ID:
Διαβάστε προσεκτικά το σενάριο και παρατηρήστε τις εικόνες που το συνοδεύουν. Απαντήστε στις ερωτήσεις που ακολουθούν, βασιζόμενοι στις πληροφορίες που σας δίνονται και στις γνώσεις σας. Σε κάθε ερώτηση, μπορείτε να ελέγξετε την απάντησή σας πατώντας το κουμπί "Έλεγχος Απάντησης".
Στα βάθη ενός ανεξερεύνητου τροπικού δάσους, μια ομάδα βοτανολόγων μελετά την τοπική χλωρίδα. Η προσοχή τους στρέφεται σε ένα συγκεκριμένο είδος φυτού, το Luminaria simplex, το οποίο φαίνεται να ευδοκιμεί ακόμα και σε σημεία με ελάχιστο φως, εκεί όπου άλλα φυτά αδυνατούν να επιβιώσουν. Τα φύλλα του έχουν ένα ασυνήθιστα βαθύ πράσινο χρώμα, υποδηλώνοντας μια πολύ υψηλή συγκέντρωση χλωροφύλλης. Οι επιστήμονες υποθέτουν ότι αυτό το φυτό έχει αναπτύξει έναν εξαιρετικά αποδοτικό μηχανισμό φωτοσύνθεσης.
Για να διερευνήσουν αυτή την υπόθεση, στήνουν ένα πείραμα σε ελεγχόμενο περιβάλλον. Τοποθετούν ένα δείγμα του Luminaria simplex σε έναν αεροστεγή γυάλινο θάλαμο, εξοπλισμένο με αισθητήρες που μετρούν συνεχώς τα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα (CO₂) και του οξυγόνου (O₂). Αρχικά, ο θάλαμος παραμένει στο σκοτάδι για μία ώρα. Οι μετρήσεις δείχνουν μια ελαφρά αύξηση του CO₂ και μείωση του O₂, αποτέλεσμα της κυτταρικής αναπνοής του φυτού.
Στη συνέχεια, εκθέτουν το φυτό σε μια πηγή τεχνητού φωτός, η ένταση της οποίας μπορεί να ρυθμιστεί. Μόλις το φως ανάβει, οι αισθητήρες καταγράφουν μια δραματική αλλαγή: τα επίπεδα του CO₂ αρχίζουν να πέφτουν γρήγορα, ενώ τα επίπεδα του O₂ αυξάνονται με σταθερό ρυθμό. Αυτή η διαδικασία, η φωτοσύνθεση, είναι ουσιαστικά η μετατροπή της φωτεινής ενέργειας σε χημική ενέργεια. Το φυτό χρησιμοποιεί το φως για να διασπάσει μόρια νερού (που απορροφά από τις ρίζες του) και να συνδυάσει το διοξείδιο του άνθρακα (που προσλαμβάνει από την ατμόσφαιρα μέσω των στομάτων στα φύλλα του) για να παράγει γλυκόζη. Η γλυκόζη είναι ένα σάκχαρο που παρέχει την ενέργεια που χρειάζεται το φυτό για να αναπτυχθεί. Ως υποπροϊόν αυτής της εκπληκτικής χημικής αντίδρασης, απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα το πολύτιμο για εμάς οξυγόνο.
Οι ερευνητές συνεχίζουν το πείραμά τους, αυξάνοντας σταδιακά την ένταση του φωτός και καταγράφοντας τον ρυθμό της φωτοσύνθεσης. Τα αποτελέσματά τους δείχνουν ότι, όπως και στα περισσότερα φυτά, ο ρυθμός αυξάνεται με την ένταση του φωτός, αλλά μόνο μέχρι ένα ορισμένο σημείο. Μετά από αυτό το σημείο, ο ρυθμός σταθεροποιείται, υποδηλώνοντας ότι κάποιος άλλος παράγοντας, όπως η συγκέντρωση του CO₂ ή η θερμοκρασία, περιορίζει πλέον την απόδοση του «βιολογικού εργοστασίου» του φυτού. Η έρευνα αυτή όχι μόνο αποκαλύπτει τα μυστικά του Luminaria simplex, αλλά υπενθυμίζει και τον θεμελιώδη ρόλο που παίζει η φωτοσύνθεση στη διατήρηση της ζωής και της ισορροπίας των αερίων στον πλανήτη μας.
Εικόνα 1: Σχηματική απεικόνιση φυτικού κυττάρου.
Εικόνα 2: Ρυθμός φωτοσύνθεσης σε σχέση με την ένταση του φωτός.
Εικόνα 3: Απεικόνιση της διαδικασίας της φωτοσύνθεσης.
Σύμφωνα με το σενάριο και την Εικόνα 3, ποια τρία στοιχεία είναι απαραίτητα για να πραγματοποιηθεί η φωτοσύνθεση;
Παρατηρώντας το γράφημα στην Εικόνα 2, τι συμπέρασμα μπορείς να βγάλεις για τον ρυθμό της φωτοσύνθεσης όταν η ένταση του φωτός γίνεται πολύ υψηλή;
Οι ερευνητές υποψιάζονται ότι, όταν το φως είναι άφθονο, η χαμηλή συγκέντρωση CO₂ στον θάλαμο περιορίζει τον ρυθμό της φωτοσύνθεσης. Ποια από τις παρακάτω ενέργειες θα ήταν η καταλληλότερη για να ελέγξουν αυτή την υπόθεση;
Βασιζόμενος/η στο σενάριο και τις γενικότερες γνώσεις σου, εξήγησε με δικά σου λόγια γιατί η φωτοσύνθεση είναι μια διαδικασία ζωτικής σημασίας για τους περισσότερους οργανισμούς στη Γη. Ανέφερε τουλάχιστον δύο λόγους.
| Επίπεδο | Περιγραφή |
|---|---|
| Πλήρης Απάντηση | Η απάντηση αναφέρει και εξηγεί σωστά δύο από τους παρακάτω λόγους: 1) Παραγωγή οξυγόνου για την αναπνοή, 2) Παραγωγή τροφής (βάση τροφικής αλυσίδας), 3) Δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα. |
| Μερική Απάντηση | Η απάντηση αναφέρει σωστά έναν λόγο με επαρκή εξήγηση, ή αναφέρει δύο λόγους αλλά με ελλιπή εξήγηση. |
| Μη Αποδεκτή Απάντηση | Η απάντηση δεν αναφέρει κανέναν από τους αποδεκτούς λόγους, είναι λανθασμένη ή εκτός θέματος. |