व्यावहारिक कार्य संख्या

विषय: "प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण की प्रक्रियाओं की तुलना"

लक्ष्य: 1) प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण की प्रक्रियाओं की तुलना करें; 2) विकास के लिए प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण के महत्व का पता लगाएं।

उपकरण और सामग्री:स्वपोषी जीवों की कोशिकाओं में प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण की प्रक्रियाओं के सार को दर्शाने वाली तालिकाएँ और आरेख।

प्रगति:

1. कार्य को पूरा करने के लिए आवश्यक छात्रों के बुनियादी ज्ञान और कौशल की पहचान, प्रकाश संश्लेषण, रसायन संश्लेषण के मुख्य चरणों की पुनरावृत्ति (लेखक वी.बी. ज़खारोव और डी.के. बिल्लाएव की पाठ्यपुस्तकों के अनुसार "सामान्य जीवविज्ञान 10-11वीं कक्षा")।

2. पिवट तालिका भरने की विशेषताओं के बारे में शिक्षाप्रद बातचीत।

1. कोशिकाओं में प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण की प्रस्तावित योजनाओं पर विचार करें। प्रकाश संश्लेषण के चरणों का ध्यानपूर्वक अध्ययन करें।

   प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण की प्रक्रियाओं का वर्णन करें। परिणाम तालिका में प्रस्तुत करें:

तुलना के लिए सुविधाएँ

प्रकाश संश्लेषण

chemosynthesis

1. अवधारणा की परिभाषा

2. प्रक्रिया चरण

3. कार्बनिक पदार्थ का स्रोत

4. ऊर्जा स्रोत

5. कोशिका में होने वाले प्रमुख परिवर्तन

6. अंतिम उत्पाद

7. प्रतिनिधि (इस प्रकार के पोषण वाले जीवों के उदाहरण)

3. प्रशिक्षण अभ्यास.

1) प्रकाश संश्लेषण के दौरान बनने वाली ऑक्सीजन का द्रव्यमान निर्धारित करें यदि इस प्रक्रिया के दौरान 45 ग्राम ग्लूकोज संश्लेषित किया जाता है। ग्लूकोज का आणविक भार 180 है, ऑक्सीजन का आणविक भार 32 है (उत्तर: 8 ग्राम)।

2) पारिस्थितिक पिरामिड के नियम के आधार पर, दूसरे क्रम के उपभोक्ताओं (उदाहरण के लिए, मनुष्य) को प्रति 1 किलोग्राम द्रव्यमान प्राप्त करने के लिए लगभग 100 किलोग्राम पौधे बायोमास की आवश्यकता होती है। पौधों द्वारा अवशोषित कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान निर्धारित करें यदि 100 किलोग्राम पौधे के बायोमास को संश्लेषित किया गया था (पारंपरिक रूप से प्रकाश संश्लेषण के दौरान बनने वाले ग्लूकोज के द्रव्यमान को पौधे के बायोमास के रूप में लें)। ग्लूकोज का आणविक भार 180 है, कार्बन डाइऑक्साइड का आणविक भार 44 है (उत्तर: 24.4 किग्रा)।

3) दिन के दौरान, 60 किलो वजन वाला एक व्यक्ति सांस लेते समय औसतन 30 लीटर ऑक्सीजन की खपत करता है (200 सेमी 3 प्रति 1 किलो वजन प्रति 1 घंटे की दर से)। एक 25 साल पुराना पेड़, चिनार, 5 वसंत-ग्रीष्म महीनों में प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के दौरान लगभग 42 किलोग्राम कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करता है। निर्धारित करें कि इनमें से कितने पेड़ एक व्यक्ति को ऑक्सीजन प्रदान करेंगे (उत्तर: 5 पेड़)।

5) निम्नलिखित परिवर्तनों के पथ का पता लगाएं और उसका विस्तार से वर्णन करें:

ए) हवा से सीओ 2 अणु से पौधे कोशिका में स्टार्च अणु तक;

बी) एक पौधे को खाने वाले जानवर के स्टार्च अणु से लेकर एक पशु कोशिका में ग्लाइकोजन अणु तक;

ग) पशु कोशिका में ग्लाइकोजन अणु से सीओ 2 और आगे एच 2 ओ तक।

निष्कर्ष:

1. 1. कौन से जीव स्वपोषी कहलाते हैं? प्रकृति में किस प्रकार के स्वपोषी पोषण मौजूद हैं?

      पृथ्वी पर समस्त जीवन के लिए, प्रकृति में पदार्थों के चक्र के लिए प्रकाश संश्लेषण का क्या महत्व है?

हमारे लेख में हम देखेंगे कि कौन से जीव रसायन संश्लेषण से गुजरते हैं। यह जीवित जीवों को खिलाने के तरीकों में से एक है, जो कुछ बैक्टीरिया में स्वाभाविक रूप से होता है।

जीवों को भोजन देने के तरीके

यह समझने के लिए कि कीमोसिंथेसिस क्या है, आपको पहले यह याद रखना होगा कि विभिन्न जीव किस आहार विधि का उपयोग करते हैं। इस विशेषता के आधार पर, प्राणियों के दो समूहों को प्रतिष्ठित किया जाता है: विषमपोषी और स्वपोषी। पहले वाले केवल तैयार कार्बनिक पदार्थों पर ही भोजन करने में सक्षम हैं। वे पाचन तंत्र के विशेष रसधानियों या अंगों का उपयोग करके प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट को अवशोषित और परिवर्तित करते हैं। जानवर, कवक और कुछ बैक्टीरिया हेटरोट्रॉफ़ हैं।

स्वपोषी के प्रकार

वे स्वयं कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण करते हैं, जिनका उपयोग बाद में विभिन्न जीवन प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए किया जाता है। उपयोग किए जाने वाले ऊर्जा स्रोत के आधार पर, जीवों के दो और समूहों को प्रतिष्ठित किया जाता है। ये फोटो- और केमोट्रॉफ़ हैं। इनमें से पहले के प्रतिनिधि पौधे हैं। वे प्रकाश संश्लेषण के दौरान कार्बोहाइड्रेट को ग्लूकोज में संश्लेषित करते हैं। यह प्रक्रिया केवल हरे प्लास्टिड, क्लोरोप्लास्ट में सूर्य के प्रकाश, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति में होती है। कुछ जीवाणु रसायनपोषी होते हैं। कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित करने के लिए, उन्हें विभिन्न रासायनिक यौगिकों की आवश्यकता होती है, जिन्हें वे ऑक्सीकरण करते हैं। प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण के बीच समानताएं जीवों की पर्यावरण से कार्बन, पानी और खनिज लवण प्राप्त करके स्वतंत्र रूप से उन पदार्थों को बनाने की क्षमता में निहित हैं जिनकी उन्हें आवश्यकता है।

रसायनसंश्लेषण: अवधारणा की परिभाषा और खोज का इतिहास

आओ हम इसे नज़दीक से देखें। स्वपोषी पोषण की विधियों में से एक क्या है, जिसमें कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण के लिए खनिज यौगिकों के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया होती है। आइए अब जानें कि रसायन संश्लेषण किन जीवों में होता है। प्रकृति में केवल कुछ विशेष प्रकार के प्रोकैरियोट्स में ही यह अनोखी क्षमता होती है। इस प्रक्रिया की खोज 19वीं सदी के अंत में रूसी सूक्ष्म जीवविज्ञानी सर्गेई निकोलाइविच विनोग्रैडस्की ने की थी। एंटोन डी बैरी की स्ट्रासबर्ग प्रयोगशाला में काम करते हुए, उन्होंने सल्फर के ऑक्सीकरण के माध्यम से ऊर्जा प्राप्त करने का एक प्रयोग किया। उन्होंने ऐसे जीवों को एनोरॉक्सीडेंट कहा जो इस रासायनिक प्रक्रिया को अंजाम देने में सक्षम हैं। अपने शोध के दौरान, वैज्ञानिक यह पता लगाने में कामयाब रहे कि रसायन संश्लेषण की प्रक्रिया की खोज से पहले, केवल प्रकाश संश्लेषक पौधों और नीले-हरे शैवाल को ऑटोट्रॉफ़िक जीवों के रूप में वर्गीकृत किया गया था।

प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण के बीच अंतर और समानताएं

दोनों प्रकार के स्वपोषी पोषण प्लास्टिक विनिमय या आत्मसातीकरण का प्रतिनिधित्व करते हैं। इसका मतलब यह है कि इन प्रक्रियाओं के दौरान कार्बनिक पदार्थों का निर्माण और गैस विनिमय होता है। इस मामले में, प्रारंभिक अभिकर्मक खनिज यौगिक हैं। फोटो- और केमोसिंथेसिस जीवमंडल में पदार्थों के संचलन को पूरा करने के तरीके हैं। सभी प्रकार के स्वपोषी न केवल अपने लिए, बल्कि अन्य जीवों के लिए भी जीवन के लिए आवश्यक परिस्थितियाँ प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए, प्रकाश संश्लेषण के दौरान ऑक्सीजन निकलती है। सभी जीवित चीजों के लिए सांस लेना आवश्यक है। और केमोट्रॉफ़्स वायुमंडलीय नाइट्रोजन को ऐसी स्थिति में परिवर्तित करते हैं जिसमें इसे पौधों द्वारा अवशोषित किया जा सकता है।

लेकिन इस प्रकार के भोजन के बीच कई अंतर हैं। रसायनसंश्लेषण उन पौधों में होता है जिनमें हरा वर्णक क्लोरोफिल नहीं होता है। इसके अलावा, ऑक्सीकरण के लिए वे केवल कुछ पदार्थों के यौगिकों का उपयोग करते हैं: सल्फर, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन या लौह। पोषण की यह विधि उन स्थानों पर विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जहां सूर्य का प्रकाश उपलब्ध नहीं है। इस प्रकार, केवल केमोट्रॉफ़ ही अधिक गहराई पर रह सकते हैं। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए सौर ऊर्जा एक पूर्वापेक्षा है। इसके अलावा, पौधों में, यह प्रक्रिया केवल हरे वर्णक क्लोरोफिल युक्त विशेष कोशिकाओं में होती है। प्रकाशपोषी पोषण के लिए एक अन्य शर्त कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति है।

लौह जीवाणु

केमोसिंथेसिस क्या है, इस पर परिवर्तन करने वाले बैक्टीरिया के उदाहरण का उपयोग करके विचार किया जा सकता है। उनकी खोज भी एस.एन. विनोग्रैडस्की की है। प्रकृति में, वे ताजे और खारे जल निकायों में व्यापक हैं। उनके रसायन संश्लेषण का सार लोहे की संयोजकता को दो से तीन में बदलना है। इससे थोड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है। इसलिए लौह जीवाणुओं को यह प्रक्रिया बहुत गहनता से करनी पड़ती है।

चूँकि बैक्टीरिया सबसे प्राचीन जीवों में से एक हैं, उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि के परिणामस्वरूप, ग्रह पर लोहे और मैंगनीज अयस्कों के बड़े भंडार बने। उद्योग में, इन प्रोकैरियोट्स का उपयोग शुद्ध तांबा प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

सल्फर बैक्टीरिया

ये प्रोकैरियोट्स पुनर्स्थापित करते हैं। इन जीवों के अध्ययन के माध्यम से केमोसिंथेसिस की प्रक्रिया की खोज की गई थी। ऑक्सीकरण के लिए, इस प्रकार के बैक्टीरिया हाइड्रोजन सल्फाइड, सल्फाइड, सल्फेट्स, पॉलीथियोनेट्स और अन्य पदार्थों का उपयोग करते हैं। और इस समूह के कुछ प्रोकैरियोट्स रसायन संश्लेषण के दौरान मौलिक सल्फर जमा करते हैं। यह कोशिकाओं के अंदर और बाहर दोनों जगह हो सकता है। इस क्षमता का उपयोग अतिरिक्त वातन और मिट्टी के अम्लीकरण की समस्या को हल करने के लिए किया जाता है।

सल्फर बैक्टीरिया का प्राकृतिक आवास ताजे और खारे जल निकाय हैं। गाद और निचले क्षेत्र में रहने वाले ट्यूबवर्म और मोलस्क के साथ इन जीवों के सहजीवन के गठन के ज्ञात मामले हैं।

नाइट्रोजन स्थिरीकरण करने वाले जीवाणु

प्रकृति में कीमोसिंथेसिस का महत्व काफी हद तक नाइट्रोजन-फिक्सिंग प्रोकैरियोट्स की गतिविधि से निर्धारित होता है। उनमें से अधिकांश फलियां और अनाज के पौधों की जड़ों पर रहते हैं। उनका सहवास परस्पर लाभकारी है। पौधे प्रोकैरियोट्स को कार्बोहाइड्रेट प्रदान करते हैं जिन्हें प्रकाश संश्लेषण के दौरान संश्लेषित किया गया था। और बैक्टीरिया जड़ प्रणाली के पूर्ण विकास के लिए आवश्यक नाइट्रोजन का उत्पादन करते हैं।

इस प्रजाति के बहुमूल्य गुणों की खोज से पहले यह माना जाता था कि फलियों की पत्तियों में एक अनोखी क्षमता होती है। बाद में यह पता चला कि पौधे सीधे नाइट्रोजन स्थिरीकरण की प्रक्रिया में भाग नहीं लेते हैं, बल्कि यह प्रक्रिया उनकी जड़ों में रहने वाले बैक्टीरिया द्वारा की जाती है।

इस प्रकार का प्रोकैरियोट दो प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रियाएँ करता है। पहले के परिणामस्वरूप, अमोनिया नाइट्रेट में परिवर्तित हो जाता है। इन पदार्थों के घोल जड़ प्रणाली के माध्यम से पौधे में प्रवेश करते हैं। ऐसे जीवाणुओं को नाइट्रिफाइंग जीवाणु कहा जाता है। समान प्रोकैरियोट्स का एक अन्य समूह नाइट्रेट को नाइट्रोजन गैस में परिवर्तित करता है। इन्हें डेनिट्रिफ़ायर कहा जाता है। उनकी संयुक्त गतिविधि के परिणामस्वरूप, प्रकृति में इस रासायनिक तत्व का निरंतर परिसंचरण होता है।

नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया पौधों की जड़ों में उन जगहों पर प्रवेश करते हैं जहां पूर्णांक ऊतक क्षतिग्रस्त होता है या अवशोषण क्षेत्र के बालों के माध्यम से। एक बार अंदर जाने के बाद, प्रोकैरियोटिक कोशिकाएं सक्रिय रूप से विभाजित होने लगती हैं, जिसके परिणामस्वरूप कई उभार बनते हैं। वे नग्न आंखों से दिखाई देते हैं। मनुष्य मिट्टी को प्राकृतिक नाइट्रेट प्रदान करने के लिए नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया की संपत्ति का उपयोग करता है, जिससे उत्पादकता में वृद्धि होती है।

प्रकृति और रसायनसंश्लेषण

प्रकृति में रसायन संश्लेषण की भूमिका को कम करके आंकना कठिन है। प्रकृति में अकार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया जीवमंडल में पदार्थों के सामान्य चक्र का एक महत्वपूर्ण घटक है। सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा से केमोट्रॉफ़ की सापेक्ष स्वतंत्रता उन्हें गहरे समुद्र के अवसादों और समुद्र के दरार क्षेत्रों का एकमात्र निवासी बनाती है।

अमोनिया और हाइड्रोजन सल्फाइड, जो इन प्रोकैरियोट्स द्वारा संसाधित होते हैं, जहरीले पदार्थ हैं। इस मामले में, रसायन संश्लेषण का महत्व इन यौगिकों के निराकरण में निहित है। विज्ञान में, "भूमिगत जीवमंडल" शब्द जाना जाता है। यह विशेष रूप से उन जीवों द्वारा बनता है जिन्हें जीवित रहने के लिए प्रकाश या ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है। अवायवीय जीवाणुओं में यह अद्वितीय गुण होता है।

तो, लेख में हमने पता लगाया कि रसायन संश्लेषण क्या है। इस प्रक्रिया का सार अकार्बनिक यौगिकों का ऑक्सीकरण है। कुछ प्रकार के प्रोकैरियोट्स रसायन संश्लेषक जीव हैं: सल्फर बैक्टीरिया, आयरन बैक्टीरिया और नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया।

केमोसिंथेसिस स्वपोषी पोषण का सबसे पुराना प्रकार है, जो विकास की प्रक्रिया में प्रकाश संश्लेषण से पहले प्रकट हो सकता था। प्रकाश संश्लेषण के विपरीत, रसायन संश्लेषण में ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत सूर्य का प्रकाश नहीं है, बल्कि आमतौर पर अकार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण की रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं।

रसायनसंश्लेषण केवल कुछ प्रोकैरियोट्स में ही देखा जाता है। कई रसायन-संश्लेषक अन्य जीवों के लिए दुर्गम स्थानों में रहते हैं: बड़ी गहराई पर, ऑक्सीजन-मुक्त परिस्थितियों में।

कुछ अर्थों में रसायनसंश्लेषण एक अनोखी घटना है। रसायन संश्लेषक जीव पौधों की तरह प्रत्यक्ष रूप से या जानवरों की तरह परोक्ष रूप से सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा पर निर्भर नहीं होते हैं। अपवाद वे बैक्टीरिया हैं जो अमोनिया का ऑक्सीकरण करते हैं, क्योंकि बाद वाला कार्बनिक पदार्थ के क्षय के परिणामस्वरूप जारी होता है।

रसायनसंश्लेषण और प्रकाशसंश्लेषण के बीच समानताएँ:

स्वपोषी पोषण,

ऊर्जा को एटीपी में संग्रहीत किया जाता है और फिर कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है।

रसायनसंश्लेषण में अंतर:

ऊर्जा स्रोत - विभिन्न रेडॉक्स रासायनिक प्रतिक्रियाएं,

केवल कई बैक्टीरिया और आर्किया की विशेषता;

कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के लिए कार्बन स्रोत के रूप में न केवल CO2 का उपयोग किया जाता है, बल्कि कार्बन मोनोऑक्साइड (CO), फॉर्मिक एसिड (HCOOH), मेथनॉल (CH 3 OH), एसिटिक एसिड (CH 3 COOH), और कार्बोनेट का भी उपयोग किया जाता है।

केमोसिंथेटिक्स सल्फर, हाइड्रोजन सल्फाइड, हाइड्रोजन, लोहा, मैंगनीज, अमोनिया, नाइट्राइट आदि के ऑक्सीकरण से ऊर्जा प्राप्त करते हैं। जैसा कि देखा जा सकता है, अकार्बनिक पदार्थों का उपयोग किया जाता है।

ऊर्जा उत्पादन के लिए ऑक्सीकृत सब्सट्रेट के आधार पर, केमोसिंथेटिक्स को समूहों में विभाजित किया जाता है: लौह बैक्टीरिया, सल्फर बैक्टीरिया, मीथेन बनाने वाले आर्किया, नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया, आदि।

एरोबिक केमोसिंथेटिक जीवों में, ऑक्सीजन इलेक्ट्रॉनों और हाइड्रोजन के स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है, अर्थात यह ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है।

केमोट्रॉफ़्स पदार्थों, विशेषकर नाइट्रोजन के चक्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और मिट्टी की उर्वरता बनाए रखते हैं।

लौह जीवाणु

आयरन बैक्टीरिया के प्रतिनिधि: फिलामेंटस और आयरन-ऑक्सीकरण लेप्टोथ्रिक्स, स्फेरोटिलस, गैलियोनेला, मेटलोजेनियम।

ताजे और समुद्री जल में वितरित। लौह अयस्कों का निक्षेप बनाना।

द्विसंयोजक लोहे को त्रिसंयोजक में ऑक्सीकृत करें:

4FeCO 3 + O 2 + 6H 2 O → Fe(OH) 3 + 4CO 2 + E (ऊर्जा)

ऊर्जा के अलावा, इस प्रतिक्रिया से कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न होता है, जो कार्बनिक पदार्थों में बंध जाता है।

आयरन-ऑक्सीकरण करने वाले बैक्टीरिया के अलावा, मैंगनीज-ऑक्सीकरण करने वाले बैक्टीरिया भी होते हैं।

सल्फर बैक्टीरिया

सल्फर बैक्टीरिया को थायोबैक्टीरिया भी कहा जाता है। यह सूक्ष्मजीवों का एक काफी विविध समूह है। ऐसे प्रतिनिधि हैं जो सूर्य (फोटोट्रॉफ़्स) और कम सल्फर वाले यौगिकों के ऑक्सीकरण के माध्यम से ऊर्जा प्राप्त करते हैं - बैंगनी और हरे सल्फर बैक्टीरिया, कुछ साइनाइड।

2एस + 3ओ 2 + 2एच 2 ओ → 2एच 2 एसओ 4 + ई

अवायवीय परिस्थितियों में, नाइट्रेट का उपयोग हाइड्रोजन स्वीकर्ता के रूप में किया जाता है।

रंगहीन सल्फर बैक्टीरिया (बेगियेट्स, थियोथ्रिक्स, अक्रोमेटियम, मैक्रोमोनास, एक्वास्पिरिलम) हाइड्रोजन सल्फाइड युक्त जल निकायों में रहते हैं। वे 100% रसायनसंश्लेषक हैं। हाइड्रोजन सल्फाइड का ऑक्सीकरण होता है:

2H 2 S + O 2 → 2H 2 O + 2S + E

प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप उत्पन्न सल्फर बैक्टीरिया में जमा हो जाता है या गुच्छे के रूप में पर्यावरण में छोड़ दिया जाता है। यदि पर्याप्त हाइड्रोजन सल्फाइड नहीं है, तो इस सल्फर को ऑक्सीकृत भी किया जा सकता है (सल्फ्यूरिक एसिड में, ऊपर प्रतिक्रिया देखें)।

हाइड्रोजन सल्फाइड के स्थान पर सल्फाइड आदि का भी ऑक्सीकरण हो सकता है।

नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया

विशिष्ट प्रतिनिधि: एज़ोटोबैक्टर, नाइट्रोसोमोनस, नाइट्रोसोस्पिरा।

नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया मिट्टी और जल निकायों में रहते हैं। ऊर्जा अमोनिया और नाइट्रस एसिड के ऑक्सीकरण के माध्यम से प्राप्त की जाती है, और इसलिए नाइट्रोजन चक्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

प्रोटीन के सड़ने पर अमोनिया बनता है। बैक्टीरिया द्वारा अमोनिया के ऑक्सीकरण से नाइट्रस एसिड बनता है:

2एनएच 3 + 3ओ 2 → एचएनओ 2 + 2एच 2 ओ + ई

बैक्टीरिया का एक अन्य समूह नाइट्रस एसिड को नाइट्रिक एसिड में ऑक्सीकरण करता है:

2HNO 2 + O 2 → 2HNO 3 + E

ऊर्जा विमोचन के संदर्भ में दोनों प्रतिक्रियाएँ समतुल्य नहीं हैं। यदि अमोनिया के ऑक्सीकरण के दौरान 600 kJ से अधिक निकलता है, तो नाइट्रस एसिड के ऑक्सीकरण के दौरान केवल 150 kJ निकलता है।

मिट्टी में नाइट्रिक एसिड लवण - नाइट्रेट बनाता है, जो मिट्टी की उर्वरता सुनिश्चित करता है।

हाइड्रोजन बैक्टीरिया

मुख्यतः मिट्टी में वितरित। वे सूक्ष्मजीवों द्वारा कार्बनिक पदार्थों के अवायवीय अपघटन के दौरान बनने वाले हाइड्रोजन का ऑक्सीकरण करते हैं।

2H 2 + O 2 → 2H 2 O + E

यह प्रतिक्रिया एंजाइम हाइड्रोजनेज़ द्वारा उत्प्रेरित होती है।

मीथेन उत्पादक आर्किया और बैक्टीरिया

विशिष्ट प्रतिनिधि: मेथनोबैक्टीरिया, मेथनोसार्सिन, मेथनोकोकी।

आर्किया सख्त अवायवीय जीव हैं और ऑक्सीजन मुक्त वातावरण में रहते हैं।

रसायनसंश्लेषण ऑक्सीजन की भागीदारी के बिना होता है। अक्सर, कार्बन डाइऑक्साइड हाइड्रोजन के साथ मीथेन में अपचयित हो जाता है:

सीओ 2 + 4एच 2 → सीएच 4 + 2एच 2 ओ + ई

मुरावियोवा ऐलेना लियोन्टीवना
नौकरी का नाम:जीवविज्ञान शिक्षक
शैक्षिक संस्था:एमबीओयू "माध्यमिक विद्यालय संख्या 14"
इलाका:क्रीमिया गणराज्य का एवपटोरिया शहर
सामग्री का नाम:पाठ नोट्स
विषय:"प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण की प्रक्रियाओं की तुलना"
प्रकाशन तिथि: 03.03.2018
अध्याय:पूर्ण शिक्षा

जीव विज्ञान 10वीं कक्षा रासायनिक और जैविक प्रोफ़ाइल।

व्यावहारिक कार्य संख्या 4

विषय: "प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण की प्रक्रियाओं की तुलना"

लक्ष्य:

1) प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण की प्रक्रियाओं की तुलना करें, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं की विशेषताएं और

रसायनसंश्लेषण;

2) जीवमंडल के लिए प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण के महत्व का पता लगाएं।

उपकरण और सामग्री:व्यावहारिक प्रदर्शन के लिए पद्धति संबंधी मार्गदर्शन

कार्य संख्या 4 "प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण की प्रक्रियाओं की तुलना", "योजनाएँ प्रतिबिंबित करती हैं।"

जीवों की कोशिकाओं में प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण की प्रक्रियाओं का सार, प्रस्तुति

"प्रकाश संश्लेषण। रसायन संश्लेषण।"

प्रगति:

कोशिकाओं में प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण की प्रस्तावित योजनाओं पर विचार करें।

तालिका भरें "प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण की प्रक्रियाओं की तुलना।"

तुलना के लिए सुविधाएँ

प्रकाश संश्लेषण

chemosynthesis

नाम की उत्पत्ति.

यह कोशिका में कहाँ होता है?

प्रकाश और अंधेरे चरणों की उपस्थिति

प्रक्रिया।

व्यायाम के लिए ऊर्जा का स्रोत

ये प्रक्रियाएँ.

ऊर्जा किस पदार्थ में संग्रहित होती है?

रंजकों की उपस्थिति.

ऑक्सीजन का उपयोग.

कार्बोहाइड्रेट का स्रोत.

प्रतिक्रियाओं के अंतिम उत्पाद.

जीवों की विशेषता.

वे किस साम्राज्य से संबंधित हैं?

जीव.

जीवों को भोजन देने की विधि.

प्रतिक्रिया समीकरण.

उस वैज्ञानिक का नाम जिसने इस प्रक्रिया की खोज की

प्रक्रिया की जैविक भूमिका.

इन प्रक्रियाओं की परिभाषा.

जीवमंडल में प्रक्रियाओं का महत्व.

मिलान सेट करें:

ए)। अमोनिया का ऑक्सीकरण करें

में)। डाइवेलेंट आयरन को फेरिक आयरन में ऑक्सीकृत करें

ई (ऊर्जा)

इ)। कार्बनिक पदार्थों में हाइड्रोजन का ऑक्सीकरण

जेड). हाइड्रोजन सल्फाइड को आणविक सल्फर या सल्फ्यूरिक एसिड के लवण में ऑक्सीकरण करें

1. लौह जीवाणु 2. हाइड्रोजन जीवाणु

3. सल्फर बैक्टीरिया

3. नाइट्रोफाइजिंग बैक्टीरिया।

4. समस्याओं का समाधान करें:

1) प्रकाश संश्लेषण के दौरान बनने वाली ऑक्सीजन का द्रव्यमान निर्धारित करें, यदि इस प्रक्रिया के दौरान

45 ग्राम ग्लूकोज का संश्लेषण होता है। ग्लूकोज का आणविक भार 180 है, आणविक भार

ऑक्सीजन - 32.

2) दिन के दौरान 60 किलो वजन वाला एक व्यक्ति सांस लेते समय औसतन 30 लीटर ऑक्सीजन की खपत करता है

(200 सेमी पर आधारित)

प्रति 1 किलो द्रव्यमान 1 घंटे में)। एक 25 साल पुराना पेड़ - चिनार - प्रगति पर है

प्रकाश संश्लेषण 5 वसंत-ग्रीष्म महीनों में लगभग 42 किलोग्राम कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करता है।

निर्धारित करें कि इनमें से कितने पेड़ एक व्यक्ति को ऑक्सीजन प्रदान करेंगे।

3) 6 में से प्रत्येक के लिए प्रकाश संश्लेषण के दौरान कितना ग्लूकोज संश्लेषित किया जाता है

प्रति वर्ष पृथ्वी के अरब निवासी? एक वर्ष में, ग्रह की संपूर्ण वनस्पति लगभग 130,000 का उत्पादन करती है

मिलियन टन शर्करा.

पूर्ण परीक्षण कार्य:

विकल्प 1।

ए1. प्रकाश संश्लेषण का संबंध है:

4) सेल्युलोज का निर्माण

ए2. प्रकाश संश्लेषण के लिए प्रारंभिक पदार्थ है

1) प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट

2) कार्बन डाइऑक्साइड और पानी

3) ऑक्सीजन और एटीपी

4) ग्लूकोज और ऑक्सीजन

ए3. प्रकाश संश्लेषण का प्रकाश चरण होता है

1) क्लोरोप्लास्ट के कण में

2) ल्यूकोप्लास्ट में

3) क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में

4) माइटोकॉन्ड्रिया में

ए4. प्रकाश अवस्था में उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा का उपयोग किया जाता है:

1) एटीपी संश्लेषण

2) ग्लूकोज संश्लेषण

3) प्रोटीन संश्लेषण

4) कार्बोहाइड्रेट का टूटना

ए5. प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, क्लोरोप्लास्ट उत्पन्न होते हैं:

1) कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन

2) ग्लूकोज, एटीपी और ऑक्सीजन

3) प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट

4) कार्बन डाइऑक्साइड, एटीपी और पानी

ए6. केमोट्रोफिक जीवों में शामिल हैं

1) तपेदिक के रोगजनक

2) लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया

3)सल्फर बैक्टीरिया

ए7. प्रकाश संश्लेषण का संबंध है:

1) कार्बनिक पदार्थों का अकार्बनिक पदार्थों में टूटना

2) अकार्बनिक से कार्बनिक पदार्थों का निर्माण

3) ग्लूकोज का स्टार्च में रासायनिक रूपांतरण

4) सेल्युलोज का निर्माण

ए8. प्रकाश संश्लेषण के लिए प्रारंभिक पदार्थ है

1) प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट

2) कार्बन डाइऑक्साइड और पानी

3) ऑक्सीजन और एटीपी

4) ग्लूकोज और ऑक्सीजन

ए9. प्रकाश संश्लेषण का प्रकाश चरण होता है

1) क्लोरोप्लास्ट के कण में

2) ल्यूकोप्लास्ट में

3) क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में

4) माइटोकॉन्ड्रिया में

1) पानी का फोटोलिसिस

2) ग्लूकोज का निर्माण

3) एटीपी और एनएडीपी एच का संश्लेषण

4) CO2 का उपयोग

5) O2 का निर्माण

6) एटीपी ऊर्जा का उपयोग

1)सेलूलोज़

2) ग्लाइकोजन

3) क्लोरोफिल

6) न्यूक्लिक एसिड

विकल्प 2.

ए1. प्रकाश अवस्था में उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा का उपयोग किया जाता है:

1) एटीपी संश्लेषण

2) ग्लूकोज संश्लेषण

3) प्रोटीन संश्लेषण

4) कार्बोहाइड्रेट का टूटना

ए2. प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, क्लोरोप्लास्ट उत्पन्न होते हैं:

1) कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन

2) ग्लूकोज, एटीपी और ऑक्सीजन

3) प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट

4) कार्बन डाइऑक्साइड, एटीपी और पानी

ए3. केमोट्रोफिक जीवों में शामिल हैं

1) तपेदिक के रोगजनक

2) लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया

3)सल्फर बैक्टीरिया

ए4. प्रकाश संश्लेषण में सक्षम जीवों में शामिल हैं:

1) कीमोऑटोट्रॉफ़्स;

2) फोटोऑटोट्रॉफ़्स;

3) मिक्सोट्रॉफ़्स;

4) हेटरोट्रॉफ़्स

ए5. प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया का जैविक अर्थ निम्न का निर्माण है:

1) न्यूक्लिक एसिड;

2) प्रोटीन;

3) कार्बोहाइड्रेट;

ए6. निम्नलिखित में से कौन सा जीव प्रकाश संश्लेषण में सक्षम है?

1) पेनिसिलियम और यीस्ट;

2) एल्डर और सल्फर बैक्टीरिया;

3) सिलिअट्स और ग्रीन यूग्लीना;

4) मेपल और सायनोबैक्टीरिया

ए7. प्रकाश संश्लेषण के दौरान निकलने वाली ऑक्सीजन किसके टूटने के दौरान बनती है:

1) ग्लूकोज;

4) प्रोटीन.

ए8. प्रकाश संश्लेषण के लिए पौधे सौर स्पेक्ट्रम की किन किरणों का उपयोग करते हैं?

1) लाल और हरा;

2) लाल और नीला;

3) हरा और नीला;

ए9. किस प्लास्टिड में वर्णक क्लोरोफिल होता है?

1) ल्यूकोप्लास्ट;

2) क्लोरोप्लास्ट;

3) क्रोमोप्लास्ट;

4) सभी प्लास्टिड्स।

पहले में। प्रकाश संश्लेषण के प्रकाश चरण में होने वाली प्रक्रियाओं का चयन करें

1) पानी का फोटोलिसिस

2) ग्लूकोज का निर्माण

3) एटीपी और एनएडीपी एच का संश्लेषण

4) CO2 का उपयोग

5) O2 का निर्माण

6) एटीपी ऊर्जा का उपयोग

दो पर। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में शामिल पदार्थों का चयन करें

1)सेलूलोज़

2) ग्लाइकोजन

3) क्लोरोफिल

6) न्यूक्लिक एसिड

जीव विज्ञान में रसायन संश्लेषण की प्रक्रिया एक तरह से एक अनोखी घटना है, क्योंकि यह एक असामान्य प्रकार का जीवाणु पोषण है, जो अकार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण के कारण कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 के अवशोषण पर आधारित है। इसके अलावा, जो दिलचस्प है, वैज्ञानिकों के अनुसार, केमोसिंथेसिस ऑटोट्रॉफ़िक पोषण का सबसे पुराना प्रकार है (उस प्रकार का पोषण जब शरीर स्वयं अकार्बनिक पदार्थों से कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित करता है), जो पहले भी प्रकट हो सकता था।

रसायनसंश्लेषण की खोज का इतिहास

एक जैविक घटना के रूप में, बैक्टीरियल केमोसिंथेसिस की खोज 1888 में रूसी जीवविज्ञानी एस.एन. विनोग्रैडस्की द्वारा की गई थी। वैज्ञानिक ने रासायनिक ऊर्जा का उपयोग करके कुछ जीवाणुओं की कार्बोहाइड्रेट जारी करने की क्षमता साबित की है। उन्होंने कई विशेष केमोसिंथेटिक बैक्टीरिया को भी अलग किया, जिनमें से सबसे उल्लेखनीय हैं सल्फर बैक्टीरिया, आयरन बैक्टीरिया और नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया।

रसायन संश्लेषण और प्रकाश संश्लेषण: समानताएं और अंतर

आइए अब रसायनसंश्लेषण और प्रकाशसंश्लेषण के बीच समानताएं और उनके बीच के अंतरों को देखें।

समानताएँ:

• रसायन संश्लेषण और प्रकाश संश्लेषण दोनों स्वपोषी पोषण के प्रकार हैं, जब शरीर अकार्बनिक पदार्थों से कार्बनिक पदार्थों को स्रावित करता है।
• ऐसी प्रतिक्रिया की ऊर्जा एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी के रूप में संक्षिप्त) में संग्रहीत होती है और बाद में कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के लिए उपयोग की जाती है।

प्रकाश संश्लेषण और रसायन संश्लेषण के बीच अंतर:

• उनके पास एक अलग ऊर्जा स्रोत है, और परिणामस्वरूप, अलग-अलग रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं होती हैं। रसायन संश्लेषण में, ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत सूर्य का प्रकाश नहीं है, बल्कि कुछ पदार्थों का ऑक्सीकरण है।
• केमोसिंथेसिस विशेष रूप से बैक्टीरिया और एरिया की विशेषता है।
• रसायन संश्लेषण के दौरान, जीवाणु कोशिकाओं में क्लोरोफिल नहीं होता है; प्रकाश संश्लेषण के दौरान, इसके विपरीत, उनमें क्लोरोफिल होता है।
• रसायन संश्लेषण के दौरान कार्बनिक पदार्थ के संश्लेषण के लिए कार्बन का स्रोत न केवल कार्बन डाइऑक्साइड हो सकता है, बल्कि कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ), फॉर्मिक एसिड, एसिटिक एसिड, मेथनॉल और कार्बोनेट भी हो सकता है।

रसायनसंश्लेषण ऊर्जा

केमोसिंथेटिक बैक्टीरिया मैंगनीज, लोहा, सल्फर, अमोनिया आदि के ऑक्सीकरण के माध्यम से अपनी ऊर्जा प्राप्त करते हैं। ऑक्सीकृत सब्सट्रेट के आधार पर, जिन बैक्टीरिया का हमने ऊपर उल्लेख किया है, उन्हें उनके नाम मिले: आयरन बैक्टीरिया, सल्फर बैक्टीरिया, मीथेन बनाने वाले आर्किया, नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया, इत्यादि। पर।

प्रकृति में रसायन संश्लेषण का महत्व

केमोट्रॉफ़्स - जीव जो किमोसिंथेसिस के माध्यम से महत्वपूर्ण ऊर्जा प्राप्त करते हैं, पदार्थों के चक्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, विशेष रूप से नाइट्रोजन, विशेष रूप से वे मिट्टी की उर्वरता बनाए रखते हैं। इसके अलावा, केमोसिंथेटिक बैक्टीरिया की गतिविधि के कारण, प्राकृतिक परिस्थितियों में अयस्क और साल्टपीटर के बड़े भंडार जमा हो जाते हैं।

रसायनसंश्लेषण प्रतिक्रियाएं

आइए अब मौजूदा कीमोसिंथेसिस प्रतिक्रियाओं पर करीब से नज़र डालें; वे सभी कीमोसिंथेटिक बैक्टीरिया के आधार पर भिन्न होती हैं।

लौह जीवाणु

इनमें फिलामेंटस और आयरन-ऑक्सीकरण लेप्टोथ्रिक्स, स्फेरोटिलस, गैलियोनेला और मेटालोजेनियम शामिल हैं। वे ताजे और समुद्री जल में रहते हैं। केमोसिंथेसिस प्रतिक्रिया के लिए धन्यवाद, लौह अयस्क के भंडार का निर्माण डाइवैलेंट आयरन के फेरिक आयरन में ऑक्सीकरण से होता है।

4FeCO 3 + O 2 + 6H 2 O → Fe(OH) 3 + 4CO 2 + E (ऊर्जा)

ऊर्जा के अलावा, यह प्रतिक्रिया कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करती है। इसके अलावा, आयरन-ऑक्सीकरण करने वाले बैक्टीरिया के अलावा, मैंगनीज-ऑक्सीकरण करने वाले बैक्टीरिया भी होते हैं।

सल्फर बैक्टीरिया

इनका दूसरा नाम थायोबैक्टीरिया है, जो सूक्ष्मजीवों का एक बहुत बड़ा समूह है। जैसा कि उनके नाम से पता चलता है, ये बैक्टीरिया कम सल्फर वाले यौगिकों को ऑक्सीकरण करके ऊर्जा प्राप्त करते हैं।

2एस + 3ओ 2 + 2एच 2 ओ → 2एच 2 एसओ 4 + ई

प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त सल्फर या तो स्वयं बैक्टीरिया में जमा हो सकता है या गुच्छे के रूप में पर्यावरण में छोड़ा जा सकता है।

नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया

ये बैक्टीरिया, जो मिट्टी और पानी में रहते हैं, अपनी ऊर्जा अमोनिया और नाइट्रस एसिड से प्राप्त करते हैं; वे नाइट्रोजन चक्र में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

2एनएच 3 + 3ओ 2 → एचएनओ 2 + 2एच 2 ओ + ई

इस प्रतिक्रिया से प्राप्त नाइट्रस एसिड मिट्टी में लवण और नाइट्रेट बनाता है, जो इसकी उर्वरता में योगदान देता है।

रसायनसंश्लेषण, वीडियो

और अंत में, रसायन संश्लेषण के सार के बारे में एक शैक्षिक वीडियो।

यह लेख अंग्रेजी में उपलब्ध है - .