Gyakorlati munka sz.

Téma: „A fotoszintézis és a kemoszintézis folyamatainak összehasonlítása”

Cél: 1) hasonlítsa össze a fotoszintézis és a kemoszintézis folyamatait; 2) megtudja a fotoszintézis és a kemoszintézis jelentőségét az evolúció szempontjából.

Felszerelés és anyagok: táblázatok és diagramok, amelyek az autotróf szervezetek sejtjeiben zajló fotoszintézis és kemoszintézis folyamatainak lényegét tükrözik.

Előrehalad:

1. A tanulók munka elvégzéséhez szükséges alapismereteinek és készségeinek azonosítása, a fotoszintézis, a kemoszintézis főbb szakaszainak megismétlése (V.B. Zakharov és D.K. Belyaev „Általános biológia 10-11. évfolyam” szerzők tankönyvei szerint).

2. Tanulságos beszélgetés a pivot tábla kitöltésének jellemzőiről.

1. Tekintsük a sejtekben a fotoszintézis és kemoszintézis javasolt sémáit. Gondosan tanulmányozza a fotoszintézis szakaszait.

   Ismertesse a fotoszintézis és a kemoszintézis folyamatait! Mutassa be az eredményeket a táblázatban:

Összehasonlítási jellemzők

Fotoszintézis

Kemoszintézis

1. A fogalom meghatározása

2. A folyamat fázisai

3. Szerves anyag forrása

4. Energiaforrás

5. A sejtben bekövetkező jelentősebb változások

6. Végtermék

7. Képviselők (példák az ilyen típusú táplálkozással rendelkező szervezetekre)

3. Képzési gyakorlatok.

1) Határozza meg a fotoszintézis során keletkező oxigén tömegét, ha e folyamat során 45 g glükóz szintetizálódik! A glükóz molekulatömege 180, az oxigén molekulatömege 32 (válasz: 8 g).

2) Az ökológiai piramis szabálya alapján a másodrendű fogyasztók (például az emberek) tömegnöveléséhez 1 kg-onként körülbelül 100 kg növényi biomasszára van szükség. Határozza meg a növények által felvett szén-dioxid tömegét, ha 100 kg növényi biomasszát szintetizáltak (hagyományosan a fotoszintézis során keletkező glükóz tömegét vegyük növényi biomasszának). A glükóz molekulatömege 180, a szén-dioxid molekulatömege 44 (válasz: 24,4 kg).

3) Napközben egy 60 kg súlyú személy átlagosan 30 liter oxigént fogyaszt légzés közben (200 cm 3 / 1 testtömeg / óra / óra). Egy 25 éves fa, egy nyárfa, mintegy 42 kg szén-dioxidot nyel el a fotoszintézis során 5 tavaszi-nyári hónap alatt. Határozza meg, hány ilyen fa biztosít oxigént egy embernek (válasz: 5 fa).

5) Kövesse nyomon és írja le részletesen a következő átalakítások útját:

a) a levegőből származó CO 2 molekulától egy növényi sejtben lévő keményítőmolekuláig;

b) egy növényt evő állatban lévő keményítőmolekulától egy állati sejtben lévő glikogénmolekuláig;

c) egy állati sejtben lévő glikogén molekulából CO 2 -be, majd H 2 O-ba.

Következtetések:

1. 1. Milyen élőlényeket nevezünk autotrófoknak? Milyen típusú autotróf táplálkozás létezik a természetben?

      Mi a fotoszintézis jelentősége a Földön élő összes élet, a természetben lévő anyagok körforgása szempontjából?

Cikkünkben megvizsgáljuk, hogy mely organizmusok vesznek részt kemoszintézisben. Ez az élő szervezetek táplálásának egyik módja, amely bizonyos baktériumokban természetesen előfordul.

Az élőlények táplálkozásának módjai

Ahhoz, hogy megértsük, mi a kemoszintézis, először emlékeznie kell arra, hogy a különböző szervezetek milyen táplálkozási módszereket használnak. E jellemző alapján a lények két csoportját különböztetjük meg: a hetero- és az autotrófokat. Az előbbiek csak kész szerves anyagokkal képesek táplálkozni. Felszívják és átalakítják a fehérjéket, zsírokat és szénhidrátokat az emésztőrendszer speciális vakuólumainak vagy szerveinek segítségével. Az állatok, gombák és egyes baktériumok heterotrófok.

Az autotrófok típusai

Ők maguk szintetizálnak szerves anyagokat, amelyeket később különféle életfolyamatok végrehajtására használnak fel. A felhasznált energiaforrástól függően további két szervezetcsoportot különböztetnek meg. Ezek foto- és kemotrófok. Ezek közül az első képviselői a növények. A fotoszintézis során szénhidrátokat szintetizálnak glükózzá. Ez a folyamat csak zöld plasztiszokban, kloroplasztiszokban, napfény, víz és szén-dioxid jelenlétében megy végbe. Egyes baktériumok kemotrófok. A szerves anyagok szintéziséhez különféle kémiai vegyületekre van szükségük, amelyeket oxidálnak. A fotoszintézis és a kemoszintézis közötti hasonlóság abban rejlik, hogy az organizmusok képesek önállóan előállítani a számukra szükséges anyagokat, szén-, víz- és ásványi sókat fogadva a környezetből.

Kemoszintézis: a felfedezés fogalmának meghatározása és története

Nézzük meg közelebbről. Mi az egyik autotróf táplálkozási módszer, amelyben az ásványi vegyületek oxidációs folyamata következik be a szerves vegyületek szintéziséhez. Most nézzük meg, mely organizmusokban megy végbe a kemoszintézis. Csak bizonyos típusú prokarióták rendelkeznek ezzel az egyedülálló képességgel a természetben. Ezt a folyamatot Szergej Nyikolajevics Vinogradszkij orosz mikrobiológus fedezte fel a 19. század végén. Anton de Bary strasbourgi laboratóriumában végzett kísérletet a kén oxidációjával történő energiaszerzésre. Anoroxidánsoknak nevezte azokat a szervezeteket, amelyek képesek ezt a kémiai folyamatot végrehajtani. Kutatásai során a tudósnak sikerült felfedeznie és A kemoszintézis folyamatának felfedezése előtt csak a fotoszintetikus növényeket és a kék-zöld algákat sorolták az autotróf organizmusok közé.

A fotoszintézis és a kemoszintézis közötti különbségek és hasonlóságok

Az autotróf táplálkozás mindkét típusa képlékeny cserét vagy asszimilációt jelent. Ez azt jelenti, hogy ezen folyamatok során szerves anyagok képződése és gázcsere történik. Ebben az esetben a kiindulási reagensek ásványi vegyületek. A foto- és kemoszintézis az anyagok bioszférában való keringésének végrehajtásának módjai. Az autotrófok minden típusa nemcsak önmaga, hanem más élőlények számára is biztosítja az élethez szükséges feltételeket. Például a fotoszintézis során oxigén szabadul fel. Szükséges, hogy minden élőlény lélegezzen. A kemotrófok pedig a légköri nitrogént olyan állapotba alakítják, hogy azt a növények fel tudják venni.

De számos különbség van az ilyen típusú ételek között. A kemoszintézis olyan növényekben megy végbe, amelyek nem tartalmazzák a zöld pigment klorofillt. Ezenkívül az oxidációhoz csak bizonyos anyagok vegyületeit használják: kén, nitrogén, hidrogén vagy vas. Ez a táplálkozási módszer különösen fontos olyan helyeken, ahol nincs napfény. Így csak a kemotrófok élhetnek nagy mélységben. A fotoszintézis folyamatának előfeltétele a napenergia. Ráadásul a növényekben ez a folyamat csak a zöld pigment klorofillt tartalmazó sejtekben megy végbe. A fototróf táplálkozás másik előfeltétele a szén-dioxid jelenléte.

Vas baktériumok

Hogy mi a kemoszintézis, azt az átalakuló baktériumok példáján átgondolhatjuk, felfedezésük szintén S. N. Vinogradskyé. A természetben édes és sós víztestekben elterjedtek. Kemoszintézisük lényege, hogy a vas vegyértékét kettőről háromra változtatják. Ezáltal kis mennyiségű energia szabadul fel. Ezért a vasbaktériumoknak nagyon intenzíven kell végrehajtaniuk ezt a folyamatot.

Mivel a baktériumok az egyik legősibb élőlények, létfontosságú tevékenységük eredményeként nagy vas- és mangánérc-lerakódások keletkeztek a bolygón. Az iparban ezeket a prokariótákat tiszta réz előállítására használják.

Kén baktériumok

Ezek a prokarióták helyreállnak.A kemoszintézis folyamatát ezen organizmusok tanulmányozása révén fedezték fel. Az oxidációhoz az ilyen típusú baktériumok hidrogén-szulfidot, szulfidokat, szulfátokat, politionátokat és egyéb anyagokat használnak. És ennek a csoportnak néhány prokarióta elemi ként halmoz fel a kemoszintézis során. Ez történhet a sejteken belül és kívül is. Ezt a képességet a további levegőztetés és talajsavanyodás problémájának megoldására használják.

A kénbaktériumok természetes élőhelye az édes és a sós víztestek. Ismertek esetek ezen organizmusok szimbiózisának kialakulására az iszap- és fenékzónában élő csőférgekkel és puhatestűekkel.

Nitrogénmegkötő baktériumok

A kemoszintézis jelentőségét a természetben nagymértékben meghatározza a nitrogénkötő prokarióták aktivitása. Legtöbbjük hüvelyesek és gabonanövények gyökerein él. Az együttélésük kölcsönösen előnyös. A növények a fotoszintézis során szintetizált szénhidrátokkal látják el a prokariótákat. A baktériumok pedig nitrogént termelnek, amely a gyökérrendszer teljes fejlődéséhez szükséges.

A faj értékes tulajdonságainak felfedezése előtt azt hitték, hogy a hüvelyes levelek egyedülálló képességgel rendelkeznek. Később kiderült, hogy a növények nem közvetlenül vesznek részt a nitrogénmegkötés folyamatában, hanem a folyamatot a gyökereikben élő baktériumok hajtják végre.

Az ilyen típusú prokarióták kétféle kémiai reakciót hajtanak végre. Az első eredményeként az ammónia nitráttá alakul. Ezen anyagok oldatai a gyökérrendszeren keresztül jutnak be a növénybe. Az ilyen baktériumokat nitrifikáló baktériumoknak nevezik. A hasonló prokarióták egy másik csoportja a nitrátokat nitrogéngázzá alakítja. Ezeket denitrifikátoroknak nevezik. Együttes tevékenységük eredményeként ennek a kémiai elemnek a folyamatos keringése megy végbe a természetben.

A nitrogénmegkötő baktériumok behatolnak a növény gyökereibe azokon a helyeken, ahol az integumentum szövet sérült, vagy a felszívódási zóna szőrszálain keresztül. A bejutást követően a prokarióta sejtek elkezdenek aktívan osztódni, ami számos kiemelkedést eredményez. Szabad szemmel láthatóak. Az ember a nitrogénmegkötő baktériumok tulajdonságát használja fel arra, hogy a talajt természetes nitrátokkal látja el, ami a termőképesség növekedéséhez vezet.

Természet és kemoszintézis

A kemoszintézis szerepét a természetben nehéz túlbecsülni. A természetben a szervetlen vegyületek oxidációs folyamata a bioszférában lévő anyagok általános körforgásának fontos összetevője. A kemotrófok viszonylagos függetlensége a napfény energiájától teszi őket az óceán mélytengeri mélyedéseinek és hasadékzónáinak egyetlen lakójává.

Az ammónia és a hidrogén-szulfid, amelyeket ezek a prokarióták dolgoznak fel, mérgező anyagok. Ebben az esetben a kemoszintézis jelentősége ezen vegyületek semlegesítésében rejlik. A tudományban a „földalatti bioszféra” kifejezés ismert. Kizárólag olyan szervezetek alkotják, amelyeknek nincs szükségük fényre vagy oxigénre az élethez. Az anaerob baktériumok rendelkeznek ezzel az egyedülálló tulajdonsággal.

Tehát a cikkben kitaláltuk, mi a kemoszintézis. Ennek a folyamatnak a lényege a szervetlen vegyületek oxidációja. A prokarióták bizonyos típusai kemoszintetikus szervezetek: kénbaktériumok, vasbaktériumok és nitrogénmegkötő baktériumok.

A kemoszintézis az autotróf táplálkozás legrégebbi típusa, amely az evolúció folyamatában korábban is megjelenhetett, mint a fotoszintézis. A fotoszintézissel ellentétben a kemoszintézisben az elsődleges energiaforrás nem a napfény, hanem az anyagok, általában szervetlen anyagok oxidációjának kémiai reakciói.

A kemoszintézis csak számos prokarióta esetében figyelhető meg. Sok kemoszintetikus más élőlények számára elérhetetlen helyeken él: nagy mélységben, oxigénmentes körülmények között.

A kemoszintézis bizonyos értelemben egyedülálló jelenség. A kemoszintetikus szervezetek nem függenek a napfény energiájától sem közvetlenül, mint a növények, sem közvetve, mint az állatok. Kivételt képeznek az ammóniát oxidáló baktériumok, mivel az utóbbi a szerves anyagok bomlása következtében szabadul fel.

Hasonlóságok a kemoszintézis és a fotoszintézis között:

autotróf táplálkozás,

Az energiát az ATP-ben tárolják, majd szerves anyagok szintézisére használják fel.

Különbségek a kemoszintézisben:

energiaforrás – különféle redox kémiai reakciók,

csak számos baktériumra és archaeára jellemző;

Nemcsak a CO 2-t használják szénforrásként a szerves anyagok szintéziséhez, hanem a szén-monoxidot (CO), a hangyasavat (HCOOH), a metanolt (CH 3 OH), az ecetsavat (CH 3 COOH) és a karbonátokat is.

A kemoszintetikus anyagok kén, kénhidrogén, hidrogén, vas, mangán, ammónia, nitrit stb. oxidációjából nyernek energiát. Amint látható, szervetlen anyagokat használnak.

Az energiatermeléshez szükséges oxidált szubsztrátumtól függően a kemoszintetikus anyagokat csoportokra osztják: vasbaktériumok, kénbaktériumok, metánképző archaeák, nitrifikáló baktériumok stb.

Az aerob kemoszintetikus szervezetekben az oxigén az elektronok és a hidrogén akceptorjaként, azaz oxidálószerként működik.

A kemotrófok fontos szerepet játszanak az anyagok, különösen a nitrogén körforgásában, és fenntartják a talaj termékenységét.

Vas baktériumok

A vasbaktériumok képviselői: fonalas és vasoxidáló Leptothrix, Spherotillus, Gallionella, Metallogenium.

Édes és tengeri vizekben elterjedt. Vasérc-lerakódásokat képez.

A kétértékű vas oxidálása háromértékűvé:

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

Ez a reakció az energián kívül szén-dioxidot is termel, amely szerves anyagokhoz kötődik.

A vasoxidáló baktériumok mellett vannak mangánoxidáló baktériumok is.

Kén baktériumok

A kénbaktériumokat tiobaktériumoknak is nevezik. Ez a mikroorganizmusok meglehetősen változatos csoportja. Vannak olyan képviselők, amelyek energiát kapnak mind a napból (fototrófok), mind a redukált kéntartalmú vegyületek oxidációja révén - lila és zöld kén baktériumok, néhány cianid.

2S + 3O 2 + 2H 2O → 2H 2SO 4 + E

Anaerob körülmények között a nitrátot hidrogénakceptorként használják.

Színtelen kénbaktériumok (beggiates, thiothrix, achromatium, macromonas, aquaspirillum) élnek a hidrogén-szulfidot tartalmazó víztestekben. 100%-ban kemoszintetikus anyagok. A hidrogén-szulfid oxidálódik:

2H 2S + O 2 → 2H 2O + 2S + E

A reakció eredményeként keletkező kén felhalmozódik a baktériumokban, vagy pelyhek formájában kerül a környezetbe. Ha nincs elegendő hidrogén-szulfid, ez a kén is oxidálható (kénsavvá, lásd a fenti reakciót).

Kénhidrogén helyett oxidálhatóak a szulfidok stb.

Nitrifikáló baktériumok

Tipikus képviselői: Azotobacter, Nitrosomonas, Nitrosospira.

A nitrifikáló baktériumok a talajban és a víztestekben élnek. Az energia az ammónia és a salétromsav oxidációjával nyerhető, ezért fontos szerepet játszik a nitrogén körforgásában.

A fehérjék rothadásakor ammónia képződik. Az ammónia baktériumok általi oxidációja salétromsav képződéséhez vezet:

2NH 3 + 3O 2 → HNO 2 + 2H 2 O + E

A baktériumok másik csoportja a salétromsavat salétromsavvá oxidálja:

2HNO 2 + O 2 → 2HNO 3 + E

A két reakció energiafelszabadulás szempontjából nem ekvivalens. Ha az ammónia oxidációja során több mint 600 kJ szabadul fel, akkor a salétromsav oxidációja során csak körülbelül 150 kJ szabadul fel.

A talajban lévő salétromsav sókat - nitrátokat képez, amelyek biztosítják a talaj termékenységét.

Hidrogén baktériumok

Főleg talajban oszlik el. Oxidálják a szerves anyagok mikroorganizmusok általi anaerob lebontása során keletkező hidrogént.

2H 2 + O 2 → 2H 2 O + E

Ezt a reakciót a hidrogenáz enzim katalizálja.

Metántermelő archaeák és baktériumok

Jellemző képviselői: methanobaktériumok, metanosarcinok, metanococcusok.

Az archaeák szigorú anaerobok, és oxigénmentes környezetben élnek.

A kemoszintézis oxigén részvétele nélkül megy végbe. Leggyakrabban a szén-dioxidot hidrogénnel metánná redukálják:

CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O + E

Muravjova Elena Leontievna
Munka megnevezése: biológia tanár
Oktatási intézmény: MBOU "14. számú középiskola"
Helység: Evpatoria városa a Krími Köztársaságban
Anyag neve: leckejegyzetek
Tantárgy:"A fotoszintézis és a kemoszintézis folyamatainak összehasonlítása"
Megjelenés dátuma: 03.03.2018
Fejezet: teljes oktatás

Biológia 10. évfolyam kémiai és biológiai profil.

4. sz. gyakorlati munka

Téma: „A fotoszintézis és a kemoszintézis folyamatainak összehasonlítása”

Cél:

1) összehasonlítja a fotoszintézis és a kemoszintézis folyamatait, a fotoszintézis folyamatainak jellemzőit,

kemoszintézis;

2) megtudja a fotoszintézis és a kemoszintézis fontosságát a bioszféra számára.

Felszerelés és anyagok: módszertani útmutató a gyakorlati elvégzéshez

4. sz. munka „A fotoszintézis és a kemoszintézis folyamatainak összehasonlítása”, „reflexiós sémák

az élőlények sejtjeiben zajló fotoszintézis és kemoszintézis folyamatainak lényege, bemutatása

"Fotoszintézis. Kemoszintézis."

Előrehalad:

Tekintsük a sejtekben a fotoszintézis és kemoszintézis javasolt sémáit.

Töltse ki a „Fotoszintézis és kemoszintézis folyamatainak összehasonlítása” táblázatot!

Összehasonlítási jellemzők

Fotoszintézis

Kemoszintézis

A név eredete.

Hol történik ez a cellában?

Világos és sötét fázisok jelenléte

folyamat.

Energiaforrás az edzéshez

ezeket a folyamatokat.

Milyen anyagban tárolódik az energia?

Pigmentek jelenléte.

Oxigén használata.

A szénhidrátok forrása.

A reakciók végtermékei.

Az élőlényekre jellemző.

Melyik birodalomhoz tartoznak?

szervezetek.

Az élőlények etetésének módja.

Reakcióegyenletek.

A folyamatot felfedező tudós neve

A folyamat biológiai szerepe.

E folyamatok meghatározása.

A bioszférában zajló folyamatok jelentősége.

Állítsa be a mérkőzéseket:

A). Oxidálja az ammóniát

BAN BEN). Oxidálja a kétértékű vasat vasvassá

E (energia)

E). A hidrogén oxidációja szerves anyagokká

Z). Oxidálja a hidrogén-szulfidot molekuláris kénné vagy kénsavak sóivá

1. Vasbaktériumok 2. Hidrogénbaktériumok

3. Kénbaktériumok

3. Nitrofizáló baktériumok.

4. Problémák megoldása:

1) Határozza meg a fotoszintézis során keletkező oxigén tömegét, ha e folyamat során!

45 g glükózt szintetizálnak. A glükóz molekulatömege 180, a molekulatömeg

oxigén - 32.

2) Napközben egy 60 kg súlyú ember átlagosan 30 liter oxigént fogyaszt légzéskor

(200 cm alapján

1 kg tömegre 1 óra alatt). Egy 25 éves fa - nyár - folyamatban van

A fotoszintézis körülbelül 42 kg szén-dioxidot nyel el 5 tavaszi-nyári hónap alatt.

Határozza meg, hány ilyen fa biztosít oxigént egy embernek.

3) Mennyi glükóz szintetizálódik a fotoszintézis során mind a 6

milliárd lakos a Földön évente? Egy év alatt a bolygó teljes növényzete körülbelül 130 000 darabot termel

millió tonna cukrot.

Tesztfeladatok teljesítése:

1.opció.

A1. A fotoszintézis a következőkhöz kapcsolódik:

4) cellulóz képződése

A2. A fotoszintézis kiindulási anyaga az

1) fehérjék és szénhidrátok

2) szén-dioxid és víz

3) oxigén és ATP

4) glükóz és oxigén

A3. A fotoszintézis világos fázisa következik be

1) kloroplasztiszok granájában

2) leukoplasztokban

3) a kloroplasztiszok strómájában

4) a mitokondriumokban

A4. A fénystádiumban lévő gerjesztett elektronok energiáját a következőkre használják:

1) ATP szintézis

2) glükóz szintézis

3) fehérjeszintézis

4) a szénhidrátok lebontása

A5. A fotoszintézis eredményeként a kloroplasztiszok a következőket termelik:

1) szén-dioxid és oxigén

2) glükóz, ATP és oxigén

3) fehérjék, zsírok, szénhidrátok

4) szén-dioxid, ATP és víz

A6. A kemotróf szervezetek közé tartozik

1) a tuberkulózis kórokozói

2) tejsavbaktériumok

3) kénbaktériumok

A7. A fotoszintézis a következőkhöz kapcsolódik:

1) a szerves anyagok lebontása szervetlenekre

2) szerves anyagok létrehozása szervetlen anyagokból

3) a glükóz kémiai átalakítása keményítővé

4) cellulóz képződése

A8. A fotoszintézis kiindulási anyaga az

1) fehérjék és szénhidrátok

2) szén-dioxid és víz

3) oxigén és ATP

4) glükóz és oxigén

A9. Megtörténik a fotoszintézis világos fázisa

1) kloroplasztiszok granájában

2) leukoplasztokban

3) a kloroplasztiszok strómájában

4) a mitokondriumokban

1) a víz fotolízise

2) glükóz képződés

3) ATP és NADP H szintézise

4) CO2 használata

5) O2 képződés

6) ATP energia felhasználása

1) cellulóz

2) glikogén

3) klorofill

6) nukleinsavak

2. lehetőség.

A1. A fénystádiumban lévő gerjesztett elektronok energiáját a következőkre használják:

1) ATP szintézis

2) glükóz szintézis

3) fehérjeszintézis

4) a szénhidrátok lebontása

A2. A fotoszintézis eredményeként a kloroplasztiszok a következőket termelik:

1) szén-dioxid és oxigén

2) glükóz, ATP és oxigén

3) fehérjék, zsírok, szénhidrátok

4) szén-dioxid, ATP és víz

A3. A kemotróf szervezetek közé tartozik

1) a tuberkulózis kórokozói

2) tejsavbaktériumok

3) kénbaktériumok

A4. A fotoszintézisre képes szervezetek a következők:

1) kemoautotrófok;

2) fotoautotrófok;

3) mixotrófok;

4) heterotrófok

A5. A fotoszintézis folyamatának biológiai jelentése a következők kialakulása:

1) nukleinsavak;

2) fehérjék;

3) szénhidrátok;

A6. Az alábbi organizmusok közül melyik képes a fotoszintézisre?

1) penicillium és élesztő;

2) éger és kén baktériumok;

3) csillók és zöld euglena;

4) juhar és cianobaktériumok

A7. A fotoszintézis során felszabaduló oxigén a következők lebomlása során képződik:

1) glükóz;

4) fehérjék.

A8. A napspektrum mely sugarait használják fel a növények a fotoszintézishez?

1) piros és zöld;

2) piros és kék;

3) zöld és kék;

A9. Mely plasztidok tartalmazzák a klorofill pigmentet?

1) leukoplasztok;

2) kloroplasztiszok;

3) kromoplasztok;

4) minden plasztid.

AZ 1-BEN. Válassza ki a fotoszintézis fényfázisában végbemenő folyamatokat!

1) a víz fotolízise

2) glükóz képződés

3) ATP és NADP H szintézise

4) CO2 használata

5) O2 képződés

6) ATP energia felhasználása

AT 2. Válassza ki a fotoszintézis folyamatában részt vevő anyagokat

1) cellulóz

2) glikogén

3) klorofill

6) nukleinsavak

A biológiában a kemoszintézis folyamata bizonyos értelemben egyedülálló jelenség, mert egy szokatlan típusú bakteriális táplálkozásról van szó, amely a szén-dioxid CO 2 szervetlen vegyületek oxidációja következtében történő asszimilációján alapul. Sőt, ami érdekes, a tudósok szerint a kemoszintézis az autotróf táplálkozás legrégebbi típusa (az a fajta táplálkozás, amikor a szervezet maga szintetizál szerves anyagokat szervetlenekből), amely még korábban is megjelenhetett.

A kemoszintézis felfedezésének története

Biológiai jelenségként a bakteriális kemoszintézist S. N. Vinogradsky orosz biológus fedezte fel 1888-ban. A tudós bebizonyította, hogy egyes baktériumok képesek szénhidrátot felszabadítani kémiai energia felhasználásával. Számos speciális kemoszintetikus baktériumot is izolált, amelyek közül a legjelentősebbek a kénbaktériumok, a vasbaktériumok és a nitrifikáló baktériumok.

Kemoszintézis és fotoszintézis: hasonlóságok és különbségek

Nézzük most a kemoszintézis és a fotoszintézis közötti hasonlóságokat, illetve a köztük lévő különbségeket.

Hasonlóságok:

• Mind a kemoszintézis, mind a fotoszintézis az autotróf táplálkozás típusai, amikor a szervezet szerves anyagokat választ ki a szervetlenekből.
• Az ilyen reakció energiáját az adenozin-trifoszforsav (ATP rövidítése) tárolja, majd szerves anyagok szintézisére használják fel.

A fotoszintézis és a kemoszintézis közötti különbség:

• Más az energiaforrásuk, és ennek eredményeként eltérő redox-reakciók. A kemoszintézisben az elsődleges energiaforrás nem a napfény, hanem bizonyos anyagok oxidációja.
• A kemoszintézis kizárólag a baktériumokra és a területekre jellemző.
• A kemoszintézis során a baktériumsejtek nem tartalmaznak klorofillt, a fotoszintézis során viszont igen.
• A kemoszintézis során a szerves anyagok szintéziséhez szükséges szénforrás nemcsak szén-dioxid lehet, hanem szén-monoxid (CO), hangyasav, ecetsav, metanol és karbonátok is.

A kemoszintézis energia

A kemoszintetikus baktériumok mangán, vas, kén, ammónia stb. oxidációjával nyerik energiájukat. Az oxidált szubsztrátumtól függően a fent említett baktériumok a nevüket kapták: vasbaktériumok, kénbaktériumok, metánképző archaeák, nitrifikáló baktériumok stb. tovább.

A kemoszintézis jelentősége a természetben

A kemotrófok - olyan organizmusok, amelyek kemoszintézis útján létfontosságú energiát kapnak, fontos szerepet játszanak az anyagok, különösen a nitrogén körforgásában, különösen fenntartják a talaj termékenységét. Ezenkívül a kemoszintetikus baktériumok aktivitásának köszönhetően nagy mennyiségű érc- és sótartalék halmozódik fel természetes körülmények között.

Kemoszintézis reakciók

Most nézzük meg közelebbről a létező kemoszintézis reakciókat; ezek mind különböznek a kemoszintetikus baktériumoktól függően.

Vas baktériumok

Ide tartozik a fonalas és vasoxidáló Leptothrix, Spherotillus, Gallionella és Metallogenium. Édes és tengeri vizekben élnek. A kemoszintézis reakciónak köszönhetően a kétértékű vas vasvassá történő oxidációjával vasérc lerakódások keletkeznek.

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

Ez a reakció az energián kívül szén-dioxidot is termel. Emellett a vasoxidáló baktériumok mellett vannak mangánoxidáló baktériumok is.

Kén baktériumok

Egy másik elnevezésük a tiobaktériumok, amelyek a mikroorganizmusok igen nagy csoportját alkotják. Ahogy a nevük is sugallja, ezek a baktériumok a redukált kéntartalmú vegyületek oxidálásával nyernek energiát.

2S + 3O 2 + 2H 2O → 2H 2SO 4 + E

A reakció eredményeként kapott kén vagy magukban a baktériumokban halmozódhat fel, vagy pelyhek formájában kerülhet a környezetbe.

Nitrifikáló baktériumok

Ezek a talajban és vízben élő baktériumok ammóniából és salétromsavból nyerik energiájukat, nagyon fontos szerepet töltenek be a nitrogén körforgásában.

2NH 3 + 3O 2 → HNO 2 + 2H 2 O + E

Az ebből a reakcióból nyert salétromsav sókat és nitrátokat képez a talajban, amelyek hozzájárulnak a talaj termékenységéhez.

Kemoszintézis, videó

És végül egy oktatóvideó a kemoszintézis lényegéről.

Ez a cikk angol nyelven érhető el - .