- describe the relationship between the structure of chloroplasts, as shown in diagrams and electron micrographs, and their function
- explain that energy transferred as ATP and reduced NADP from the light-dependent stage is used during the light-independent stage (Calvin cycle) of photosynthesis to produce complex organic molecules
- state that within a chloroplast, the thylakoids (thylakoid membranes and thylakoid spaces), which occur in stacks called grana, are the site of the light-dependent stage and the stroma is the site of the light-independent stage
- describe the role of chloroplast pigments (chlorophyll a, chlorophyll b, carotene and xanthophyll) in light absorption in thylakoids
- interpret absorption spectra of chloroplast pigments and action spectra for photosynthesis
- describe and use chromatography to separate and identify chloroplast pigments (reference should be made to $R_f$ values in identification of chloroplast pigments)
- state that cyclic photophosphorylation and non-cyclic photophosphorylation occur during the light-dependent stage of photosynthesis
- explain that in cyclic photophosphorylation: • only photosystem I (PSI) is involved • photoactivation of chlorophyll occurs • ATP is synthesised
- explain that in non-cyclic photophosphorylation: • photosystem I (PSI) and photosystem II (PSII) are both involved • photoactivation of chlorophyll occurs • the oxygen-evolving complex catalyses the photolysis of water • ATP and reduced NADP are synthesised
- explain that during photophosphorylation: • energetic electrons release energy as they pass through the electron transport chain (details of carriers are not expected) • the released energy is used to transfer protons across the thylakoid membrane • protons return to the stroma from the thylakoid space by facilitated diffusion through ATP synthase, providing energy for ATP synthesis (details of ATP synthase are not expected)
- outline the three main stages of the Calvin cycle: • rubisco catalyses the fixation of carbon dioxide by combination with a molecule of ribulose bisphosphate (RuBP), a 5C compound, to yield two molecules of glycerate 3-phosphate (GP), a 3C compound • GP is reduced to triose phosphate (TP) in reactions involving reduced NADP and ATP • RuBP is regenerated from TP in reactions that use ATP
- state that Calvin cycle intermediates are used to produce other molecules, limited to GP to produce some amino acids and TP to produce carbohydrates, lipids and amino acids
- 도표와 전자 현미경 사진으로 보이는 클로로플라스트의 구조와 기능 간의 관계를 서술하시오
- 광의존 단계에서 ATP 및 환원 NADP로 전달되는 에너지가 광합성의 비광의존 단계(캘빈 회로)에서 복합 유기분자를 만드는 데 사용된다고 설명하시오
- 클로로플라스트 내에서 티코이드(티코이드 막 및 티코이드 공간)는 그라나(grana)라고 불리는 단층을 이루어 광의존 단계의 장소이며, 스톰바(stroma) 는 비광의존 단계의 장소임을 명시하시오
- 티코이드에서의 빛 흡수에서 클로로플라스트 색소(클로로필 a, 클로로필 b, 카로텐 및 잔토필)의 역할을 서술하시오
- 클로로플라스트 색소의 흡수 스펙트럼과 광합성에 대한 작용 스트럼을 해석하시오
- 크로마토그래피를 사용하여 클로로플라스트 색소를 분리하고 식별하며 서술하시오 (클로로플라스트 색소 식별 시 $R_f$ 값에 언급할 것)
- 회전형 광인산화(cyclic photophosphorylation) 와 비회전형 광인산화(non-cyclic photophosphorylation) 가 광합성의 광의존 단계에서 일어난다고 명시하시오
- 회전형 광인산화에서 다음이 일어난다고 설명하시오: • 오직 광계 I(PSI)만 관여함 • 클로로필의 photoactivation 발생 • ATP가 합성됨
- 비회전형 광인산화에서 다음이 일어난다고 설명하시오: • 광계 I(PSI) 와 광계 II(PSII) 모두 관여함 • 클로로필의 photoactivation 발생 • 산소 방출 복합체가 물의 광해離를 촉매함 • ATP와 환원 NADP가 합성됨
- 광인산화 과정에서 다음이 일어난다고 설명하시오: • 높은 에너지를 가진 전자가 전자 운반 체인을 통과하면서 에너지를 방출한다 (운반체의 상세 내용은 요구되지 않음) • 방출된 에너지는质子를 티코이드 막을 가로질러 이동시키는 데 사용된다 •质子는 ATP 합성효소를 통한 촉진 확산을 통해 티코이드 공간으로부터 스톰바로 돌아가며, 이는 ATP 합성에 필요한 에너지를 제공한다 (ATP 합성효소의 상세 내용은 요구되지 않음)
- 캘빈 회로의 세 가지 주요 단계를 개관하시오: • 루비스코(rubisco) 가 5C 화합물인 리불로스 이인산(RuBP) 분자와 결합하여 CO₂를 고정하고, 3C 화합물인 글리세레이트 3-인산(GP) 두 분자를 생성함催化 • GP는 환원 NADP와 ATP가 관여하는 반응에서 트리오스 인산(TP)으로 환원됨 • RuBP는 ATP를 사용하는 반응에서 TP로부터 재생됨
- 캘빈 회로의 중간 산물이 다른 분자를 만드는 데 사용됨을 명시하시되, GP에서 일부 아미노산, TP에서 탄수화물, 지방 및 아미노산을 만든다는 점으로 제한하시오
*티락로이드는 그라를 형성하여 쌓이며(여기서 첫 번째 단계가 일남); 주변 스톰아에서 두 번째 단계가 일어난다
*현미경으로 본 수초(Elodea) 잎 세포 내의 엽록체(작은 초록 원반들)
*각 색소는 자체 이동 거리를 따라 종이를 올라가고, Rf 값은 점의 이동 거리 ÷ 용매의 이동 거리임