سوال ۳۵ · زیست‌شناسی
کنکور تجربی ۱۴۰۵ · سوال ۳۵ · کلید رسمی سازمان سنجش
زیست‌شناسی · زیست‌شناسی ۳ · فصل ۶: از انرژی به ماده
در یاختهٔ نوعی از گیاهان، ترکیبی وجود دارد که را برای مرحلهٔ دوم تثبیت کربن تأمین می‌کند. این ترکیب لازم است مدتی در گیاه ذخیره شود تا در زمان مناسب در همان یاخته به مصرف برسد. به‌طور معمول، کدام مورد فقط درخصوصِ یک نوع از اندامک‌های دوغشایی (دارای زنجیرهٔ انتقال الکترون) این یاختهٔ گیاه درست است؟
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
ابتدا باید نوع گیاه و سپس دو اندامک مورد مقایسه را شناسایی کنیم.
گام اول: شناسایی گیاه
ذخیره‌شدن ترکیبی که بعداً در همان یاخته، لازم برای چرخهٔ کالوین را فراهم می‌کند، نشانهٔ گیاهان کَم است. در این گیاهان، تثبیت اولیهٔ کربن شب‌هنگام و با روزنه‌های باز انجام می‌شود؛ ترکیب چهارکربنی حاصل باقی می‌ماند تا در روز، با آزادکردن ، کربن لازم برای چرخهٔ کالوین را تأمین کند. بنابراین جدایی دو مرحله، زمانی است نه مکانی. (زیست‌شناسی ۳، صفحه‌های ۸۷–۸۸)
گام دوم: شناسایی اندامک‌ها
دو اندامک دوغشاییِ دارای زنجیرهٔ انتقال الکترون در این یاخته، سبزدیسه و راکیزه هستند. باید ویژگی‌ای را پیدا کنیم که فقط دربارهٔ یکی از آنها درست باشد.
گام سوم: بررسی گزینه‌ها
- گزینهٔ ۱: در روز، در واکنش‌های چرخهٔ کالوین در سبزدیسه اکسایش می‌یابد؛ این چرخه به حاصل از واکنش‌های نوری وابسته است. (زیست‌شناسی ۳، صفحهٔ ۸۵) از طرف دیگر، تنفس یاخته‌ای در روز نیز ادامه دارد و در راکیزه، در ارتباط با زنجیرهٔ انتقال الکترون اکسایش می‌یابد. پس اکسایش ترکیب نوکلئوتیدی به یک نوع اندامک محدود نیست.
- گزینهٔ ۲: روزنه‌های گیاه کَم معمولاً در روز بسته‌اند. در این زمان، در سبزدیسه و طی چرخهٔ کالوین، از ترکیب با ریبولوزبیس‌فسفات، مولکول شش‌کربنی ناپایداری ساخته می‌شود. (زیست‌شناسی ۳، صفحه‌های ۸۴–۸۵) بااین‌حال، در راکیزه نیز چرخهٔ کربس جریان دارد و در آغاز آن ترکیبی شش‌کربنی تشکیل می‌شود. بنابراین این ویژگی نیز اختصاصی نیست.
- گزینهٔ ۳: آنزیم دارای دو فعالیت کربوکسیلازی و اکسیژنازی، روبیسکو است. در گیاه کَم، چرخهٔ کالوین و فعالیت تثبیت کربنِ روبیسکو به‌طور معمول در روز انجام می‌شود، نه هنگام تثبیت اولیهٔ شبانه. آنزیم تثبیت اولیه نیز برخلاف روبیسکو تمایلی به اکسیژن ندارد. (زیست‌شناسی ۳، صفحه‌های ۸۴–۸۵ و ۸۷–۸۸)
- گزینهٔ ۴: بازبودن روزنه‌ها در این گیاه مربوط به شب است. در شب نیز تنفس یاخته‌ای در راکیزه ادامه دارد. در چرخهٔ کربس، ضمن آزادشدن ، ترکیبات چهارکربنی تشکیل و پذیرندهٔ چهارکربنی چرخه بازسازی می‌شود. منظور، وقوع این رویدادها در جریان یک چرخه است، نه لزوماً در یک واکنش واحد. در مقابل، سبزدیسه در شب محل اجرای چرخهٔ کالوین نیست و تثبیت اولیهٔ شبانه نیز بیرون از سبزدیسه انجام می‌شود. پس این توصیف فقط دربارهٔ راکیزه درست است.
پاسخ: گزینهٔ ۴
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است فقط اکسایش در چرخهٔ کالوین را در نظر بگیرید؛ اما در روز، در راکیزه نیز در ارتباط با زنجیرهٔ انتقال الکترون اکسایش می‌یابد. بنابراین این ویژگی به یکی از دو نوع اندامک اختصاص ندارد.
- گزینهٔ ۲: توجه به تشکیل ترکیب شش‌کربنی ناپایدار در چرخهٔ کالوین، این گزینه را درست جلوه می‌دهد؛ اما هنگام روز، در راکیزه نیز ترکیب شش‌کربنیِ چرخهٔ کربس ساخته می‌شود. پس شرط «فقط یک نوع اندامک» برقرار نیست.
- گزینهٔ ۳: ممکن است تثبیت شبانهٔ کربن را با فعالیت روبیسکو اشتباه بگیرید. در گیاهان کَم، تثبیت اولیهٔ شبانه با آنزیمی غیر از روبیسکو انجام می‌شود و چرخهٔ کالوین به‌طور معمول در روز جریان دارد.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- در بخش فتوسنتز در شرایط دشوار، به گیاهانی توجه کنید که دو مرحلهٔ تثبیت کربن را در یک یاخته، اما در زمان‌های متفاوت انجام می‌دهند.
- ابتدا زمان باز و بسته بودن روزنه‌ها را مشخص کنید؛ سپس سبزدیسه و راکیزه را از نظر فعالیت‌های روزانه و شبانه مقایسه کنید. تنفس یاخته‌ای به روز محدود نیست.
- در زمان باز بودن روزنه‌های این گیاه، مسیر تنفسیِ بسترهٔ راکیزه را بررسی کنید: تعداد کربنِ ترکیبات آن و مراحل آزادشدن کربن‌دی‌اکسید راهگشاست.