنی دارند. می‌دانید که جلبک‌های سبز، قرمز و قهوه‌ای از آغازیان هستند و فتوسنتز می‌کنند.

اوگلنایی که در شکل 12 از گفتار 3 فصل 6 زیست دوازدهم می‌بینید، جانداری تک‌یاخته‌ای و مثال دیگری از آغازیان فتوسنتزکننده است.

این جاندار در حضور نور فتوسنتز می‌کند. در صورتی که نور نباشد، سبزدیسه‌های خود را از دست می‌دهد. سپس با تغذیه از مواد آلی، ترکیبات مورد نیاز خود را به دست می‌آورد.

بیشتر بدانید: تدریس گفتار دو فصل شش زیست دوازدهم

شیمیوسنتز

آیا ساختن ماده آلی از ماده معدنی فقط محدود به فتوسنتز و جاندارانی است که از انرژی نور استفاده می‌کنند؟ آیا تولیدکنندگان در اعماق تاریک وجود ندارند؟

انواعی از باکتری‌ها در معادن، اعماق اقیانوس‌ها و اطراف دهانه آتشفشان‌های زیر آب وجود دارند. آنها می‌توانند بدون نیاز به نور از کربن‌دی‌اکسید ماده آلی بسازند. زیستن در چنین مناطقی برای بسیاری از جانداران غیرممکن است.

دانشمندان براساس وضعیت زمین در آغاز شکل‌گیری حیات، بر این باورند که باکتری‌های شیمیوسنتزکننده از قدیمی‌ترین جانداران روی زمین‌اند.

چنین باکتری‌هایی، انرژی مورد نیاز برای ساختن مواد آلی از مواد معدنی را از واکنش‌های اکسایش به دست می‌آورند. به این فرایند شیمیوسنتز می‌گویند.

باکتری‌های نیترات‌ساز که آمونیوم را به نیترات تبدیل می‌کنند، از باکتری‌های شیمیوسنتزکننده‌اند.

جمع بندی گفتار 3 فصل 6 زیست دوازدهم

در ابتدای این مقاله از سایت بایوبنام، آموزش ویدیویی گفتار سه فصل شش زیست 12 را ارائه دادیم. مدرس این ویدیوی آموزشی، سرکار خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند. پس از آن سعی کردیم با دسته‌بندی درست و بیانی شیوا، تمام مطالب و نکات زیست دوازدهم فصل ششم گفتار سوم را پوشش دهیم.

لازم به ذکر است که جواب فعالیت‌های کتاب درسی را نیز در این مقاله آورده‌ایم. چنانچه نظر و پیشنهادی دارید، از طریق بخش نظرات با ما در میان بگذارید.

سعید نوراللهی

من سعید نوراللهی هستم، متخصص تولید محتوا و سئو با بیش از یک دهه تجربه در حوزه آموزش و کنکور. سال‌ها در زمینه بهینه‌سازی و مدیریت محتوای سایت‌های آموزشی فعالیت کرده‌ام و تمرکزم روی ارائه محتوای علمی و کاربردی برای دانش‌آموزان و داوطلبان کنکور است.