Помогите пожалуйста по биологии завтра контрольная!! Источником кислорода выделяемого растениями в процессе фотосинтеза является
Этот дивный фотосинтез или Электролиз воды растениями: kactaheda
После удивительной находки в старых номерах "Юного техника" касательно того, что при фотосинтезе кислород выделяется не из углекислого газа, а из воды, захотелось углубиться и детальнее изучить данную тему. Ведь получается, что Солнце - это источник природного электролиза для воды в растениях. Я уже не говорю о выработке кислорода и сахаров нашими зелеными братьями. Ну и конечно, для всех данных процессов нужны еще и "антенки" - зеленые листочки с хлорофиллом, который очень сильно напоминает гем в гемоглобине нашей с Вами крови. Итак, под катом предлагаю ознакомиться с детальным описанием даного феномена - электролизом воды растениями, взятого из научной статьи...
Фотохимический этап
Происхождение кислорода при фотосинтезе.
Большое значение для раскрытия вопроса о сущности фотохимических реакций имело изучение особенностей бактериального фотосинтеза. Впервые на способность бактерий, содержащих пигменты, использовать энергию света для фотосинтеза указал Т. Энгельман (1883). Дальнейшие исследования показали, что окрашенные бактерии содержат пигменты, относящиеся к группе хлорофиллов, а именно бактериохлорофиллы, и синтезируют органическое вещество из неорганических соединений при участии энергии света. Однако этот процесс не сопровождается выделением кислорода. Это связано с тем, что в качестве источника протонов и электронов бактерии используют не воду, а сероводород или другие соединения. Такой тип ассимиляции С02 получил название бактериального фотосинтеза. Использование воды в качестве источника водорода дало зеленым растениям в процессе эволюции огромное преимущество в силу повсеместного ее присутствия. Высказанное предположение получило экспериментальное подтверждение в работах академика А.П. Виноградова (1941). Он провел анализ изотопного состава (соотношения 160, 170, 180) кислорода разного происхождения. Оказалось, что кислород, выделенный из воды, воздуха и образующийся при фотосинтезе, имеет одинаковое соотношение изотопов, тогда как кислород С02 содержит относительно больше тяжелых изотопов. На основании этих исследований было сделано два вывода:
1) в процессе фотосинтеза разлагается вода;2) в процессе фотосинтеза выделяется кислород, который является основным источником кислорода воздуха.
Поскольку весь кислород фотосинтеза выделяется из воды, общее уравнение фотосинтеза принимает следующий вид:
6С02 + 12Н20 + hv -> С6Н1206 + 602 + 6Н20
Вода в правой части уравнения не подлежит сокращению, поскольку ее кислород имеет иной изотопный состав (из С02). Рассмотрение этого уравнения показывает, что фотосинтез — это окислительно-восстановительный процесс, в котором вода окисляется до 02, а углекислый газ восстанавливается до углеводов. Термины «окисление» и «восстановление» являются крайне важными для понимания фотосинтеза. В этой связи необходимо отметить, что
окисление — это не только присоединение кислорода, но и отнятие протонов, и потеря электрона, тогда как восстановление — это отнятие кислорода и присоединение протонов или электронов.
В 1937 г. Р. Хилл показал, что изолированные хлоропласты на свету в присутствии какого-либо легко восстанавливающегося вещества (акцептора водорода) окисляют воду. При этом выделяется кислород. В качестве акцептора водорода в опытах Хилла был использован хинон. При этом выделение кислорода хлоропластами на свету протекает в отсутствие углекислого газа (реакция Хилла):
2Н20 + hv -> 4Н+ + 4е- + 02; (мое прим.: вот он наш биологический природный электролиз, где hv - энергия Солнышка :)
хинон + 4Н+ + 4е- -> гидрохинон
Дальнейшие исследования показали, что те же самые ингибиторы, которые тормозят реакцию Хилла, приостанавливают и выделение кислорода в процессе фотосинтеза. Это дало основание считать, что световая фаза фотосинтеза включает разложение воды. Эти опыты также позволили установить возможность разделения двух процессов:
1) выделение кислорода;2) восстановление С02.
Таким образом, в процессе фотосинтеза происходит разложение воды, на что затрачивается энергия света. В 1950 г. было показано, что вместо искусственных акцепторов водорода, примененных Хиллом, можно использовать естественный кофермент никотинамидадениндинуклеотидфосфат — НАДФ. Изолированные хлоропласты на свету восстанавливают НАДФ, одновременно выделяется кислород. Однако сущность происходящих на свету реакций была выяснена лишь в 1954 — 1958 гг. благодаря работам Д. Арнона.
Источник
kactaheda.livejournal.com
Ответы@Mail.Ru: Энергетический обмен. Фотосинтез
1. Пластический обмен в клетке характеризуется1) распадом органических веществ с освобождением энергии2) образованием органических веществ с накоплением в них энергии3) всасыванием питательных веществ в кровь4) перевариванием пищи с образованием растворимых веществ2. Готовыми органическими веществами питаются организмы1) автотрофы2) гетеротрофы3) хемотрофы4) фототрофы3. Организмы, которые создают органические вещества из неорганических с использованиемэнергии, освобождаемой при окислении неорганических веществ, называют1) гетеротрофами2) хемотрофами3) эукариотами4) прокариотами4. Готовыми органическими веществами питаются1) грибы2) папоротники3) водоросли4) мхи5. В чем проявляется взаимосвязь пластического и энергетического обмена1) пластический обмен поставляет органические вещества для энергетического2) энергетический обмен поставляет кислород для пластического3) пластический обмен поставляет минеральные вещества для энергетического4) пластический обмен поставляет молекулы АТФ для энергетического6. Синтез молекул АТФ происходит в процессе1) биосинтеза белка2) синтеза углеводов3) подготовительного этапа энергетического обмена4) кислородного этапа энергетического обмена7. На подготовительной стадии энергетического обмена исходными веществами являются1) аминокислоты2) полисахариды3) моносахариды4) жирные кислоты8. В процессе гликолиза в мышцах человека при больших нагрузках накапливается1) пировиноградная кислота (пируват)2) молочная кислота (лактат)3) АТФ и глюкоза4) спирт и углекислый газ9. В клетке при окислении органических веществ энергия запасается в молекулах1) нуклеиновой кислоты2) белков3) аденозинтрифосфорной кислоты4) липидов10. Всю совокупность химических реакций в клетке называют1) фотосинтезом2) хемосинтезом3) брожением4) метаболизмом11. Биологический смысл гетеротрофного питания заключается в1) синтезе органических соединений из неорганических2) потреблении неорганических соединений3) получении строительных материалов и энергии для клеток4) синтезе АДФ и АТФ12. Световая фаза фотосинтеза происходит на мембранах1) эндоплазматической сети2) комплекса Гольджи3) гран хлоропластов4) митохондрий13. В процессе фотосинтеза происходит1) синтез углеводов и выделение кислорода2) испарение воды и поглощение кислорода3) газообмен и ассимиляция жиров4) выделение углекислого газа и ассимиляция белков14. Сходство хемосинтеза и фотосинтеза состоит в том, что в обоих процессах1) на образование органических веществ используется солнечная энергия2) на образование органических веществ используется энергия, освобождаемая при окислении неор-ганических веществ3) в качестве источника углерода используется углекислый газ4) в атмосферу выделяется конечный продукт - кислород15. Под воздействием энергии солнечного света электрон поднимается на более высокий энерге-тический уровень в молекуле1) углекислого газа2) глюкозы3) хлорофилла4) азота16. Источником водорода для восстановления углекислого газа в процессе фотосинтеза является1) соляная кислота2) угольная кислота3) вода4) глюкоза17. Атомарный водород в процессе фотосинтеза освобождается за счет расщепления молекул1) воды2) глюкозы3) жиров4) белков18. Фотолиз воды — это1) гидролиз полисахаридов с участием воды2) выделение воды из растений в процессе транспирации3) образование воды в процессе кислородного окисления4) расщепление воды в хлоропластах под действием света
Голосование за лучший ответ
Похожие вопросы
Также спрашивают
otvet.mail.ru
Помогите пожалуйста по биологии завтра контрольная!!
2. Назовитестадии фотосинтеза.
3. Какиеживые организмы способны к фотосинтезу?
4. Вкаких органах растений протекает фотосинтез?
5. Вкаких органоидах растений протекает фотосинтез?
6. Какиевещества поглощаются растением при фотосинтезе?
7. Какиевещества выделяются растением при фотосинтезе?
8. Какиевещества синтезируются в световой стадии?
9. Как устроена фотосистема?
10. Как отличается фотосистема 1 от фотосистемы 2?
11. Какие вещества синтезируются втемновой стадии?
12. Может ли световая стадияпротекать в темноте?
13. Может ли темновая стадияпротекать на свету?
14. В каких органоидах цианобактерий протекает фотосинтез?
15. Какое вещество являетсяисточником кислорода при фотосинтезе?
16. Какое вещество являетсяисточником электронов при фотосинтезе?
17. Какое вещество являетсяисточником электронов при хемосинтезе?
18. Что такое ассимиляция?
19. Что такое диссимиляция?
20. Что такое катаболизм?
21. Что такое анаболизм?
22. Что такое пластический обмен?
23. Что такое энергетический обмен?
24. Назовите синоним термина «обменвеществ и энергии» .
25. Что такое гомеостаз?
26. Соединение простых веществ всложные в клетке называется ….?
27. Распад сложных веществ на простыеназывается …?
28. Назовите три этапа дыхания.
29. В какой части клетки протекает 1этап дыхания?
30. Что такое субстрат дыхания?
31. Какой субстрат дыхания даётнаибольшее количество энергии?
32. Какой субстрат дыханияразрушается в первую очередь?
33. В какие вещества превращаютсябелки в подготовительном этапе дыхания?
34. В какие вещества превращаютсяжиры в подготовительном этапе дыхания?
35. В какие вещества превращаютсяуглеводы в подготовительном этапе дыхания?
36. В какой части клетки протекает2-й этап дыхания?
37. Назовите продукт гликолиза урастений.
38. Назовите продукт гликолиза уживотных.
39. В какой части клетки протекает3-й этап дыхания?
40. Кто открыл цикл лимонной кислоты?
41. Кто открыл цепь переносаэлектронов в митохондрии?
42. Какой ион накапливается вмитохондрии на третьем этапе дыхания?
43. Какое вещество является ловушкойдля электронов в митохондрии?
44. Как называются организмы,способные производить органические вещества из неорганических?
45. Какие систематические группыживых организмов относятся к автотрофным?
46. Какие систематические группыживых организмов относятся к гетеротрофным?
47. Чем фотосинтез похож и отличается от хемосинтеза?
otvet.mail.ru
Параграф 27. Фотосинтез
1. Фотосинтез относится к процессам пластического или энергетического обмена? Почему?
Фотосинтез относится к процессам пластического обмена. Так как в процессе фотосинтеза происходит образование органических веществ из углекислого газа и воды.
2. В каких органоидах растительной клетки происходит фотосинтез? Что представляет собой фотосистема? Какую функцию выполняют фотосистемы?
У растений и водорослей фотосинтез осуществляется в специальных органоидах — хлоропластах. В мембранах тилакоидов расположены особые пигмент-белковые комплексы — фотосистемы. Существует два типа фотосистем — фотосистема I и фотосистема II. В состав каждой входит светособирающая антенна, образованная молекулами пигментов, реакционный центр и переносчики электронов. Главное различие фотосистем заключается в том, что в состав фотосистемы II входит особый ферментный комплекс, осуществляющий на свету фотолиз воды — расщепление молекул воды с образованием кислорода (О2), электронов и протонов (Н). В фотосистеме I отсутствует подобный ферментный комплекс, и, следовательно, она не способна использовать воду в качестве источника электронов для восстановления своей молекулы-ловушки.
3. Каково значение фотосинтеза на Земле? Почему без фототрофных организмов существование биосферы было бы невозможным?
Уникальность и биологическое значение фотосинтеза определяются тем, что жизнь на нашей планете всем своим существованием обязана этому процессу. Фотосинтез является основным источником питательных веществ для живых организмов, а также единственным поставщиком свободного кислорода на Земле. Из кислорода сформировался и поддерживается озоновый слой, защищающий живые организмы Земли от губительного воздействия коротковолнового ультрафиолетового излучения. Кроме того, 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 осуществляется на мембранах тилакоидов и только при наличии света. Реакции темновой фазы протекают в строме хлоропласта и не требуют света, однако для их прохождения необходимы продукты световой фазы. Поэтому темновая фаза идет практически одновременно со световой. Исходные вещества в световой фазе - восстановленный НАДФ, темновая фаза – углекислый газ и восстановленный НАДФ. Таким образом, в ходе световой фазы энергия света поглощается и преобразуется в энергию макроэргических связей АТФ, происходит расщепление воды с выделением кислорода и накопление атомов водорода. Продуктами световой фазы фотосинтеза являются АТФ, восстановленный НАДФ и кислород. Кислород — побочный продукт фотосинтеза, он выделяется в окружающую среду. Во время темновой фазы из окружающей среды в хлоропласты поступает углекислый газ, а в строме хлоропластов происходит его восстановление до органических веществ. Конечными продуктами является глюкоза и кислород.
5. Сравните фотосинтез и аэробное дыхание. Укажите черты сходства и различия.
Различие: в процессе фотосинтеза происходит синтез глюкозы, а в процессе аэробного дыхания ее расщепление. Оба процесса происходят с участием кислорода.
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?
Из расчета, что при потреблении 430 г кислорода выделяется 430 г углекислого газа. В год человек выделяет 430*365=154 800 г в год, что равно 154,8 кг в год. Если 1 дерево поглощает 30 кг углекислого газа в год, то 154,8 кг/30 кг= 5,1 деревьев на одного человека.
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 — зеленым. У растений какой группы фотосинтез протекал более интенсивно? С чем это связано?
Пшеница содержит молекулы хлорофилла, которые поглощают красный и синий лучи спектра и отражают зеленые (поэтому растения имеют зеленую окраску). Значит у той группы растений, которых освещали красными светом фотосинтез протекал более интенсивно, так как хлорофилл может поглощать лучи данного спектра и полученную энергию тратить на образование органических веществ.
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?
Можно применить метод меченных атомов, когда атомы кислорода в воде будут помечены веществами-метками, а затем данные атомы будут прослеживаться в молекулах кислорода.
resheba.me
Фотохимический этап
Происхождение кислорода при фотосинтезе.
Большое значение для раскрытия вопроса о сущности фотохимических реакций имело изучение особенностей бактериального фотосинтеза. Впервые на способность бактерий, содержащих пигменты, использовать энергию света для фотосинтеза указал Т. Энгельман (1883). Дальнейшие исследования показали, что окрашенные бактерии содержат пигменты, относящиеся к группе хлорофиллов, а именно бактериохлорофиллы, и синтезируют органическое вещество из неорганических соединений при участии энергии света. Однако этот процесс не сопровождается выделением кислорода. Это связано с тем, что в качестве источника протонов и электронов бактерии используют не воду, а сероводород или другие соединения. Такой тип ассимиляции С02 получил название бактериального фотосинтеза. Использование воды в качестве источника водорода дало зеленым растениям в процессе эволюции огромное преимущество в силу повсеместного ее присутствия. Высказанное предположение получило экспериментальное подтверждение в работах академика А.П. Виноградова (1941). Он провел анализ изотопного состава (соотношения 160, 170, 180) кислорода разного происхождения. Оказалось, что кислород, выделенный из воды, воздуха и образующийся при фотосинтезе, имеет одинаковое соотношение изотопов, тогда как кислород С02 содержит относительно больше тяжелых изотопов. На основании этих исследований было сделано два вывода:
1) в процессе фотосинтеза разлагается вода;
2) в процессе фотосинтеза выделяется кислород, который является основным источником кислорода воздуха.
Поскольку весь кислород фотосинтеза выделяется из воды, общее уравнение фотосинтеза принимает следующий вид:
6С02 + 12Н20 + hv -> С6Н1206 + 602 + 6Н20
Вода в правой части уравнения не подлежит сокращению, поскольку ее кислород имеет иной изотопный состав (из С02). Рассмотрение этого уравнения показывает, что фотосинтез — это окислительно-восстановительный процесс, в котором вода окисляется до 02, а углекислый газ восстанавливается до углеводов. Термины «окисление» и «восстановление» являются крайне важными для понимания фотосинтеза. В этой связи необходимо отметить, что окисление — это не только присоединение кислорода, но и отнятие протонов, и потеря электрона, тогда как восстановление — это отнятие кислорода и присоединение протонов или электронов.
В 1937 г. Р. Хилл показал, что изолированные хлоропласты на свету в присутствии какого-либо легко восстанавливающегося вещества (акцептора водорода) окисляют воду. При этом выделяется кислород. В качестве акцептора водорода в опытах Хилла был использован хинон. При этом выделение кислорода хлоропластами на свету протекает в отсутствие углекислого газа (реакция Хилла):
2Н20 + hv -> 4Н+ + 4е- + 02;
хинон + 4Н+ + 4е- -> гидрохинон
Дальнейшие исследования показали, что те же самые ингибиторы, которые тормозят реакцию Хилла, приостанавливают и выделение кислорода в процессе фотосинтеза. Это дало основание считать, что световая фаза фотосинтеза включает разложение воды. Эти опыты также позволили установить возможность разделения двух процессов:
1) выделение кислорода;
2) восстановление С02.
Таким образом, в процессе фотосинтеза происходит разложение воды, на что затрачивается энергия света. В 1950 г. было показано, что вместо искусственных акцепторов водорода, примененных Хиллом, можно использовать естественный кофермент никотинамидадениндинуклеотидфосфат — НАДФ. Изолированные хлоропласты на свету восстанавливают НАДФ, одновременно выделяется кислород. Однако сущность происходящих на свету реакций была выяснена лишь в 1954 — 1958 гг. благодаря работам Д. Арнона.
В этом разделе:
- Циклический и нециклический поток электронов. Фотосинтетическое фосфорилирование
fizrast.ru
