Вопросы второй части ЕГЭ по биологии про пластический и энергетический обмен включают также вопросы про пластиды и фотосинтез в частности. Задания с ответами Рохлова.
Пластический и энергетический обмен
Какова взаимосвязь между пластическим и энергетическим обменом веществ? Аргументируйте свой ответ.
Ответ:
1) Для пластического обмена (для синтеза веществ) нужна энергия АТФ, которая образуется при энергетическом обмене.
2) Для энергетического обмена (для распада веществ) нужны белки-ферменты, которые образуются при пластическом обмене.
3) Для энергетического обмена нужны вещества (субстраты), которые синтезируются в результате пластического обмена.
Чем отличаются реакции ассимиляции от реакций диссимиляции в процессе обмена веществ?
Ответ:
1) при реакциях ассимиляции образуются вещества более сложные, чем вступившие в реакцию, а при реакциях диссимиляции происходит образование более простых веществ.
2) реакции ассимиляции протекают с поглощением энергии, а реакции диссимиляции идут с выделением энергии;
3) в реакциях ассимиляции расходуется АТФ, в реакциях диссимиляции образуется АТФ.
В чём состоит сходство биосинтеза белка и фотосинтеза?
Ответ:
1) оба процесса относятся к пластическому обмену;
2) из простых веществ синтезируются более сложные;
3) происходят затраты энергии АТФ.
Как используется аккумулированная в АТФ энергия?
Ответ:
АТФ является универсальным источником энергии в клетке. Она используется для синтеза веществ в процессе пластического обмена, для движения, для проведения нервных импульсов.
Какова взаимосвязь между пластическим и энергетическим обменом веществ? Аргументируйте свой ответ.
Ответ:
1) Для пластического обмена (для синтеза веществ) нужна энергия АТФ, которая образуется при энергетическом обмене.
2) Для энергетического обмена (для распада веществ) нужны белки-ферменты, которые образуются при пластическом обмене.
3) Для энергетического обмена нужны вещества, которые синтезируются в результате пластического обмена. Например, растения при энергетическом обмене окисляют глюкозу, которая образовалась при пластическом обмене (при фотосинтезе).
Какие источники энергии используют автотрофы для синтеза органических веществ? Какую роль в сообществе играют автотрофные организмы?
Ответ:
1) фотоавтотрофы используют энергию света (осуществляют фотосинтез);
2) хемоавтотрофы используют энергию окисления неорганических веществ (осуществляют хемосинтез);
3) автотрофы создают органические вещества для питания гетеротрофов (играют роль продуцентов);
4) фотоавтотрофы вырабатывают кислород для дыхания аэробных организмов.
Найдите три ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их.
(1) Обмен веществ, или метаболизм, – это совокупность реакций синтеза и распада веществ клетки и организма, связанных с выделением или поглощением энергии. (2) Совокупность реакций синтеза высокомолекулярных органических соединений из низкомолекулярных соединений относят к пластическому обмену. (3) В реакциях пластического обмена синтезируются молекулы АТФ. (4) Фотосинтез относят к энергетическому обмену. (5) В результате хемосинтеза синтезируются органические вещества из неорганических за счет энергии Солнца.
Ответ:
3 - молекулы АТФ синтезируются в реакциях энергетического обмена, в реакциях пластического обмена синтезируются высокомолекулярные органические соединения;
4 - фотосинтез относят к пластическому обмену;
5 - в результате хемосинтеза синтез веществ происходит за счет энергии окислительно-восстановительных реакций
В каких реакциях обмена веществ вода участвует как исходный реагент? Приведите не менее двух примеров. Укажите, какие вещества кроме воды вступают в эти реакции и какие вещества являются продуктами реакций.
Ответ:
1) гидролиз;
2) крахмал распадается до глюкозы (принимается любой вариант гидролиза)
3) фотолиз ИЛИ фотосинтез
4) вода распадается на кислород, протоны и электроны ИЛИ из углекислого газа и воды получается глюкоза и кислород.
Рассмотрите предложенную схему строения молекулы АТФ. Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный на схеме вопросительным знаком.
Ответ:
Аденин
Экспериментатор решил изучить интенсивность основного обмена веществ у домовой мыши (Mus musculus). Для этого он вводил в брюшную полость мышам разные дозы гормона щитовидной железы в физиологическом растворе. Результаты эксперимента представлены на графике. Что такое основной обмен? На какой процесс в системе кровообращения расходуется энергия основного обмена? Как повлияло увеличение количества гормона щитовидной железы на теплоотдачу? Какие процессы могут служить объективными показателями интенсивности обмена веществ у теплокровных животных?
Ответ:
1) количество энергии, выделяемое для поддержания жизнедеятельности организма (человек, теплокровного животного) при полном покое;
2) на механическую работу сердца (сокращение сердца);
3) теплоотдача повысилась;
4) выделение тепла (выделение пота)
5) поглощение кислорода (выделение углекислого газа, интенсивность дыхания).
Пластиды, фотосинтез
Известно, что в растительных клетках присутствует два вида хлорофилла: хлорофилл a и хлорофилл b. Учёному для изучения их структуры необходимо разделить эти пигменты. Какой метод он должен использовать для их разделения? На чём основан этот метод?
Ответ:
1) метод хроматографии;
2) метод основан на разной скорости движения веществ смеси через адсорбент в зависимости от их способности связываться с его частицами
При изучении фотосинтеза ученые установили, что свободный кислород, который выделяется в атмосферу, образуется из воды, а не из углекислого газа. Какой метод позволил это установить? На чем основан этот метод? В чем его сущность? Каким образом данный метод был применен в этом случае?
Ответ:
1) метод меченых атомов;
2) основан на введении радиоактивного (тяжелого) изотопа в вещество;
3) тяжелый изотоп позволяет отследить путь вещества в клетке (в организме) (определить наличие радиоактивного излучения в конечном продукте);
4) растение поливали водой, в молекулах которой находится тяжелый (радиоактивный) изотоп кислорода;
5) выделившийся при фотосинтезе кислород собрали и обнаружили в нем тяжелые изотопы кислорода.
Из листа растения выделили окрашенную субстанцию и разделили ее на фракции. Каждая фракция имела различные цвета: зеленый, желтый и оранжевый. Какой метод применялся в данном случае? На чем основан данный метод? Какие вещества содержатся в фракции зеленого цвета? Какие вещества содержатся в фракциях желтого и оранжевого цвета?
Ответ:
1) метод хроматографии;
2) метод основан на разделении пигментов при их движении через адсорбент (подвижной фазы по неподвижной фазе);
3) вещества с различной молекулярной массой имеют разную скорость движения (в связи с чем формируют разные фракции);
4) в фракции зеленого цвета содержатся хлорофиллы (а и b);
5) в фракции желтого и оранжевого цвета содержатся каротиноиды.
В небольших помещениях с обилием комнатных растений ночью концентрация кислорода уменьшается. Объясните почему.
Ответ:
1) ночью растения не фотосинтезируют, поэтому они не выделяют кислород;
2) ночью, как и днем, растения дышат, потребляя кислород и выделяя углекислый газ;
3) из-за дыхания большого количества растений концентрация кислорода в помещении уменьшается.
При закладке на хранение клубней картофеля их масса к весне уменьшается. Объясните, почему. При каких условиях хранения уменьшение массы клубней будет идти медленнее? Аргументируйте свой ответ.
Ответ:
1) в клетках клубня происходит дыхание;
2) крахмал распадается на глюкозу, глюкоза окисляется до углекислого газа и воды;
3) масса клубней уменьшается за счет того, что из клубня улетучиваются углекислый газ и вода;
4) при пониженных температурах;
5) активность ферментов дыхания при этом снизится.
Как происходит преобразование энергии солнечного света в световой и темновой фазах фотосинтеза в энергию химических связей глюкозы? Ответ поясните.
Ответ:
1) В световой фазе фотосинтеза энергия солнечного света преобразуется в энергию возбужденных электронов, а затем энергия возбужденных электронов преобразуется в энергию АТФ и НАДФ-Н2.
2) В темновой фазе фотосинтеза энергия АТФ и НАДФ-Н2 преобразуется в энергию химических связей глюкозы.
3) Поскольку КПД фотосинтеза не 100%, на всех этапах часть энергии теряется в виде тепла.
В чём состоит значение фотосинтеза в природе? Укажите не менее трёх значений.
Ответ:
1) энергия солнечного света превращается в энергию химических связей органических веществ, за счет чего существуют гетеротрофные организмы;
2) в атмосферу поступает кислород, необходимый для дыхания аэробных организмов;
3) из кислорода образуется озоновый слой, защищающий живые организмы от ультрафиолетового излучения;
4) из атмосферы поглощается углекислый газ, который мог бы вызвать парниковый эффект (глобальное потепление).
Скорость фотосинтеза зависит от лимитирующих (ограничивающих) факторов, среди которых выделяют свет, концентрацию углекислого газа, температуру. Почему эти факторы являются лимитирующими для реакций фотосинтеза?
Ответ:
1) свет – источник энергии для процесса фотосинтеза (необходим для возбуждения хлорофилла);
2) углекислый газ необходим в темновой фазе фотосинтеза (в реакциях цикла Кальвина), из него синтезируется глюкоза;
3) изменение температуры изменяет активность ферментов фотосинтеза (высокие температуры вызывают денатурацию ферментов).
В темновой фазе фотосинтеза (во время цикла Кальвина) углекислый газ присоединяется к углеводу рибулозе с помощью фермента РУБИСКО. Однако этот фермент может присоединить не только углекислый газ, но и кислород (это получило название «фотодыхание»). Чем выше концентрация кислорода в листе, тем больше РУБИСКО катализирует реакцию окисления рибулозы и тем меньше катализирует реакцию присоединения углекислого газа. Фотодыхание происходит при жаркой солнечной погоде (при засухе) и приводит к тому, что часть веществ цикла Кальвина окисляется и растение теряет много энергии. Почему при жаре или засухе растения переходят на фотодыхание? Ответ поясните.
Ответ:
1) растение закрывает устьица, чтобы не терять воду (из-за сильного испарения);
2) внутрь листа перестает поступать углекислый газ из окружающей среды;
3) при этом внутри (мезофилла) листа растёт концентрация кислорода (потому что он вырабатывается при фотосинтезе).
У глаукофитовых водорослей хлоропласты имеют интересную особенность: они содержат слой муреина между наружной и внутренней мембраной. Аргументом в пользу какой теории происхождения хлоропластов является этот факт? Ответ поясните. Назовите не менее трех других признаков хлоропластов, позволивших ученым обосновать эту теорию.
Ответ:
1) теория симбиогенеза (эндосимбиоза);
2) муреин содержится в клеточной стенке бактерий;
3) хлоропласты произошли от фотосинтезирующих бактерий — внутриклеточных симбионтов;
4) содержат кольцевую ДНК;
5) имеют 70S рибосомы;
6) способны к делению ИЛИ могут синтезировать белок.
Какой органоид растительной клетки изображен на рисунке? Назовите структуры, обозначенные на рисунке цифрами 1 и 2, укажите их функции.
Ответ:
1) на рисунке изображен хлоропласт;
2) 1 - тилакоид, входящий в состав граны (стопки тилакоидов);
3) на мембранах тилакоидов происходит световая фаза фотосинтеза;
4) 2 - кольцевая ДНК хлоропласта;
5) содержит информацию о некоторых белках хлоропласта.
Назовите органоид растительной клетки, изображенный на рисунке, его структуры, обозначенные цифрами 1-3, и их функции.
Ответ:
1) на рисунке изображен хлоропласт;
2) 1 – тилакоиды граны, участвуют в фотосинтезе;
3) 2 – кольцевая ДНК хлоропласта,
3 – рибосомы, участвуют в синтезе собственных белков хлоропласта.
Какие продукты образуются в световой фазе фотосинтеза? Какие из них используются в темновой фазе и для чего, а какие – не используются?
Ответ:
1) НАДФ-Н – используется для восстановления углерода (органических веществ) в цикле Кальвина;
2) АТФ – источник энергии для реакций темновой фазы;
3) молекулярный кислород - выбрасывается в атмосферу (не используется в темновой фазе).
На листьях водных растений видны скопления мелких пузырьков газа. Укажите, какой это газ, в результате какого процесса он образуется и из какого вещества.
Ответ:
1) кислород;
2) образовался из воды;
3) в процессе фотолиза воды в световой фазе фотосинтеза.
При изучении фотосинтеза ученые использовали метод меченых атомов и установили, какое вещество является источником выделяющегося кислорода. Как был поставлен данный эксперимент? В состав каких веществ ученые должны были вводить меченые атомы (тяжелые изотопы) кислорода? Какие результаты при этом они получили? В каких фазах фотосинтеза происходит включение тяжелых изотопов кислорода в состав продуктов фотосинтеза?
Ответ:
1) если растение выращивали в атмосфере углекислого газа, содержащего меченые атомы кислорода;
2) то тяжелые изотопы кислорода обнаруживались в составе глюкозы (органических веществ);
3) глюкоза образуется в темновой фазе фотосинтеза;
4) если растение поливали водой с мечеными атомами кислорода;
5) то тяжелые изотопы кислорода обнаруживались в составе молекулярного (свободного) кислорода;
6) свободный кислород образуется в световой фазе фотосинтеза.
Вам представлены электронные микрофотографии лейкопласта и хромопласта. Какой цифрой обозначен лейкопласт? По каким видимым признакам можно отличить его от хромопласта? Ответ поясните. В чем заключаются различия в функциях этих пластид?
Ответ:
1) 2 — лейкопласт;
2) в лейкопласте видны крахмальные зерна (гранулы) (в хромопласте видны пятна каротиноидов);
3) лейкопласты выполняют запасающую функцию;
4) хромопласты окрашивают части растений.
Какие органеллы изображены на рисунке? Что общего у этих органелл и чем они отличаются? Какая существует между ними связь?
Ответ:
1) пластиды: 1 — пропластида; 2 — лейкопласт; 3 — хлоропласт; 4 — хромопласт.
2) являются двумембранными органоидами;
3) развиваются из пропластид и могут превращаться друг в друга;
4) хлоропласты содержат хлорофилл и каротиноиды, внутренняя мембрана имеет складки (тилакоиды);
5) хромопласты содержат каротиноиды, внутренняя структура выражена слабо (есть остатки ламелл);
6) лейкопласты не содержат пигменты, запасают питательные вещества (крахмал).
Какую роль играют электроны молекул хлорофилла в фотосинтезе?
Ответ:
1) электроны хлорофилла возбуждаются под действием квантов света (переходят на более высокий энергетический уровень);
2) электроны поступают в электрон-транспортную цепь (отдают энергию переносчикам);
3) энергия электронов идет на образование АТФ (фотофосфорилирование);
4) электроны восстанавливают НАДФ+ (образуют НАДФ-Н).
Плоды садовой земляники, созревшие в солнечную и пасмурную погоду, отличаются по вкусу. В чем заключается это отличие? Как вы можете объяснить возникновение таких отличий?
Ответ:
1) плоды садовой земляники, созревшие в солнечную погоду, слаще, чем плоды, созревшие в пасмурную;
2) в солнечную погоду повышается интенсивность фотосинтеза;
3) в плодах накапливается больше углеводов (глюкозы), имеющих сладкий вкус.
В листьях растений интенсивно идет процесс фотосинтеза. Происходит ли он в зрелых и незрелых плодах? Ответ поясните.
Ответ:
1) фотосинтез происходит в незрелых плодах (пока они зеленые);
2) в незрелых плодах имеются хлоропласты (хлорофилл);
3) в зрелых плодах фотосинтез не происходит;
4) по мере созревания хлоропласты превращаются в лейкопласты и хромопласты, не содержащие хлорофилла.
В закрытых и отапливаемых теплицах часто повышают концентрацию углекислого газа. С какой целью производится этот прием?
Ответ:
1) углекислый газ используется в темновой фазе (в цикле Кальвина) для синтеза углеводов;
2) увеличение концентрации углекислого газа приводит к повышению эффективности фотосинтеза;
3) урожайность растений повышается.
Многие птицы из отряда Соколообразные питаются исключительно животной пищей, то есть являются облигатными хищниками. Однако процесс фотосинтеза оказывает на них влияние как в масштабах экосистемы, в которой они обитают, так и в масштабах всей биосферы. Перечислите три возможные взаимосвязи между фотосинтезом и жизнедеятельностью хищных птиц и объясните их значение.
Ответ:
1) растения в процессе фотосинтеза создают органические вещества (первичную продукцию);
2) через растительноядных животных (консументов 1 порядка) органические вещества передаются хищным птицам;
3) растения в процессе фотосинтеза выделяют кислород;
4) кислород обеспечивает дыхание птиц;
5) кислород преобразуется в атмосфере в озон;
6) озон защищает птиц от воздействия ультрафиолетовых лучей (космической радиации)
ИЛИ
5) растения в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ;
6) уменьшение уровня углекислого газа в атмосфере влияет на температуру в тех регионах, где обитают птицы.
Какое значение имело появление фотосинтеза в эволюции жизни на Земле? Укажите не менее трёх значений. Ответ поясните.
Ответ:
1) формирование озонового слоя, защищающего от жёсткого ультрафиолетового излучения, обеспечило возможность выхода организмов на сушу;
2) синтез органических веществ из неорганических при использовании энергии Солнца в процессе фотосинтеза обеспечил питание гетеротрофов;
3) накопление молекулярного кислорода в атмосфере способствовало появлению аэробных организмов.
Красные водоросли (багрянки) обитают на большой глубине. Несмотря на это, в их клетках происходит фотосинтез. Объясните, за счёт чего происходит фотосинтез, если толща воды поглощает лучи красно-оранжевой части спектра.
Ответ:
1) Для фотосинтеза необходимы лучи красной и синей части спектра;
2) В клетках багрянок содержится красный пигмент, который поглощает лучи синей части спектра, их энергия используется в процессе фотосинтеза.
Первые опыты по изучению фотосинтеза были проведены Дж. Пристли в 1770-1780-х гг. Он помещал в изолированный сосуд мышь, и вскоре мышь задыхалась. Когда же он вместе с мышью поместил растение, мышь прожила несколько дней (до окончания эксперимента), а у растения появились новые молодые побеги. Объясните результаты эксперимента Дж. Пристли. Что служило источником углерода для роста растения?
Ответ:
1) в первом случае мышь израсходовала кислород в сосуде и умерла от удушья;
2) во втором случае растение выделяло кислород при фотосинтезе, поэтому мышь прожила до конца эксперимента;
3) источником углерода для роста растения послужил углекислый газ, выделяемый мышью при дыхании.
В ХVII веке голландский учёный ван Гельмонт провёл опыт. Он посадил небольшую иву в кадку с почвой, предварительно взвесив растение и почву, и только поливал её в течение нескольких лет. Спустя 5 лет учёный снова взвесил растение. Его вес увеличился на 63,7 кг, вес почвы уменьшился всего на 0,06 кг. Объясните, за счёт чего произошло увеличение массы растения, какие вещества из внешней среды обеспечили этот прирост.
Ответ:
1) увеличение массы растения произошло за счет органических веществ;
2) органические вещества синтезировались в процессе фотосинтеза;
3) из внешней среды поступали углекислый газ и вода.
В 1883 году Теодор Энгельман освещал нитчатую водоросль спирогиру светом, пропущенным через призму: на разные участки растения попадал свет разных длин волн. Для исследования использовались аэробные бактерии, которые скапливались в местах с наибольшим количеством кислорода, выделяемого водорослью. Ученый наблюдал, как освещаются участки, где преимущественно скапливаются бактерии. Возле участков какого (каких) цветов спектра скапливаются меньше всего бактерий? Почему? Ответ поясните.
Ответ:
1) наименьшее количество бактерий собиралось возле участков, освещаемых зеленым светом;
2) зеленая часть спектра света менее всего используется при фотосинтезе (поглощаются хлорофиллом);
3) поэтому на участке, освещенном зеленой частью спектра, выделяется меньше кислорода;
4) аэробным бактериям требуется кислород для жизнедеятельности (там, где мало кислорода, жизнедеятельность аэробных бактерий затруднена).
Учёный изучал влияние различных экологических факторов на процесс фотосинтеза. Свой эксперимент исследователь проводил в специальной теплице, где были высажены 300 растений томата сорта Шапка Мономаха. В герметичную теплицу с определённой периодичностью закачивался углекислый газ разной концентрации. С помощью датчиков учёный фиксировал показатели скорости фотосинтеза, которые приведены на графике ниже. Почему при увеличении концентрации углекислого газа свыше 0,1% скорость фотосинтеза не растёт? Как изменится скорость фотосинтеза, если сильно снизить температуру в теплице? Объясните, почему произойдёт изменение. Какую роль играет углекислый газ в процессе фотосинтеза?
Ответ:
1) скорость фотосинтеза лимитируется другими факторами (освещённостью, скоростью накопления АТФ, количеством ферментов световой и темновой фазы и др.);
2) скорость фотосинтеза понизится;
3) при понижении температуры активность ферментов понизится;
4) углекислый газ фиксируется в темновой фазе фотосинтеза (цикле Кальвина) и составляет основу для формирования углеводов.
ИЛИ
4) углекислый газ используется для создания глюкозы в темновой фазе фотосинтеза.
В эксперименте по изучению фотосинтеза ученые установили, какое вещество является источником выделяющегося кислорода. В первом варианте опыта они вводили радиоактивные (тяжелые) изотопы кислорода (18О) в состав углекислого газа, в атмосфере которого росло растение. Во втором варианте опыта они вводили 18О в состав воды, которой поливалось растение. Какой метод использовали ученые? В каких продуктах фотосинтеза обнаруживались изотопы тяжелого кислорода в каждом из вариантов опыта? В какую фазу фотосинтеза и в каком процессе образуется молекулярный кислород?
Ответ:
1) метод меченых атомов (авторадиография);
2) изотопы тяжелого кислорода из углекислого газа обнаруживались в составе глюкозы (органических веществ);
3) изотопы тяжелого кислорода из воды обнаруживались в составе молекулярного (выделяющегося, свободного) кислорода;
4) кислород выделяется в световую фазу фотосинтеза;
5) кислород выделяется в процессе фотолиза воды.
Экспериментатор решил исследовать процесс фотосинтеза. Для этого он один лист растения поместил в герметичную колбу, из которой предварительно выкачал углекислый газ, второй лист оставил в естественных условиях. Через три дня он сорвал листья, вымочил их в спирте и капнул на них раствором йода, оценив получившийся оттенок. Какой оттенок имели листья после нанесения йода? Почему именно такой результат должен был получить экспериментатор в данном опыте? Ответ поясните.
Ответ:
1) лист 1 не окрасился в синий цвет (окрасился в желтый цвет);
2) лист 2 окрасился в синий (фиолетовый) цвет;
3) синий (фиолетовый) цвет дает реакция йода с крахмалом;
4) крахмал (глюкоза) синтезируется в процессе фотосинтеза из углекислого газа;
5) в воздухе есть углекислый газ, поэтому в листе 2 образовался крахмал (лист 1 находился в среде без углекислого газа, поэтому в нем не синтезировался крахмал).
Исследователь определял зависимость скорости фотосинтеза от интенсивности света. В специальную герметичную камеру с регулируемым освещением он высадил 50 растений подсолнечника. С помощью датчиков исследователь фиксировал показатели интенсивности фотосинтеза, которые приведены на графике ниже. Почему при увеличении освещенности выше 0,85 кал/см2·мин интенсивность фотосинтеза не растёт? Какую роль играет свет в процессе фотосинтеза? Как изменится скорость фотосинтеза, если сильно снизить температуру в теплице? Объясните причину изменения.
Ответ:
1) скорость фотосинтеза лимитируется другими факторами (температурой, наличием воды и др.) ИЛИ в клетке ограничено количество ферментов (хлоропластов,хлорофилла) ИЛИ это результат проявления закона лимитирующего (ограничивающего) фактора;
2) свет является источником энергии для фотосинтеза ИЛИ кванты света вызывают возбуждение хлорофилла;
3) скорость фотосинтеза понизится;
4) при понижении температуры активность ферментов понизится.
Исследователь решил установить, откуда атомы кислорода попадают в молекулы кислорода при фотосинтезе – из молекул воды или из молекул углекислого газа. В эксперименте он снабжал растения водой и углекислым газом, содержащими изотоп кислорода-18 и анализировал наличие кислорода-18 в выделяемом растением кислороде. При снабжении растения водой, содержащей изотоп кислорода-18, выделяемые молекулы кислорода содержали изотоп кислорода-18, тогда как при снабжении растения углекислым газом с изотопом кислорода-18 образующийся кислород не имел изотопа кислорода-18. Как называется метод, используемый исследователем? Из молекул воды или углекислого газа атомы кислорода попадают в молекулы кислорода? В какой фазе фотосинтеза происходит образование кислорода? В какой части хлоропласта протекает данная фаза? Образуется ли кислород в растениях в темноте?
Ответ:
1) метод меченых атомов;
2) из молекул воды;
3) в световой фазе;
4) на мембранах тилакоидов (на гранах);
5) нет, не образуется.
На графике показано поглощение света молекулами хлорофилла в листе традесканции. В каком процессе в растениях принимает участие свет? Почему при освещении растения в течение недели зеленым светодиодом растение постепенно погибает, а при освещении красным или синим диодами растение продолжает нормально расти? Ответ поясните.
Ответ:
1) свет необходим в качестве источника энергии в процессе фотосинтеза;
2) чем больше света способна поглотить молекула хлорофилла, тем интенсивнее протекает процесс фотосинтеза;
3) хлорофилл почти не способен поглощать зеленый цвет;
4) при недостатке энергии растение не способно синтезировать органические вещества (сахара), поэтому постепенно погибает;
5) хлорофилл хорошо поглощает красный и синий свет, поэтому дефицита энергии для процесса фотосинтеза не возникает.
Экспериментатор решил установить зависимость концентрации сахарозы в соке флоэмы от условий произрастания растения. Для этого он разделил растения томата, выращиваемые в теплице, на 8 групп, каждую из которых поместил под источник света с определенной интенсивностью. Через некоторое время было измерено количество сахарозы в соке флоэмы для каждого растения. Результаты эксперимента ученый занес на график. Объясните, почему концентрация сахарозы во флоэме демонстрирует именно такую, как на графике, зависимость.
Ответ:
1) чем выше интенсивность света, тем активнее фотосинтез;
2) и, следовательно, больше сахарозы обнаруживается во флоэме;
3) начиная с определённой интенсивности света, активность фотосинтеза (и количество сахарозы в соке флоэмы) перестаёт расти (кривая выходит на плато);
4) так как фотосинтез (ферменты цикла Кальвина / темновой фазы) достигают максимальной активности.
Ученый поместил культуру аэробных бактерий в чашку Петри на среду с глюкозой, все молекулы которой содержали радиоактивный углерод. Рядом с открытой чашкой Петри росло в горшке зеленое растений. Через три дня культивирования ученый разрушил клеточные стенки бактерий и провел химический анализ содержимого бактериальных клеток. Количество радиоактивного углерода оказалось значительно меньше, чем ожидалось по расчетам ученого. Он сделал вытяжку из листьев комнатного растения и обнаружил в ней радиоактивный углерод. Объясните полученные ученым результаты. В составе какого вещества был обнаружен радиоактивный углерод в растении?
Ответ:
1) глюкоза с радиоактивным кислородом окислялась (расщеплялась) бактериями до углекислого газа;
2) бактерии выделяли углекислый газ с радиоактивным углеродом в атмосферу;
3) растение в процессе фотосинтеза поглощало углекислый газ с радиоактивным углеродом;
4) в составе глюкозы (крахмала; углеводов; органических веществ).
Экспериментатор изучал особенности жизнедеятельности культуры синезелёных водорослей (цианобактерий) рода Anabaena. Для этого в герметичные пробирки с питательной средой он добавлял фиксированное количество клеток Anabaena и после закачивал туда определенное количество атмосферного воздуха. Пробирки освещались различное время, после чего измерялась концентрация кислорода в пробирках. Результаты эксперимента представлены на графике. Как в эксперименте будет изменяться количество углекислого газа в пробирке? Ответ поясните. Как изменится концентрация кислорода в пробирке после выключения света? Ответ поясните. Возможно ли для более точного эксперимента выделить хлоропласты из синезелёных водорослей (цианобактерий) рода Anabaena? Ответ поясните.
Ответ:
1) количество углекислого газа будет уменьшаться
2) углекислый газ фиксируется в процессе фотосинтеза (используется для образования органических соединений);
3) концентрация кислорода уменьшится;
4) кислород используется в процессе дыхания;
5) фотосинтез (световая фаза) прекращается;
6) нет, так как синезеленые водоросли (цианобактерии) не содержат хлоропластов
Экспериментатор изучал процессы, протекающие в хлоропластах. Для этого он приготовил суспензию хлоропластов и внес ее в пробирки с избытком АДФ, Фн (неорганический фосфат) и НАДФ+. Затем пробирки освещали различное время, после чего в них добавляли раствор йода одинаковой концентрации. В результате содержимое пробирок окрасилось в синий цвет различной интенсивности. Результаты эксперимента представлены в таблице. Предположите, почему в ходе эксперимента раствор в пробирке окрасился в синий цвет. как изменятся результаты эксперимента, если перед его началом из герметичной пробирки удалить весь углекислый газ? Ответ поясните.
Ответ:
1) в процессе фотосинтеза образуется крахмал;
2) крахмал окрашивается раствором йода в синий цвет;
3) в отсутствие углекислого газа синяя окраска не появляется;
4) углекислый газ используется в фотосинтезе (в цикле Кальвина) для образования крахмала (сахаров).
Экспериментатор поместил в растворы для гидропоники молодые растения одного вида и наблюдал за их ростом. Один раствор содержал все необходимые для растения элементы минерального питания, а другой — все, кроме ионов магния. В состав какого органического соединения входит магний в клетках растений? Почему при недостаточном синтезе этого вещества растения развиваются хуже? Какие морфологические признаки, судя по результатам данного опыта, свидетельствуют о недостатке магния?
Ответ:
1) магний входит в состав хлорофилла;
2) хлорофилл участвует в процессе фотосинтеза;
3) при недостаточном синтезе хлорофилла в растении нарушается пластический обмен;
4) листья становятся мелкими;
5) листья становятся желтыми (более бледными, с желтыми пятнами между жилок).
Экспериментатор определял зависимость концентрации хлорофилла в листьях растения от степени освещенности, при которой это растение растёт. Он высадил в лотки семена гороха одного сорта, и поставил их в камеры с единственным источником света. Все источники света имели разную интенсивность. По окончании эксперимента оценивалась концентрация хлорофилла в листьях выросшего гороха. Предположите, какую зависимость обнаружил экспериментатор? Объясните, почему зависимость именно такая.
Ответ:
1) чем выше была интенсивность источника света, тем выше была концентрация хлорофилла в листьях гороха;
2) для поглощения (использования энергии) света необходим хлорофилл;
3) при высокой освещённости для поглощения большего количества доступного света требуется больше хлорофилла.
Экспериментатор поместил водное растение элодею канадскую в аквариумы, освещаемые лампами с определенным спектром (длиной волны), и определил скорость выделения кислорода. Результаты измерений экспериментатор представил в таблице. Объясните результаты эксперимента. Какой процесс обеспечивает выделение кислорода растениями при фотосинтезе? Почему минимальная скорость выделения кислорода наблюдалась при зеленом свете? Можно ли было получить аналогичные результаты, если вместо элодеи в аквариумы поместить красную водоросль порфиру? Ответ поясните.
| Часть спектра (цвет) | Скорость выделения кислорода, мл/мин |
| Синий | 5,3 |
| Зеленый | 0,9 |
| Желтый | 2,7 |
| Красный | 5,1 |
Ответ:
1) фотолиз воды (процессы световой фазы фотосинтеза);
2) при зелёном свете скорость выделения кислорода минимальная, потому что хлорофилл отражает зелёный свет (не может использовать его энергию);
3) при использовании порфиры результаты эксперимента получились бы другие;
4) красные водоросли содержат пигменты, поглощающие зеленые лучи.
Экспериментатор исследовал фотосинтез у водного растения элодея. В первый сосуд он налил 0,5% раствор соды (гидрокарбоната натрия), во второй — прокипяченную и охлажденную воду. В каждый сосуд он поместил веточки элодеи, зафиксировав их воронками, на которые были надеты пробирки с тем же раствором, что в сосуде (схема опыта показана на рисунке). Сосуды с растением установил под яркую лампу. В первом сосуде растение активно выделяло газ, который собирался в пробирке, вытесняя жидкость. Во втором сосуде выделение газа не наблюдалось. Схема опыта показана на рисунке. (1 – элодея; 2 – воронки; 3 – сосуд с раствором соды; 4 – пробирка с раствором соды; 5 – сосуд с прокипяченной водой; 6 – пробирка с прокипяченной водой.) Какой газ выделяла элодея в первом сосуде? Каким наиболее простым способом можно это доказать? Почему во втором сосуде не происходило выделение газа? Значение какого соединения для протекания фотосинтеза показывает этот опыт?
Ответ:
1) кислород;
2) после наполнения пробирки кислородом нужно опустить в нее тлеющую лучину, и она вспыхнет (кислород поддерживает горение);
3) для протекания фотосинтеза необходимо наличие углекислого газа (гидрокарбонат-ионов);
4) во втором сосуде кислород не выделялся, так как в прокипяченной воде практически не содержится углекислый газ (удаляется с остальными газами при кипячении).
Растение традесканцию поместили в специальную темную камеру и светили на нее зеленым светодиодом. В течение недели растение погибало. В то же время красная водоросль порфира (Porphyra) в сходных условиях успешно продолжала расти. Как можно объяснить результаты опыта? Светодиодами какого цвета необходимо освещать лист традесканции для того, чтобы она росла более активно? Ответ поясните.
Ответ:
1) лист традесканции (хлорофилл) плохо поглощает зеленый свет (световая энергия зеленого света не поглощается хлорофиллом);
ИЛИ 1) традесканция (хлорофилл) поглощает свет только синего и красного спектров для фотосинтеза;
2) красная водоросль (порфира) способна поглощать зеленый свет для фотосинтеза;
3) из-за отсутствия фотосинтеза (синтеза органических веществ) традесканция погибала
ИЛИ 3) благодаря фотосинтезу (синтезу органических веществ) порфира выживала (продолжала расти);
4) традесканцию необходимо освещать синим (или красным) светом;
5) энергия данного света лучше всего поглощается (улавливается) хлорофиллом.
Растение резуховидку Таля (Arabidopsis thaliana) поместили в специальную темную камеру и светили на нее зеленым светодиодом. Оказалось, что в течение недели растение погибло. Как можно объяснить результаты опыта? Светодиодами каких цветов необходимо освещать растение для того, чтобы оно не погибло? Ответ поясните, используйте прилагаемый график. Какие фотосинтетические пигменты, кроме хлорофилла, известны у высших растений?
Ответ:
1) молекула хлорофилла плохо поглощает (не поглощает) зеленый свет (энергия зеленого света не поглощается хлорофиллом);
2) растение не может фотосинтезировать (образовывать органические вещества);
3) для поддержания жизнедеятельности растения его необходимо освещать светодиодами синего и красного цветов;
4) энергия данных спектров света хорошо поглощается (улавливается) хлорофиллом;
5) каротиноиды (каротины, ксантофиллы).
На графиках (А-В) отражена зависимость скорости (эффективности) фотосинтеза от экологических факторов: длины волны видимой части спектра света, количества углекислого газа, температуры. Определите, на каком графике отражена зависимость скорости фотосинтеза от температуры и на каком - от количества углекислого газа. Ответ обоснуйте.
Ответ:
1) А - зависимость от температуры
2) все реакции фотосинтеза катализируются ферментами (белками);
3) при понижении температуры скорость химических реакций (фотосинтеза) снижается;
4) при повышении температуры выше определенного уровня (выше оптимальной) фермент (белок) денатурирует (теряет активность);
5) Б - зависимость от концентрации углекислого газа;
6) при определенной концентрации углекислого газа ферменты темновой фазы максимально задействованы
ИЛИ 6) при определенной концентрации углекислого газа скорость работы ферментов (рубиско) достигает максимума и остается постоянной
Исследователи мирового океана обнаружили, что в глубоководных рифовых зонах, богатых сероводородом, встречаются «оазисы жизни». Живые организмы представлены здесь гигантскими червями, живущими в трубках, двустворчатыми моллюсками, креветками и даже некоторыми рыбами. Как вы объясните наличие жизни на такой глубине в полной темноте при невозможности фотосинтеза?
Ответ:
1) на этих глубинах обитают хемотрофные серные бактерии;
2) они синтезируют органические вещества из неорганических, используя энергию, образующуюся при окислении сероводорода (до серы и далее);
3) серобактерии составляют первое звено пищевой цепи этой экосистемы (являются продуцентами);
4) серобактерии, находясь в симбиозе с червями и моллюсками, обеспечивают их питательными веществами;
5) по пищевым цепям органические вещества передаются другим обитателям этих экологических сообществ (зон).
На глубинах более 2000 м находятся экосистемы "чёрных курильщиков". Вокруг них воды богаты сероводородом и сульфидами различных металлов. Животный мир представлен моллюсками, крабами, некоторыми видами рыб. Почему в этих экосистемах отсутствуют растения? Объясните, как экосистема получает энергию для существования?
Ответ:
1) в этих экосистемах отсутствуют растения, так как на такую глубину не проникает свет;
2) хемоавтотрофные серобактерии бактерии окисляют соединения серы;
3) хемоавтотрофные бактерии энергию химических реакций используют для синтеза органических веществ;
4) органические вещества по цепям питания передаются от бактерий другим организмам экосистемы черных курильщиков;
5) животные также питаются детритом (органическими остатками, которые поступают из верхних слоев океана).
В чем заключается сходство и различие автотрофного питания у фото- и хемосинтезирующих бактерий?
Ответ:
сходства:
1) фотосинтез и хемосинтез – это процессы пластического обмена;
2) из углекислого газа и воды синтезируются углеводы;
различия:
3) при фотосинтезе используется энергия света, а при хемосинтезе – энергия окисления неорганических веществ;
4) при фотосинтезе выделяется кислород, при хемосинтезе – нет.
В чём проявляется сходство фотосинтеза и энергетического обмена веществ в клетке? Назовите не менее трёх сходств.
Ответ:
1) Процессы протекают в двумембранных органоидах (хлоропласты, митохондрии).
2) В обоих процессах происходит синтез АТФ.
3) Процессы идут при участии ферментов.
