Фотосинтез и хемосинтез



Скачать 48.07 Kb.
Дата11.10.2018
Размер48.07 Kb.
#55030

2.5.3. Фотосинтез и хемосинтез

Все живые существа нуждаются в пище и питательных веществах. Питаясь, они используют энергию, запасенную, прежде всего, в органических соединениях – белках, жирах, углеводах. Гетеротрофные организмы, как уже говорилось, используют пищу растительного и животного происхождения, уже содержащую органические соединения.

Растения же создают органические вещества в процессе фотосинтеза. Исследования в области фотосинтеза начались в 1630 г. экспериментами голландца ван Гельмонта. Он доказал, что растения получают органические вещества не из почвы, а создают их самостоятельно. Джозеф Пристли в 1771 г. доказал «исправление» воздуха растениями. Помещенные под стеклянный колпак, они поглощали углекислый газ, выделяемый тлеющей лучиной.

Исследования продолжались, и в настоящее время установлено, что фотосинтез – это процесс образования органических соединений из диоксида углерода (СО2) и воды с использованием энергии света и проходящий в хлоропластах зеленых растений и зеленых пигментах некоторых фотосинтезирующих бактерий.

Хлоропласты и складки цитоплазматической мембраны прокариот содержат зеленый пигмент – хлорофилл. Молекула хлорофилла способна возбуждаться под действием солнечного света и отдавать свои электроны и перемещать их на более высокие энергетические уровни. Этот процесс можно сравнить с подброшенным вверх мячом. Поднимаясь, мяч запасается потенциальной энергией; падая, он теряет ее. Электроны не падают обратно, а подхватываются переносчиками электронов (НАДФ+ никотинамиддифосфат ). При этом энергия, накопленная ими ранее, частично расходуется на образование АТФ. Продолжая сравнение с подброшенным мячом, можно

сказать, что мяч, падая, нагревает окружающее пространство, а часть энергии падающих электронов запасается в виде АТФ. Процесс фотосинтеза подразделяется на реакции, вызываемые светом, и реакции, связанные с фиксацией углерода. Их называют световой и темновой фазами.



«Световая фаза» – это этап, на котором энергия света, поглощенная хлорофиллом, преобразуется в электрохимическую энергию в цепи переноса электронов. Осуществляется на свету, в мембранах гран при участии белков – переносчиков и АТФ- синтетазы.

Реакции, вызываемые светом, происходят на фотосинтетических мембранах гран хлоропластов:

1) возбуждение электронов хлорофилла квантами света и их переход на более высокий энергетический уровень;

2) восстановление акцепторов электронов – НАДФ+ до НАДФ • Н

2Н+ + 4е- + НАДФ+ → НАДФ • Н;

3) фотолиз воды, происходящий при участии квантов света: 2Н2О → 4Н+ + 4е- + О2.

Данный процесс происходит внутри тилакоидов – складках внутренней мембраны

хлоропластов. Из тилакоидов формируются граны – стопки мембран.

Так как в экзаменационных работах спрашивают не о механизмах фотосинтеза, а о

результатах этого процесса, то мы и перейдем к ним.

Результатами световых реакций являются: фотолиз воды с образованием свободного

кислорода, синтез АТФ, восстановление НАДФ+ до НАДФ • Н. Таким _______образом свет нужен

только для синтеза АТФ и НАДФ-Н.

«Темновая фаза» – процесс преобразования СО2 в глюкозу в строме (пространстве

между гранами) хлоропластов с использованием энергии АТФ и НАДФ • Н.

Результатом темновых реакций являются превращения углекислого газа в глюкозу, а

затем в крахмал. Помимо молекул глюкозы в строме происходит образование,

аминокислот, нуклеотидов, спиртов.

Суммарное уравнение фотосинтеза — 6СО2 + 6Н2О → 6С6Н12О6 + 6О2.



Значение фотосинтеза. В процессе фотосинтеза образуется свободный кислород, который необходим для дыхания организмов:

- кислородом образован защитный озоновый экран, предохраняющий организмы от вредного воздействия ультрафиолетового излучения;

- фотосинтез обеспечивает производство исходных органических веществ, а следовательно, пищу для всех живых существ;

- фотосинтез способствует снижению концентрации диоксида углерода в атмосфере.


Хемосинтез – образование органических соединений из неорганических за счет энергии окислительно-восстановительных реакций соединений азота, железа, серы.

Существует несколько видов хемосинтетических реакций:

1) окисление аммиака до азотистой и азотной кислоты нитрифицирующими бактериями:

NH3 → HNО2 → HNO3 + Q;

2)превращение двухвалентного железа в трехвалентное железобактериями: Fe 2+ → Fe 3+ + Q;

3)окисление сероводорода до серы или серной кислоты серобактериями

H2S + O2 = 2H2O + 2S + Q,

H2S + O2 = 2H2SO4 + Q.

Выделяемая энергия используется для синтеза органических веществ.

Роль хемосинтеза. Бактерии – хемосинтетики, разрушают горные породы, очищают сточные воды, участвуют в образовании полезных ископаемых.


ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть А

А1. Фотосинтез – это процесс, происходящий в зеленых растениях. Он связан с:

1) расщеплением органических веществ до неорганических

2) созданием органических веществ из неорганических

3) химическим превращения глюкозы в крахмал

4) образованием целлюлозы

А2. Исходным материалом для фотосинтеза служат

1) белки и углеводы 2) углекислый газ и вода

3) кислород и АТФ 4) глюкоза и кислород

А3. Световая фаза фотосинтеза происходит

1) в гранах хлоропластов 2) в лейкопластах

3) в строме хлоропластов 4) в митохондриях

А4. Энергия возбужденных электронов в световой стадии используется для:

1) синтеза АТФ 2) синтеза глюкозы

3) синтеза белков 4) расщепления углеводов

А5. В результате фотосинтеза в хлоропластах образуются:

1) углекислый газ и кислород 2) глюкоза, АТФ и кислород

3) белки, жиры, углеводы 4) углекислый газ, АТФ и вода

А6. К хемотрофным организмам относятся

1) возбудители туберкулеза 2) молочнокислые бактерии

3) серобактерии 4) вирусы
Часть В

В1. Выберите процессы, происходящие в световой фазе фотосинтеза

1) фотолиз воды 4) использование СО2

2) образование глюкозы 5) образование свободного кислорода

3) синтез АТФ и НАДФ • Н 6) использование энергии АТФ

В2. Выберите вещества, участвующие в процессе фотосинтеза



  1. целлюлоза 4) углекислый газ

  2. гликоген 5) вода

  3. хлорофилл 6) нуклеиновые кислоты


Часть С

С1. Какие условия необходимы для начала процесса фотосинтеза?



С2. Как строение листа обеспечивает его фотосинтезирующие функции?


Скачать 48.07 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:




База данных защищена авторским правом ©www.vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница