§23. Типы клеточного питания. Фотосинтез и хемосинтез
§23. Вспомните.
Задание №1
Какие виды автотрофного питания вы знаете?
Ответ:
Существует два вида автотрофного питания: фотосинтез и хемосинтез.
Фотосинтез — процесс, при котором в клетках, содержащих хлорофилл, под действием энергии света образуются органические вещества из неорганических.
Хемосинтез — способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений.
Задание №2
Как называются органоиды клетки, в которых происходит фотосинтез?
Ответ:
У высших растений фотосинтез происходит в особых органоидах клетки, называющихся хлоропласты. Они окружены внешней мембраной и имеют внутри сеть мембранных мешочков, в которых находится собственно хлорофилл.
Задание №3
Какое строение имеют хлоропласты?
Ответ:
Хлоропласты имеют двумембранную оболочку, которая отграничивает содержимое органоида от цитоплазмы. Мембраны не несут другие органоиды. У высших растений сильно развита внутренняя мембранная поверхность, которая образует плоские мешки – тилакоиды или более вытянутые – ламеллы. Несколько плотно собранных в стопки тилакоидов образуют граны.
Подумайте.
Задание №1
Можно ли связать между собой проблему фотосинтеза и проблему обеспечения продовольствием населения нашей планеты?
Ответ:
Да, можно. В процессе фотосинтеза идет синтезирование органики (углеводы). Эту органику потребляют животные, в том числе люди, которые являются гетеротрофами (не могут синтезировать свою органику). Соответственно, чтобы нам хватало продовольствия, надо обеспечить для растений процессы качественного фотосинтеза.
Тренируемся.
Задание №1
Чем автотрофное питание отличается от гетеротрофного?
Ответ:
Чем отличаются автотрофные организмы от гетеротрофных:
• Автотрофы питаются минеральными веществами, а гетеротрофы − органикой.
• Кроме того, автотрофы − организмы, способные к фотосинтезу, а гететрофы к этому неспособны.
• Автрофы − в основном, растения (зеленые) и некоторые бактерии, гететротрофы − в основном животные.
Задание №2
В чём суть процесса хемосинтеза?
Ответ:
Хемосинтез — тип автотрофного питания, свойственный некоторым бактериям, способным усваивать CO2 как единственный источник углерода за счёт энергии окисления неорганических соединений. Окисляя неорганические вещества, хемосинтетики получают восстановительные эквиваленты (в виде НАДН) и энергию, которая запасается в виде АТФ, за счёт переноса электронов по цепи дыхательных ферментов, встроенных в клеточную мембрану бактерий. Биосинтез органических соединений при хемосинтезе осуществляется так же, как при фотосинтезе, в результате автотрофной ассимиляции CO2. Бактерии, способные к хемосинтезу, не являются единой группой. Они могут окислять водород, восстановленные соединения серы, аммиак, нитриты, железо, марганец и др.
Задание №3
Что представляла собой «великая кислородная революция»?
Ответ:
Когда в океане появились первые фотосинтезирующие прокариоты, а затем и эукариотические водоросли, атмосфера стала постепенно насыщаться кислородом. Когда содержание этого газа в атмосфере достигло 1% от нынешнего (так называемая точка Пастера, которая была достигнута 1,8—1,5 млрд лет назад), у организмов, живших в то время, появилась возможность использовать его в процессах окисления органических соединений для получения энергии. Так возникло клеточное дыхание, которое дало живым существам во много раз больше энергии, чем бескислородные процессы. В результате этого на нашей планете произошла так называемая «великая кислородная революция». Когда кислорода стало достаточно для того, чтобы мог возникнуть озоновый слой, защитивший от смертоносного действия ультрафиолета поверхности водоёмов и суши, то организмы, освоившие новые, энергетически более выгодные процессы, стали заселять поверхностный слой воды. Теперь у фототрофов фотосинтез стал проходить более интенсивно, так как чем меньше слой воды, тем лучше он освещается солнцем.
Задание №4
Какое соединение является источником углерода для сахаров, синтезированных в процессе фотосинтеза?
Ответ:
Углекислый газ (CO2) является источником углерода для сахаров, синтезированных в процессе фотосинтеза.
Совершенствуемся.
Задание №1
Сравните процессы хемосинтеза и фотосинтеза. Ответ представьте в виде таблицы.
Ответ:
| Признаки | Фотосинтез | Хемосинтез |
| Производитель органического вещества | Зеленые растения | Бактерии−хемосинтетики (серобактерии, азот−бактерии) |
| Исходный продукт | Углекислый газ (CO2) | Аммиак (NH3), сероводород (H2S) |
| Конечный продукт | Углевод | Углеводы и побочные продукты |
| Источник энергии | Свет | Окисление неорганических и органических соединений |
| Пигменты | Хлорофилл, фикобилины, каротиноиды | Отсутствуют (организмы бесцветные) |
Задание №2
Сколько глюкозы, синтезируемой в процессе фотосинтеза, приходится на каждого из 7,3 млрд жителей Земли в год?
Ответ:
Дано:
На планете − 7,3 млрд людей
Синтез углеводов растениями за год − 130 000 млн т
Найти:
Кол−во глюкозы на каждого жителя − ?
Ответ:
За год зеленые растения производят 130 000 млн т сахаров (углеводов).
130 000 000 000 : 7 300 000 000 = 17,8 млн т.− глюкозы на каждого человека в год.
Ответ: 17,8 млн т.
Задание №3
Используя ключевые слова параграфа, постройте основу схемы (ментальной карты), показывающей суть процесса фотосинтеза.
Ответ:
Задание №4
Установите правильную последовательность процессов фотосинтеза.
А) преобразование солнечной энергии в энергию АТФ
Б) образование возбуждённых электронов хлорофилла
В) фиксация углекислого газа
Г) образование крахмала
Д) преобразование энергии АТФ в энергию глюкозы
Ответ:
Ответ: 1 − Б, 2 − А, 3 − В, 4 − Д, 5 − Г.
