2: Solu ja perinnöllisyys
Energian sitominen solussa

Rikkilähteitä
Kemosynteesiä voi tapahtua esimerkiksi näissä rikkilähteissä
Yellowstonen kansallispuistossa. (Kuva Petri Liuha)


Kemosynteesi oli ensimmäinen tapa, jolla eräät eliöt kuten rikki- ja rautabakteerit pystyivät itse tuottamaan tarvitsemansa energian: ne hapettivat yksinkertaisia epäorgaanisia molekyylejä.

Fotosynteesi eli yhteyttäminen on biosfäärin tärkein biokemiallinen reaktiosarja. Sen tuotteisiin eli happeen ja hiilihydraatteihin perustuu elämä maapallolla. Fotosynteesissä yhteyttävä kasvi, levä tai syanobakteeri muuttaa auringon säteilyenergiaa kemialliseksi sidosenergiaksi. Monivaiheisen reaktiosarjan lähtöaineina ovat hiilidioksidi ja vesi. Lopputuotteina saadaan orgaanisia yhdisteitä (hiilihydraatteja) ja happea.

Auringonsäteilyn jakautuminen puiden lehdistössä
Yksinkertaistettu esitys auringonsäteilyn jakautumisesta puiden lehdistössä.

Eliöt voidaan jakaa energianhankintatapansa perusteella kahteen: edellä mainittuihin autotrofeihin eli omavaraisiin eliöihin, jotka tuottavat itse tarvitsemansa energian, ja heterotrofeihin, toisenvaraisiin eliöihin, jotka hankkivat energiansa käyttämällä ravintonaan tuottajia tai syömällä toisia kuluttajia. Tästä energian virtauksesta ekosysteemin läpi syntyvät siinä esiintyvät ravintoketjut ja -verkot. Kasveilla fotosynteesi tapahtuu lehtien yhteyttämissolukossa sijaitsevissa viherhiukkasissa eli kloroplasteissa (kuva alla).

Fotosynteesireaktio
Fotosynteesin kulku viherhiukkasessa.


Tehtävä 1. Mitkä tekijät vaikuttavat yhteyttämisreaktioiden tehokkuuteen?

Vastaus

Fotosynteesissä erotetaan valo- ja pimeäreaktiot. Valoreaktiot tapahtuvat ainoastaan auringon valossa viherhiukkasen yhteyttämiskalvoissa. Pimeäreaktiot eivät vaadi valoa ja tapahtuvat yhteyttämiskalvojen välitilassa eli stroomassa. Valosta riippumattomina pimeäreaktiot ovat mahdollisia niin valossa kuin pimeässä.

Fotosynteesi tapahtuu tehokkaimmin näkyvän valon sinisellä ja punaisella aallonpituusalueella. Tätä tietoa käytetään hyväksi, kun seurataan vuosittaista kasvukauden pituuden vaihtelua satelliittikuvien avulla. Alla olevassa kuvassa on esitetty ns. normalisoidun kasvillisuusindeksin vaihtelu, joka on laskettu satelliittikuvasta mitattujen näkyvän valon heijastusarvojen perusteella. Mitä suurempi on normalisoidun kasvillisuusindeksin (NDVI) arvo, sitä voimakkaampaa on yhteyttäminen. Isoilla kirjaimilla (A–D) merkityt pystyviivat ja ajankohdat edustavat hieskoivun lehden kehityksestä tehtyjä kenttähavaintoja seuraavasti: A = lehdet hiirenkorvalla, B = lehdet täyskasvuisia, C = lehtien kellastuminen alkaa, D = kaikki lehdet kellastuneet.

Hieskoivun fotosynteesiaktiivisuuden eli yhteyttämistehokkuuden
vaihtelu vuoden 2003 kasvukauden aikana.



Tehtävä 2. Yllä esitetty diagrammi kuvaa koivunlehden heijastaman auringonvalon määrän vaihtelua yhden kasvukauden aikana huhtikuun lopulta syyskuun lopulle vuonna 2003 Preitilässä, Varsinais-Suomessa. Satelliitilla mitatut heijastukset lähtevät nousuun kasvukauden alussa ja laskevat uudelleen kasvukauden päättyessä koivun pudottaessa syksyllä lehtensä.
  1. Mitkä tekijät mahdollistavat fotosynteesin käynnistymisen keväällä?
  2. Mitkä tekijät saavat aikaan koivunlehtien kellastumisen?
  3. Millä muilla tavoin koivu valmistautuu talven tuloon?
  4. Mikä ilmiö voisi selittää sen, että koivun hiirenkorvavaihe saattaa aikaistua tulevina keväinä?

Vastaus

Takaisin Seuraava
BIOLOGIA
Kurssin etusivu
Solun rakenne
Solun toiminta
Solun toiminnalle tärkeät orgaaniset yhdisteet
Solukalvon toiminta
Energian sitominen solussa
Energian vapauttaminen solussa
Solujen toiminnan ohjaaminen
Entsyymit
Solujen lisääntyminen
Suvuton ja suvullinen lisääntyminen
Perinnöllisyyden perusteet
Perimän ja ympäristön vaikutus yksilöön
Populaatiogenetiikka ja evoluutioteoriat
Kertaustehtäviä
Sivukartta
OpetushallitusEtälukio KäyttöehdotOhjeet