§ 18. Пластический обмен

Вопрос. В чем сущность световой фазы фотосинтеза?

В ходе световой фазы в тилакоидах хлоропластов происходит фотолиз (разложение) воды. Благодаря этому процессу синтезируются молекулы АТФ, запасаются атомы водорода в составе специального вещества — переносчика, и выделяется молекулярный кислород.

Вопрос. Что происходит в темновой фазе фотосинтеза?

Растение поглощает из атмосферы углекислый газ, и в строме хлоропласта происходит синтез углеводов, на который расходуется энергия молекул АТФ, образованных в световой фазе, и атомы водорода, принесенные веществом-переносчиком.

Вопрос. В чем заключается космическая роль зеленых растений, о которой говорил К.А.Тимирязев?

Растения усваивают энергию солнечного света и запасают ее в виде созданных органических соединений. Эти органические вещества используются для питания гетеротрофными организмами. Растения поддерживают газовый состав биосферы: они выделяют кислород, созданный в процессе фотосинтеза, и поглощают углекислый газ, используя его в качестве источника углерода. Из кислорода образовался озоновый слой, защищающий живые организмы от опасных ультрафиолетовых лучей.

Вопрос. Почему внутренняя мембрана хлоропластов не гладкая, а образует замкнутые мешочки — тилакоиды?

Внутренняя мембранная система хлоропластов — место прохождения световых реакций фотосинтеза. Благодаря увеличению мембранного пространства достигается увеличение числа функциональных единиц, способных осуществлять световые реакции фотосинтеза, что повышает эффективность этого процесса.

Вопрос 2. Заполните таблицу по предложенному образцу.

Фотосинтез

Вопрос 3. Используя справочную литературу и Интернет, подготовьте реферат о хемосинтетиках и их роли в природе.

Хемотрофы, как и все автотрофные организмы, самостоятельно синтезируют необходимые органические вещества. От фототрофных зеленых растений их отличает полная независимость от солнечного света как источника энергии.

Многие виды бактерий, способные синтезировать необходимые им органические соединения из неорганических за счет энергии химических реакций окисления, происходящих в клетке, относятся к хемотрофам. Захватываемые бактерией вещества окисляются, а образующаяся энергия используется на синтез сложных органических молекул из углекислого газа и воды. Этот процесс носит названия хемосинтеза.

Хемосинтез — образование органических соединений из неорганических за счет энергии окислительно-восстановительных реакций соединений азота, железа, серы.

Важнейшую группу хемосинтезирующих организмов представляют собой нитрифицирующие бактерии. Исследуя их, С.Н.Виноградский в 1887г. открыл процесс хемосинтеза. Существует несколько видов хемосинтетических реакций:

1. Окисление аммиака до азотистой и азотной кислоты нитрифицирующими бактериями; 2. Превращение двухвалентного железа в трехвалентное железобактериями.

3. Окисление сероводорода до серы или серной кислоты серобактериями.

Выделяемая энергия используется для синтеза органических веществ.

Бактерии хемосинтетики разрушают горные породы, очищают сточные воды, участвуют в образовании полезных ископаемых, взаимодействуя с минеральными веществами почвы, образуют соли, которые являются важнейшим компонентом минерального питания высших растений.

Железобактерии в природе осуществляют круговорот железа, а в промышленности используются для производства чистой меди. С помощью серобактерий очищают сточные воды от сероводорода, защищают металлические и бетонные трубы от коррозии, а почвы от закисления.

Хемотрофы являются незаменимым звеном в круговороте веществ, обеспечивают живые организмы необходимыми веществами и широко используются человеком в его хозяйственной и промышленной деятельности.