அத்தியாயம் 13 உயர் தாவரங்களில் ஒளிச்சேர்க்கை பயிற்சிகள்
பயிற்சிகள்
1. ஒரு தாவரத்தை வெளிப்புறமாகப் பார்த்து, அது $C_3$ தாவரமா அல்லது $C_4$ தாவரமா என்று சொல்ல முடியுமா? ஏன் மற்றும் எப்படி?
Show Answer
விடை ஒரு தாவரத்தின் இலைகள் மற்றும் பிற உருவியல் அம்சங்களை வெளிப்புறமாகக் கவனித்து, அது $C_3$ தாவரமா அல்லது $C_4$ தாவரமா என்பதை வேறுபடுத்தி அறிய முடியாது. $C_3$ தாவரங்களைப் போலன்றி, $C_4$ தாவரங்களின் இலைகள் $Kranz$ உடற்கூறியல் என்ற சிறப்பு உடற்கூறியலைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் இந்த வேறுபாட்டை செல்லுலார் அளவிலேயே காண முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, கோதுமை மற்றும் சோளம் இரண்டும் புல் வகையைச் சேர்ந்தவையாக இருந்தாலும், கோதுமை ஒரு $C_3$ தாவரமாகும், அதேசமயம் சோளம் ஒரு $C_4$ தாவரமாகும்.2. ஒரு தாவரத்தின் எந்த உள் அமைப்பைப் பார்த்து, அது $C_3$ தாவரமா அல்லது $C_4$ தாவரமா என்று சொல்ல முடியும்? விளக்குக.
Show Answer
விடை $C_4$ தாவரங்களின் இலைகள் கிரான்ஸ் உடற்கூறியல் என்ற சிறப்பு உடற்கூறியலைக் கொண்டுள்ளன. இது அவற்றை $C_3$ தாவரங்களிலிருந்து வேறுபடுத்துகிறது. கற்றை-உறை செல்கள் எனப்படும் சிறப்பு செல்கள், குழாய்த்தொகுதிகளைச் சுற்றி உள்ளன. இந்த செல்கள் அதிக எண்ணிக்கையில் குளோரோபிளாஸ்டுகளைக் கொண்டுள்ளன. அவை தடித்த சுவர்களைக் கொண்டவை மற்றும் செல் இடைவெளிகள் இல்லாதவை. அவை வாயுப் பரிமாற்றத்திற்கும் ஊடுருவாதவை. இந்த அனைத்து உடற்கூறியல் அம்சங்களும் $C_4$ தாவரங்களில் ஒளிச்சுவாசத்தைத் தடுக்க உதவுகின்றன, இதன் மூலம் அவற்றின் ஒளிச்சேர்க்கை செயல்திறன் அதிகரிக்கிறது.3. ஒரு $C_4$ தாவரத்தில் மிகச் சில செல்கள் மட்டுமே உயிர்ச்சேர்க்கை - கால்வின் பாதையை மேற்கொண்டாலும், அவை மிகவும் உற்பத்தித் திறன் கொண்டவை. ஏன் என்பதைப் பற்றி நீங்கள் விவாதிக்க முடியுமா?
Show Answer
விடை
ஒரு தாவரத்தின் உற்பத்தித் திறன், அது ஒளிச்சேர்க்கை செய்யும் விகிதத்தால் அளவிடப்படுகிறது. ஒரு தாவரத்தில் கார்பன் டை ஆக்சைட்டின் அளவு, ஒளிச்சேர்க்கை விகிதத்திற்கு நேர்விகிதத்தில் உள்ளது. $C_4$ தாவரங்கள் கார்பன் டை ஆக்சைட்டின் செறிவை அதிகரிக்கும் ஒரு வழிமுறையைக் கொண்டுள்ளன. $C_4$ தாவரங்களில், கால்வின் சுழற்சி கற்றை-உறை செல்களில் நடைபெறுகிறது. இடைத்திசு செல்களிலிருந்து வரும் $C_4$ சேர்மம் (மாலிக் அமிலம்) கற்றை-உறை செல்களில் சிதைக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, $CO_2$ வெளியிடப்படுகிறது. $CO_2$ இன் அதிகரிப்பு, RuBisCo நொதி ஆக்சிஜனேஸாக செயல்படாமல், கார்பாக்சிலேஸாக செயல்படுவதை உறுதி செய்கிறது. இது ஒளிச்சுவாசத்தைத் தடுத்து, ஒளிச்சேர்க்கை விகிதத்தை அதிகரிக்கிறது. எனவே, $C_4$ தாவரங்கள் மிகவும் உற்பத்தித் திறன் கொண்டவை.
4. RuBisCO என்பது ஒரு கார்பாக்சிலேஸ் மற்றும் ஆக்சிஜனேஸ் ஆகிய இரண்டாகவும் செயல்படும் ஒரு நொதியாகும். $C_4$ தாவரங்களில் RuBisCO ஏன் அதிக கார்பாக்சிலேஷனை மேற்கொள்கிறது என்று நீங்கள் நினைக்கிறீர்கள்?
Show Answer
விடை
RuBisCo நொதி $C_4$ தாவரங்களின் இடைத்திசு செல்களில் இல்லை. இது குழாய்த்தொகுதிகளைச் சுற்றியுள்ள கற்றை-உறை செல்களில் உள்ளது. $C_4$ தாவரங்களில், கால்வின் சுழற்சி கற்றை-உறை செல்களில் நடைபெறுகிறது. இடைத்திசு செல்களில் முதன்மை $CO_2$ ஏற்பி பாஸ்போஎனோல் பைருவேட் - ஒரு மூன்று-கார்பன் சேர்மமாகும். இது நான்கு-கார்பன் சேர்மமான ஆக்சாலோஅசிட்டிக் அமிலமாக (OAA) மாற்றப்படுகிறது. OAA மேலும் மாலிக் அமிலமாக மாற்றப்படுகிறது. மாலிக் அமிலம் கற்றை-உறை செல்களுக்கு கொண்டு செல்லப்படுகிறது, அங்கு அது டிகார்பாக்சிலேஷனுக்கு உட்படுத்தப்பட்டு, கால்வின் சுழற்சியின் மூலம் $CO_2$ நிலைப்படுத்தல் நடைபெறுகிறது. இது RuBisCo நொதி ஆக்சிஜனேஸாக செயல்படுவதைத் தடுக்கிறது.
5. குளோரோபில் b அதிக செறிவைக் கொண்டிருந்தாலும், குளோரோபில் a இல்லாத தாவரங்கள் இருந்தன என்று வைத்துக்கொள்வோம், அது ஒளிச்சேர்க்கையை மேற்கொள்ளுமா? அப்படியானால் தாவரங்களுக்கு குளோரோபில் b மற்றும் பிற துணை நிறமிகள் ஏன் உள்ளன?
Show Answer
விடை
குளோரோபில்-ஏ மூலக்கூறுகள் ஆண்டெனா மூலக்கூறுகளாக செயல்படுகின்றன. அவை ஒளியை உறிஞ்சி உற்சாகமடைந்து, சுழற்சி மற்றும் சுழற்சியற்ற ஒளிபாஸ்போரைலேஷன்களின் போது எலக்ட்ரான்களை வெளியிடுகின்றன. அவை ஒளிமுறை I மற்றும் II ஆகிய இரண்டிற்கும் வினை மையங்களை உருவாக்குகின்றன. குளோரோபில்-b மற்றும் கேரோட்டினாய்டுகள், சாந்தோபில்கள் போன்ற பிற ஒளிச்சேர்க்கை நிறமிகள் துணை நிறமிகளாக செயல்படுகின்றன. அவற்றின் பங்கு ஆற்றலை உறிஞ்சி அதை குளோரோபில்-ஏ க்கு மாற்றுவதாகும். கேரோட்டினாய்டுகள் மற்றும் சாந்தோபில்கள் குளோரோபில் மூலக்கூறுகளை ஒளி-ஆக்சிஜனேற்றத்திலிருந்தும் பாதுகாக்கின்றன. எனவே, ஒளிச்சேர்க்கைக்கு குளோரோபில்-ஏ அவசியமானது.
எந்தத் தாவரமும் குளோரோபில்-ஏ இல்லாமல், குளோரோபில்- $b$ அதிக செறிவைக் கொண்டிருந்தால், அந்தத் தாவரம் ஒளிச்சேர்க்கையை மேற்கொள்ளாது.
6. இருளில் வைக்கப்பட்ட ஒரு இலையின் நிறம் அடிக்கடி மஞ்சளாகவோ, அல்லது வெளிர் பச்சையாகவோ இருக்கும் ஏன்? எந்த நிறமி மிகவும் நிலையானது என்று நீங்கள் நினைக்கிறீர்கள்?
Show Answer
விடை
இலைகள் ஒளிச்சேர்க்கை செய்ய ஒளி தேவைப்படுவதால், இருளில் வைக்கப்பட்ட ஒரு இலையின் நிறம் கருமையான பச்சையிலிருந்து வெளிர் பச்சை நிறமாக மாறுகிறது. சில நேரங்களில், அது மஞ்சள் நிறமாகவும் மாறுகிறது. ஒளிச்சேர்க்கைக்கு அவசியமான குளோரோபில் நிறமியின் உற்பத்தி, கிடைக்கும் ஒளியின் அளவுக்கு நேர்விகிதத்தில் உள்ளது. ஒளியின் இல்லாமையில், குளோரோபில்-ஏ மூலக்கூறுகளின் உற்பத்தி நிறுத்தப்பட்டு, அவை மெதுவாக சிதைக்கப்படுகின்றன. இது இலையின் நிறத்தை படிப்படியாக வெளிர் பச்சை நிறமாக மாற்றுகிறது. இந்த செயல்பாட்டின் போது, சாந்தோபில் மற்றும் கேரோட்டினாய்டு நிறமிகள் ஆதிக்கம் செலுத்தத் தொடங்குகின்றன, இதனால் இலை மஞ்சள் நிறமாக மாறுகிறது. இந்த நிறமிகள் மிகவும் நிலையானவை, ஏனெனில் அவற்றின் உற்பத்திக்கு ஒளி அவசியமில்லை. அவை எப்போதும் தாவரங்களில் இருக்கும்.
7. ஒரே தாவரத்தின் நிழலில் உள்ள இலைகளையும், வெயிலில் உள்ள இலைகளையும் பார்த்து ஒப்பிடுக. அல்லது, வெயிலில் வைக்கப்பட்ட தொட்டித் தாவரங்களையும், நிழலில் வைக்கப்பட்டவற்றையும் ஒப்பிடுக. அவற்றில் எதன் இலைகள் கருமையான பச்சை நிறத்தில் உள்ளன? ஏன்?
Show Answer
விடை
ஒளிச்சேர்க்கைக்கு ஒளி ஒரு கட்டுப்படுத்தும் காரணியாகும். நிழலில் இருக்கும்போது இலைகளுக்கு ஒளிச்சேர்க்கைக்கு குறைந்த ஒளி கிடைக்கிறது. எனவே, நிழலில் உள்ள இலைகள் அல்லது தாவரங்கள், வெயிலில் வைக்கப்பட்ட இலைகள் அல்லது தாவரங்களுடன் ஒப்பிடும்போது குறைவான ஒளிச்சேர்க்கையை மேற்கொள்கின்றன.
ஒளிச்சேர்க்கை விகிதத்தை அதிகரிக்க, நிழலில் உள்ள இலைகள் அதிக குளோரோபில் நிறமிகளைக் கொண்டுள்ளன. குளோரோபில் உள்ளடக்கத்தின் இந்த அதிகரிப்பு, இலைகளால் உறிஞ்சப்படும் ஒளியின் அளவை அதிகரிக்கிறது, இது ஒளிச்சேர்க்கை விகிதத்தை அதிகரிக்கிறது. எனவே, நிழலில் உள்ள இலைகள் அல்லது தாவரங்கள், வெயிலில் வைக்கப்பட்ட இலைகள் அல்லது தாவரங்களை விட அதிக பச்சை நிறத்தில் இருக்கும்.
8. படம் 13.10 ஒளிச்சேர்க்கை விகிதத்தின் மீது ஒளியின் விளைவைக் காட்டுகிறது. வரைபடத்தின் அடிப்படையில், பின்வரும் கேள்விகளுக்கு பதிலளிக்கவும்:
(அ) வளைவரையில் எந்தப் புள்ளி/புள்ளிகளில் (A, B அல்லது C) ஒளி ஒரு கட்டுப்படுத்தும் காரணியாக உள்ளது?
(ஆ) A பகுதியில் கட்டுப்படுத்தும் காரணி/காரணிகள் என்னவாக இருக்கலாம்?
(இ) C மற்றும் D வளைவரையில் எதைக் குறிக்கின்றன?
Show Answer
விடை
(அ) பொதுவாக, ஒளி ஒரு கட்டுப்படுத்தும் காரணியாக இல்லை. நிழலில் அல்லது மரக் கவிகைகளின் கீழ் வளரும் தாவரங்களுக்கு அது ஒரு கட்டுப்படுத்தும் காரணியாக மாறுகிறது. கொடுக்கப்பட்ட வரைபடத்தில், ஒளிச்சேர்க்கை குறைவாக இருக்கும் புள்ளியில் ஒளி ஒரு கட்டுப்படுத்தும் காரணியாக உள்ளது. ஒளிச்சேர்க்கைக்கான மிகக் குறைந்த மதிப்பு $\mathbf{A}$ பகுதியில் உள்ளது. எனவே, இந்தப் பகுதியில் ஒளி ஒரு கட்டுப்படுத்தும் காரணியாக உள்ளது.
(ஆ) A பகுதியில் ஒளி ஒரு கட்டுப்படுத்தும் காரணியாக உள்ளது. நீர், வெப்பநிலை மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைட்டின் செறிவும் இந்தப் பகுதியில் கட்டுப்படுத்தும் காரணிகளாக இருக்கலாம்.
(இ) $\mathbf{D}$ புள்ளி உகந்த புள்ளியைக் குறிக்கிறது மற்றும் அதிகபட்ச ஒளிச்சேர்க்கை பதிவு செய்யப்படும் ஒளிச் செறிவைக் கொடுக்கிறது. $\mathbf{C}$ பகுதியில் ஒளிச் செறிவு அதிகரித்தாலும், இந்தப் புள்ளிக்குப் பிறகு ஒளிச்சேர்க்கை விகிதம் மாறாமல் இருக்கும்.
9. பின்வருவனவற்றுக்கு இடையேயான ஒப்பீட்டைத் தருக:
(அ) $C_3$ மற்றும் $C_4$ பாதைகள்
(ஆ) சுழற்சி மற்றும் சுழற்சியற்ற ஒளிபாஸ்போரைலேஷன்
(இ) $C_3$ மற்றும் $C_4$ தாவரங்களில் இலையின் உடற்கூறியல்
Show Answer
விடை
(அ) $C_3$ மற்றும் $C_4$ பாதைகள்
| $C_3$ பாதைகள் | $C_4$ பாதைகள் |
|---|---|
| 1. $CO_2$ இன் முதன்மை ஏற்பி $RUBP$ ஆகும், இது ஒரு ஐந்து-கார்பன் சேர்மமாகும். | 1. $CO_2$ இன் முதன்மை ஏற்பி பாஸ்போஎனோல் பைருவேட் ஆகும், இது ஒரு மூன்று-கார்பன் சேர்மமாகும். |
| 2. முதல் நிலையான விளைபொருள் 3-பாஸ்போகிளிசரேட் ஆகும். | 2. முதல் நிலையான விளைபொருள் ஆக்சாலோஅசிட்டிக் அமிலம் ஆகும். |
| 3. இது இலைகளின் இடைத்திசு செல்களில் மட்டுமே நடைபெறுகிறது. | 3. இது இலைகளின் இடைத்திசு மற்றும் கற்றை-உறை செல்களில் நடைபெறுகிறது. |
| 4. இது கார்பன் நிலைப்படுத்தலின் மெதுவான செயல்முறையாகும் மற்றும் ஒளிச்சுவாச இழப்புகள் அதிகமாக உள்ளன. | 4. இது கார்பன் நிலைப்படுத்தலின் விரைவான செயல்முறையாகும் மற்றும் ஒளிச்சுவாச இழப்புகள் குறைவாக உள்ளன. |
(ஆ) சுழற்சி மற்றும் சுழற்சியற்ற ஒளிபாஸ்போரைலேஷன்கள்
| சுழற்சி ஒளிபாஸ்போரைலேஷன் | சுழற்சியற்ற ஒளிபாஸ்போரைலேஷன் |
|---|---|
| 1. இது ஒளிமுறை I இல் மட்டுமே நடைபெறுகிறது. | 1. இது ஒளிமுறை I மற்றும் II இல் நடைபெறுகிறது. |
| 2. இது ATP இன் தொகுப்பை மட்டுமே உள்ளடக்கியது. | 2. இது ATP மற்றும் $NADPH_2$ இன் தொகுப்பை உள்ளடக்கியது. |
| 3. இந்த செயல்பாட்டில், நீரின் ஒளிச்சிதைவு நடைபெறாது. | 3. இந்த செயல்பாட்டில், நீரின் ஒளிச்சிதைவு நடைபெறுகிறது மற்றும் ஆக்சிஜன் விடுவிக்கப்படுகிறது. |
| 4. இந்த செயல்பாட்டில், எலக்ட்ரான்கள் ஒரு மூடிய வட்டத்தில் நகரும். | 4. இந்த செயல்பாட்டில், எலக்ட்ரான்கள் ஒரு மூடிய வட்டத்தில் நகர்வதில்லை. |
(இ) $C_3$ மற்றும் $C_4$ தாவரங்களில் இலைகளின் உடற்கூறியல்
| $C_3$ இலைகள் | $C_4$ இலைகள் |
|---|---|
| 1. கற்றை-உறை செல்கள் இல்லை | 1. கற்றை-உறை செல்கள் உள்ளன |
| 2. RuBisCo இடைத்திசு செல்களில் உள்ளது. | 2. RuBisCo கற்றை-உறை செல்களில் உள்ளது. |
| 3. உருவாகும் முதல் நிலையான சேர்மம் 3- பாஸ்போகிளிசரேட் ஆகும், இது ஒரு மூன்று-கார்பன் சேர்மமாகும். | 3. உருவாகும் முதல் நிலையான சேர்மம் ஆக்சாலோஅசிட்டிக் அமிலம் ஆகும், இது ஒரு நான்கு-கார்பன் சேர்மமாகும். |
| 4. ஒளிச்சுவாசம் நடைபெறுகிறது | 4. ஒளிச்சுவாசம் நடைபெறுவதில்லை |
BETA
