Какво е обяснението на фотосинтезата за деца. Процесът на фотосинтеза: сбит и разбираем за децата

В природата, под въздействието на слънчевата светлина, животът тече важен процес, без което не може никое живо същество на планетата Земя. В резултат на реакцията във въздуха се отделя кислород, който дишаме. Този процес се нарича фотосинтеза. Какво е фотосинтеза научна точказрението и какво се случва в хлоропластите на растителните клетки, ще разгледаме по-долу.

Фотосинтезата в биологията е преобразуване на органични вещества и кислород от неорганични съединения под въздействието на слънчевата енергия. Характерно е за всички фотоавтотрофи, които сами са способни да произвеждат органични съединения.

Такива организми включват растения, зелени, лилави бактерии, цианобактерии (синьо-зелени водорасли).

Растенията са фотоавтотрофи, които абсорбират вода от почвата и въглероден диоксид от въздуха. Под въздействието на слънчевата енергия се образува глюкоза, която впоследствие се превръща в полизахарид - нишесте, което е необходимо на растителните организми за хранене и генериране на енергия. В околната среда се отделя кислород – важно вещество, използвано от всички живи организми за дишане.

Как протича фотосинтезата. Химичната реакция може да бъде представена със следното уравнение:

6CO2 + 6H2O + E = C6H12O6 + 6O2

Фотосинтетичните реакции протичат в растенията на клетъчно ниво, а именно в хлоропластите, съдържащи основния пигмент хлорофил. Това съединение не само придава на растенията зелен цвят, но и участва активно в самия процес.

За да разберете по-добре процеса, трябва да се запознаете със структурата на зелените органели - хлоропластите.

Структурата на хлоропластите

Хлоропластите са клетъчни органели, намиращи се само в растителни организми, цианобактерии. Всеки хлоропласт е покрит с двойна мембрана: външна и вътрешна. Вътрешната част на хлоропласта е изпълнена със строма - основното вещество, което по консистенция наподобява цитоплазмата на клетката.

Структурата на хлоропласта

Хлоропластната строма се състои от:

• тилакоиди - структури, наподобяващи плоски торбички, съдържащи пигмента хлорофил;
• gran - групи от тилакоиди;
• ламела - тубули, които свързват граната на тилакоидите.

Всяка грана изглежда като купчина монети, където всяка монета е тилакоид, а ламелата е рафт, върху който са разположени гранатите. В допълнение, хлоропластите имат своя собствена генетична информация, представена от двойноверижни ДНК вериги, както и рибозоми, които участват в синтеза на протеини, маслени капки, нишестени зърна.

Полезно видео: фотосинтеза

Основни фази

Фотосинтезата има две редуващи се фази: светла и тъмна. Всеки има свои собствени характеристики на потока и продукти, образувани по време на определени реакции. Две фотосистеми, образувани от спомагателни пигменти за събиране на светлина, хлорофил и каротеноид, предават енергията към основния пигмент. В резултат на това светлинната енергия се превръща в химическа енергия - АТФ (аденозин трифосфорна киселина). Какво се случва в процеса на фотосинтеза.

Светещ

светлинна фазавъзниква, когато фотоните на светлината ударят растението. В хлоропласта той тече върху тилакоидните мембрани.

Основни процеси:

1. Пигментите на фотосистемата I започват да „абсорбират” фотони на слънчевата енергия, които се прехвърлят в реакционния център.
2. Под действието на светлинни фотони електроните се „възбуждат“ в молекулата на пигмента (хлорофил).
3. „Възбуденият” електрон се прехвърля към външната мембрана на тилакоида с помощта на транспортни протеини.
4. Същият електрон взаимодейства със сложното съединение NADP (никотинамид аденин динуклеотид фосфат), редуцирайки го до NADP * H2 (това съединение участва в тъмната фаза).

Подобни процеси протичат и във фотосистема II. „Възбудените“ електрони напускат реакционния център и се прехвърлят към външната мембрана на тилакоидите, където се свързват с акцептора на електрони, връщат се във фотосистема I и я възстановяват.

Светлинна фаза на фотосинтезата

Но как се възстановява фотосистема II? Това се случва поради фотолизата на водата - реакцията на разделяне на H2O. Първо, водна молекула дарява електрони на реакционния център на фотосистема II, поради което се случва нейното намаляване. След това настъпва пълното разделяне на водата на водород и кислород. Последният прониква в околната среда през устицата на епидермиса на листа.

Можете да изобразите фотолизата на водата с помощта на уравнението:

2H2O \u003d 4H + 4e + O2

Освен това по време на светлинната фаза се синтезират молекули на АТФ – химическа енергия, която отива за образуването на глюкоза. Тилакоидната мембрана съдържа ензимна система, която участва в образуването на АТФ. Този процес възниква в резултат на факта, че водороден йон се прехвърля през канала на специален ензим от вътрешна обвивканавън. Тогава енергията се освобождава.

Важно е да се знае!По време на светлата фаза на фотосинтезата се произвежда кислород, както и енергията на АТФ, която се използва за синтез на монозахариди в тъмната фаза.

Тъмно

Реакциите на тъмната фаза протичат денонощно, дори при липса на слънчева светлина. Фотосинтетичните реакции протичат в стромата (вътрешната среда) на хлоропласта. Тази тема е изследвана по-подробно от Мелвин Калвин, след когото реакциите на тъмната фаза се наричат ​​цикъл на Калвин, или C3 - пътят.

Този цикъл протича на 3 етапа:

1. Карбоксилиране.
2. Възстановяване.
3. Регенерация на акцепторите.

По време на карбоксилирането вещество, наречено рибулоза бифосфат, се комбинира с частици въглероден диоксид. За това се използва специален ензим - карбоксилаза. Образува се нестабилно шествъглеродно съединение, което почти веднага се разделя на 2 молекули FHA (фосфоглицеринова киселина).

За възстановяване на FHA се използва енергията на ATP и NADP*H2, образувани по време на светлинната фаза. При последователни реакции се образува тривъглеродна захар с фосфатна група.

По време на регенерацията на акцепторите част от молекулите на FHA се използва за редуциране на молекулите на рибулозния бифосфат, който е акцептор на CO2. Освен това при последователни реакции се образува монозахарид, глюкоза. За всички тези процеси се използва енергията на АТФ, образувана в светлинната фаза, както и NADP * H2.

Процесите на превръщане на 6 молекули въглероден диоксид в 1 молекула глюкоза изискват разграждането на 18 ATP молекули и 12 NADP*H2 молекули. Тези процеси могат да бъдат изобразени със следното уравнение:

6CO2 + 24H = C6H12O6 + 6H2O

Впоследствие от образуваната глюкоза повече сложни въглехидрати- полизахариди: нишесте, целулоза.

Забележка!По време на фотосинтезата на тъмната фаза се образува глюкоза - органична субстанция, необходима за храненето на растенията и генерирането на енергия.

Следващата таблица на фотосинтезата ще ви помогне да разберете по-добре основната същност на този процес.

Сравнителна таблица на фазите на фотосинтеза

Въпреки че цикълът на Калвин е най-характерен за тъмната фаза на фотосинтезата, за някои обаче тропически растенияхарактерен е цикълът Hatch-Slack (C4-път), който има свои собствени характеристики на потока. По време на карбоксилирането в цикъла на Hatch-Sleck се образува не фосфоглицеринова киселина, а други, като: оксалооцетна, ябълчна, аспарагинова. Също така по време на тези реакции въглеродният диоксид се натрупва в растителните клетки и не се отделя по време на газообмен, както при повечето.

Впоследствие този газ участва във фотосинтетичните реакции и образуването на глюкоза. Също така си струва да се отбележи, че пътят на фотосинтезата С4 изисква повече енергия от цикъла на Калвин. Основните реакции, продукти на образуване в цикъла на Hatch-Slack не се различават от цикъла на Калвин.

Поради реакциите на цикъла Hatch-Slack, фотодишането практически не се случва в растенията, тъй като устицата на епидермиса са в затворено състояние. Това им позволява да се адаптират към специфични условия на местообитание:

• силна топлина;
• сух климат;
• повишена соленост на местообитанията;
• липса на CO2.

Сравнение на светли и тъмни фази

Стойност в природата

Благодарение на фотосинтезата се образува кислород - жизненоважно вещество за процесите на дишане и натрупване на енергия вътре в клетките, което дава възможност на живите организми да растат, развиват се, размножават се и участва пряко в работата на всички физиологични системи на човека. тяло, животни.

Важно!От кислорода в атмосферата се образува озонов слой, който предпазва всички организми от вредното въздействие на опасното ултравиолетово лъчение.

Полезно видео: подготовка за изпита по Биология - фотосинтеза

Заключение

Благодарение на способността си да синтезират кислород и енергия, растенията формират първото звено във всички хранителни вериги, като са производители. Консумирайки зелени растения, всички хетеротрофи (животни, хора), заедно с храната, получават жизненоважни ресурси. Благодарение на процеса, който протича в зелените растения и цианобактериите, се поддържа постоянен газов състав на атмосферата и животът на земята.

Всяко зелено листо е миниатюрна фабрика хранителни веществаи кислород, който е необходим на животните и хората за нормален живот. Процесът на производство на тези вещества от вода и въглероден диоксид от атмосферата се нарича фотосинтеза. Фотосинтезата е сложен химичен процес, който протича с участието на светлината. Разбира се, всеки се интересува от това как протича фотосинтезата. Самият процес се състои от два етапа: първият е поглъщане на светлинните кванти, а вторият е използването на тяхната енергия в различни химични реакции.

Как протича процесът на фотосинтеза

Растенията поглъщат светлина със зелено вещество, наречено хлорофил. Хлорофилът се намира в хлоропластите, които се намират в стъбла или плодове. В листата има особено голям брой от тях, тъй като поради много плоската си структура листът може да привлече много светлина, съответно да получи много повече енергия за процеса на фотосинтеза.

След усвояване, хлорофилът е във възбудено състояние и пренася енергия към други молекули на растителния организъм, особено тези, които участват пряко във фотосинтезата. Вторият етап от процеса на фотосинтеза протича без задължителното участие на светлината и се състои в получаване на химична връзка с участието на въглероден диоксид, получен от въздуха и водата. На този етап се синтезират различни вещества, които са много полезни за живота, като нишесте и глюкоза.

Тези органични вещества се използват от самите растения за подхранване на различните му части, както и за поддържане на нормален живот. Освен това тези вещества се получават и от животни, ядат растения. Хората също получават тези вещества, като ядат животински и растителни продукти.

условия за фотосинтеза

Фотосинтезата може да се случи както под въздействието на изкуствена светлина, така и под въздействието на слънчева светлина. По правило в природата растенията интензивно "работят" през пролетно-летния период, когато има много необходима слънчева светлина. През есента има по-малко светлина, денят се съкращава, листата първо пожълтяват и след това падат. Но щом се появи топлото пролетно слънце, зелената зеленина се появява отново и зелените „фабрики“ отново ще възобновят работата си, за да осигурят кислород, така необходим за живота, както и много други хранителни вещества.

Къде се извършва фотосинтезата

По принцип фотосинтезата, като процес, се случва, както вече споменахме, в листата на растенията, тъй като те са в състояние да поемат повече слънчева светлина, която е много необходима за процеса на фотосинтеза.

В резултат на това можем да кажем, че процесът на фотосинтеза е неразделна част от живота на растенията.

Процесът на фотосинтеза е един от най-важните биологични процеси, протичащи в природата, тъй като благодарение на него органичните вещества се образуват от въглероден диоксид и вода под действието на светлината, това явление се нарича фотосинтеза. И най-важното е, че в процеса на фотосинтеза се получава разпределение, което е жизненоважно за съществуването на живот на нашата невероятна планета.

Историята на откриването на фотосинтезата

Историята на откриването на феномена фотосинтеза датира четири века в миналото, когато през 1600 г. известен белгийски учен Ян Ван Хелмонт поставя прост експеримент. Той постави клонка от върба (като преди това го е записал начално тегло) в торба, в която имало и 80 кг пръст. И след това в продължение на пет години растението се полива изключително с вода. Каква беше изненадата на учения, когато след пет години теглото на растението се увеличи с 60 кг, въпреки факта, че масата на земята е намаляла само с 50 грама, откъде идва толкова впечатляващо наддаване на тегло, остава загадка за ученият.

Следващият важен и интересен експеримент, който се превърна в прага за откриването на фотосинтезата, е поставен от английския учен Джоузеф Пристли през 1771 г. (любопитно е, че по естеството на професията си г-н Пристли е свещеник на Англиканската църква , но той влезе в историята като изключителен учен). Какво направи г-н Пристли? Той постави мишка под шапка и пет дни по-късно тя умря. След това той отново постави друга мишка под капачката, но този път, заедно с мишката под капачката, имаше стрък мента и в резултат на това мишката остана жива. Полученият резултат доведе учения до идеята, че има процес, противоположен на дишането. Друг важно заключениеТози експеримент беше откриването на кислорода като жизненоважен за всички живи същества (първата мишка умря от липсата му, втората оцеля благодарение на стръкче мента, което току-що създаде кислород в процеса на фотосинтеза).

Така се установи фактът, че зелените части на растенията са способни да отделят кислород. Тогава, още през 1782 г., швейцарският учен Жан Сенебие доказа, че въглеродният диоксид се разлага на зелени растения под въздействието на светлината - всъщност е открита друга страна на фотосинтезата. След това, след още 5 години, френският учен Жак Бузенго открива, че усвояването на вода от растенията се случва и при синтеза на органични вещества.

И последният акорд в поредицата научни откритиясвързано с явлението фотосинтеза е откритието на немския ботаник Юлиус Сакс, който през 1864 г. успява да докаже, че обемът на консумирания въглероден диоксид и освободения кислород се среща в съотношение 1: 1.

Значението на фотосинтезата в човешкия живот

Ако си представите образно, листът на всяко растение може да се сравни с малка лаборатория, чиито прозорци са обърнати към слънчевата страна. Точно в тази лаборатория се осъществява образуването на органични вещества и кислород, което е в основата на съществуването на органичен живот на Земята. Всъщност без кислород и фотосинтеза животът просто не би съществувал на Земята.

Но ако фотосинтезата е толкова важна за живота и освобождаването на кислород, тогава как хората (и не само хората) живеят, например, в пустиня, където има минимум зелени растения, или, например, в индустриален град където дърветата са рядкост. Факт е, че сухоземните растения съставляват само 20% от кислорода, освободен в атмосферата, докато останалите 80% се отделят от морски и океански водорасли, не е без причина океаните понякога наричани „белите дробове на нашата планета“ .

Формула за фотосинтеза

Общата формула за фотосинтеза може да бъде написана, както следва:

Вода + въглероден диоксид + светлина > въглехидрати + кислород

И това е формулата за химическата реакция на фотосинтезата

6CO 2 + 6H 2 O \u003d C6H 12 O 6 + 6O 2

Значението на фотосинтезата за растенията

И сега нека се опитаме да отговорим на въпроса защо растенията се нуждаят от фотосинтеза. Всъщност осигуряването на кислород в атмосферата на нашата планета далеч не е единствената причина за възникването на фотосинтеза, този биологичен процес е жизненоважен не само за хората и животните, но и за самите растения, тъй като органичните вещества, които се образуват по време на фотосинтезата е в основата на живота на растенията.

Как се случва фотосинтезата

Основният двигател на фотосинтезата е хлорофилът - специален пигмент, съдържащ се в растителните клетки, който освен всичко друго е отговорен за зеления цвят на листата на дърветата и други растения. Хлорофилът е комплекс органично съединение, който също има важен имот- способността да абсорбира слънчевата светлина. Поглъщайки го, хлорофилът е този, който активира тази малка биохимична лаборатория, съдържаща се във всяко малко листо, във всяка трева и всяко водорасло. След това се извършва фотосинтеза (вижте формулата по-горе), по време на която се извършва трансформацията на водата и въглеродния диоксид във въглехидрати, необходими за растенията, и кислород, необходим за всички живи същества. Механизмите на фотосинтезата са брилянтно творение на природата.

Фази на фотосинтеза

Също така процесът на фотосинтеза се състои от два етапа: светъл и тъмен. И по-долу ще напишем подробно за всеки от тях.

Светлинна фаза на фотосинтезата

Тази фаза се извършва върху тилакоидите. Какви са тези тиалакоиди? Тилакоидите са структури, намиращи се вътре в хлоропластите и ограничени от мембрана.

Редът на процесите на светлинната фаза на фотосинтезата е както следва:

• Светлината удря молекулата на хлорофила, абсорбира се от зеления пигмент, което я води до възбудено състояние. Електрон, който влиза в тази молекула, отива в повече високо нивои участва в процеса на синтез.
• Има разделяне на водата, по време на което протоните под действието на електрони се превръщат във водородни атоми, които впоследствие се изразходват за синтеза на въглехидрати.
• В последния етап от светлинната фаза на фотосинтезата се синтезира АТФ (аденозин трифосфат). АТФ е органично вещество, което играе ролята на своеобразен енергиен акумулатор в биологичните процеси.

Тъмна фаза на фотосинтезата

Тази фаза на фотосинтезата протича в стромата на хлоропластите. При него се отделя кислород, както и синтеза на глюкоза. Може да си помислите, въз основа на името, че тъмната фаза на фотосинтезата се случва изключително през нощта. Всъщност това не е така, синтезът на глюкоза се извършва денонощно, просто на този етап светлинната енергия вече не се изразходва и просто не е необходима.

Фотосинтеза, видео

И накрая, интересно образователно видео за фотосинтезата.

Растенията получават вода и минерали от корените си. Листата осигуряват органично хранене на растенията. За разлика от корените, те не са в почвата, а във въздуха, следователно извършват не почвено, а въздушно хранене.

От историята на изучаването на въздушното хранене на растенията

Постепенно се натрупват знания за храненето на растенията.

Преди около 350 години холандският учен Ян Хелмонт за първи път поставя експеримент за изследване на храненето на растенията. AT глинен съдс почвата той отгледа върба, като добави там само вода. Ученият внимателно претегли падналите листа. Пет години по-късно масата на върбата заедно с падналите листа се увеличава със 74,5 кг, а масата на почвата намалява само с 57 г. Въз основа на това Хелмонт стига до заключението, че всички вещества в растението се образуват не от почвата , но от вода. Мнението, че растението се увеличава само благодарение на водата, се запазва до края на 18 век.

През 1771 г. английският химик Джоузеф Пристли изследва въглеродния диоксид или „разваления въздух“, както той го нарича, и прави забележително откритие. Ако запалите свещ и я покриете със стъклена капачка, след като изгори малко, тя ще изгасне.

Мишка под такава шапка започва да се задушава. Ако обаче под капачката се постави клонче на мента заедно с мишката, тогава мишката не се задушава и продължава да живее. Това означава, че растенията "коригират" въздуха, развален от дишането на животните, тоест превръщат въглеродния диоксид в кислород.

През 1862 г. немският ботаник Юлиус Сакс доказва чрез експерименти, че зелените растения не само отделят кислород, но и създават органични вещества, които служат като храна за всички други организми.

Фотосинтеза

Основната разлика между зелените растения и другите живи организми е наличието в техните клетки на хлоропласти, съдържащи хлорофил. Хлорофилът има способността да улавя слънчевите лъчи, чиято енергия е необходима за създаване на органични вещества. Процесът на образуване на органична материя от въглероден диоксид и вода с помощта на слънчева енергия се нарича фотосинтеза (на гръцки: pholos светлина). В процеса на фотосинтезата се образуват не само органични вещества - захари, но и се отделя кислород.

Схематично процесът на фотосинтеза може да бъде изобразен по следния начин:

Водата се абсорбира от корените и се движи през проводящата система на корените и стъблото към листата. Въглероден двуокис - съставна частвъздух. Навлиза в листата през отворени устици. Структурата на листата допринася за усвояването на въглероден диоксид: плоската повърхност на листните плочи, което увеличава площта на контакт с въздуха и наличието Голям бройустицата в кожата.

Захарите, образувани в резултат на фотосинтезата, се превръщат в нишесте. Нишестето е органично вещество, което не се разтваря във вода. Който е лесно да се открие с йоден разтвор.

Доказателство за образуване на нишесте в листата, изложени на светлина

Нека докажем, че в зелените листа на растенията нишестето се образува от въглероден диоксид и вода. За да направите това, помислете за експеримента, който по едно време беше поставен от Юлий Сакс.

Едно стайно растение (гераниум или иглика) се държи два дни на тъмно, за да се изразходва цялото нишесте за жизненоважни процеси. След това няколко листа се покриват от двете страни с черна хартия, така че да се покрие само част от тях. През деня растението е изложено на светлина, а през нощта се осветява допълнително с настолна лампа.

След един ден изследваните листа се отрязват. За да се разбере в коя част от листното нишесте се е образувало, листата се варят на воля (за да набъбнат нишестените зърна), след което се държат в горещ алкохол (хлорофилът се разтваря и листата се обезцветяват). След това листата се измиват във вода и се третират със слаб разтвор на йод. Тс части от листата, които са били на светлина, придобиват син цвят от действието на йода. Това означава, че нишестето се е образувало в клетките на осветената част на листа. Следователно фотосинтезата се осъществява само в присъствието на светлина.

Доказателство за необходимостта от въглероден диоксид за фотосинтеза

За да се докаже, че въглеродният диоксид е необходим за образуване на нишесте в листата, стайно растениесъщо преди това държани на тъмно. След това едно от листата се поставя в колба с малко количество варова вода. Колбата се затваря с памучен тампон. Растението е изложено. Въглеродният диоксид се абсорбира от варовата вода, така че няма да бъде в колбата. Листът се отрязва и, както в предишния експеримент, се изследва за наличие на нишесте. Съхранява се в топла водаи алкохол, третирани с йоден разтвор. В този случай обаче резултатът от експеримента ще бъде различен: листът не е боядисан син цвят, защото не съдържа нишесте. Следователно, за образуването на нишесте, освен светлина и вода, е необходим въглероден диоксид.

Така отговорихме на въпроса каква храна получава растението от въздуха. Опитът показва, че това е въглероден диоксид. Той е необходим за образуването на органична материя.

Организмите, които самостоятелно създават органични вещества за изграждане на тялото си, се наричат ​​автотрофи (на гръцки autos - себе си, trofe - храна).

Доказателство за образуването на кислород по време на фотосинтезата

За да докаже, че по време на фотосинтеза растенията по време на външна средаотделят кислород, помислете за експеримента с водно растениеелодея. Издънките на Elodea се спускат в съд с вода и се покриват с фуния отгоре. Поставете епруветка, пълна с вода в края на фунията. Растението се излага на светлина в продължение на два до три дни. Elodea излъчва газови мехурчета, когато е изложена на светлина. Те се натрупват в горната част на тръбата, измествайки водата. За да се установи какъв вид газ е, епруветката се отстранява внимателно и в нея се вкарва тлеещ трес. Факелът пламва ярко. Това означава, че в колбата се е натрупал кислород, поддържайки горенето.

Космическа роля на растенията

Растенията, съдържащи хлорофил, са способни да абсорбират слънчевата енергия. Следователно К.А. Тимирязев нарече ролята им на Земята космическа. Част от слънчевата енергия, съхранявана в органична материя, може да се съхранява дълго време. Въглищата, торфът, петролът се образуват от вещества, които са създадени от зелени растения в древни геоложки времена и са погълнали енергията на Слънцето. Чрез изгаряне на естествени горими материали човек освобождава енергията, съхранявана преди милиони години от зелените растения.

Фотосинтеза (тестове)

1. Организми, които образуват органични вещества само от органични:

1.хетеротрофи

2. автотрофи

3.хемотрофи

4. миксотрофи

2. В светлата фаза на фотосинтезата се случва следното:

1.образуване на АТФ

2.образуване на глюкоза

3.освобождаване на въглероден диоксид

4.образуване на въглехидрати

3. По време на фотосинтезата се образува кислород, който се отделя в процеса:

1.Биосинтеза на протеини

2.фотолиза

3.възбуждане на молекулата на хлорофила

4.Съединен въглероден диоксид и вода

4. В резултат на фотосинтезата светлинната енергия се превръща в:

1. топлинна енергия

2.Химична енергия на неорганичните съединения

3. електрическа енергияТермална енергия

4.химична енергия на органичните съединения

5. Дишането на анаероби в живите организми протича в процеса:

1.окисляване на кислород

2.фотосинтеза

3.ферментация

4.Хемосинтеза

6. Крайните продукти на въглехидратното окисление в клетката са:

1.ADP и вода

2.амоняк и въглероден диоксид

3.вода и въглероден диоксид

4.амоняк, въглероден диоксид и вода

7. Включено подготвителен етапхидролиза настъпва, когато въглехидратите се разграждат:

1. целулоза към глюкоза

2. протеини до аминокиселини

3.ДНК към нуклеотиди

4.мазнини до глицерол и карбоксилни киселини

8. Ензимите осигуряват кислородно окисление:

1.Храносмилателен тракт и лизозоми

2. цитоплазма

3.митохондрии

4.пластид

9. По време на гликолизата 3 mol глюкоза се съхраняват под формата на АТФ:

10. Два мола глюкоза претърпяха пълно окисление в животинска клетка, докато въглеродният диоксид се освобождава:

11. В процеса на хемосинтеза организмите преобразуват енергията на окисление:

1.серни съединения

2.органични съединения

3.скорбяла

12. Един ген отговаря на информацията за молекулата:

1.аминокиселини

2.скорбяла

4.нуклеотид

13. Генетичният код се състои от три нуклеотида, което означава:

1. специфичен

2. излишен

3.универсален

4.тройка

14. В генетичния код една аминокиселина съответства на 2-6 триплета, това се проявява:

1.непрекъснатост

2. съкращения

3.универсалност

4.специфичност

15. Ако нуклеотидният състав на ДНК е ATT-CHC-TAT, тогава нуклеотидният състав на i-RNA:
1.ТАА-ЧЦ-УТА

2.UAA-GCG-AUA

3.UAA-CHC-AUA

4.UAA-CHC-ATA

16. Протеиновият синтез не се осъществява върху собствените рибозоми в:

1.вирус на тютюневата мозайка

2. Дрозофила

3.мравка

4.Вибрион холера

17. Антибиотик:

1. е защитен кръвен протеин

2.синтезира нов протеин в тялото

3.е отслабен патоген

4.инхибира протеиновия синтез на патогена

18. Секцията от ДНК молекулата, върху която се извършва репликацията, има 30 000 нуклеотида (и двете вериги). За репликация ще ви трябва:

19. Колко различни аминокиселини може да транспортира една t-RNA:

1.винаги един

2.винаги две

3.винаги три

4. Някои могат да носят един, други могат да носят няколко.

20. ДНК участъкът, от който се извършва транскрипцията, съдържа 153 нуклеотида, в който е кодиран полипептид от:

1,153 аминокиселини

2,51 аминокиселини

3,49 аминокиселини

4,459 аминокиселини

21. По време на фотосинтезата се образува кислород в резултат на

1. фотосинтеза вода

2.​ разлагане на въглероден газ

3. редукция на въглеродния диоксид до глюкоза

4. Синтез на АТФ

По време на процеса на фотосинтеза,

1. синтез на въглехидрати и освобождаване на кислород

2. Изпаряване на вода и усвояване на кислород

3. газообмен и липиден синтез

4. освобождаване на въглероден диоксид и синтез на протеини

23. В светлинната фаза на фотосинтезата енергията на слънчевата светлина се използва за синтезиране на молекули

1. липиди

2. протеини

3. нуклеинова киселина

24. Под въздействието на енергията на слънчевата светлина електронът се издига на по-високо енергийно нивов молекула

1. катерица

2. глюкоза

3. хлорофил

4. биосинтеза на протеини

25. Растителната клетка, подобно на животинската, получава енергия в процеса. .

1. Окисление на органични вещества

2. биосинтеза на протеини

3. липиден синтез

4. Синтез на нуклеинова киселина

Фотосинтезата се извършва в хлоропластите на растителните клетки. Хлоропластите съдържат пигмента хлорофил, който участва в процеса на фотосинтеза и дава на растенията зелен цвят. От това следва, че фотосинтезата протича само в зелените части на растенията.

Фотосинтезата е процес на образуване на органична материя от неорганична материя. По-специално, глюкозата е органично вещество, а водата и въглеродният диоксид са неорганични.

Слънчевата светлина също е от съществено значение за осъществяването на фотосинтезата. Светлинната енергия се съхранява в химически връзкиорганична материя. В това е Основната точкафотосинтеза: за свързване на енергия, която по-късно ще се използва за поддържане на живота на растение или животни, които ядат това растение. Органичната материя е само форма, начин за съхраняване на слънчева енергия.

Когато фотосинтезата протича в клетките, в хлоропластите и върху техните мембрани протичат различни реакции.

Не всички имат нужда от светлина. Следователно има две фази на фотосинтезата: светла и тъмна. Тъмната фаза не изисква светлина и може да се появи през нощта.

Въглеродният диоксид навлиза в клетките от въздуха през повърхността на растението. Водата идваот корените по стеблото.

В резултат на процеса на фотосинтеза се образува не само органична материя, но и кислород. Кислородът се отделя във въздуха през повърхността на растението.

Образуваната в резултат на фотосинтезата глюкоза се прехвърля в други клетки, превръща се в нишесте (съхранява се) и се използва за жизнените процеси.

Основният орган, в който се извършва фотосинтезата при повечето растения, е листата. Именно в листата има много фотосинтетични клетки, които изграждат фотосинтетичната тъкан.

Тъй като е от съществено значение за фотосинтезата слънчева светлина, листата обикновено имат голяма повърхност. С други думи, те са плоски и тънки. За да може светлината да достигне до всички листа, в растенията те са подредени така, че почти да не се закриват един друг.

И така, за да се осъществи процесът на фотосинтеза, въглероден диоксид, вода и светлина. Продуктите на фотосинтезата са органична материя (глюкоза) и кислород. Фотосинтезата се извършва в хлоропластите, които се срещат най-много в листата.

При растенията (главно в листата) фотосинтезата се извършва на светлина. Това е процес, при който органичното вещество глюкоза (вид захар) се образува от въглероден диоксид и вода. Освен това глюкозата в клетките се превръща в по-сложно вещество, нишесте. И глюкозата, и нишестето са въглехидрати.

В процеса на фотосинтезата се произвежда не само органична материя, но се отделя и кислород като страничен продукт.

Въглеродният диоксид и водата са неорганични вещества, а глюкозата и нишестето са органични.

Затова често се казва, че фотосинтезата е процес на образуване на органични вещества от неорганични вещества на светлина. Само растенията, някои едноклетъчни еукариоти и някои бактерии са способни на фотосинтеза. В клетките на животните и гъбите няма такъв процес, така че те са принудени да абсорбират от заобикаляща средаорганични вещества. В тази връзка растенията се наричат ​​автотрофи, а животните и гъбите се наричат ​​хетеротрофи.

Процесът на фотосинтеза в растенията протича в хлоропласти, които съдържат зеления пигмент хлорофил.

И така, за да се осъществи фотосинтезата, трябва:

хлорофил,

въглероден двуокис.

Процесът на фотосинтеза произвежда:

органична материя,

кислород.

Растенията са приспособени да улавят светлина.много тревисти растениялистата се събират в така наречената базална розетка, когато листата не се засенчват един друг. Дърветата се характеризират с мозайка от листа, при която листата растат по такъв начин, че да се закриват възможно най-малко един друг. При растенията листните плочи могат да се обърнат към светлината поради огъването на листните дръжки. Въпреки всичко това ги има сенколюбиви растения, който може да расте само на сянка.

Водаза фотосинтезапристигав листатаот коренитепо стеблото. Ето защо е важно растението да получава достатъчно влага. С липса на вода и някои минералиинхибира се процесът на фотосинтеза.

Въглероден двуокисвзети за фотосинтезадиректноот нищотолиста. Кислородът, който се произвежда от растението по време на фотосинтеза, напротив, се отделя във въздуха. Газообменът се улеснява от междуклетъчните пространства (пролуки между клетките).

Органичните вещества, образувани в процеса на фотосинтезата, се използват частично в самите листа, но основно се вливат във всички други органи и се превръщат в други органични вещества, използват се в енергийния метаболизъм и се превръщат в резервни хранителни вещества.

Фотосинтеза

Фотосинтеза- процесът на синтез на органични вещества поради енергията на светлината. Организмите, които са способни да синтезират органични вещества от неорганични съединения, се наричат ​​автотрофни. Фотосинтезата е характерна само за клетките на автотрофни организми. Хетеротрофните организми не са в състояние да синтезират органични вещества от неорганични съединения.
Клетките на зелените растения и някои бактерии имат специални структури и комплекси химични веществакоито им позволяват да улавят енергията на слънчевата светлина.

Ролята на хлоропластите във фотосинтезата

В растителните клетки има микроскопични образувания - хлоропласти. Това са органели, в които енергията и светлината се усвояват и преобразуват в енергията на АТФ и други молекули – енергийни носители. Зърната на хлоропластите съдържат хлорофил, сложно органично вещество. Хлорофилът улавя енергията на светлината за използване в биосинтеза на глюкоза и други органични вещества. Ензимите, необходими за синтеза на глюкоза, също се намират в хлоропластите.

Светлинна фаза на фотосинтезата

Квант червена светлина, погълнат от хлорофила, поставя електрона във възбудено състояние. Възбуден от светлина електрон придобива голям запас от енергия, в резултат на което преминава на по-високо енергийно ниво. Възбуден от светлина електрон може да се сравни с камък, издигнат на височина, който също придобива потенциална енергия. Той я губи, падайки от високо. Възбуденият електрон, сякаш на стъпки, се движи по веригата от сложни органични съединения, вградени в хлоропласта. Преминавайки от един етап към друг, електронът губи енергия, която се използва за синтеза на АТФ. Електронът, който губи енергия, се връща в хлорофила. Нова порция светлинна енергия отново възбужда електрона на хлорофила. Отново следва същия път, изразходвайки енергия за образуването на молекули АТФ.
При разцепването на водните молекули се образуват водородни йони и електрони, необходими за редукция на молекулите енергийни носители. Разграждането на водните молекули в хлоропластите се извършва от специален протеин под въздействието на светлина. Този процес се нарича фотолиза на вода.
Така енергията на слънчевата светлина се използва директно от растителната клетка за:
1. възбуждане на хлорофилни електрони, чиято енергия се изразходва допълнително за образуване на АТФ и други молекули енергийни носители;
2. фотолиза на вода, доставяща водородни йони и електрони към светлинната фаза на фотосинтезата.
В този случай кислородът се отделя като страничен продукт от реакциите на фотолиза.

Етапът, през който благодарение на енергията на светлината се образуват богати на енергия съединения - АТФ и молекули енергийни носители,Наречен светлинна фаза на фотосинтезата.

Тъмна фаза на фотосинтезата

Хлоропластите съдържат петвъглеродни захари, една от които е рибулозен дифосфат, е уловител на въглероден диоксид. Специален ензим свързва петвъглеродната захар с въглероден диоксид във въздуха. В този случай се образуват съединения, които поради енергията на АТФ и други молекули енергийни носители се редуцират до глюкозна молекула с шест въглерода.

Така светлинната енергия, преобразувана по време на светлинната фаза в енергията на АТФ и други молекули енергийни носители, се използва за синтезиране на глюкоза.

Тези процеси могат да се извършват на тъмно.
Беше възможно да се изолират хлоропласти от растителни клетки, които извършват фотосинтеза в епруветка под действието на светлината - те образуват нови молекули на глюкоза, като същевременно абсорбират въглероден диоксид. Ако осветяването на хлоропластите беше спряно, тогава синтезът на глюкоза също беше спрян. Въпреки това, ако към хлоропластите се добавят АТФ и редуцирани молекули енергийни носители, тогава синтезът на глюкоза се възобновява и може да продължи на тъмно. Това означава, че светлината наистина е необходима само за синтеза на АТФ и зареждането на молекулите енергийни носители. Абсорбция на въглероден диоксид и образуване на глюкоза в растениятаНаречен тъмна фаза на фотосинтезатазащото може да ходи в тъмното.
Интензивното осветление, повишеният въглероден диоксид във въздуха водят до увеличаване на активността на фотосинтезата.

Други бележки по биология

Още интересни статии:

Историята на откриването на едно невероятно и толкова жизнено важно явление като фотосинтезата се корени дълбоко в миналото. Преди повече от четири века, през 1600 г., белгийският учен Ян Ван - Хелмонт поставя прост експеримент. Той постави клонка от върба в торба, съдържаща 80 кг пръст. Ученият записва първоначалното тегло на върбата и след това в продължение на пет години полива растението изключително с дъждовна вода. Каква беше изненадата на Ян Ван - Хелмонт, когато отново претегли върбата. Теглото на растението се е увеличило с 65 кг, а масата на земята е намаляла само с 50 грама! Откъде растението е взело 64 кг 950 г хранителни вещества за учения остана загадка!

Следващият значим експеримент по пътя към откриването на фотосинтезата принадлежи на английския химик Джоузеф Пристли. Ученият постави мишка под капачката и след пет часа гризачът умря. Когато Пристли постави клонче мента с мишката и също покри гризача с шапка, мишката остана жива. Този експеримент доведе учения до идеята, че има процес, противоположен на дишането. Ян Ингенхаус през 1779 г. установява факта, че само зелените части на растенията са способни да отделят кислород. Три години по-късно швейцарският учен Жан Сенебие доказа, че въглеродният диоксид под въздействието на слънчевата светлина се разлага в зелените органели на растенията. Само пет години по-късно френският учен Жак Бусинго, диригент лабораторни изследвания, открил факта, че усвояването на водата от растенията се случва и при синтеза на органични вещества. Знаменателно откритие през 1864 г. е направено от немския ботаник Юлиус Сакс. Той успя да докаже, че обемът на консумирания въглероден диоксид и освободения кислород се срещат в съотношение 1: 1.

Фотосинтезата е един от най-важните биологични процеси

говорене научен език, фотосинтезата (от други гръцки φῶς - светлина и σύνθεσις - свързване, свързване) е процес, при който от въглероден диоксид и вода на светлината се образуват органични вещества. Основната роля в този процес принадлежи на фотосинтетичните сегменти.

Образно казано, листът на растението може да се сравни с лаборатория, чиито прозорци са обърнати към слънчевата страна. Именно в него се получава образуването на органични вещества. Този процес е в основата на съществуването на целия живот на Земята.

Мнозина разумно ще си зададат въпроса: какво дишат хората, които живеят в града, където не само дърветата и не можете да намерите стръка трева през деня с огън. Отговорът е много прост. Факт е, че сухоземните растения представляват само 20% от кислорода, освободен от растенията. Водораслите играят основна роля в производството на кислород в атмосферата. Те представляват 80% от произвеждания кислород. На езика на числата и растенията, и водораслите отделят 145 милиарда тона (!) кислород в атмосферата всяка година! Нищо чудно, че световните океани се наричат ​​„белите дробове на планетата“.

Обща формулафотосинтезата изглежда така:

Вода + въглероден диоксид + светлина → въглехидрати + кислород

Защо растенията се нуждаят от фотосинтеза?

Както видяхме, фотосинтезата е необходимо условиечовешкото съществуване на земята. Това обаче не е единствената причина, поради която фотосинтезиращите организми активно произвеждат кислород в атмосферата. Факт е, че както водораслите, така и растенията образуват годишно повече от 100 милиарда органични вещества (!), които формират основата на тяхната жизнена дейност. Спомняйки си експеримента на Ян Ван Хелмонт, разбираме, че фотосинтезата е в основата на храненето на растенията. Научно е доказано, че 95% от реколтата се определя от органични вещества, получени от растението в процеса на фотосинтеза, а 5% - тези минерални торовекоито градинарят въвежда в почвата.

Съвременните летни жители се фокусират върху храненето на почвата на растенията, забравяйки за нейното въздушно хранене. Не е известно каква реколта биха могли да получат градинарите, ако бяха внимателни към процеса на фотосинтеза.

Нито растенията, нито водораслите обаче не биха могли да произвеждат толкова активно кислород и въглехидрати, ако нямат удивителен зелен пигмент - хлорофил.

Тайната на зеления пигмент

Основната разлика между растителните клетки и клетките на други живи организми е наличието на хлорофил. Между другото, именно той е виновникът за факта, че листата на растенията са оцветени точно в зелено. Това сложно органично съединение има едно невероятно свойство: може да абсорбира слънчевата светлина! Благодарение на хлорофила става възможен процесът на фотосинтеза.

Два етапа на фотосинтеза

говорене прост езикФотосинтезата е процес, при който водата и въглеродният диоксид, абсорбирани от растението в присъствието на светлина с помощта на хлорофил, образуват захар и кислород. Така неорганичните вещества се превръщат по чудотворен начин в органични. Получената захар е енергиен източник на растенията.

Фотосинтезата има два етапа: светъл и тъмен.

Светлинна фаза на фотосинтезата

Среща се върху тилакоидни мембрани.

Тилакоидите са структури, ограничени от мембрана. Те се намират в стромата на хлоропласта.

Редът на събитията на светлинния етап на фотосинтезата:

1. Светлината удря молекулата на хлорофила, която след това се абсорбира от зеления пигмент и я привежда във възбудено състояние. Електронът, включен в молекулата, отива на по-високо ниво, участва в процеса на синтез.
2. Настъпва разделяне на водата, при което протоните под въздействието на електрони се превръщат във водородни атоми. Впоследствие те се изразходват за синтеза на въглехидрати.
3. На последния етап на светлинния етап се синтезира АТФ (аденозин трифосфат). Това е органично вещество, което играе ролята на универсален енергиен акумулатор в биологичните системи.

Тъмна фаза на фотосинтезата

Мястото на тъмната фаза е стромата на хлоропластите. По време на тъмната фаза се отделя кислород и се синтезира глюкоза. Мнозина ще си помислят, че тази фаза е получила такова име, защото процесите, протичащи в този етап, се извършват изключително през нощта. Всъщност това не е съвсем вярно. Синтезът на глюкоза се извършва денонощно. Въпросът е, че е така този етапсветлинната енергия вече не се консумира, което означава, че тя просто не е необходима.

Значението на фотосинтезата за растенията

Вече установихме факта, че растенията се нуждаят от фотосинтеза не по-малко от нас. Много е лесно да се говори за мащаба на фотосинтезата на езика на числата. Учените са изчислили, че само наземните растения съхраняват толкова слънчева енергия, колкото 100 мегаполиса биха могли да изразходват в рамките на 100 години!

Дишането на растенията е процес, противоположен на фотосинтезата. Смисълът на дишането на растенията е да отделя енергия в процеса на фотосинтезата и да я насочва към нуждите на растенията. С прости думи, реколтата е разликата между фотосинтезата и дишането. Колкото повече фотосинтеза и по-ниско дишане, толкова по-голяма е реколтата и обратно!

Фотосинтезата е удивителен процес, който прави възможен животНа земята!