Какой процесс происходит в световую фазу фотосинтеза?

14 ответов на вопрос “Какой процесс происходит в световую фазу фотосинтеза?”

  1. Самый Неуловимый Ответить

    Процесс световой фазы фотосинтеза растений включает в себя нециклическое фосфорилирование и фотолиз воды. Реакции происходят на мембранах хлоропластов.
    Фотосистема I. Молекулы хлорофилла аI поглощают свет с длиной волны 700 нм. Электроны, получившие избыток энергии, участвуют в реакции диссоциации воды (Н2О = Н+ + ОН-). Электроны и ионы водорода реагируют с НАДФ+ (никотинамидадениндинуклеотидфосфата):
    НАДФ+ + 2е + 2Н+ = НАДФ • Н + Н+.
    Полученное в данной реакции вещество НАДФ • Н играет роль восстановителя в реакциях темновой фазы.
    Процесс распада воды до Н+ и ОН-, протекающий при участии электронов, имеющих избыток энергии за счёт фотореакций, получил название фотолиза воды.
    Фотосистема II. Молекулы хлорофилла аII поглощают свет с длиной волны 680 нм. Электроны с избыточной энергией по системе цитохромов переносятся на молекулы хлорофилла аI и занимают пустующие орбитали, которые раньше занимали электроны, связавшиеся с ионами водорода в ходе фотолиза воды. (При прохождении электронов по цепочке цитохромов часть их энергии используется для синтеза АТФ.) В результате возникает нехватка электронов в молекулах хлорофилла аII. Эта нехватка восполняется электронами гидроксид-анионов (ОН-), которые образовались в ходе того же фотолиза воды. Отдавая электроны молекулам хлорофилла аII, эти ионы превращаются в гидроксид-радикалы:
    ОН- – e = ОН.
    Гидроксид-радикал – это чрезвычайно неустойчивое химическое соединение, поэтому, только образовавшись, оно самопроизвольно превращается в воду и свободный кислород, выделяемый растением во внешнюю среду:
    4OН = 2Н2O + O2
    Таким образом, кислород, которым дышит подавляющее большинство живых организмов на Земле, представляет собой побочный продукт фотосинтеза, образующийся вследствие фотолиза воды
    В реакциях световой фазы фотосинтеза накапливается энергия (НАДФ•Н и АТФ), которая тратится в процессах темновой фазы. Синтез АТФ из АДФ за счёт энергии света – очень эффективный процесс: за одно и то же время в хлоропластах образуется в 30 раз больше АТФ, чем в митохондриях

  2. Kalace Ответить

    Фотосинтез – это совокупность процессов синтеза органических соединений из неорганических благодаря преобразованию световой энергии в энергию химических связей. К фототрофным организмам принадлежат зеленые растения, некоторые прокариоты – цианобактерии, пурпурные и зеленые серобактерии, растительные жгутиковые.
    Исследования процесса фотосинтеза начались во второй половине XVIII века. Важное открытие сделал выдающийся русский ученый К. А. Тимирязев, который обосновал учение о космической роли зеленых растений. Растения поглощают солнечные лучи и превращают световую энергию в энергию химических связей синтезированных ими органических соединений. Тем самым они обеспечивают сохранение и развитие жизни на Земле. Ученый также теоретически обосновал и экспериментально доказал роль хлорофилла в поглощении света в процессе фотосинтеза.
    Хлорофиллы являются основными из фотосинтезирующих пигментов. По структуре они похожи на гем гемоглобина, но вместо железа содержат магний. Содержание железа необходимо для обеспечения синтеза молекул хлорофилла. Существует несколько хлорофиллов, которые отличаются своим химическим строением. Обязательным для всех фототрофов является хлорофилл а. Хлорофилл b встречается у зеленых растений, хлорофилл с – у диатомовых и бурых водорослей. Хлорофилл d характерен для красных водорослей.
    Зеленые и пурпурные фотосинтезирующие бактерии имеют особые бактериохлорофиллы. Фотосинтез бактерий имеет много общего с фотосинтезом растений. Отличается он тем, что у бактерий донором водорода является сероводород, а у растений – вода. У зеленых и пурпурных бактерий нет фотосистемы II. Бактериальный фотосинтез не сопровождается выделением кислорода. Суммарное уравнение бактериального фотосинтеза:
    6С02 + 12H2S > C6H12O6+ 12S + 6Н20.
    В основе фотосинтеза лежит окислительно-восстановительный процесс. Он связан с перенесением электронов от соединений-поставщиков электронов-доноров к соединениям, которые их воспринимают – акцепторам. Световая энергия превращается в энергию синтезированных органических соединений (углеводов).
    На мембранах хлоропластов есть особые структуры – реакционные центры, которые содержат хлорофилла. У зеленых растений и цианобактерий различают две фотосистемы – первую (I) и вторую (II), которые имеют разные реакционные центры и связаны между собой через систему перенесения электронов.

    Две фазы фотосинтеза

    Состоит процесс фотосинтеза из двух фаз: световой и темновой.

    Световая фаза фотосинтеза

  3. Balanim Ответить

    Как происходит преобразование энергии солнечного света в световой и темновой фазах фотосинтеза в энергию химических связей глюкозы? Ответ поясните.
    Ответ
    В световой фазе фотосинтеза энергия солнечного света преобразуется в энергию возбужденных электронов, а затем энергия возбужденных электронов преобразуется в энергию АТФ и НАДФ-Н2. В темновой фазе фотосинтеза энергия АТФ и НАДФ-Н2 преобразуется в энергию химических связей глюкозы.
    Что происходит в световую фазу фотосинтеза?
    Ответ
    Электроны хлорофилла, возбужденные энергией света, идут по электроно-транспортным цепям, их энергия запасается в АТФ и НАДФ-Н2. Происходит фотолиз воды, выделяется кислород.
    Какие основные процессы происходят в темновую фазу фотосинтеза?
    Ответ
    Из углекислого газа, полученного из атмосферы, и водорода, полученного в световой фазе, за счет энергии АТФ, полученной в световой фазе, образуется глюкоза.
    Какова функция хлорофилла в растительной клетке?
    Ответ
    Хлорофилл участвует в процессе фотосинтеза: в световой фазе хлорофилл поглощает свет, электрон хлорофилла получает энергию света, отрывается и идет по электроно-транспортной цепи.
    Какую роль играют электроны молекул хлорофилла в фотосинтезе?
    Ответ
    Электроны хлорофилла, возбужденные солнечным светом, проходят по электронотранспортным цепям и отдают свою энергию на образование АТФ и НАДФ-Н2.
    На каком этапе фотосинтеза образуется свободный кислород?
    Ответ
    В световой фазе, во время фотолиза воды.
    В какую фазу фотосинтеза происходит синтез АТФ?
    Ответ
    В световую фазу.
    Какое вещество служит источником кислорода во время фотосинтеза?
    Ответ
    Вода (кислород выделяется при фотолизе воды).
    Скорость фотосинтеза зависит от лимитирующих (ограничивающих) факторов, среди которых выделяют свет, концентрацию углекислого газа, температуру. Почему эти факторы являются лимитирующими для реакций фотосинтеза?
    Ответ
    Свет необходим для возбуждения хлорофилла, он поставляет энергию для процесса фотосинтеза. Углекислый газ необходим в темновой фазе фотосинтеза, из него синтезируется глюкоза. Изменение температуры ведет к денатурации ферментов, реакции фотосинтеза замедляются.
    В каких реакциях обмена у растений углекислый газ является исходным веществом для синтеза углеводов?
    Ответ
    В реакциях фотосинтеза.
    В листьях растений интенсивно протекает процесс фотосинтеза. Происходит ли он в зрелых и незрелых плодах? Ответ поясните.
    Ответ
    Фотосинтез происходит в зеленых частях растений на свету. Таким образом, фотосинтез происходит в кожице зеленых плодов. Внутри плодов и в кожице спелых (не зеленых) плодов фотосинтез не происходит.
    Задания части А по этой теме
    Подробное описание фотосинтеза: [1] [2] [3]

  4. Gavinralhala Ответить

    Основные процессы в световой фазе фотосинтеза происходят в мембранах тилакоидов. В ней участвуют хлорофилл, белки-переносчики электронов, АТФ-синтетаза (фермент, ускоряющий реацию) и солнечный свет.
    Далее механизм реакции можно описать так: когда солнечный свет попадает на зеленые листья растений, в их структуре возбуждаются электроны хлорофилла (заряд отрицательный), которые перейдя в активное состояние, покидают молекулу пигмента и оказываются на внешней стороне тилакоида, мембрана которого заряжена также отрицательно. В то же время молекулы хлорофилла окисляются и уже окисленные они восстанавливаются, отбирая таким образом электроны у воды, которая находится в структуре листа.
    Этот процесс приводит к тому, что молекулы воды распадаются, а созданные в результате фотолиза воды ионы, отдают свои электроны и превращаются в такие радикалы ОН, которые способны проводить дальнейшие реакции. Далее эти реакционноспособные радикалы ОН объединяются, создавая полноценные молекулы воды и кислород. При этом свободный кислород выходит во внешнюю среду.
    В результате всех этих реакций и превращений, мембрана тилакоида листа с одной стороны заряжается положительно (за счет иона Н+), а с другой — отрицательно (за счет электронов). Когда разность между этими зарядами в двух сторонах мембраны достигает больше 200 мВ, протоны проходят через специальные каналы фермента АТФ-синтетазы и за счет этого происходит превращение АДФ до АТФ (в результате процесса фосфорилизации). А атомный водород, который освобождается из воды, восстанавливает специфический переносчик НАДФ+ до НАДФ·Н2. Как видим, в результате световой фазы фотосинтеза происходит три основных процесса:
    синтез АТФ;
    создание НАДФ·Н2;
    образование свободного кислорода.
    Последний освобождается в атмосферу, а НАДФ·Н2 и АТФ берут участие в темной фазе фотосинтеза.

    Темная фаза фотосинтеза

    Темная и световая фазы фотосинтеза характеризуются большими затратами энергии со стороны растения, однако темная фаза протекает быстрее и требует меньше энергии. Для реакций темной фазы не нужен солнечный свет, поэтому они могут происходить и днем и ночью.
    Все основные процессы этой фазы протекают в строме хлоропласта растения и являют собой своеобразную цепочку последовательных превращений углекислого газа из атмосферы. Первая реакция в такой цепи – фиксация углекислого газа. Чтобы она проходила более плавно и быстрее, природой был предусмотрен фермент РиБФ-карбоксилаза, который катализирует фиксацию СО2.
    Далее происходит целый цикл реакций, завершением которого является преобразование фосфоглицериновой кислоты в глюкозу (природный сахар). Все эти реакции используют энергию АТФ и НАДФ•Н2, которые были созданы в световой фазе фотосинтеза. Помимо глюкозы в результате фотосинтеза образуются также и другие вещества. Среди них разные аминокислоты, жирные кислоты, глицерин, а также нуклеотиды.

    Фазы фотосинтеза: таблица сравнений

    Критерии сравнения
      Световая фаза
    Темная фаза  
    Солнечный свет
    Обязателен
    Необязателен
    Место протекание реакций
    Граны хлоропласта
    Строма хлоропласта
    Зависимость от источника энергии
    Зависит от солнечного света
    Зависит от АТФ и НАДФ•Н2, образованных в световой фазе и от количества СО2 из атмосферы
    Исходные вещества
    Хлорофилл, белки-переносчики электронов, АТФ-синтетаза
    Углекислый газ
    Суть фазы и что образуется
    Выделяется свободный О2, образуется АТФ и НАДФ•Н2
    Образование природного сахара (глюкозы) и поглощение СО2 из атмосферы

    Фотосинтез — видео

  5. Dagdawield Ответить

    Фотосинтез происходит в две фазы — световую и темновую . Во время световой фазы накапливается энергия, необходимая для синтеза органических веществ, происходящего в темновой фазе .
    Световая фаза.
    Процесс световой фазы фотосинтеза растений включает в себя нециклическое фосфорилирование и фотолиз воды. Реакции происходят на мембранах хлоропластов.
    Фотосистема I. Молекулы хлорофилла а1 поглощают свет с длиной волны 700 нм. Электроны, получившие избыток энергии, участвуют в реакции диссоциации воды (Н2О = Н+ + ОН-). Электроны и ионы водорода реагируют с НАДФ” (никотинамидадениндинуклеотидфосфата) :
    НАДФ+ + 2е- + 2Н+ = НАДФ • Н + Н+.
    Полученное в данной реакции вещество НАДФ * Н+ играет роль восстановителя в реакциях темновой фазы .
    Процесс распада воды до Н+ и ОН-, протекающий при участии электронов, имеющих избыток энергии за счет фотореакций, получил название фотолиза воды.
    Фотосистема II. Молекулы хлорофилла а11 поглощают свет с длиной волны 680 нм. Электроны с избыточной энергией по системе цитохромов переносятся на молекулы хлорофилла а1 и занимают пустующие орбитали, которые раньше занимали электроны, связавшиеся с ионами водорода в ходе фотолиза воды. (При прохождении электронов по цепочке цитохромов часть их энергии используется для синтеза АТФ. ) В результате возникает нехватка электронов в молекулах хлорофилла а11. Эта нехватка восполняется электронами гидроксид-анионов (ОН-), которые образовались в ходе того же фотолиза воды. Отдавая электроны молекулам хлорофилла а11, эти ионы превращаются в гидроксид-радикалы;
    ОН- – е- = ОН*
    Гидроксид-радикал — это чрезвычайно неустойчивое химическое соединение, поэтому, только образовавшись, оно самопроизвольно превращается в воду и свободный кислород, выделяемый растением во внешнюю среду:
    4ОН’ = 2Н2О + О2.
    Таким образом, кислород, которым дышит подавляющее большинство живых организмов на Земле, представляет собой побочный продукт фотосинтеза, образующийся вследствие фотолиза воды.
    В реакциях световой фазы фотосинтеза накапливается энергия (НАДФ * Н и АТФ) , которая тратится в процессах темновой фазы . Синтез АТФ из АДФ за счет энергии света -— очень эффективный процесс: за одно и то же время в хлоропластах образуется в 30 раз больше АТФ, чем в митохондриях.

  6. Плюшевый Ответить

    Ответ оставил Гость
    Фотосинтез происходит в две фазы — световую и темновую . Во времясветовой фазы накапливается энергия, необходимая для синтезаорганических веществ, происходящего в темновой фазе .
    Световая фаза.
    Процесс световой фазы фотосинтеза растений включает в себя нециклическое фосфорилирование и фотолиз воды. Реакции происходят на мембранах хлоропластов.
    Фотосистема I. Молекулы хлорофилла а1 поглощают свет с длиной волны 700 нм. Электроны, получившие избыток энергии, участвуют в реакции диссоциации воды (Н2О = Н+ + ОН-). Электроны и ионы водорода реагируют с НАДФ” (никотинамидадениндинуклеотидфосфата) :
    НАДФ+ + 2е- + 2Н+ = НАДФ • Н + Н+.
    Полученное в данной реакции вещество НАДФ * Н+ играет роль восстановителя в реакциях темновой фазы .
    Процесс распада воды до Н+ и ОН-, протекающий при участии электронов, имеющих избыток энергии за счет фотореакций, получил название фотолиза воды.
    Фотосистема II. Молекулы хлорофилла а11 поглощают свет с длиной волны 680 нм. Электроны с избыточной энергией по системе цитохромов переносятся на молекулы хлорофилла а1 и занимают пустующие орбитали, которые раньше занимали электроны, связавшиеся с ионами водорода в ходе фотолиза воды. (При прохождении электронов по цепочке цитохромов часть их энергии используется для синтеза АТФ. ) В результате возникает нехватка электронов в молекулах хлорофилла а11. Эта нехватка восполняется электронами гидроксид-анионов (ОН-), которые образовались в ходе того же фотолиза воды. Отдавая электроны молекулам хлорофилла а11, эти ионы превращаются в гидроксид-радикалы;
    ОН- – е- = ОН*
    Гидроксид-радикал — это чрезвычайно неустойчивое химическое соединение, поэтому, только образовавшись, оно самопроизвольно превращается в воду и свободный кислород, выделяемый растением во внешнюю среду:
    4ОН = 2Н2О + О2.
    Таким образом, кислород, которым дышит подавляющее большинство живых организмов на Земле, представляет собой побочный продукт фотосинтеза, образующийся вследствие фотолиза воды.
    В реакциях световой фазы фотосинтеза накапливается энергия (НАДФ * Н и АТФ) , которая тратится в процессах темновой фазы . Синтез АТФ из АДФ за счет энергии света -— очень эффективный процесс: за одно и то же время в хлоропластах образуется в 30 раз больше АТФ, чем в митохондриях.

  7. Gam Ответить

    §27. Фотосинтез
    Решебник “Биология 10”
    1. Фотосинтез относится к процессам пластического или энергетического обмена? Почему?
    Фотосинтез относится к процессам пластического обмена т.к. сопровождается:
    ? синтезом сложных органических соединений из более простых веществ, а именно: из неорганических веществ (Н2О и СО2) синтезируется глюкоза (С6Н12О6);
    ? поглощением световой энергии.
    2. В каких органоидах растительной клетки происходит фотосинтез? Что представляет собой фотосистема? Какую функцию выполняют фотосистемы?
    Фотосинтез происходит в зелёных пластидах – хлоропластах.
    Фотосистемы – особые пигмент-белковые комплексы, расположенные в мембранах тилакоидов хлоропластов. Существует два типа фотосистем – фотосистема I и фотосистема II. В состав каждой из них входит светособирающая антенна, образованная молекулами пигментов, реакционный центр и переносчики электронов.
    Светособирающая антенна функционирует наподобие воронки: молекулы пигментов поглощают свет и передают всю собранную энергию в реакционный центр, где находится молекула-ловушка, представленная хлорофиллом а. Поглотив энергию, молекула-ловушка переходит в возбуждённое состояние и отдаёт один из своих электронов специальному переносчику, т.е. окисляется. Таким образом, фотосистемы выполняют функцию поглощения света и преобразования световой энергии в химическую.
    3. Каково значение фотосинтеза на Земле? Почему без фототрофных организмов существование биосферы было бы невозможным?
    Фотосинтез – единственный процесс на планете, в ходе которого происходит преобразование световой энергии Солнца в энергию химических связей синтезируемых органических веществ. При этом исходными соединениями для синтеза органических веществ служат бедные энергией неорганические вещества – углекислый газ и вода.
    Образованные в ходе фотосинтеза органические соединения передаются в составе пищи от фототрофных организмов к растительноядным, затем – к хищным, являясь источником энергии и строительным материалом для синтеза других веществ, для образования новых клеток и структур. Следовательно, благодаря деятельности фототрофов удовлетворяются пищевые потребности гетеротрофных организмов.
    Кроме того, фотосинтез является источником молекулярного кислорода, необходимого для дыхания большинства живых организмов. Из кислорода сформировался и поддерживается озоновый слой, защищающий живые организмы планеты от губительного воздействия коротковолнового ультрафиолетового излучения. Благодаря фотосинтезу поддерживается относительно постоянное содержание СО2 в атмосфере.
    4. Охарактеризуйте световую и темновую фазы фотосинтеза по плану:
    1) место протекания; 2) исходные вещества; 3) происходящие процессы; 4) конечные продукты.
    Какие продукты световой фазы фотосинтеза используются в темновой фазе?
    Световая фаза фотосинтеза.
    1) Место протекания: мембраны тилакоидов.
    2) Исходные вещества: Н2О, окисленный НАДФ (НАДФ+), АДФ, Н3РО4. Для протекания световой фазы также необходимы фотосинтетические пигменты (хлорофиллы и др.), однако их нельзя назвать исходными веществами световой фазы.
    3) Происходящие процессы: поглощение света фотосистемами, фотолиз воды, транспорт электронов на внешнюю сторону тилакоида и накопление протонов внутри тилакоида (т.е. возникновение электрохимического потенциала на мембране тилакоида), синтез АТФ, восстановление НАДФ+.
    4) Конечные продукты: АТФ, восстановленный НАДФ (НАДФ•Н+Н+), побочный продукт – молекулярный кислород (О2).
    Темновая фаза фотосинтеза.
    1) Место протекания: строма хлоропласта.
    2) Исходные вещества: СО2, АТФ, восстановленный НАДФ (НАДФ•Н+Н+).
    3) Происходящие процессы: синтез глюкозы (восстановление СО2 до органических веществ), в ходе которого происходит гидролиз АТФ и окисление НАДФ•Н+Н+.
    4) Конечные продукты: глюкоза (С6Н12О6), окисленный НАДФ (НАДФ+), АДФ, Н3РО4.
    В темновой фазе фотосинтеза используются такие продукты световой фазы как НАДФ•Н+Н+ (служит источником атомов водорода для синтеза глюкозы) и АТФ (служит источником энергии для синтеза глюкозы).
    5. Сравните фотосинтез и аэробное дыхание. Укажите черты сходства и различия.
    Сходство:
    ? Сложные многостадийные процессы, протекающие с участием ферментов.
    ? Фотосинтез и заключительный (кислородный) этап аэробного дыхания протекают в двумембранных органоидах (хлоропластах и митохондриях соответственно).
    ? Окислительно-восстановительные процессы, которые сопровождаются переносом электронов по электрон-транспортным цепям внутренних мембран соответствующих органоидов, возникновением разности потенциалов на этих мембранах, работой АТФ-синтетазы и синтезом АТФ.
    Различия:
    ? Процесс фотосинтеза относится к пластическому обмену т.к. сопровождается синтезом органических веществ из неорганических и происходит с поглощением световой энергии. Процесс аэробного дыхания относится к энергетическому обмену, поскольку происходит расщепление сложных органических веществ и высвобождение заключённой в них энергии.
    ? Фотосинтез протекает только в клетках фототрофных организмов, а аэробное дыхание – в клетках большинства живых организмов (в том числе и фототрофов).
    ? Различные исходные вещества и конечные продукты. Если рассматривать суммарные уравнения фотосинтеза и аэробного дыхания, то можно заметить, что продукты фотосинтеза фактически являются исходными веществами для аэробного дыхания и наоборот.
    ? Переносчиками атомов водорода в процессе дыхания служат НАД и ФАД, в фотосинтезе – НАДФ.
    …и (или) другие существенные признаки.
    6. Человек за сутки потребляет примерно 430 г кислорода. Дерево средней величины поглощает около 30 кг углекислого газа в год. Сколько деревьев необходимо, чтобы обеспечить одного человека кислородом?
    ? За год человек потребляет: 430 г ? 365 = 156 950 г кислорода.
    ? Рассчитаем химическое количество углекислого газа, поглощаемого за год одним деревом:
    М (СО2) = 12 + 16 ? 2 = 44 г/моль. n (СО2) = m : М = 30 000 г : 44 г/моль ? 681,8 моль.
    ? Суммарное уравнение фотосинтеза:
    6СО2 + 6Н2О > С6Н12О6 + 6О2
    Поглощение 6 моль углекислого газа сопровождается выделением 6 моль кислорода. Значит, поглощая за год 681,8 моль углекислого газа, дерево выделяет 681,8 моль кислорода.
    ? Найдём массу кислорода, выделяемого деревом за год:
    М (О2) = 16 ? 2 = 32 г/моль. m (О2) = n ? M = 681,8 моль ? 32 г/моль = 21 817,6 г
    ? Определим, сколько деревьев необходимо, чтобы обеспечить одного человека кислородом. Количество деревьев = 156 950 г : 21 817,6 ? 7,2 дерева.
    Ответ: для того, чтобы обеспечить одного человека кислородом, в среднем понадобится 7,2 дерева (допустимыми ответами будут “8 деревьев” или “7 деревьев”).
    7. Исследователи разделили растения пшеницы на две группы и выращивали их в лаборатории в одинаковых условиях, за исключением того, что растения первой группы освещали красным светом, а растения второй группы — зелёным. У растений какой группы фотосинтез протекал более интенсивно? С чем это связано?
    Фотосинтез протекал более интенсивно у растений, освещаемых красным светом. Это связано с тем, что основные фотосинтетические пигменты – хлорофиллы – интенсивно поглощают красный свет (а также сине-фиолетовую часть спектра), а зелёный отражают, что и обусловливает зелёную окраску этих пигментов.
    8*. С помощью какого эксперимента можно доказать, что кислород, выделяющийся при фотосинтезе, образуется именно из молекул воды, а не из молекул углекислого газа или какого-либо другого вещества?
    Если для осуществления фотосинтеза использовать воду, меченную радиоактивным кислородом (молекулы вместо стабильного нуклида 16О содержат радионуклид кислорода), то радиоактивную метку можно будет обнаружить в выделяющемся молекулярном кислороде. Если же использовать для фотосинтеза любое другое вещество, содержащее радионуклид кислорода, то выделяющийся О2 не будет содержать радиоактивную метку. В частности, радиоактивный кислород, содержащийся в молекулах поглощаемого углекислого газа, будет обнаруживаться в составе синтезированных органических веществ, но не в составе О2.
    * Задания, отмеченные звёздочкой, предполагают выдвижение учащимися различных гипотез. Поэтому при выставлении отметки учителю следует ориентироваться не только на ответ, приведённый здесь, а принимать во внимание каждую гипотезу, оценивая биологическое мышление учащихся, логику их рассуждений, оригинальность идей и т. д. После этого целесообразно ознакомить учащихся с приведённым ответом.
    Дашков М.Л.
    Сайт: dashkov.by
    Вернуться к оглавлению
    < Предыдущая Следующая >

  8. Duzragore Ответить

    СВЕТОВАЯ ФАЗА ФОТОСИНТЕЗА
    Первая фаза фотосинтеза, которая протекает только под действием энергии солнца. Реакции световой фазы происходят на мембранах тилакоидов, где располагается фотосинтезирующий пигмент — хлорофилл. Световая фаза состоит из нескольких этапов: возбуждение хлорофилла и перемещение электронов; фотолиз воды с образованием протонов и кислорода; синтез молекул АТФ; соединение водорода с специальным переносчиком НАДФ+ и образование НАДФ Н2.
    Кванты света, попав на хлорофилл, выбивают из молекулы возбужденные электроны. Одновременно под действием света идет расщепление молекулы воды и образование ионов водорода. Возбужденные электроны, снятые с хлорофилла, перемещаются по системе ферментов на мембране тилакоида и достигают места синтеза АТФ, где за счет их энергии идет синтез АТФ. Одновременно, по протонному каналу протоны перемещаются в строму и соединяются с переносчиком НАДФ+ за счет электронов хлорофилла. Образовавшиеся при фотолизе воды ионы кислорода отдают электроны на хлорофилл и превращаются в свободный кислород, который выделяется в атмосферу.
    Суммарную реакцию световой фазы можно представить следующим образом:
    Конечными продуктами световой фазы фотосинтеза являются НАДФ, •Н2, О2, АТФ.
    ТЕМНОВАЯ ФАЗА ФОТОСИНТЕЗА
    Фаза фиксации углекислого газа и синтеза глюкозы. Для этой фазы наличие света необязательно. Реакции темновой фазы протекают в строме хлоропластов, куда поступают молекулы НАДФ, •Н2, АТФ и углекислый газ из атмосферы. Последовательность циклических реакций этой фазы называется циклом Кальвина. Первая реакция — соединение углекислого газа с рибулезой дифосфатом, которая начинает цикл. Образуется шестиуглеродное соединение, которое затем распадается на две триозы. Триозы фосфорилируются молекулами АТФ, восстанавливаются НАДФ, Н2. Далее две молекулы соединяются между собой, и образуется глюкоза. Для создания одной полностью новой молекулы глюкозы цикл должен повториться 6 раз, т. е. должно усвоится шесть молекул СО2. Освобожденные молекулы АДФ и НАДФ+ вновь возвращаются к мембранам тилакоидов для участия в световых реакциях.

  9. Molas Ответить

    Гипермаркет знаний>>Биология>>Биология 10 класс>> Фотосинтез
    Фотосинтез

    1. Какие виды автотрофного питания вы знаете?
    2. Как называются органоиды клетки, в которых происходит фотосинтез?
    3. Что такое ароморфоз?
    Фотосинтез.
    Солнце было и остается неисчерпаемым источником энергии для нашей планеты. Важнейшим ароморфозом архейской эры стало возникновение фотосинтеза — процесса, с помощью которого часть живых существ «научилась» использовать энергию солнечного света для синтеза необходимых им веществ.
    Фотосинтезирующими органоидами зеленых растений служат хло- ропласты. Структурной и функциональной единицей хлоропластов являются тилакоиды — плоские мембранные мешочки, уложенные в стопки (граны). На мембранах тилакоидов расположены особые комплексы, в которые входят молекулы хлорофилла, а также переносчиков электронов — цитохромов. Хлорофилл обладает особой химической структурой, которая позволяет ему улавливать кванты света. Существует несколько видов молекул хлорофилла, различающихся по длине волны улавливаемых квантов. Основными «ловцами» световых частиц являются хлорофиллы а1 (с длиной волны улавливаемых квантов 700 нм) и а11 (680 нм). Другие пигменты выполняют вспомогательную роль.
    Фотосинтез происходит в две фазы — световую и темновую.
    Во время световой фазы накапливается энергия, необходимая для синтеза органических веществ, происходящего в темновой фазе.
    Световая фаза. Процесс световой фазы фотосинтеза растений включает в себя нециклическое фосфорилирование и фотолиз воды. Реакции происходят на мембранах хлоропластов.
    Фотосистема I. Молекулы хлорофилла а1 поглощают свет с длиной волны 700 нм. Электроны, получившие избыток энергии, участвуют в реакции диссоциации воды (Н2О = Н+ + ОН-). Электроны и ионы водорода реагируют с НАДФ” (никотинамидадениндинуклеотидфосфата):
    НАДФ+ + 2е- + 2Н+ = НАДФ • Н + Н+.
    Полученное в данной реакции вещество НАДФ * Н+ играет роль восстановителя в реакциях темновой фазы.
    Процесс распада воды до Н+ и ОН-, протекающий при участии электронов, имеющих избыток энергии за счет фотореакций, получил название фотолиза воды.
    Фотосистема II Молекулы хлорофилла а11 поглощают свет с длиной волны 680 нм. Электроны с избыточной энергией по системе цитохромов переносятся на молекулы хлорофилла а1 и занимают пустующие орбитали, которые раньше занимали электроны, связавшиеся с ионами водорода в ходе фотолиза воды. (При прохождении электронов по цепочке цитохромов часть их энергии используется для синтеза АТФ.) В результате возникает нехватка электронов в молекулах хлорофилла а11. Эта нехватка восполняется электронами гидроксид-анионов (ОН-), которые образовались в ходе того же фотолиза воды. Отдавая электроны молекулам хлорофилла а11, эти ионы превращаются в гидроксид-радикалы;
    ОН- – е- = ОН*
    Гидроксид-радикал — это чрезвычайно неустойчивое химическое соединение, поэтому, только образовавшись, оно самопроизвольно превращается в воду и свободный кислород, выделяемый растением во внешнюю среду:
    4ОН’ = 2Н2О + О2.
    Таким образом, кислород, которым дышит подавляющее большинство живых организмов на Земле, представляет собой побочный продукт фотосинтеза, образующийся вследствие фотолиза воды.
    В реакциях световой фазы фотосинтеза накапливается энергия (НАДФ * Н и АТФ), которая тратится в процессах темновой фазы. Синтез АТФ из АДФ за счет энергии света -— очень эффективный процесс: за одно и то же время в хлоропластах образуется в 30 раз больше АТФ, чем в митохондриях.
    Темновая фаза. Если световая фаза может протекать только при освещении растения, то реакции темновой фазы протекают независимо от света. Эти реакции осуществляются в строме хлоропластов, куда из тилакоидов поступают богатые энергией вещества; НАДФ • Н и АТФ. Источник углерода — СО2 — растение получает из воздуха через устьица. В реакциях темновой фазы СО2 восстанавливается до глюкозы, причем этот процесс протекает с затратами энергии, запасенной в молекулах АТФ и НАДФ – Н. Превращение углекислого газа в глюкозу в ходе темновой фазы фотосинтеза получило название цикла Кальвина, по имени его открывателя.
    Суммарные уравнения и частные реакции фотосинтеза представлены в таблице 5.
    Продуктивность фотосинтеза весьма высока: за один час на 1 м2 площади листа синтезируется до 1 г сахаров; при этом часть энергии выделяется в виде тепла.
    В результате фотосинтеза растения накапливают органические вещества и обеспечивают постоянство уровня СО2 и О2 в атмосфере. В верхних слоях воздушной оболочки (на высоте 15—20 км) Земли из кислорода образуется озон, имеющий химическую формулу 03. Озоновый слой защищает все живые организмы от опасных для жизни ультрафиолетовых лучей.
    Первичная атмосфера Земли в момент возникновения жизни состояла, по-видимому, из азота, аммиака, метана, водорода и паров воды, но почти не содержала кислорода. Когда в океане появились первые фотосинтезирующие прокариоты, а затем и эукариотические водоросли, атмосфера стала постепенно насыщаться кислородом. Когда содержание кислорода в атмосфере достигло 1% от нынешнего (так называемая точка Пастера), у организмов, живших в то время, появилась возможность использовать его в процессах окисления органических соединений для получения энергии. Таким образом возникло клеточное дыхание (см. § 90, 91), которое дало живым существам во много раз больше энергии, чем бескислородные процессы. Произошла так называемая «великая кислородная революция». Кислорода стало достаточно для того, чтобы мог возникнуть озоновый слой, защитивший от смертоносного действия ультрафиолета поверхности водоемов и суши. Организмы, освоив новые, выгодные энергетические процессы, стали заселять поверхностные слои водоемов, тогда как до этого им приходилось существовать на больших глубинах, чтобы не подвергаться воздействию ультрафиолетовых лучей. Теперь у фототрофов фотосинтез стал проходить более интенсивно, так как чем меньше слой воды, тем лучше он освещается солнцем. Виды живых существ, перешедшие к клеточному дыханию, резко усилили все процессы жизнедеятельности. Это, по всей видимости, способствовало ускорению прогрессивной эволюции. Многократно возросло количество видов, обитающих в воде. Через какое-то время первые живые существа вышли на сушу, надежно защищенные от ультрафиолета озоновым слоем атмосферы.
    По расчетам ученых, точка Пастера была пройдена 600—700 млн лет назад, т. е. к началу кембрийского периода палеозойской эры, а освоение суши началось приблизительно 420 млн лет назад, в конце ордовикского периода той же эры.
    Из сказанного видно, что жизнь во всем своем современном многообразии смогла сформироваться только благодаря процессу фотосинтеза, приведшему к образованию кислородной атмосферы и накоплению огромной массы органических соединений, ставших основой питания для гетеротрофных организмов.
    Световая и темповая фазы фотосинтеза. Фотосистема I. Фотосистема II.

    1. Что представляла собой «великая кислородная революция»?
    2. Какое соединение является источником углерода для сахаров,
    3. синтезированных в процессе фотосинтеза?
    4. Какие процессы происходят в световую фазу фотосинтеза? На
    5. каких структурах хлоропластов они протекают?
    6. Какие процессы происходят в темновую фазу фотосинтеза? Где в хлоропластах они осуществляются?
    В процессе фотосинтеза одно, даже крупное растение производит совсем не так уж много углеводов. Однако если подсчитать, сколько энергии солнечного света улавливают и «запасают» все зеленые растения на Земле за год, то окажется, что для получения такого же количества энергии было бы необходимо 200 000 гидроэлектростанций. И составила бы эта энергия два квадрильона киловатт-часов. Скорее всего, на ранних этапах развития жизни на Земле фотосинтез был гораздо менее сложным процессом, чем в настоящее время у зеленых растений. До сих пор у некоторых фотосинтезирующих бактерий наблюдается «упрощенный вариант» световой фазы фотосинтеза — циклическое фосфорилирование. При этом квант света взаимодействует с ионом магния, входящим в активный центр бактериального хлорофилла, и один из электронов приобретает энергию этого кванта, сходит со своей орбитали и тут же захватывается системой цитохромов. По цепочке этих переносчиков электрон возвращается «на свое место» в молекуле хлорофилла, а избыток энергии используется для синтеза АТФ из АДФ, т. е. в реакции фосфорилирования. Циклическое фосфорилирование является, по-видимому, древнейшим вариантом фотосинтеза.
    Для циклического фосфорилирования достаточно наличия в клетках бактерий так называемой фотосистемы I, в то время как у зеленых растений процесс фотосинтеза гораздо сложнее и в нем задействована, помимо фотосистемы I, также и фотосистема II.
    В XIX в. Юлиус Майер сказал: «Свет — это вечно натянутая пружина, приводящая в действие механизмы земной жизни».
    Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 10 класс
    Отправлено читателями с интернет-сайта
    Онлайн библиотека с учениками и книгами, плани-конспекти уроков с Биологии 10 класса, книги и учебники согласно календарного плана планирование Биологии 10 класса
    Содержание урока
    конспект уроку и опорный каркас
    презентация урока
    акселеративные методы и интерактивные технологии
    закрытые упражнения (только для использования учителями)
    оценивание
    Практика
    задачи и упражнения,самопроверка
    практикумы, лабораторные, кейсы
    уровень сложности задач: обычный, высокий, олимпиадный
    домашнее задание
    Иллюстрации
    иллюстрации: видеоклипы, аудио, фотографии, графики, таблицы, комикси, мультимедиа
    рефераты
    фишки для любознательных
    шпаргалки
    юмор, притчи, приколы, присказки, кроссворды, цитаты
    Дополнения
    внешнее независимое тестирование (ВНТ)
    учебники основные и дополнительные
    тематические праздники, слоганы
    статьи
    национальные особенности
    словарь терминов
    прочие
    Только для учителей
    идеальные уроки
    календарный план на год
    методические рекомендации
    программы
    обсуждения
    Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
    Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь – Образовательный форум.

  10. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *