Параграф 15 ГДЗ Каменский 10 класс (Биология)
Что такое фотосинтез? Какова его биологическая роль?
Фотосинтез — это сложнейший комплекс создания органических веществ из СО2 и Н2О за счёт энергии солнечного света. Фотосинтез играет важнейшую роль, так как он обеспечивает растения необходимыми для жизнедеятельности веществами.
Какие фазы различают в процессе фотосинтеза?
• Световая фаза
• Темновая фаза
1. Что такое фотосинтез?
Фотосинтез — это сложнейший комплекс создания органических веществ из СО2 и Н2О за счёт энергии солнечного света.
2. Каково строение хлоропласта?
Функциональной единицей хлоропластов являются тилакоиды — плоские мембранные структуры. В хлоропластах тилакоиды, уложенные в стопки, называются гранами. Граны похожи на столбики из монет, положенных одна на другую. Именно на мембранах тилакоидов расположены пигменты фотосинтеза (главным образом хлорофилл), а также молекулы переносчиков электронов — цитохромов. Хлорофилл обладает уникальной способностью улавливать кванты света (фотоны). Существует несколько разновидностей хлорофилла, улавливающего фотоны в разных частях светового диапазона.
3. В чём сущность темновой фазы фотосинтеза?
Реакции темновой фазы протекают в строме хлоропластов, причём от освещённости они не зависят. В строму из пластидов поступают богатые энергией вещества, в частности АТФ, а также СО2, который попадает в клетки листьев через устьица. В результате многоступенчатой реакции СО2 в темновую фазу восстанавливается до глюкозы, затрачивая при этом энергию, запасённую в световую фазу. Таким образом, суммарное уравнение фотосинтеза выглядит следующим образом
4. Какой газ выделяется в процессе фотосинтеза?
Из рисунка следует, что зелёные растения улавливают лучистую энергию солнца и за счёт неё синтезируют глюкозу из СО2 и Н2О. В качестве побочного продукта выделяется О2.
1. Назовите и охарактеризуйте фазы фотосинтеза.
Световая фаза фотосинтеза необходима для запасания энергии солнечного света в виде химических связей молекул АТФ, которая в темновую фазу тратится на синтез органических веществ из неорганических.
Световая фаза начинается с того, что один из квантов света захватывается молекулой хлорофилла, и эта молекула на очень короткое время возбуждается, в результате чего один из её электронов получает избыток энергии. Этот электрон перемещается по цепи переносчиков и отдаёт избыток энергии на синтез двух молекул АТФ из АДФ. Этот процесс очень эффективен, и в хлоропластах образуется гораздо больше АТФ, чем в митохондриях растительной клетки. Но часть возбуждённых электронов идёт по другому пути: они захватываются ионами Н+, которые постоянно образуются при диссоциации воды (Н2О > Н+ + ОН+). Ион водорода, таким образом, получает от электрона его избыток энергии и захватывается специальными молекулами-переносчиками. Образовавшиеся в результате распада молекулы воды ионы ОН- взаимодействуют между собой: 4ОН- > 2Н2О + О2. Освободившиеся при этом лишние электроны переносятся к молекулам хлорофилла.
Реакции темновой фазы протекают в строме хлоропластов, причём от освещённости они не зависят. В строму из пластидов поступают богатые энергией вещества, в частности АТФ, а также СО2, который попадает в клетки листьев через устьица. В результате многоступенчатой реакции СО2 в темновую фазу восстанавливается до глюкозы, затрачивая при этом энергию, запасённую в световую фазу. Таким образом, суммарное уравнение фотосинтеза выглядит следующим образом
2. Опишите особенности строения хлоропласта.
Функциональной единицей хлоропластов являются тилакоиды — плоские мембранные структуры. В хлоропластах тилакоиды, уложенные в стопки, называются гранами. Граны похожи на столбики из монет, положенных одна на другую. Именно на мембранах тилакоидов расположены пигменты фотосинтеза (главным образом хлорофилл), а также молекулы переносчиков электронов — цитохромов. Хлорофилл обладает уникальной способностью улавливать кванты света (фотоны). Существует несколько разновидностей хлорофилла, улавливающего фотоны в разных частях светового диапазона.
3. Подготовьте презентации по выбору: «Хемосинтетики — их роль в природе», «Космическая роль земных растений».
(Ссылка на презентацию ниже.)
1. Проблема загрязнения окружающей среды, влияющая на фотосинтезирующую способность растений, неразрывно связана с проблемой повышения продуктивности растений.
Загрязнение воздуха (особенно диоксидом серы, озоном и тяжёлыми металлами) напрямую угнетает фотосинтез: повреждает хлоропласты, снижает активность ферментов и закрывает устьица. Это приводит к уменьшению продуктивности растений — как диких, так и сельскохозяйственных культур. Например, по данным исследований, высокие концентрации SO2 могут снижать фотосинтез на 30–50%. Таким образом, экологические проблемы действительно создают угрозу для биологической продуктивности и продовольственной безопасности.
2. Без зелёных растений жизнь животных на Земле невозможна.
Это утверждение абсолютно верно и подтверждается законами экологии. Зелёные растения — единственные организмы, способные к фотосинтезу, который поставляет кислород для дыхания животных, создаёт органические вещества (первичную продукцию) — основу всех пищевых цепей, регулирует климат через поглощение CO2.
Функциональной единицей хлоропластов являются тилакоиды.
Функциональной единицей хлоропластов являются тилакоиды — плоские мембранные структуры. В хлоропластах тилакоиды, уложенные в стопки, называются гранами. Граны похожи на столбики из монет, положенных одна на другую. Именно на мембранах тилакоидов расположены пигменты фотосинтеза (главным образом хлорофилл), а также молекулы переносчиков электронов — цитохромов. Хлорофилл обладает уникальной способностью улавливать кванты света (фотоны). Существует несколько разновидностей хлорофилла, улавливающего фотоны в разных частях светового диапазона.
Предложите свой вариант схемы, характеризующей процесс фотосинтеза. Нарисуйте схему в рабочей тетради.
Выполнение
1. Фотосинтез — это процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды за счёт энергии света.
Биологическая роль фотосинтеза: он обеспечивает образование органических веществ, накопление энергии в их химических связях и выделение кислорода, необходимого для дыхания большинства организмов.
2. Фазы фотосинтеза:
- световая фаза;
- темновая фаза.
3. Строение хлоропласта: хлоропласт имеет двойную мембрану. Внутри находятся тилакоиды, собранные в стопки — граны. В мембранах тилакоидов расположены хлорофилл и другие пигменты фотосинтеза. Внутреннее содержимое хлоропласта называется стромой.
4. Сущность темновой фазы фотосинтеза: она протекает в строме хлоропластов и не зависит от света. В этой фазе углекислый газ с использованием энергии АТФ превращается в глюкозу.
5. Газ, выделяющийся в процессе фотосинтеза: кислород.
6. Характеристика фаз фотосинтеза:
| Фаза | Где происходит | Сущность процесса | Результат |
|---|---|---|---|
| Световая | На мембранах тилакоидов | Поглощение света хлорофиллом, расщепление воды, образование АТФ | Выделяется O2, накапливается энергия в АТФ |
| Темновая | В строме хлоропласта | Использование CO2 и энергии АТФ для синтеза органических веществ | Образуется глюкоза |
7. Краткий вариант схемы фотосинтеза:
световая фаза в тилакоидах: свет + H2O → O2 + АТФ
темновая фаза в строме: CO2 + АТФ → глюкоза
8. Проблема загрязнения окружающей среды и фотосинтез: загрязнение воздуха угнетает фотосинтез, повреждает хлоропласты, снижает активность ферментов и закрывает устьица. Это уменьшает продуктивность растений.
9. Почему жизнь животных невозможна без зелёных растений: зелёные растения образуют органические вещества и выделяют кислород, поэтому они являются основой пищевых цепей и обеспечивают дыхание животных.
10. Предложенный вариант схемы фотосинтеза:
CO2 + H2O + свет → органические вещества (глюкоза) + O2
Ответ
Фотосинтез — это процесс образования органических веществ из CO2 и H2O за счёт энергии света. Его биологическая роль заключается в образовании органических веществ, накоплении энергии и выделении кислорода. Фазы фотосинтеза: световая и темновая. Световая фаза идёт в тилакоидах, темновая — в строме хлоропласта. В процессе фотосинтеза выделяется кислород.
