Пластидите са три вида:
- хлоропласти- зелен, функция - фотосинтеза
- хромопласти- червено и жълто, са разрушени хлоропласти, могат да придадат ярък цвят на венчелистчетата и плодовете.
- левкопласти- безцветен, функция - доставка на вещества.
Структура на хлоропласта
Покрити с две мембрани. Външната мембрана е гладка, вътрешната има израстъци навътре - тилакоиди. Купчини от къси тилакоиди се наричат зърна, те увеличават площта на вътрешната мембрана, за да поберат възможно най-много фотосинтетични ензими.
Вътрешната среда на хлоропласта се нарича строма. Той съдържа кръгова ДНК и рибозоми, поради което хлоропластите самостоятелно правят част от протеините за себе си, поради което се наричат полуавтономни органели. (Смята се, че по-рано пластидите също са били свободни бактерии, които се абсорбират от голяма клетка, но не се усвояват.)
Фотосинтеза (просто)
В зелени листа на светлина
В хлоропласти с помощта на хлорофил
От въглероден диоксид и вода
Синтезират се глюкоза и кислород.
Фотосинтеза (средна трудност)
1. Светлинна фаза.
Среща се на светлина в хлоропластни гранули. Под въздействието на светлината настъпва разлагане (фотолиза) на водата, получава се кислород, който се изхвърля, както и водородни атоми (NADPH) и енергия на АТФ, които се използват в следващия етап.
2. Тъмна фаза.
Среща се както на светлина, така и на тъмно (светлина не е необходима), в стромата на хлоропластите. Глюкозата се синтезира от въглероден диоксид, получен от околната среда и водородни атоми, получени в предишния етап, поради енергията на АТФ, получена в предишния етап.
1. Установете съответствие между процеса на фотосинтеза и фазата, в която протича: 1) светло, 2) тъмно. Запишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) образуването на NADP-2H молекули
Б) отделяне на кислород
В) синтез на монозахарид
Г) синтез на АТФ молекули
E) добавяне на въглероден диоксид към въглехидрати
Отговор
2. Установете съответствие между характеристиката и фазата на фотосинтезата: 1) светло, 2) тъмно. Запишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) фотолиза на вода
Б) фиксиране на въглероден диоксид
В) разцепване на АТФ молекули
Г) възбуждане на хлорофила от светлинни кванти
Д) синтез на глюкоза
Отговор
3. Установете съответствие между процеса на фотосинтезата и фазата, в която протича: 1) светло, 2) тъмно. Запишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) образуването на NADP * 2H молекули
Б) отделяне на кислород
в) синтез на глюкоза
Г) синтез на АТФ молекули
Г) възстановяване на въглероден диоксид
Отговор
4. Установете съответствие между процесите и фазата на фотосинтезата: 1) светло, 2) тъмно. Запишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) полимеризация на глюкоза
Б) свързване на въглероден диоксид
в) синтез на АТФ
Г) фотолиза на вода
Д) образуване на водородни атоми
Д) синтез на глюкоза
Отговор
5. Установете съответствие между фазите на фотосинтезата и техните характеристики: 1) светло, 2) тъмно. Запишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) Извършва се фотолиза на водата
Б) Образува се АТФ
В) кислородът се отделя в атмосферата
Г) протича с разхода на енергия АТФ
Д) реакциите могат да протичат както на светло, така и на тъмно
Отговор
6sat Установете съответствие между фазите на фотосинтезата и техните характеристики: 1) светло, 2) тъмно. Запишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) възстановяване на NADP +
Б) транспорт на водородни йони през мембраната
Б) протича в гранулите на хлоропласта
Г) синтезират се въглехидратни молекули
Д) хлорофилните електрони се преместват на по-високо енергийно ниво
Д) Енергията на АТФ се изразходва
Отговор
ФОРМИРАНЕ 7:
А) движение на възбудени електрони
Б) превръщане на NADP-2P в NADP +
В) окисление на NADPH
Г) образува се молекулен кислород
Д) протичат процеси в стромата на хлоропласта
Анализирайте таблицата. Попълнете празните клетки в таблицата, като използвате понятията и термините в списъка. За всяка буквена клетка изберете подходящия термин от предоставения списък.
1) тилакоидни мембрани
2) светлинна фаза
3) фиксиране на неорганичен въглерод
4) фотосинтеза на водата
5) тъмна фаза
6) клетъчна цитоплазма
Отговор
Анализирайте таблицата "Реакции на фотосинтеза". За всяка буква изберете подходящия термин от предоставения списък.
1) окислително фосфорилиране
2) окисление на NADP-2H
3) тилакоидни мембрани
4) гликолиза
5) свързване на въглероден диоксид към пентоза
6) образуване на кислород
7) образуването на рибулозен дифосфат и глюкоза
8) синтез на 38 АТФ
Отговор
Изберете три опции. Тъмната фаза на фотосинтезата се характеризира с
1) протичането на процесите върху вътрешните мембрани на хлоропластите
2) синтез на глюкоза
3) фиксиране на въглероден диоксид
4) протичането на процесите в стромата на хлоропластите
5) наличието на водна фотолиза
6) образуването на АТФ
Отговор
1. Знаците, изброени по-долу, с изключение на два, се използват за описание на структурата и функциите на изобразения клетъчен органоид. Идентифицирайте два знака, които "изпадат" от общия списък, и запишете числата, под които са посочени.
2) натрупва АТФ молекули
3) осигурява фотосинтеза
5) е полуавтономен
Отговор
2. Всички признаци, изброени по-долу, с изключение на два, могат да се използват за описание на клетъчния органоид, показан на фигурата. Идентифицирайте два знака, които "изпадат" от общия списък, и запишете числата, под които са посочени.
1) едномембранен органоид
2) се състои от кристи и хроматин
3) съдържа кръгова ДНК
4) синтезира собствен протеин
5) е способен на делене
Отговор
Всички знаци по-долу освен два могат да се използват за описание на структурата и функцията на хлоропласта. Идентифицирайте два знака, които "изпадат" от общия списък, и запишете числата, под които са посочени.
1) е двумембранен органоид
2) има своя собствена затворена ДНК молекула
3) е полуавтономен органоид
4) образува вретено на делене
5) изпълнен с клетъчен сок със захароза
Отговор
Изберете този, който е най-правилен. Клетъчен органоид, съдържащ ДНК молекула
1) рибозома
2) хлоропласт
3) клетъчен център
4) Комплекс Голджи
Отговор
Изберете този, който е най-правилен. В синтеза на какво вещество водородните атоми участват в тъмната фаза на фотосинтезата?
1) NADP-2H
2) глюкоза
3) АТФ
4) вода
Отговор
Всички с изключение на две от чертите по-долу могат да се използват за определяне на процесите на светлинната фаза на фотосинтезата. Идентифицирайте два знака, които "изпадат" от общия списък, и запишете числата, под които са посочени.
1) фотолиза на вода
4) образуване на молекулен кислород
Отговор
Изберете два верни отговора от пет и запишете числата, под които са посочени. По време на светлинната фаза на фотосинтезата в клетката
1) кислородът се образува в резултат на разлагането на водните молекули
2) има синтез на въглехидрати от въглероден диоксид и вода
3) полимеризацията на глюкозните молекули протича с образуването на нишесте
4) осъществява се синтеза на АТФ молекули
5) енергията на молекулите на АТФ се изразходва за синтеза на въглехидрати
Отговор
Изберете този, който е най-правилен. Какъв клетъчен органоид съдържа ДНК
1) вакуола
2) рибозома
3) хлоропласт
4) лизозома
Отговор
Вмъкнете в текста "Синтез на органични вещества в растение" липсващите термини от предложения списък, като за това използвате цифри. Запишете избраните числа в реда, съответстващ на буквите. Растенията съхраняват необходимата за съществуването им енергия под формата на органична материя. Тези вещества се синтезират по време на __________ (А). Този процес протича в клетките на листа в __________ (В) - специални зелени пластиди. Те съдържат специално зелено вещество - __________ (B). Предпоставка за образуването на органични вещества в допълнение към водата и въглеродния диоксид е __________ (D).
Списък с термини:
1) дишане
2) изпаряване
3) левкопласт
4) храна
5) светлина
6) фотосинтеза
7) хлоропласт
8) хлорофил
Отговор
Изберете този, който е най-правилен. В клетките първичният синтез на глюкоза се извършва в
1) митохондрии
2) ендоплазмен ретикулум
3) комплексът Голджи
4) хлоропласти
Отговор
Изберете този, който е най-правилен. Кислородните молекули в процеса на фотосинтеза се образуват поради разлагането на молекулите
1) въглероден диоксид
2) глюкоза
3) АТФ
4) вода
Отговор
Изберете този, който е най-правилен. Правилни ли са следните преценки за фотосинтезата? А) В светлинната фаза енергията на светлината се преобразува в енергията на химичните връзки на глюкозата. Б) Реакциите на тъмната фаза протичат върху мембраните на тилакоидите, в които влизат молекулите на въглеродния диоксид.
1) само А е вярно
2) само B е вярно
3) и двете твърдения са верни
4) и двете съждения са погрешни
Отговор
1. Установете правилната последователност на процесите, протичащи по време на фотосинтезата. Запишете числата, под които са посочени в таблицата.
1) Използване на въглероден диоксид
2) Образуване на кислород
3) Синтез на въглехидрати
4) Синтез на АТФ молекули
5) Възбуждане на хлорофил
Отговор
2. Установете правилната последователност на процесите на фотосинтеза.
1) преобразуване на слънчевата енергия в енергия АТФ
2) образуване на възбудени електрони на хлорофила
3) фиксиране на въглероден диоксид
4) образуването на нишесте
5) преобразуване на енергията на АТФ в енергия на глюкоза
Отговор
3. Установете последователността на процесите, протичащи по време на фотосинтезата. Запишете съответната последователност от числа.
2) Разграждане на АТФ и освобождаване на енергия
3) синтез на глюкоза
4) синтез на АТФ молекули
5) възбуждане на хлорофила
Отговор
Изберете три характеристики на структурата и функцията на хлоропластите
1) вътрешните мембрани образуват кристи
2) много реакции протичат в зърната
3) в тях се синтезира глюкоза
4) са мястото на синтеза на липиди
5) се състои от две различни частици
6) двумембранни органели
Отговор
Идентифицирайте три верни твърдения от общия списък и запишете числата, под които са посочени в таблицата. По време на светлинната фаза настъпва фотосинтезата
1) фотолиза на вода
2) редукция на въглеродния диоксид до глюкоза
3) синтез на АТФ молекули, дължащи се на енергията на слънчевата светлина
4) комбинацията от водород с носителя NADP +
5) използване на енергията на молекулите на АТФ за синтеза на въглехидрати
Отговор
Всички с изключение на две от изброените по-долу черти могат да се използват за описание на светлинната фаза на фотосинтезата. Идентифицирайте два знака, които "изпадат" от общия списък, и запишете числата, под които са посочени.
1) образува се страничен продукт - кислород
2) се среща в стромата на хлоропласта
3) свързване на въглероден диоксид
4) синтез на АТФ
5) фотолиза на вода
Отговор
Изберете този, който е най-правилен. Процесът на фотосинтеза трябва да се разглежда като едно от важните звена на въглеродния цикъл в биосферата, тъй като в хода му
1) растенията възстановяват въглерода от неживата природа в жива природа
2) растенията отделят кислород в атмосферата
3) организмите отделят въглероден диоксид по време на дишане
4) промишленото производство попълва атмосферата с въглероден диоксид
Отговор
Установете съответствие между етапите на процеса и процесите: 1) фотосинтеза, 2) протеинова биосинтеза. Запишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) освобождаването на свободен кислород
Б) образуване на пептидни връзки между аминокиселините
В) синтез на иРНК върху ДНК
Г) процес на излъчване
Д) възстановяване на въглехидратите
Д) превръщане на NADP + в NADP 2H
Отговор
Изберете органелите на клетката и техните структури, участващи в процеса на фотосинтеза.
1) лизозоми
2) хлоропласти
3) тилакоиди
4) зърна
5) вакуоли
6) рибозоми
Отговор
Термините, изброени по-долу, различни от два, се използват за описание на пластиди. Определете два термина „изпадащи“ от общия списък и запишете числата, под които са посочени в таблицата.
1) пигмент
2) гликокаликс
3) грана
4) криста
5) тилакоид
Отговор
Отговор
Всички с изключение на две от чертите по-долу могат да се използват за описание на процеса на фотосинтеза. Идентифицирайте два знака, които "изпадат" от общия списък, и напишете в отговора числата, под които са посочени.
1) За процеса се използва светлинна енергия.
2) Процесът протича в присъствието на ензими.
3) Централната роля в процеса принадлежи на молекулата на хлорофила.
4) Процесът е придружен от разграждане на глюкозната молекула.
5) Процесът не може да се осъществи в прокариотни клетки.
Отговор
1. Изброените по-долу понятия, с изключение на две, се използват за описание на тъмната фаза на фотосинтезата. Определете две понятия, които "изпадат" от общия списък, и запишете числата, под които са посочени.
1) фиксиране на въглероден диоксид
2) фотолиза
3) окисление на NADP 2H
4) грана
5) строма
Отговор
2. Всички с изключение на две характеристики, изброени по-долу, се използват за описване на тъмната фаза на фотосинтезата. Идентифицирайте два знака, които "изпадат" от общия списък, и запишете числата, под които са посочени.
1) образуване на кислород
2) фиксиране на въглероден диоксид
3) използване на енергия АТФ
4) синтез на глюкоза
5) възбуждане на хлорофила
Отговор
Изброените по-долу знаци, с изключение на два, се използват за описание на структурата и функциите на изобразения клетъчен органоид. Идентифицирайте два знака, които "изпадат" от общия списък, и запишете числата, под които са посочени.
1) разгражда биополимерите до мономери
2) натрупва АТФ молекули
3) осигурява фотосинтеза
4) се отнася до две мембранни органели
5) е полуавтономен
Отговор
Установете съответствие между процесите и тяхната локализация в хлоропластите: 1) строма, 2) тилакоид. Запишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) използване на АТФ
Б) фотолиза на вода
В) възбуждане на хлорофил
Г) образуване на пентоза
Д) пренасяне на електрони по веригата от ензими
Отговор
© Д. В. Поздняков, 2009-2019
Растенията получават всичко необходимо за растеж и развитие от околната среда. По това се различават от другите живи организми. За да се развиват добре, са необходими плодородна почва, естествено или изкуствено напояване и добра осветеност. Нищо няма да расте в тъмното.
Почвата е източник на вода и хранителни органични съединения, микроелементи. Но дърветата, цветята, тревите също имат нужда от слънчева енергия. Под въздействието на слънчевата светлина възникват определени реакции, в резултат на които въглеродният диоксид, погълнат от въздуха, се превръща в кислород. Този процес се нарича фотосинтеза. Химическата реакция, която възниква при излагане на слънчева светлина, също произвежда глюкоза и вода. Тези вещества са жизненоважни за развитието на растението.
На езика на химиците реакцията изглежда така: 6CO2 + 12H2O + светлина = C6H12O6 + 6O2 + 6H2O. Опростена форма на уравнението: въглероден диоксид + вода + светлина = глюкоза + кислород + вода.
Буквално "фотосинтеза" се превежда като "заедно със светлина". Тази дума се състои от две прости думи "снимка" и "синтез". Слънцето е много мощен източник на енергия. Хората го използват за генериране на електричество, изолация на къщи и отопление на вода. Растенията също се нуждаят от енергия от слънцето, за да поддържат живота. Глюкозата от фотосинтезата е проста захар, която е едно от най-важните хранителни вещества. Растенията го използват за растеж и развитие, а излишъкът се отлага в листа, семена, плодове. Не цялата глюкоза остава непроменена в зелените части на растенията и плодовете. Простите захари са склонни да се превръщат в по-сложни, които включват нишесте. Такива запаси от растения се консумират в периоди на липса на хранителни вещества. Именно те определят хранителната стойност на билките, плодовете, цветята, листата за животните и хората, които ядат растителна храна.
Как растенията поглъщат светлина
Процесът на фотосинтеза е доста сложен, но може да бъде описан накратко, така че да стане разбираем дори за деца в училищна възраст. Един от най-често срещаните въпроси се отнася до механизма на поглъщане на светлината. Как светлинната енергия попада в растенията? Процесът на фотосинтеза протича в листата. Листата на всички растения съдържат зелени клетки - хлоропласти. Те съдържат вещество, наречено хлорофил. Хлорофилът е пигмент, който придава на листата зелен цвят и е отговорен за усвояването на светлинната енергия. Много хора не са се замисляли защо листата на повечето растения са широки и плоски. Оказва се, че природата е предвидила това с причина. Широката повърхност ви позволява да поглъщате повече от слънчевите лъчи. По същата причина слънчевите панели са направени широки и плоски.
Горната част на листата е защитена с восъчен слой (кутикула) от загуба на вода и неблагоприятното въздействие на времето и вредителите. Нарича се палисада. Ако погледнете внимателно листа, можете да видите, че горната страна е по-ярка и гладка. Получава се наситен цвят поради факта, че в тази част има повече хлоропласти. Излишната светлина може да намали способността на растението да произвежда кислород и глюкоза. Хлорофилът се уврежда от излагане на ярко слънце и това забавя фотосинтезата. Забавянето настъпва и с идването на есента, когато светлината става по-малко, а листата започват да пожълтяват поради разрушаването на хлоропластите в тях.
Ролята на водата във фотосинтезата и живота на растенията не може да бъде подценявана. Водата е необходима за:
- осигуряване на растенията с минерали, разтворени в него;
- поддържане на тонус;
- охлаждане;
- възможността за химични и физични реакции.
Дърветата, храстите, цветята поглъщат вода от почвата от корените, а след това влагата се издига по стеблото, преминава в листата по вените, които се виждат дори с просто око.
Въглеродният диоксид навлиза през малки дупчици в долната част на листа – устицата. В долната част на листа клетките са подредени така, че въглеродният диоксид да може да проникне по-дълбоко. Освен това позволява на кислорода, произведен по време на фотосинтезата, лесно да напусне листа. Както всички живи организми, растенията са надарени със способността да дишат. Освен това, за разлика от животните и хората, те абсорбират въглероден диоксид и отделят кислород, а не обратното. Там, където има много растения, въздухът е много чист и свеж. Ето защо е толкова важно да се грижим за дървета, храсти, да очертаем площади и паркове в големите градове.
Светли и тъмни фази на фотосинтезата
Процесът на фотосинтеза е сложен и се състои от две фази – светла и тъмна. Светлинната фаза е възможна само при наличие на слънчева светлина. Под въздействието на светлината молекулите на хлорофила йонизират, в резултат на което се образува енергия, която служи като катализатор за химическа реакция. Редът на събитията в тази фаза изглежда така:
- молекулата на хлорофила получава светлина, която се поглъща от зеления пигмент и го превръща във възбудено състояние;
- възниква разделяне на водата;
- Синтезира се АТФ, който е енергиен акумулатор.
Тъмната фаза на фотосинтезата протича без участието на светлинна енергия. На този етап се образуват глюкоза и кислород. Важно е да се разбере, че образуването на глюкоза и кислород се случва денонощно, а не само през нощта. Тъмната фаза се нарича, защото присъствието на светлина вече не е необходимо за нейното протичане. Катализаторът е АТФ, който е синтезиран по-рано.
Значението на фотосинтезата в природата
Фотосинтезата е един от най-значимите природни процеси. Необходимо е не само за поддържане на растителния живот, но и за целия живот на планетата. Фотосинтезата е необходима за:
- осигуряване на животни и хора с храна;
- отстраняване на въглероден диоксид и оксигенация на въздуха;
- поддържане на цикъла на хранителните вещества.
Всички растения зависят от скоростта на фотосинтезата. Слънчевата енергия може да се разглежда като фактор, който провокира или инхибира растежа. Например, в южните райони и региони на слънцето има много и растенията могат да растат доста високи. Ако разгледаме как протича процесът във водните екосистеми, на повърхността на моретата, океаните няма недостиг на слънчева светлина и в тези слоеве се наблюдава обилен растеж на водораслите. В по-дълбоките слоеве на водата има недостиг на слънчева енергия, което се отразява на скоростта на растеж на водната флора.
Процесът на фотосинтеза допринася за образуването на озоновия слой в атмосферата. Това е много важно, тъй като помага за защитата на целия живот на планетата от вредното въздействие на ултравиолетовите лъчи.
Всяко зелено листо е малка фабрика за кислород и хранителни вещества, от които хората и животните се нуждаят за нормален живот. Процесът на получаване на тези вещества от въглероден диоксид и вода от атмосферата се нарича фотосинтеза.
Фотосинтезата е сложна, която се осъществява с прякото участие на светлината. Самото понятие "фотосинтеза" идва от две гръцки думи: "фото" - светлина и "синтез" - комбинация. Процесът на фотосинтеза се състои от два етапа: поглъщане на квантите на светлината и използване на тяхната енергия в различни химични реакции.Растението поглъща светлина с помощта на зелено вещество, наречено хлорофил. Хлорофилът се намира в така наречените хлоропласти, които могат да бъдат намерени в стъбла или дори плодове. Има особено много от тях, тъй като поради плоската си структура листът е в състояние да привлича повече светлина, съответно да получава повече енергия за фотосинтеза. След усвояване, хлорофилът преминава и пренася енергия към други молекули на растителния организъм, по-специално тези, които участват във фотосинтезата. Вторият етап на процеса протича без задължителното участие на светлинни кванти и се състои в образуване на химични връзки с участието на вода и въглероден диоксид, получени от въздуха. На този етап се синтезират различни полезни за жизнената дейност вещества, като нишестето.Тези органични вещества се използват от самото растение за хранене на различните му части, за поддържане на нормален живот. Освен това тези вещества се набавят чрез ядене на растения и хора, които ядат храни както от растителен, така и от животински произход.Фотосинтезата може да се случи както под въздействието на слънчева светлина, така и под въздействието на изкуствена светлина. В природата растенията, като правило, работят интензивно през пролетно-летния период, когато има изобилие от слънчева светлина. През есента светлината става по-малко, денят се съкращава, листата пожълтяват и падат. Но щом топлото пролетно слънце изгрее, зелената зеленина отново се появява и зелените „фабрики“ започват отново работата си, за да дадат кислород, така необходим за живота, и други хранителни вещества.
Подобни видеа
За да се осигури живот, всички живи същества се нуждаят от храна. Хетеротрофните организми - консуматори - използват готови органични съединения, докато автотрофите производители сами създават органична материя в процеса на фотосинтеза и хемосинтеза. Основните производители на Земята са зелените растения.
Това е последователност от химични реакции, включващи фотосинтетични пигменти, в резултат на които се създава органична материя на светлината от въглероден диоксид и вода. В общото уравнение шест молекули въглероден диоксид се комбинират с шест молекули вода и образуват една молекула, която се използва за производство и съхранение на енергия. Също така на изхода от реакцията се образуват шест кислородни молекули като "страничен продукт". Процесът на фотосинтеза се състои от светла и тъмна фаза. Квантите на светлината възбуждат електроните на молекулата на хлорофила и ги прехвърлят на по-високо енергийно ниво. Също така, с участието на светлинни лъчи, настъпва фотолиза на водата - разделяне на водна молекула до водородни катиони, отрицателно заредени електрони и свободна кислородна молекула. Енергията, съхранявана в молекулярните връзки, се превръща в аденозин трифосфат (АТФ) и ще бъде освободена във втория етап на фотосинтезата. В тъмната фаза въглеродният диоксид директно образува глюкоза. Предпоставка за фотосинтеза в клетките на зеления пигмент - хлорофил, поради което се среща в зелените растения и някои фотосинтезиращи бактерии. Фотосинтетичните процеси осигуряват на планетата органична биомаса, атмосферен кислород и в резултат на това защитен озонов щит. Освен това те намаляват концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата. В допълнение към фотосинтезата, въглеродният диоксид може да се превърне в органична материя чрез хемосинтеза, която се различава от първата по липсата на светлинни реакции. Като източник на енергия хемосинтетиците използват светлината и енергията на окислително-редукционните химични реакции. Например, нитрифициращите бактерии окисляват амоняка до азотна и азотна киселина, железните бактерии превръщат желязото в тривалентно, серните бактерии окисляват сероводорода до сяра или сярна киселина. Всички тези реакции протичат с освобождаване на енергия, която се използва в бъдеще за синтеза на органични вещества. Само някои видове бактерии са способни на хемосинтеза. Хемосинтетичните бактерии не произвеждат атмосферен кислород и не натрупват голямо количество биомаса, но разрушават скалите, участват в образуването на минерали и пречистват отпадъчните води. Биогеохимичната роля на хемосинтезата е да осигури циркулацията на азот, сяра, желязо и други елементи в природата.
Подобни видеа
По-добре е да се обясни такъв обемен материал като фотосинтеза в два сдвоени урока - тогава целостта на възприемането на темата не се губи. Урокът трябва да започне с историята на изучаването на фотосинтезата, структурата на хлоропластите и лабораторната работа по изследване на листните хлоропласти. След това е необходимо да се премине към изследването на светлата и тъмната фаза на фотосинтезата. Когато се обясняват реакциите, протичащи в тези фази, е необходимо да се изготви обща схема:
В хода на обяснението трябва да рисувате диаграма на светлинната фаза на фотосинтезата.
1. Поглъщането на квант светлина от молекулата на хлорофила, която се намира в мембраните на тилакоидните гранули, води до загуба на един електрон от нея и го прехвърля във възбудено състояние. Електроните се пренасят по веригата за транспорт на електрони, което води до редукция на NADP + до NADP H.
2. Мястото на освободените електрони в молекулите на хлорофила се заема от електроните на водните молекули - така водата претърпява разлагане (фотолиза) под въздействието на светлината. Образуваните хидроксили ОН– стават радикали и се свързват в реакцията 4 ОН - → 2 H 2 O + O 2, което води до освобождаване на свободен кислород в атмосферата.
3. Водородните йони H + не проникват в тилакоидната мембрана и се натрупват вътре, зареждайки я положително, което води до увеличаване на електрическата потенциална разлика (ЕР) на тилакоидната мембрана.
4. Когато се достигне критичният REB, протоните се втурват навън по протонния канал. Този поток от положително заредени частици се използва за генериране на химическа енергия с помощта на специален ензимен комплекс. Получените АТФ молекули преминават в стромата, където участват в реакциите на фиксиране на въглерода.
5. Водородните йони, освободени на повърхността на тилакоидната мембрана, се комбинират с електрони, образувайки атомен водород, който се използва за намаляване на NADP + носителя.
Спонсор на публикацията на статията е групата на компаниите "Арис". Производство, продажба и отдаване под наем на скелета (рамкова предна LRSP, рамкова високоетажна A-48 и др.) и кули-тур (PSRV "Aris", PSRV "Aris compact" и "Aris-dachnaya", скелета). Скоби за скелета, строителни бариери, опори за колела за кули. Можете да научите повече за компанията, да видите продуктовия каталог и цени, както и информация за контакт на уебсайта, намиращ се на адрес: http://www.scaffolder.ru/.
След като разгледаме този въпрос, след като го анализираме отново според изготвената схема, каним учениците да попълнят таблицата.
Таблица. Реакции на светли и тъмни фази на фотосинтеза
След като попълните първата част на таблицата, можете да продължите към синтактичен анализ тъмна фаза фотосинтеза.
В стромата на хлоропласта постоянно присъстват пентози - въглехидрати, които са петвъглеродни съединения, които се образуват в цикъла на Калвин (цикъл на фиксиране на въглероден диоксид).
1. Въглеродният диоксид е прикрепен към пентозата, образува се нестабилно шествъглеродно съединение, което се разлага на две молекули 3-фосфоглицеринова киселина (FHA).
2. FHA молекулите са взети от АТФ от една фосфатна група и са обогатени с енергия.
3. Всеки от FHA свързва един водороден атом от два носителя, превръщайки се в триоза. Триозите се комбинират, за да образуват глюкоза и след това нишесте.
4. Триозните молекули се комбинират в различни комбинации, за да образуват пентози и отново влизат в цикъла.
Общата реакция на фотосинтезата:
Схема. Процес на фотосинтеза
Тест
1. Фотосинтезата се извършва в органели:
а) митохондрии;
б) рибозоми;
в) хлоропласти;
г) хромопласти.
2. Хлорофилният пигмент е концентриран в:
а) хлоропластна обвивка;
б) строма;
в) зърна.
3. Хлорофилът абсорбира светлината в спектралната област:
а) червено;
б) зелено;
в) лилаво;
г) в целия регион.
4. Свободният кислород по време на фотосинтезата се освобождава по време на разцепването:
а) въглероден диоксид;
б) АТФ;
в) NADP;
г) вода.
5. Свободният кислород се образува в:
а) тъмна фаза;
б) светлинна фаза.
6. В светлата фаза на фотосинтезата на АТФ:
а) синтезиран;
б) разцепвания.
7. В хлоропласта първичният въглехидрат се образува в:
а) светлинна фаза;
б) тъмната фаза.
8. NADP в хлоропласта е необходим:
1) като капан за електрони;
2) като ензим за образуване на нишесте;
3) като неразделна част от хлоропластната мембрана;
4) като ензим за фотолиза на вода.
9. Водната фотолиза е:
1) натрупване на вода под въздействието на светлина;
2) дисоциация на водата на йони под действието на светлината;
3) отделяне на водна пара през устицата;
4) принуждаване на вода в листата под въздействието на светлина.
10. Под въздействието на светлинни кванти:
1) хлорофилът се превръща в NADP;
2) електронът напуска молекулата на хлорофила;
3) хлоропластът увеличава обема си;
4) хлорофилът се превръща в АТФ.
ЛИТЕРАТУРА
Богданова Т.П., Солодова Е.А.Биология. Справочник за гимназисти и студенти. - М .: LLC "AST-Press School", 2007.
Въпрос 1. Какво е фотосинтеза? Назовете веществата, необходими за неговото изпълнение.
Фотосинтезата е процес на образуване на органична материя и кислород от въглероден диоксид и вода в листата на зелените растения на слънчева светлина.
Въпрос 2. Довършете изреченията.
Фотосинтезата се извършва в растителни клетки, които съдържат хлоропластни органели. Те съдържат зеления пигмент хлорофил, който придава на растението цвят и фотосинтеза.
При повечето растения основният орган, осигуряващ фотосинтезата, е листата; фотосинтезата може да се осъществи и в стъблата и зелените плодове.
Въпрос 3. Известно е, че земните растения ежегодно образуват толкова много листа, че биха могли да покрият земното кълбо на няколко слоя. Обяснете защо растенията произвеждат толкова много листа.
Процесът на образуване на органична материя протича в листата на зелената астения на слънчева светлина. Следователно, за да се хранят растението, трябва да има много листа.
Въпрос 4. Помислете за рисунката "Образуването на органична материя в процеса на фотосинтеза." Подпишете върху него имената на веществата, влизащи и излизащи от листа.
Въглероден двуокис
Кислород
Отговори на въпросите:
1) Какви са необходимите условия за осъществяване на фотосинтезата?
Фотосинтезата изисква слънчева светлина, въглероден диоксид и хлоропласти.
2) Какви органични вещества се образуват в процеса на фотосинтезата и какво е тяхното значение за растението?
В хлоропластите, под въздействието на светлината, при фотосинтезата в растенията се образува нишесте. Това вещество е въглехидрат и служи като източник на енергия за растенията.
Въпрос 5*. Прочетете в учебника описанието на експеримента за изследване на влиянието на светлината върху образуването на органична материя в зелените растения и разгледайте фигура 61. Защо според вас не може да се намери нишесте в листата на зелените растения, след като са били държани в тъмно за 2-3 дни? Къде изчезва?
Слънчевата светлина е необходима за превръщане на нишестето в листата. Нишестето се образува по време на фотосинтезата. Този процес ще се осъществи с помощта на енергията на светлината. Без светлина няма процес на фотосинтеза; без този процес няма нишесте в листата.
Работим в лабораторията
Въпрос 6. Помислете за рисунката, която изобразява преживяването.
Отговори на въпросите:
1) Защо свещта изгасва в първия и третия случай?
В първия и третия съд семената и корените в процеса на дишане консумират целия кислород и отделят въглероден диоксид. Свещта угасна.
2) Защо свещта гори във втория случай?
Във втория съд растението не само диша, но и освобождава кислород чрез фотосинтеза, така че свещта гори.
Фотосинтезата е биосинтеза, която превръща светлинната енергия в органични съединения. Светлината под формата на фотони се улавя от оцветен пигмент, свързан с неорганичен или органичен донор на електрони и позволява минералният материал да се използва за синтеза (производството) на органични съединения.
Във връзка с
С други думи, фотосинтезата е процесът на синтезиране на органична материя (захар) от слънчева светлина. Тази реакция се случва на нивото на хлоропластите, които са специализирани клетъчни органели, които позволяват на въглеродния диоксид и водата да се консумират за производство на диоксид и органични молекули като глюкоза.
Провежда се в две фази:
Светлинната фаза (фотофосфорилиране) е набор от зависими от светлина фотохимични (т.е. улавяне на светлина) реакции, при които електроните се транспортират през двете фотосистеми (PSI и PSII), за да произведат ATP (богата на енергия молекула) и NADPHH (редуциращ потенциал).
По този начин светлинната фаза на фотосинтезата прави възможно директното преобразуване на светлинната енергия в химическа енергия. Именно чрез този процес нашата планета сега има богата на кислород атмосфера. В резултат на това висшите растения са успели да доминират над земната повърхност, осигурявайки храна за много други организми, които се хранят или намират убежище чрез нея. Първоначалната атмосфера съдържаше газове като амоний, азот и въглероден диоксид, но много малко кислород. Растенията са намерили начин да преобразуват този CO в толкова изобилие в храна, използвайки слънчева светлина.
Тъмната фаза съответства на напълно ензимен и независим от светлина цикъл на Калвин, в който аденозин трифосфат (АТФ) и NADPH + H + (никотин амид аденин динуклеотид фосфат) се използват за превръщане на въглероден диоксид и вода във въглехидрати. Тази втора фаза позволява усвояването на въглеродния диоксид.
Тоест в тази фаза на фотосинтезата, около петнадесет секунди след усвояването на СО, настъпва синтезна реакция и се появяват първите продукти на фотосинтезата - захари: трио, пентоза, хексоза, хептоза. Захарозата и нишестето се образуват от определени хексози. В допълнение към въглехидратите, те могат да се развият и от липиди и протеини чрез свързване с азотна молекула.
Този цикъл съществува във водораслите, растенията с умерен климат и всички дървета; тези растения се наричат "C3 растения", най-важните междинни тела на биохимичния цикъл, които имат молекула от три въглеродни атома (C3).
В тази фаза хлорофилът, след поглъщане на фотон, има енергия от 41 kcal на мол, част от която се превръща в топлина или флуоресценция. Използването на изотопни маркери (18O) показва, че кислородът, освободен по време на този процес, идва от разложена вода, а не от абсорбиран въглероден диоксид.
Фотосинтезата протича главно в листата на растенията и рядко (някога) в стъблата и др. Частите на типичния лист включват: горния и долния епидермис;
- мезофил;
- съдов сноп (вени);
- устицата.
Ако клетките на горния и долния епидермис не са хлоропласти, фотосинтезата не настъпва. Всъщност те служат предимно като защита за останалата част от листа.
Устицата са дупки, които съществуват главно в долния епидермис и позволяват обмен на въздух (CO и O2). Съдовите снопове (или вени) в листата са част от транспортната система на растението, като при необходимост придвижват вода и хранителни вещества около растението. Мезофилните клетки имат хлоропласти и това е мястото на фотосинтеза.
Механизмът на фотосинтезата е много сложен.... Тези процеси в биологията обаче са от особено значение. При силно излагане на светлина хлоропластите (части от растителна клетка, съдържаща хлорофил), подложени на фотосинтеза, комбинират въглероден диоксид (CO) с прясна вода, за да образуват захари C6H12O6.
В хода на реакцията те се превръщат в нишесте C6H12O5, за квадратен дециметър от повърхността на листата, средно 0,2 g нишесте на ден. Цялата операция е придружена от силно отделяне на кислород.
Всъщност процесът на фотосинтеза се състои главно от фотолиза на водна молекула.
Формулата за този процес е:
6 H 2 O + 6 CO 2 + светлина = 6 O 2 + C 6 H 12 O 6
Вода + въглероден диоксид + светлина = кислород + глюкоза
- H2O = вода
- CO 2 = въглероден диоксид
- O 2 = Кислород
- C6H12O6 = глюкоза
В превод този процес означава: растението се нуждае от шест молекули вода + шест молекули въглероден диоксид и светлина, за да реагира. Това води до образуването на шест молекули кислород и глюкоза в химичен процес. Глюкозата си е глюкоза, който растението използва като изходен материал за синтеза на мазнини и протеини. Шест кислородни молекули са просто "необходимо зло" за растението, което то доставя в околната среда чрез затварящите клетки.
Както споменахме, въглехидратите са най-важният директен органичен продукт на фотосинтезата в повечето зелени растения. Растенията произвеждат малко свободна глюкоза; вместо това глюкозните единици са свързани, за да образуват нишесте или се комбинират с фруктоза, друга захар, за да образуват захароза.
Фотосинтезата не само синтезира въглехидратикакто се смяташе някога, но също така:
- аминокиселини;
- протеини;
- липиди (или мазнини);
- пигменти и други органични компоненти на зелените тъкани.
Минералите осигуряват елементите (напр. азот, N; фосфор, P; сяра, S), необходими за образуването на тези съединения.
Химическите връзки се разпадат между кислород (O) и въглерод (C), водород (H), азот и сяра и се образуват нови съединения в продукти, които включват кислороден газ (O 2) и органични съединения. За разрушаване на връзките между кислородаи други елементи (например във вода, нитрати и сулфати), се изисква повече енергия, отколкото се отделя, когато се образуват нови връзки в продуктите. Тази разлика в енергията на свързване обяснява по-голямата част от светлинната енергия, съхранявана като химическа енергия в органичните продукти, произведени по време на фотосинтезата. Допълнителна енергия се съхранява при създаването на сложни молекули от прости.
Фактори, влияещи върху скоростта на фотосинтезата
Скоростта на фотосинтезата се определя като функция от скоростта на производство на кислород, или на единица маса (или площ) зелена растителна тъкан, или на единица тегло от общия хлорофил.
Количеството светлина, снабдяването с въглероден диоксид, температурата, водоснабдяването и наличието на минерали са най-важните фактори на околната среда, които влияят върху скоростта на фотосинтезата в земните инсталации. Скоростта му се определя и от вида на растението и неговото физиологично състояние, като здраве, зрялост и цъфтеж.
Фотосинтезата се извършва изключително в хлоропластите (гръцки хлор = зелен, подобен на лист) на растението. Хлоропластите се намират предимно в палисадите, но също и в гъбестата тъкан. От долната страна на листа има блокиращи клетки, които координират обмена на газове. CO 2 се влива в междуклетъчните клетки отвън.
Необходима вода за фотосинтеза, транспортира растението отвътре през ксилема в клетките. Зеленият хлорофил абсорбира слънчевата светлина. След като въглеродният диоксид и водата се превърнат в кислород и глюкоза, клетките на лигавицата се отварят и освобождават кислород в околната среда. Глюкозата остава в клетката и се превръща от растението, между другото, в нишесте. Силата е сравнима с тази на глюкозния полизахарид и е слабо разтворим, така че дори при големи загуби на вода в силата на растителните остатъци.
Значението на фотосинтезата в биологията
От светлината, получена от листа, 20% се отразява, 10% се предава и 70% действително се абсорбира, от които 20% се разсейват при топлина, 48% се губят при флуоресценция. Около 2% остават за фотосинтеза.
Чрез този процес растениятаиграят незаменима роля на повърхността на Земята; всъщност зелените растения с някои групи бактерии са единствените живи същества, способни да произвеждат органична материя от минерални елементи. Приблизително 20 милиарда тона въглерод се улавят от сухоземните растения всяка година от въглероден диоксид в атмосферата и 15 милиарда от водорасли.
Зелените растения са основните първични производители, първото звено в хранителната верига; нехлорофилните растения и тревопасните и хищните животни (включително хората) са напълно зависими от фотосинтетичния отговор.
Опростена дефиниция на фотосинтезатае да преобразува светлинната енергия от слънцето в химическа енергия. Този фотонен въглехидратен биосинтез се произвежда от въглероден диоксид CO2 с помощта на светлинна енергия.
Тоест фотосинтезата е резултат от химическата активност (синтеза) на хлорофилните растения, които произвеждат основни биохимични органични вещества от вода и минерални соли поради способността на хлоропластите да улавят част от слънчевата енергия.
