§ 8. Поток энергии через живую клетку и круговорот веществ

Вопрос 1. Что вас удивило? (В чём сходство и различие этих формул?) Какой вопрос возникает?

Предложенные формулы в одно время и сходны (в уравнении присутствуют почти одни и теже составляющие), и отличаются (вещества правой части в реакции фотосинтеза, в реакции энергетического обмена находятся слева, а вещества, находящиеся в этой реакции справа, в реакции фотосинтеза – слева) между собой. Почему фотосинтез и энергетический обмен зеркально повторяют друг друга?

Вопрос 2. В чём отличие динамической и статической форм устойчивости? (§ 1)

Отличие динамической и статической форм устойчивости в том, что статическая устойчивость легко нарушается и разрушает систему, а динамическая устойчивость – это способность системы под действием внешних сил не разрушаться, а находится в неком балансе.

Какова роль фотосинтезирующих организмов в истории Земли? (5 класс)

До появления на нашей планете фотосинтезирующих клеток и организмов атмосфера Земли была лишена кислорода. С появлением фотосинтезирующих клеток она стала насыщаться кислородом. Фотосинтез создал и поддерживает современный состав атмосферы, необходимый для жизни на Земле. Он препятствует увеличению концентрации CO2 в атмосфере, предотвращая перегрев Земли (парниковый эффект).

Благодаря появлению автотрофных фотосинтезирующих организмов вода и атмосфера стали обогащаться свободным кислородом. Это стало предпосылкой появления аэробных организмов, способных к эффективному использованию энергии в процессе жизнедеятельности.

Накопление кислорода обусловило образование в верхних слоях атмосферы озонового экрана, который не пропускал губительного для жизни ультрафиолетового излучения. Это обеспечило возможность выхода жизни на сушу. Появление фотосинтезирующих растений, в свою очередь, дало возможность существования и прогрессивного развития гетеротрофных организмов.

Какие вещества поглощает и выделяет растение? (5 класс)

Растения поглощают углекислый газ, воду, минеральные соли, и улавливают солнечный свет для реакции фотосинтеза. Выделяют – кислород, а с поверхности растения испаряется вода.

Какие формы жизни, кроме растений, способны производить органическое вещество из неорганического? (5 класс)

Водоросли (ульва, вольвокс, кладофора, хлорелла, спирогира и др. Также цианобактерии (сине-зеленые водоросли), зеленые серные бактерии (в горных озерах), пурпурные серные бактерии (в серных источниках), эвгленовые (эвглена зеленая), перидинеи и датомеи.

Что такое внешнее, лёгочное дыхание? (8 класс)

Внешнее дыхание — это газообмен между организмом и окружающим его атмосферным воздухом. Осуществляется в два этапа — обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом и газообмен между кровью легочных капилляров и альвеолярным воздухом.

Легочное дыхание осуществляется путем чередования вдоха, во время которого атмосферный воздух, насыщенный кислородом, поступает в альвеолы лёгких, и выдоха, при котором воздух, обогащенный углекислым газом, удаляется в окружающую среду. Вдох осуществляется благодаря сокращению наружных межреберных мышц и диафрагмы.

Вопрос 3. В какой фазе фотосинтеза растение выделяет кислород, а в какой потребляет углекислый газ?

В световой фазе фотосинтеза растение выделяет кислород, а в темновой потребляет углекислый газ?

Вопрос 4. Сравните энергетический обмен (ЭО) с фотосинтезом (Ф). В чём сходство и различие этих процессов?

Вопрос 5. Найдите процессы синтеза и разложения органических веществ.

Процессы синтеза – образование АТФ за счет солнечного света, биосинтез молекул. Процессы разложения – энергетический обмен.

Вопрос 6. Как образуется первичное органическое вещество в биосфере Земли?

Фотосинтез зелёных растений проходит в два этапа. Первый объединяет реакции, идущие только на свету, и называется световой фазой. В ней энергия солнечного света превращается в энергию химических связей молекул-переносчиков (АТФ). С помощью молекул-переносчиков (НАДФ) накапливается водород, выделяющийся при разложении молекул воды, а в качестве побочного продукта реакции выделяется кислород. Второй этап, не зависящий от освещения, называется темновой фазой. В ней углекислый газ соединяется с водородом и с помощью энергии, полученной в световой фазе, превращается в глюкозу (C6H12O6).

Вопрос 7. Как связаны химические процессы фотосинтеза автотрофов и использования органического вещества гетеротрофами?

Автотрофные организмы улавливают энергию солнечного света и запасают её в виде энергии химических связей органических веществ. Эти вещества в клетках всех организмов (и автотрофных, и гетеротрофных) в конечном счёте снова разрушаются до простых неорганических соединений и возвращаются в биосферный круговорот. Выделяющаяся при этом энергия используется в процессах жизнедеятельности и, в отличие от вещества, рассеивается.

Вопрос 8. В чём суть энергетического обмена?

Суть энергетического обмена заключается в окислении органических веществ в клетках организмов с высвобождением энергии, которая запасается в виде АТФ.

Вопрос 9. Согласны ли вы с мнением Тимирязева о космической роли зелёных растений?

Да, согласен(а). Растения синтезируют органические вещества из неорганических под действием солнечного света. В результате фотосинтеза образуются простые углеводы, далее растения из них могут синтезировать другие более сложные углеводы, белки и жиры.

Следствием процесса фотосинтеза является накопление органических веществ на Земле. Например, газ, нефть и уголь имеют органическое происхождение.

Кроме преобразования энергии Солнца в энергию химических связей органических веществ, растения играют и другие важные значения. Благодаря растениям в атмосфере обеспечивается постоянство содержания углекислого газа (0,03% от объема воздуха). Все живые организмы постоянно дышат, и если бы растения не поглощали углекислый газ, то его количество в воздухе увеличивалось, что могло бы привести к плачевным последствиям. Растения используют углекислый газ как один из компонентов при образовании органических веществ. Поэтому важно охранять растительный покров Земли. Углекислый газ выделяется не только при дыхании, его очень много выделяется при горении топлива, гниении органики.

Растения выделяют в атмосферу кислород. Его используют для дыхания подавляющее большинство живых организмов на Земле. Если количество растений уменьшится, то уменьшится и доля кислорода в воздухе. В воздухе кислорода 21%. В процессе дыхания органические вещества окисляются, и вырабатывается энергия необходимая живым организмам для их жизнедеятельности.

Когда на Земле жизнь только зарождалась и растений еще не было, кислород в атмосфере почти отсутствовал.

Еще одно значение растений — это участие в образовании почвы. Остатки живых организмов, в том числе и растений, образуют перегной. Перемешиваясь с разрушенными горными породами, создается особый плодородный слой — почва. Не маленькую роль в образовании почвы играют корни растений.