Fotosintese Bl. 145-161

*Doen asseblief elke week jou huiswerk en ondersoeke soos ons dit gewoonlik in die klas doen.

*Doen ook die ekstra aktiwiteite soos dit aangedui word.

Groete, Juf. Tania Smith

Fotosintese WAT MOET JY WEET?

• Die proses van fotosintese deur gebruik te maak van woorde en simbole: die inname van grondstowwe, vasvang en berging van energie, vervaardiging en berging van voedsel in chloroplaste. Die vrystelling van suurstof.

• Slegs melding van lig- en donker fases (Geen biochemiese besonderhede van lig-en donker fases word vereis nie);

• Die belangrikheid van fotosintese: vrystelling van suurstof, opname van koolstofdioksied uit die atmosfeer, voedselproduksie (vaslegging van energie);

• Gevolge van veranderende hoeveelhede lig, koolstofdioksied en temperatuur op die tempo van fotosintese (kort bespreking saam met grafieke).

• Die rol van koolstofdioksied-verryking, optimum lig en optimum temperatuur in kweekhuisstelsels om oeste te verbeter (skakel met omgewingskwessies wat later bespreek word).

• Die rol van ATP as ʼn belangrike energie-draer in die sel.

Fotosintese WAT MOET JY WEET?

Essensieel

• Ondersoek fotosintese deur te bewys dat:

- stysel tydens fotosintese geproduseer word; en dat

- lig noodsaaklik is vir fotosintese.

• Die volgende ondersoeke kan gedoen word (deur leerders) as eksperimente of as demonstrasies:

- koolstofdioksied is noodsaaklik vir fotosintese;

- chlorofil is noodsaaklik vir fotosintese

- suurstof word tydens fotosintese geproduseer;

• Of

- data kan voorsien word aan leerders wat dit dan moet interpreteer.

Fotosintese Bl. 145Alle energie-omsettingsprosesse maak deel uit van twee basiese metaboliese bane. Hierdie bane is:

• Fotosintese, wat die proses is waartydens ensieme gebruik word om komplekse produkte uit eenvoudige substrate op te bou m.a.w. Anaboliese (opbou) of biosintetiese proses

• Selrespirasie (proses waartydens ensieme gebruik word om die energie in voedingstowwe na energie in die vorm van Adenosientrifosfaat om te skakel wat deur die sel gebruik kan word) m.a.w. die proses waartydens ATP omgeskakel word deur ’n kataboliese (afbreek) proses

Fotosintese

• Groen plante en bakterieë met die hulp van stralingsenergie

• Vind in chloroplaste plaas

• Woordvergelyking:

Koolstofdioksied + water + lig glukose + suurstof

• Vergelyking met simbole:

CO2 + H2O + lig C6H12O6 + O2

Tabel 2.1.1 Nb!

Chlorofil

Ensieme

Chlorofil

Ensieme

Fotosintese• Om plante te ontstysel moet die vir 24 uur in ’n donker kas geplaas word.

• Hoekom moet plante ontstysel word? Bl. 147

• Hoe sal jy eet die plant is ontstysel? Bl. 147

• Doen Aktiwiteit 1 , 2 ,4 , 3 – 5 Bl. 147 -151

Vereistes van fotosintese: Bl. 151

Water en ensieme (biologiese katalisators wat chemiese reaksies in organismes bespoedig)

Produkte van fotosintese:

Koolhidrate in die vorm van stysel en suurstof (by waterplante is die suurstof sigbaar as klein borreltjies wat die plant verlaat en in die water oplos)

Fotosintese

• Toets van blare vir stysel: Bl. 147 Aktiwiteit 1

Blaar word geplaas in warm water om die weefsels te versag en selle af te breek.

Blaar word in alkohol geplaas om die chlorofil uit die blaar te verwyder (Voorsorgmaatreël: Alkohol is vlambaar en moet dus nie direk oor die vlam verhit word nie).

Plaas die blaar terug in warm water, nadat die uit die alkohol gehaal is sodat dit sag kan word.

Blaar word in jodium oplossing geplaas en dit sal blouswart verkleur in die teenwoordigheid van stysel.

Die proses van fotosintese bl. 152• Vind hoofsaaklik in blare van groen plante plaas

• In organelle genaamd chloroplaste – wat groen pigment chlorofil bevat

• Chloroplaste is ovaalvormig en getalle wissel van sel tot sel, sowat 100 per sel

• Chloroplaste is groen en slegs aanwesig in dele van die plant wat aan sonlig blootgestel word

• Ken die struktuur van chloroplaste bl. 152

• Ken die funksies van chloroplaste bl. 153

Fotosintese vind in chloroplaste plaas. Chloroplaste vang ligenergie vas. CO2 en water word omgeskakel in chemiese potensiële energie wat in voedsel (soos stysel) aangetref word. Fotosintese is ’n twee-fase proses. Fig 2.1.6 en 2.1.7 NB!

1. Lig of lig-afhanklikefase, kan slegs in die aanwesigheid van lig plaasvind. Aangesien chlorofil in die grana aanwesig is, vind die ligfase van fotosintese hier plaas.

2. Donkerfase (dit kan in lig of donker plaasvind) of lig-onafhanklikefase, dit volg altyd op die ligfase en kan net plaasvind indien die ligfase reeds plaasgevind het. Die stroma is die jellieagtige laag waar die membrane en ensieme aangetref word, en die donkerfase van fotosintese vind hier plaas.

Die proses van fotosintese bl. 152

1. Ligfase of lig-afhanklikefase.

Vind in die grana van chloroplaste plaas.

Stralingsenergie van die son word deur die chlorofilmolekules in die tilakoïedes geabsorbeer.

Energie-omskakeling vind plaas en stralingsenergie word na chemiese energie omgeskakel

Die chemiese energie word vir 2 prosesse gebruik:

a) Watermolekules word opgesplits in energieryke waterstofatome (wat oorgedra word na die donkerfase) en suurstofatome (wat die gas is wat aan die atmosfeer vrygestel word) = FOTOLISE

b) Die energiedraer ATP word gevorm, en word weer in die donkerfase gebruik.

Die proses van fotosintese bl. 1521. Lig of lig-afhanklikefase.

Reaksies van die ligfase in die granums van chloroplaste

Suurstofgas

Ligenergie van die

son

Water uit die grond

Energiedraers:ATP en NADPH

Gebruik in donkerfasse

Die proses van fotosintese bl. 152

2. Donkerfase of lig-onafhanklikefase (Clavisiklus)

Vind in die stroma van die chloroplaste plaas.

Koolstofdioksied wat uit die atmosfeer absorbeer word, verbind met die energieryke H-atome vanaf die ligfase

Energieryke koolhidrate (glukose) word gevorm

Oortollige glukose word omgeskakel na stysel en in hierdie vorm geberg.

Die proses van fotosintese bl. 1522. Donkerfase of lig-onafhanklikefase (Calvinsiklus)

Reaksies van die donkerfase in die

stroma van chloroplaste

Koolsuurgas uit die lug

ATP

NADPH

Glukose/styselVan ligfase

Fotosintese

• Die belang van fotosintese:

Byna alle organismes kry hul voedingstowwe/energie direk of indirek van groen plante

Bv. Herbivore = direk

Bv. Karnivore = indirek

Dit hou die suurstof konsentrasie in die atmosfeer en water konstant

Dit hou die koolstofdioksied konsentrasie in die atmosfeer en water konstant

Dit voorsien voedsel aan heterotrowe organismes

Dit stel chemiese energie beskikbaar vir selfunksionering – chemiese energie word vrygestel wat tydens selrespirasie gebruik kan word.

Fotosintese

Fotosintese en die samestelling van lug: Bl. 154

Handhaaf ’n konstante vlak van CO2 en O2 wêreldwyd.

O2 is beskikbaar vir respirasie.

CO2 wat tydens respirasie en die verbranding van brandstowwe vrygestel word, word tydens fotosintese gebruik.

Fotosintese keer dat die CO2-vlak in die atmosfeer te hoog word.

Faktore wat die tempo van fotosintese beïnvloed.• Koolstofdioksied konsentrasie Bl. 157

Ongeveer 0.04%

Afname in koolstofdioksied konsentrasie = afname in tempo van fotosintese

Styging tot 0.5% = toename in tempo fotosintese

In kweekhuise kan CO2-verryking op groot skaal toegepas word deur CO2-gas vanaf tenks in die kweekhuis in te pomp

• Temperatuur Bl. 156

Plante fotosinteer maksimaal by 25°C

Te hoog (ensieme denatureer) of te laag (ensieme onaktief) = vertraag fotosintese

Tydens hoë omgewing temperature sluit die stomata om waterverlies te beperk, en sodoende raak CO2

’n beperkende faktor

• Ligintensiteit en die golflengte van die lig Bl. 156

Toename in ligintensiteit = toename in fotosintese (maar net tot op ’n maksimum vlak)

Sodra ligintensiteit te hoog raak, sluit die stomata en CO2 raak ’n beperkte faktor

Die rol van koolstofdioksiedverryking, en optimum lig en optimum temperature in kweekhuise. Bl.158• As gewasse in kweekhuise groei, is dit moontlik om die omgewingstoestande te beheer sodat hulle so

vinnig as moontlik kan fotosinteer.

• Warm lug word in kweekhuise vasgevang. Inkomende sonstrale verhit die lug, plante, grond en alles ander binne-in die struktuur.

• Bv. In sommige dele van die wêreld is dit te koud om tamaties te kweek en kan hulle beter groei in verhitte kweekhuise.

• Die temperature in hierdie kweekhuise word op die optimum vlakke gehou om tamaties goed en vinnig te laat groei, en om ’n goeie oes te lewer wat vinnig ryp word.

• Die temperatuur en lig van kweekhuise kan beheer word.

• Ekstra lig kan op grys dae verskaf word sodat die lig nie die tempo van fotosintese beperk nie.

• Die soort lig moet sorgvuldig gekies word om die geskikte golflengte te voorsien wat plante benodig.

• Die normale koolstofdioksiedkonsentrasie van die atmosfeer kan dikwels ’n beperkte faktor wees en dit is moontlik om die koolstofdioksiedkonsentrasie in kweekhuise te verhoog.

• Wanneer ’n plant se fotosintese tempo verhoog, word meer glukose geproduseer, wat as stysel geberg word.

Die rol van ATP (Adenosientrifosfaat). Bl.158

• Belangrikste energiedraer van die sel, verskaf energie vir meeste selaktiwiteite wat energie verbruik.

• Een van die monomere wat gebruik word vir die sintese van RNS en DNS.

• Beheer baie biochemiese bane.

• Word tydens fotosintese in chloroplaste vervaardig.

• Word tydens die vorming van polisakkariede (groot koolhidraat molekule met ’n vertakte struktuur wat opgebou word uit talle monosakkaried-eenhede) soos stysel gebruik.