Ķīmijsintēze ir unikāls baktēriju uztura process. Kas ir ķīmiskā sintēze? Kā tas ir līdzīgs fotosintēzei? Fotosintēzes un ķīmiskās sintēzes salīdzinošās īpašības

Praktiskais darbs Nr.

Tēma: “Fotosintēzes un ķīmiskās sintēzes procesu salīdzinājums”

Mērķis: 1) salīdzināt fotosintēzes un ķīmiskās sintēzes procesus; 2) noskaidrot fotosintēzes un ķīmijas sintēzes nozīmi evolūcijai.

Aprīkojums un materiāli: tabulas un diagrammas, kas atspoguļo fotosintēzes un ķīmiskās sintēzes procesu būtību autotrofo organismu šūnās.

Progress:

1. Darba veikšanai nepieciešamo skolēnu pamatzināšanu un prasmju apzināšana, fotosintēzes, ķīmijas sintēzes galveno posmu atkārtošana (pēc autoru V.B. Zaharova un D.K. Beļajeva mācību grāmatām “Vispārīgā bioloģija 10.-11.kl.”).

2. Pamācoša saruna par rakurstabulas aizpildīšanas iespējām.

Funkcijas salīdzināšanai

Fotosintēze

Ķīmijsintēze

1. Jēdziena definīcija

2. Procesa fāzes

3. Organisko vielu avots

4. Enerģijas avots

5. Galvenās izmaiņas, kas notiek šūnā

6. Gala produkts

7. Pārstāvji (organismu piemēri ar šāda veida uzturu)

3. Apmācības vingrinājumi.

1) Noteikt skābekļa masu, kas veidojas fotosintēzes laikā, ja šī procesa laikā tiek sintezēti 45 g glikozes. Glikozes molekulmasa ir 180, skābekļa molekulmasa ir 32 (atbilde: 8 g).

2) Balstoties uz ekoloģiskās piramīdas likumu, lai otrās kārtas patērētāji (piemēram, cilvēki) iegūtu masu uz 1 kg, nepieciešami apmēram 100 kg augu biomasas. Nosakiet augu absorbētā oglekļa dioksīda masu, ja tika sintezēti 100 kg augu biomasas (parasti par augu biomasu uzskata fotosintēzes laikā radušās glikozes masu). Glikozes molekulmasa ir 180, oglekļa dioksīda molekulmasa ir 44 (atbilde: 24,4 kg).

3) Dienas laikā viens cilvēks, kas sver 60 kg, elpojot patērē vidēji 30 litrus skābekļa (ar ātrumu 200 cm 3 uz 1 kg svara 1 stundā). Viens 25 gadus vecs koks, papele, fotosintēzes procesā 5 pavasara-vasaras mēnešos absorbē aptuveni 42 kg oglekļa dioksīda. Nosakiet, cik no šiem kokiem nodrošinās skābekli vienam cilvēkam (atbilde: 5 koki).

5) Izsekojiet un detalizēti aprakstiet šādu transformāciju ceļu:

a) no CO 2 molekulas no gaisa uz cietes molekulu augu šūnā;

b) no cietes molekulas dzīvniekā, kas ēda augu, līdz glikogēna molekulai dzīvnieka šūnā;

c) no glikogēna molekulas dzīvnieka šūnā uz CO 2 un tālāk uz H 2 O.

Secinājumi:

Mūsu rakstā mēs apskatīsim, kuri organismi tiek pakļauti ķīmijsintēzei. Tas ir viens no dzīvo organismu barošanas veidiem, kas dabā sastopams dažās baktērijās.

Organismu barošanas veidi

Lai saprastu, kas ir ķīmiskā sintēze, vispirms jāatceras, kādas barošanas metodes izmanto dažādi organismi. Pamatojoties uz šo raksturlielumu, izšķir divas radību grupas: hetero- un autotrofus. Pirmie spēj baroties tikai ar gatavām organiskām vielām. Tie absorbē un pārveido olbaltumvielas, taukus un ogļhidrātus, izmantojot specializētus gremošanas sistēmas vakuolus vai orgānus. Dzīvnieki, sēnītes un dažas baktērijas ir heterotrofi.

Autotrofu veidi

Viņi paši sintezē organiskās vielas, kuras pēc tam izmanto dažādu dzīvības procesu veikšanai. Atkarībā no izmantotā enerģijas avota izšķir vēl divas organismu grupas. Tie ir foto- un ķīmijtrofi. Pirmo no tiem pārstāvji ir augi. Viņi fotosintēzes laikā sintezē ogļhidrātus glikozē. Šis process notiek tikai zaļajos plastidos, hloroplastos, saules gaismas, ūdens un oglekļa dioksīda klātbūtnē. Dažas baktērijas ir ķīmijtrofas. Organisko vielu sintezēšanai tiem nepieciešami dažādi ķīmiskie savienojumi, kurus tie oksidē. Fotosintēzes un ķīmiskās sintēzes līdzības slēpjas organismu spējā patstāvīgi veidot tiem nepieciešamās vielas, saņemot no vides oglekli, ūdeni un minerālsāļus.

Ķīmijsintēze: jēdziena definīcija un atklāšanas vēsture

Apskatīsim tuvāk. Kāda ir viena no autotrofiskās barošanas metodēm, kurā organisko savienojumu sintēzei notiek minerālsavienojumu oksidēšanās process. Tagad noskaidrosim, kuros organismos notiek ķīmiskā sintēze. Tikai dažiem prokariotu veidiem ir šī unikālā spēja dabā. Šo procesu 19. gadsimta beigās atklāja krievu mikrobiologs Sergejs Nikolajevičs Vinogradskis. Strādājot Antona de Barija Strasbūras laboratorijā, viņš veica eksperimentu, lai iegūtu enerģiju, oksidējot sēru. Organismus, kas spēj veikt šo ķīmisko procesu, viņš nosauca par anoroksidantiem. Savu pētījumu gaitā zinātniekam izdevās atklāt un Pirms ķīmiskās sintēzes procesa atklāšanas pie autotrofiskiem organismiem tika klasificēti tikai fotosintēzes augi un zilaļģes.

Fotosintēzes un ķīmiskās sintēzes atšķirības un līdzības

Abi autotrofiskās uztura veidi ir plastiskā apmaiņa vai asimilācija. Tas nozīmē, ka šo procesu laikā notiek organisko vielu veidošanās un gāzu apmaiņa. Šajā gadījumā izejas reaģenti ir minerālu savienojumi. Fotosintēze un ķīmiskā sintēze ir veidi, kā veikt vielu cirkulāciju biosfērā. Visu veidu autotrofi nodrošina dzīvībai nepieciešamos apstākļus ne tikai sev, bet arī citiem organismiem. Piemēram, fotosintēzes laikā izdalās skābeklis. Tas ir nepieciešams, lai visas dzīvās būtnes varētu elpot. Un ķīmijtrofi pārvērš atmosfēras slāpekli tādā stāvoklī, kurā augi to var absorbēt.

Bet starp šiem pārtikas veidiem ir vairākas atšķirības. Ķīmijsintēze notiek augos, kas nesatur zaļo pigmentu hlorofilu. Turklāt oksidēšanai viņi izmanto tikai noteiktu vielu savienojumus: sēru, slāpekli, ūdeņradi vai dzelzi. Šī uztura metode ir īpaši svarīga vietās, kur nav pieejama saules gaisma. Tādējādi lielā dziļumā var dzīvot tikai ķīmijtrofi. Fotosintēzes procesam saules enerģija ir priekšnoteikums. Turklāt augos šis process notiek tikai specializētās šūnās, kas satur zaļo pigmentu hlorofilu. Vēl viens fototrofiskās uztura priekšnoteikums ir oglekļa dioksīda klātbūtne.

Dzelzs baktērijas

Kas ir ķīmijsintēze, var apsvērt, izmantojot baktēriju piemēru, kas transformējas.To atklājums pieder arī S. N. Vinogradskim. Dabā tie ir plaši izplatīti saldūdens un sālsūdens tilpnēs. Viņu ķīmiskās sintēzes būtība ir mainīt dzelzs valences vērtību no diviem līdz trim. Tas atbrīvo nelielu enerģijas daudzumu. Tāpēc dzelzs baktērijām šis process ir jāveic ļoti intensīvi.

Tā kā baktērijas ir viens no senākajiem organismiem, to dzīvībai svarīgās aktivitātes rezultātā uz planētas izveidojās lielas dzelzs un mangāna rūdas nogulsnes. Rūpniecībā šos prokariotus izmanto tīra vara iegūšanai.

Sēra baktērijas

Šie prokarioti atjauno.Ķīmiosintēzes process tika atklāts, pētot šos organismus. Oksidācijai šāda veida baktērijas izmanto sērūdeņradi, sulfīdus, sulfātus, politionātus un citas vielas. Un daži šīs grupas prokarioti ķīmiskās sintēzes laikā uzkrāj elementāro sēru. Tas var notikt gan šūnās, gan ārpus tām. Šo spēju izmanto, lai atrisinātu papildu aerācijas un augsnes paskābināšanas problēmu.

Sērbaktēriju dabiskā dzīvotne ir saldūdens un sālsūdens objekti. Ir zināmi šo organismu simbiožu veidošanās gadījumi ar cauruļtārpiem un mīkstmiešiem, kas dzīvo dūņu un grunts zonā.

Slāpekli fiksējošās baktērijas

Ķīmijsintēzes nozīmi dabā lielā mērā nosaka slāpekli fiksējošo prokariotu aktivitāte. Lielākā daļa no tiem dzīvo uz pākšaugu un labības augu saknēm. Viņu kopdzīve ir abpusēji izdevīga. Augi nodrošina prokariotus ar ogļhidrātiem, kas tika sintezēti fotosintēzes laikā. Un baktērijas ražo slāpekli, kas nepieciešams pilnīgai sakņu sistēmas attīstībai.

Pirms šīs sugas vērtīgo īpašību atklāšanas tika uzskatīts, ka pākšaugu lapām piemīt unikāla spēja. Vēlāk izrādījās, ka augi tieši nepiedalās slāpekļa piesaistes procesā, bet procesu veic to saknēs mītošās baktērijas.

Šāda veida prokarioti veic divu veidu ķīmiskās reakcijas. Pirmā rezultātā amonjaks tiek pārveidots par nitrātiem. Šo vielu šķīdumi iekļūst augā caur sakņu sistēmu. Šādas baktērijas sauc par nitrificējošām baktērijām. Cita līdzīgu prokariotu grupa pārvērš nitrātus slāpekļa gāzē. Tos sauc par denitrifikatoriem. To apvienotās darbības rezultātā dabā notiek nepārtraukta šī ķīmiskā elementa cirkulācija.

Slāpekli fiksējošās baktērijas iekļūst augu saknēs vietās, kur ir bojāti iekšaudi vai caur absorbcijas zonas matiņiem. Nokļūstot iekšā, prokariotu šūnas sāk aktīvi dalīties, kā rezultātā veidojas daudzi izvirzījumi. Tie ir redzami ar neapbruņotu aci. Cilvēks izmanto slāpekli fiksējošo baktēriju īpašību, lai nodrošinātu augsni ar dabīgiem nitrātiem, kā rezultātā palielinās produktivitāte.

Daba un ķīmiskā sintēze

Ķīmosintēzes lomu dabā ir grūti pārvērtēt. Neorganisko savienojumu oksidēšanās process dabā ir svarīga vispārējā vielu cikla sastāvdaļa biosfērā. Ķīmotrofu relatīvā neatkarība no saules gaismas enerģijas padara tos par vienīgajiem dziļūdens ieplaku un okeāna plaisu zonu iemītniekiem.

Amonjaks un sērūdeņradis, ko apstrādā šie prokarioti, ir toksiskas vielas. Šajā gadījumā ķīmiskās sintēzes nozīme ir šo savienojumu neitralizācijā. Zinātnē ir zināms termins "pazemes biosfēra". To veido tikai organismi, kuriem dzīvošanai nav nepieciešama gaisma vai skābeklis. Anaerobām baktērijām ir šī unikālā īpašība.

Tātad, rakstā mēs noskaidrojām, kas ir ķīmiskā sintēze. Šī procesa būtība ir neorganisko savienojumu oksidēšana. Daži prokariotu veidi ir ķīmiski sintētiski organismi: sēra baktērijas, dzelzs baktērijas un slāpekli fiksējošās baktērijas.

Ķīmijsintēze ir vecākais autotrofiskā uztura veids, kas evolūcijas procesā varēja parādīties agrāk nekā fotosintēze. Atšķirībā no fotosintēzes ķīmiskās sintēzes primārais enerģijas avots nav saules gaisma, bet gan vielu, parasti neorganisku, oksidācijas ķīmiskās reakcijas.

Ķīmijsintēzi novēro tikai vairākos prokariotos. Daudzas ķīmiskās sintētikas dzīvo citiem organismiem nepieejamās vietās: lielā dziļumā, bezskābekļa apstākļos.

Ķīmijsintēze savā ziņā ir unikāla parādība. Ķīmisintētiskie organismi nav atkarīgi no saules gaismas enerģijas ne tieši kā augi, ne netieši kā dzīvnieki. Izņēmums ir baktērijas, kas oksidē amonjaku, jo pēdējais izdalās organisko vielu sabrukšanas rezultātā.

Ķīmosintēzes un fotosintēzes līdzības:

autotrofisks uzturs,

enerģija tiek uzkrāta ATP un pēc tam tiek izmantota organisko vielu sintēzei.

Ķīmijsintēzes atšķirības:

enerģijas avots – dažādas redoks ķīmiskās reakcijas,

raksturīga tikai vairākām baktērijām un arhejām;

Kā oglekļa avots organisko vielu sintēzei tiek izmantots ne tikai CO 2, bet arī oglekļa monoksīds (CO), skudrskābe (HCOOH), metanols (CH 3 OH), etiķskābe (CH 3 COOH) un karbonāti.

Ķīmisintētika iegūst enerģiju no sēra, sērūdeņraža, ūdeņraža, dzelzs, mangāna, amonjaka, nitrīta uc oksidēšanas. Kā redzams, tiek izmantotas neorganiskās vielas.

Atkarībā no oksidētā substrāta enerģijas ražošanai ķīmiskās sintētikas iedala grupās: dzelzs baktērijas, sēra baktērijas, metānu veidojošās arhejas, nitrificējošās baktērijas utt.

Aerobos ķīmiski sintētiskos organismos skābeklis kalpo kā elektronu un ūdeņraža akceptors, t.i., darbojas kā oksidētājs.

Ķīmotrofiem ir svarīga loma vielu, īpaši slāpekļa, ciklā un tie uztur augsnes auglību.

Dzelzs baktērijas

Dzelzs baktēriju pārstāvji: pavedienveida un dzelzi oksidējoši Leptothrix, Spherotillus, Gallionella, Metallogenium.

Izplatīts saldūdeņos un jūras ūdeņos. Veidot dzelzsrūdas atradnes.

Oksidējiet divvērtīgo dzelzi par trīsvērtīgo dzelzi:

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

Papildus enerģijai šī reakcija rada oglekļa dioksīdu, kas tiek saistīts ar organiskām vielās.

Papildus dzelzi oksidējošām baktērijām ir arī mangānu oksidējošās baktērijas.

Sēra baktērijas

Sēra baktērijas sauc arī par tiobaktērijām. Šī ir diezgan daudzveidīga mikroorganismu grupa. Ir pārstāvji, kas saņem enerģiju gan no saules (fototrofiem), gan oksidējoties savienojumiem ar samazinātu sēra saturu - purpursarkanās un zaļās sēra baktērijas, daži cianīdi.

2S + 3O 2 + 2H 2 O → 2H 2 SO 4 + E

Anaerobos apstākļos nitrātu izmanto kā ūdeņraža akceptoru.

Sērūdeņraža saturošās ūdenstilpēs dzīvo bezkrāsainas sēra baktērijas (beggiates, tiothrix, achromatium, macromonas, aquaspirillum). Tie ir 100% ķīmiski sintētika. Sērūdeņradis tiek oksidēts:

2H 2S + O 2 → 2H 2 O + 2S + E

Reakcijas rezultātā radušais sērs uzkrājas baktērijās vai izdalās vidē pārslu veidā. Ja nav pietiekami daudz sērūdeņraža, šo sēru var arī oksidēt (par sērskābi, skatiet reakciju iepriekš).

Sērūdeņraža vietā var oksidēt arī sulfīdus utt.

Nitrificējošās baktērijas

Tipiski pārstāvji: Azotobacter, Nitrosomonas, Nitrosospira.

Nitrificējošās baktērijas dzīvo augsnē un ūdenstilpēs. Enerģija tiek iegūta, oksidējot amonjaku un slāpekļskābi, un tāpēc tai ir svarīga loma slāpekļa ciklā.

Amonjaks veidojas, kad olbaltumvielas puves. Amonjaka oksidēšanās ar baktērijām izraisa slāpekļskābes veidošanos:

2NH 3 + 3O 2 → HNO 2 + 2H 2 O + E

Vēl viena baktēriju grupa oksidē slāpekļskābi par slāpekļskābi:

2HNO 2 + O 2 → 2HNO 3 + E

Abas reakcijas nav līdzvērtīgas enerģijas izdalīšanās ziņā. Ja amonjaka oksidēšanas laikā izdalās vairāk nekā 600 kJ, tad slāpekļskābes oksidēšanās laikā izdalās tikai aptuveni 150 kJ.

Slāpekļskābe augsnē veido sāļus – nitrātus, kas nodrošina augsnes auglību.

Ūdeņraža baktērijas

Galvenokārt izplatās augsnē. Tie oksidē ūdeņradi, kas veidojas organisko vielu anaerobās sadalīšanās laikā ar mikroorganismiem.

2H 2 + O 2 → 2H 2 O + E

Šo reakciju katalizē enzīms hidrogenāze.

Metānu ražojošas arhejas un baktērijas

Tipiski pārstāvji: metanobaktērijas, metanosarcīni, metanokoki.

Arhejas ir stingri anaerobi un dzīvo vidē, kurā nav skābekļa.

Ķīmijsintēze notiek bez skābekļa līdzdalības. Visbiežāk oglekļa dioksīds tiek reducēts līdz metānam ar ūdeņradi:

CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O + E

Muravjova Jeļena Ļeontjevna
Amata nosaukums: bioloģijas skolotājs
Izglītības iestāde: MBOU "14. vidusskola"
Vieta: Evpatorijas pilsēta Krimas Republikā
Materiāla nosaukums: nodarbību piezīmes
Temats:"Fotosintēzes un ķīmiskās sintēzes procesu salīdzinājums"
Publicēšanas datums: 03.03.2018
nodaļa: pilnīga izglītība

Bioloģija 10. klases ķīmiskais un bioloģiskais profils.

Praktiskais darbs Nr.4

Tēma: “Fotosintēzes un ķīmiskās sintēzes procesu salīdzinājums”

Mērķis:

1) salīdzināt fotosintēzes un ķīmiskās sintēzes procesus, fotosintēzes procesu īpatnības un

ķīmiskā sintēze;

2) noskaidrot fotosintēzes un ķīmijas sintēzes nozīmi biosfērā.

Aprīkojums un materiāli: metodiskie norādījumi praktisko veikšanai

darbs Nr.4 “Fotosintēzes un ķīmiskās sintēzes procesu salīdzinājums”, “shēmas, kas atspoguļo

organismu šūnās notiekošo fotosintēzes un ķīmiskās sintēzes procesu būtība, prezentācija

"Fotosintēze. Ķīmijsintēze."

Progress:

Apsveriet piedāvātās fotosintēzes un ķīmiskās sintēzes shēmas šūnās.

Aizpildiet tabulu “Fotosintēzes un ķīmiskās sintēzes procesu salīdzinājums”.

Funkcijas salīdzināšanai

Fotosintēze

Ķīmijsintēze

Vārda izcelsme.

Kur šūnā tas notiek?

Gaismas un tumšās fāzes klātbūtne

process.

Enerģijas avots vingrošanai

šiem procesiem.

Kādā vielā tiek uzkrāta enerģija?

Pigmentu klātbūtne.

Skābekļa izmantošana.

Ogļhidrātu avots.

Reakciju galaprodukti.

Organismu raksturojums.

Kurai karalistei viņi pieder?

organismiem.

Organismu barošanas metode.

Reakciju vienādojumi.

Zinātnieka vārds, kurš atklāja procesu

Procesa bioloģiskā loma.

Šo procesu definīcija.

Biosfēras procesu nozīme.

Iestatīt atbilstības:

A). Oksidējiet amonjaku

IN). Oksidējiet divvērtīgo dzelzi par dzelzs dzelzi

E (enerģija)

E). Ūdeņraža oksidēšana par organiskām vielām

Z). Oksidē sērūdeņradi līdz molekulārajam sēram vai sērskābes sāļiem

1. Dzelzs baktērijas 2. Ūdeņraža baktērijas

3. Sēra baktērijas

3. Nitrofējošās baktērijas.

4. Atrisiniet problēmas:

1) Noteikt skābekļa masu, kas veidojas fotosintēzes laikā, ja šī procesa laikā

Tiek sintezēti 45 g glikozes. Glikozes molekulmasa ir 180, molekulmasa

skābeklis - 32.

2) Dienas laikā viens cilvēks, kas sver 60 kg, elpojot patērē vidēji 30 litrus skābekļa

(pamatojoties uz 200 cm

uz 1 kg masas 1 stundā). Viens 25 gadus vecs koks - papele - procesā

fotosintēze absorbē aptuveni 42 kg oglekļa dioksīda 5 pavasara-vasaras mēnešos.

Nosakiet, cik daudz no šiem kokiem nodrošinās skābekli vienam cilvēkam.

3) Cik daudz glikozes tiek sintezēts fotosintēzes laikā katram no 6

miljardu Zemes iedzīvotāju gadā? Gada laikā visa planētas veģetācija saražo aptuveni 130 000

miljoniem tonnu cukuru.

Pabeigt testa uzdevumus:

1. iespēja.

A1. Fotosintēze ir saistīta ar:

4) celulozes veidošanās

A2. Fotosintēzes izejas materiāls ir

1) olbaltumvielas un ogļhidrāti

2) oglekļa dioksīds un ūdens

3) skābeklis un ATP

4) glikoze un skābeklis

A3. Notiek fotosintēzes gaismas fāze

1) hloroplastu granulās

2) leikoplastos

3) hloroplastu stromā

4) mitohondrijās

A4. Uzbudināto elektronu enerģija gaismas stadijā tiek izmantota:

1) ATP sintēze

2) glikozes sintēze

3) proteīnu sintēze

4) ogļhidrātu sadalīšana

A5. Fotosintēzes rezultātā hloroplasti rada:

1) oglekļa dioksīds un skābeklis

2) glikoze, ATP un skābeklis

3) olbaltumvielas, tauki, ogļhidrāti

4) oglekļa dioksīds, ATP un ūdens

A6. Pie ķīmijtrofiskiem organismiem pieder

1) tuberkulozes patogēni

2) pienskābes baktērijas

3) sēra baktērijas

A7. Fotosintēze ir saistīta ar:

1) organisko vielu sadalīšanās neorganiskās

2) organisko vielu radīšana no neorganiskām

3) glikozes ķīmiskā pārvēršana cietē

4) celulozes veidošanās

A8. Fotosintēzes izejas materiāls ir

1) olbaltumvielas un ogļhidrāti

2) oglekļa dioksīds un ūdens

3) skābeklis un ATP

4) glikoze un skābeklis

A9. Notiek fotosintēzes gaismas fāze

1) hloroplastu granulās

2) leikoplastos

3) hloroplastu stromā

4) mitohondrijās

1) ūdens fotolīze

2) glikozes veidošanās

3) ATP un NADP H sintēze

4) CO2 izmantošana

5) O2 veidošanās

6) ATP enerģijas izmantošana

1) celuloze

2) glikogēns

3) hlorofils

6) nukleīnskābes

2. iespēja.

A1. Uzbudināto elektronu enerģija gaismas stadijā tiek izmantota:

1) ATP sintēze

2) glikozes sintēze

3) proteīnu sintēze

4) ogļhidrātu sadalīšana

A2. Fotosintēzes rezultātā hloroplasti rada:

1) oglekļa dioksīds un skābeklis

2) glikoze, ATP un skābeklis

3) olbaltumvielas, tauki, ogļhidrāti

4) oglekļa dioksīds, ATP un ūdens

A3. Pie ķīmijtrofiskiem organismiem pieder

1) tuberkulozes patogēni

2) pienskābes baktērijas

3) sēra baktērijas

A4. Organismi, kas spēj veikt fotosintēzi, ir:

1) ķīmijautotrofi;

2) fotoautotrofi;

3) miksotrofi;

4) heterotrofi

A5. Fotosintēzes procesa bioloģiskā nozīme ir veidošanās:

1) nukleīnskābes;

2) olbaltumvielas;

3) ogļhidrāti;

A6. Kuri no šiem organismiem ir spējīgi fotosintēzē?

1) penicilijs un raugs;

2) alkšņa un sēra baktērijas;

3) skropstas un zaļās eiglēnas;

4) kļava un zilaļģes

A7. Fotosintēzes laikā izdalītais skābeklis veidojas, sadaloties:

1) glikoze;

4) olbaltumvielas.

A8. Kādus saules spektra starus augi izmanto fotosintēzei?

1) sarkana un zaļa;

2) sarkans un zils;

3) zaļa un zila;

A9. Kuri plastidi satur pigmentu hlorofilu?

1) leikoplasti;

2) hloroplasti;

3) hromoplasti;

4) visi plastidi.

IN 1. Izvēlieties procesus, kas notiek fotosintēzes gaismas fāzē

1) ūdens fotolīze

2) glikozes veidošanās

3) ATP un NADP H sintēze

4) CO2 izmantošana

5) O2 veidošanās

6) ATP enerģijas izmantošana

AT 2. Izvēlieties fotosintēzes procesā iesaistītās vielas

1) celuloze

2) glikogēns

3) hlorofils

6) nukleīnskābes

Ķīmijsintēzes process bioloģijā savā ziņā ir unikāla parādība, jo tas ir neparasts baktēriju uztura veids, kura pamatā ir oglekļa dioksīda CO 2 asimilācija neorganisko savienojumu oksidēšanās rezultātā. Turklāt interesanti, pēc zinātnieku domām, ķīmijsintēze ir vecākais autotrofiskā uztura veids (uztura veids, kad organisms pats sintezē organiskās vielas no neorganiskām), kas varēja parādīties pat agrāk.

Ķīmijsintēzes atklāšanas vēsture

Kā bioloģisku parādību baktēriju ķīmisko sintēzi atklāja krievu biologs S. N. Vinogradskis 1888. gadā. Zinātnieks pierādīja dažu baktēriju spēju atbrīvot ogļhidrātus, izmantojot ķīmisko enerģiju. Viņš arī izolēja vairākas īpašas ķīmiski sintētiskas baktērijas, starp kurām visievērojamākās ir sēra baktērijas, dzelzs baktērijas un nitrificējošās baktērijas.

Ķīmijsintēze un fotosintēze: līdzības un atšķirības

Tagad aplūkosim ķīmiskās sintēzes un fotosintēzes līdzības un atšķirības starp tām.

Līdzības:

Gan ķīmiskā sintēze, gan fotosintēze ir autotrofiskā uztura veidi, kad organisms izdala organiskās vielas no neorganiskām.
Šādas reakcijas enerģija tiek uzkrāta adenozīna trifosforskābē (saīsināti kā ATP) un pēc tam tiek izmantota organisko vielu sintēzei.

Atšķirība starp fotosintēzi un ķīmisko sintēzi:

Viņiem ir atšķirīgs enerģijas avots un rezultātā dažādas redoksreakcijas. Ķīmijsintēzē primārais enerģijas avots nav saules gaisma, bet gan noteiktu vielu oksidēšanās.
Ķīmijsintēze ir raksturīga tikai baktērijām un apgabaliem.
Ķīmijsintēzes laikā baktēriju šūnas nesatur hlorofilu, fotosintēzes laikā, gluži pretēji, tās satur.
Oglekļa avots organisko vielu sintēzei ķīmiskās sintēzes laikā var būt ne tikai oglekļa dioksīds, bet arī oglekļa monoksīds (CO), skudrskābe, etiķskābe, metanols un karbonāti.

Ķīmijsintēzes enerģija

Ķīmisintētiskās baktērijas iegūst enerģiju, oksidējot mangānu, dzelzi, sēru, amonjaku utt. Atkarībā no oksidētā substrāta baktērijas, kuras mēs minējām iepriekš, saņēma savus nosaukumus: dzelzs baktērijas, sēra baktērijas, metānu veidojošās arhejas, nitrificējošās baktērijas utt. ieslēgts.

Ķīmijsintēzes nozīme dabā

Ķīmotrofi - organismi, kas saņem dzīvībai svarīgu enerģiju ķīmiskās sintēzes ceļā, spēlē svarīgu lomu vielu, īpaši slāpekļa, ciklā, jo īpaši tie uztur augsnes auglību. Tāpat, pateicoties ķīmiski sintētisko baktēriju darbībai, dabas apstākļos uzkrājas lielas rūdas un salpetra rezerves.

Ķīmijsintēzes reakcijas

Tagad apskatīsim tuvāk esošās ķīmiskās sintēzes reakcijas; tās visas atšķiras atkarībā no ķīmiskās sintēzes baktērijām.

Dzelzs baktērijas

Tie ietver pavedienu un dzelzi oksidējošu Leptothrix, Spherotillus, Gallionella un Metallogenium. Viņi dzīvo saldūdeņos un jūras ūdeņos. Pateicoties ķīmiskās sintēzes reakcijai, dzelzsrūdas nogulsnes veidojas, divvērtīgai dzelzs oksidējoties par dzelzs dzelzi.

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

Papildus enerģijai šī reakcija rada oglekļa dioksīdu. Turklāt papildus dzelzi oksidējošām baktērijām ir arī mangānu oksidējošās baktērijas.

Sēra baktērijas

Vēl viens to nosaukums ir tiobaktērijas, kas ir ļoti liela mikroorganismu grupa. Kā liecina to nosaukums, šīs baktērijas iegūst enerģiju, oksidējot savienojumus ar samazinātu sēra saturu.

2S + 3O 2 + 2H 2 O → 2H 2 SO 4 + E

Reakcijas rezultātā iegūtais sērs var vai nu uzkrāties pašās baktērijās, vai arī nonākt vidē pārslu veidā.