Автор Курская С.В., учитель биологии высшей категории МБОУ гимназии № 116 г.Санкт-Петербурга Сдаем ГИА, ЕГЭ
Опыт Джозефа Пристли (1772 год) Первым обнаружил, что растения выделяют кислород, английский химик и философ Джозеф Пристли около 1770. В
БИОСИНТЕЗ (греч. bios – «жизнь»; synthesis – «соединение ») - р еакц ии синтеза органических веществ, происходящие в живых клетках с помощью ферментов и внутриклеточных структур, называют Словарь ФОТОСИНТЕЗ — синтез органических веществ из углекислого газа и воды с обязательным использованием энергии света ФОТОТРОФЫ — организмы, использующие фотосинтез
Организмы (по способу питания) Автотрофы Гетеротрофы Могут синтезировать из простых неорганических соединений сложные органические вещества Используют в качестве пищи готовые органические вещества Миксотрофы Имеют смешанный тип питания
Фотосинтетические пигменты Хлорофиллы Каротиноиды Функция: поглощать свет и превращать его энергию в химическую энергию. Пигменты локализованы в мембранах хлоропластов, и хлоропласты обычно располагаются в клетке так, чтобы их мембраны находились под прямым углом к источнику света (максимальное поглощение света). Хлорофилл b и каротиноиды используются как дополнительные пигменты фотосинтеза и позволяют улавливать свет в более широком диапазоне длин волн, то есть выполняют антенную функцию. Хлорофилл а — единственный пигмент, который имеется у всех фотосинтезирующих растений и играет у них центральную роль в фотосинтезе. Существует несколько разных типов хлорофилла ( a, b, c, d ), главным является хлорофилл a. Строение фотосистемы и антенного комплекса собирающих свет пигментов
Фотосинтетические пигменты
У растений в фотосинтезе участвует пигмент хлорофилл, который содержится в хлоропластах на мембранах тилакоидов. Хлоропласты, как антенны, поглощают кванты света и передают возбуждение в особые реакционные центры. Эти центры находятся в фотосистемах ( фотосистема II и фотосистема I ). В них имеются особые молекулы хлорофилла: Фотосистема I — P700, в фотосистеме II — P680 (т.е. они поглощают свет именно такой длины волны (680 и 700 нм ).
Схема строения хлоропласта ТИЛАКОИДЫ - выпячивания внутренней мембраны пластид, имеющие вид плоских мешочков СТРОМА – внутренняя среда хлоропласта. Ламелла
В 1817 французские химики выделили зеленый пигмент хлорофилл (по-гречески cróz – chloros, зеленый; julln – phyllon, лист). Пьер Жозеф Пеллетье ( 1788–1842 ) Жозеф Бьенеме Каванту ( 1795–1877)
Порфириновое кольцо - плоская пластинка, от которой отходят две органических цепочки, одна - очень длинная, отходит под углом, и с ее помощью хлорофилл крепится к мембранам. Умеет поглощать Е солнечного света, переходя в возбужденное состояние. Способность к флуоресценции. Зеленый свет - отражают и потому придают растениям характерную зеленую окраску, если только ее не маскируют другие пигменты. Существует несколько форм этого пигмента, различающиеся расположением в мембране. Каждая отличается по положению максимума поглощения в красной области (например, максимум может быть при 670, 680, 690, 700 нм). По химическому строению хлорофилл напоминает белок крови — гемоглобин. Он имеет такое же порфириновое кольцо, только у гемоглобина в центре этого кольца находится атом железа, а у хлорофилла — магний.
К.А. Тимирязев доказал, что хлорофилл в той же концентрации, что и в листе имеет две линии поглощения – красную и сине-фиолетового спектра. Именно в этом спектре фотосинтез идет более интенсивно. В хлоропластах содержится очень много молекул хлорофилла, но фотосинтез происходит примерно в 1 % молекул хлорофилла.
Каротиноиды — пигменты желтого, красного и оранжевого цвета. Придают окраску цветкам и плодам растений. Постоянно присутствуют в листьях, но незаметны из-за присутствия хлорофилла. Хорошо видны осенью, когда разрушается хлорофилл (придают листьям желтую и красную окраску). Функции каротиноидов: поглощают солнечный свет (особенно в коротковолновой — сине-фиолетовой — части спектра) и поглощенную энергию передают хлорофиллу; защищают хлорофилл от избытка света и от окисления кислородом, выделяющимся при фотосинтезе.
Световая фаза Темновая фаза Где происходит? В гранах хлоропласта На свету В строме хлоропласта На свету и в темноте Основные процессы Возбуждение хлорофилла, фотолиз воды, восстановление НАДФ, синтез АТФ Синтез глюкозы из СО2 путем ряда последовательных сложных ферментативных реакций Исходные вещества Н2О НАДФ АДФ СО2 НАДФ*Н АТФ Образующиеся вещества НАДФ*Н АТФ О2 С6Н12О6 Источник Е Свет АТФ Вещества, катализирующие реакции фотосинтеза Ферменты Ферменты Стадии фотосинтеза
Фотосистемы Фотосистема II Синтез АТФ (нециклическое фосфорилирование): 18АДФ + 18Ф → 18АТФ Образование О 2 (побочный продукт фотолиза воды. Фотосистема I Фотолиз воды при участии электронов за счет фотореакций Н 2 О →Н 2 + ОН - Получение НАДФ*Н – восстановителя для темновой фазы
Задание 20 № 14143 Существует множество факторов, влияющих на эффективность фотосинтеза у наземных растений. Учёные решили исследовать влияние концентрации углекислого газа СО 2 на рост проростков пшеницы. Проростки растили при трёх различных концентрациях углекислого газа, а эффективность фотосинтеза (измерялась по количеству поглощенного СO2) определялась при различной интенсивности светового потока. Результаты были занесены в таблицу. Изучите таблицу 1 и выберите верные ответы 1. При концентрации СO2 1300 частей на миллион фотосинтез идёт наиболее эффективно. 2. Сила света, при которой эффективность фотосинтеза при 500 частей/миллион перестаёт расти = 10000 люмен. 3. При концентрации СO2 280 частей/миллион эффективность фотосинтеза не зависит от силы света. 4. Сила света, при которой эффективность фотосинтеза при 500 частей/миллион перестаёт расти = 5000 люмен. 5. При концентрации СO2 500 частей на миллион фотосинтез идёт наиболее эффективно. https:// bio-ege.sdamgia.ru/search Источник: РЕШУ ОГЭ
Задание 26 № 14143 Скорость фотосинтеза зависит от факторов, среди которых выделяют свет, концентрацию углекислого газа, воду, температуру. Почему эти факторы являются лимитирующими для реакций фотосинтеза? Раздел: Общая биология. Метаболизм Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Центр, Урал. Вариант 2. Задание 25 № 15932 Скорость фотосинтеза зависит от факторов, среди которых выделяют свет, концентрацию углекислого газа, воду, температуру. Почему эти факторы являются лимитирующими для реакций фотосинтеза? Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2014 по биологии. Задание 25 № 12592 В чём состоит связь дыхания и фотосинтеза у растений? Раздел: Общая биология. Метаболизм Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 2.
Задание 2 № 21610 Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. В каких из указанных научных исследований применялся экспериментальный метод? 1) исследование растительного мира тундры 2) опровержение теории самозарождения Л. Пастером 3) создание клеточной теории 4) создание модели молекулы ДНК 5) исследование процессов фотосинтеза Источник: СтатГРад биология. 25.10.2016. Вариант 10103 Задание 25 № 12792 В чём состоит связь дыхания и фотосинтеза у растений? Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 6. Задание 0 № 2624 В чем состоит космическая роль растений на Земле 1 ) в использовании солнечной энергии в процессе фотосинтеза 2) в поглощении из окружающей среды минеральных веществ 3) в поглощении из окружающей среды углекислого газа 4) в выделении кислорода в процессе фотосинтеза
— это часть реакции 1) темновой фазы фотосинтеза 2) световой фазы фотосинтеза 3) суммарной реакции энергетического обмена 4) суммарной реакции фотосинтеза Источник: МИОО: Диагностическая работа по биологии 03.04.2014 вариант БИ10802. Задание 0 № 16361 Задание 23 № 19406 Во время эксперимента учёный измерял скорость фотосинтеза в зависимости от света. Концентрацию углекислого газа и температуру он поддерживал постоянными. Объясните, почему при повышении интенсивности света активность фотосинтеза сначала растёт, но начиная с определённой интенсивности перестаёт расти и выходит на плато (см. график ). Источник: СтатГрад : Тренировочная работа по биологии 09.03.2016 Вариант БИ10403.
Задание 22 № 11338 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. Задание 24 № 11349 Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, и исправьте их. 1. В состав пищевой цепи биогеоценоза входят продуценты, консументы и редуценты. 2. Первым звеном пищевой цепи являются консументы. 3. У консументов на свету накапливается энергия, усвоенная в процессе фотосинтеза. 4. В темновой фазе фотосинтеза выделяется кислород. 5. Редуценты способствуют освобождению энергии, накопленной консументами и продуцентами. Источником кислорода при фотосинтезе служит 1 ) НАДФ · 2Н 3 ) вода 2 ) Глюкоза 4 ) АТФ Источник : СтатГрад : Тренировочя рабоа по биологии 20.04.2016 Вариант БИ10504.
Задание 20 № 20592 Задание 4 № 20682 Каково значение фотосинтеза в природе? 1 ) обеспечивает организмы органическими веществами 2) обогащает почву минеральными веществами 3) способствует накоплению кислорода в атмосфере 4) обогащает атмосферу парами воды 5) обеспечивает всё живое на Земле энергией 6) обогащает атмосферу молекулярным азотом
https:// bio-ege.sdamgia.ru/search
https:// bio-ege.sdamgia.ru/search
https:// bio-ege.sdamgia.ru/search
https:// bio-ege.sdamgia.ru/search
https:// bio-ege.sdamgia.ru/search
https:// bio-ege.sdamgia.ru/search
https:// bio-ege.sdamgia.ru/search
http://www.lenagold.ru/fon/clipart/t/tani/tani17.jpg - солнышко http://www.lenagold.ru/fon/clipart/l/list/list70.jpg -листочек и капля воды http://www.ebio.ru/images/10020201.gif - схема фотосинтеза/ Биология. Электронный учебник. http://www.ebio.ru/org07.html http://www.lenagold.ru/fon/clipart/l/list/list37.jpg - лист http://www.lenagold.ru/fon/clipart/b/boko/bokor13.jpg - листочек с божьей коровкой http://www.ebio.ru/images/09010502.gif - хлоропласты https://foxford.ru/uploads/tinymce_image/image/14842/%D1%85%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82.jpg – хлоропласты http://www.growclub.org/uploads/monthly_03_2008/ibwiki_article-1-1205196479.jpg - спектр фотосинтеза https://foxford.ru/uploads/tinymce_image/image/14843/%D1%85%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%B8%D0%BB%D0%BB.jpg – формула хлорофилла https://foxford.ru/uploads/tinymce_image/image/14845/%D1%81%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D1%8B.jpg – спектр хлорофиллов а и b, каротиноидов https://nelboscodelladea.files.wordpress.com/2015/08/emoglobina-vs-clorofilla.jpg - гемоглобин и хлорофилл https://image.slidesharecdn.com/random-160224141940/95/-14-638.jpg?cb=1456323622 – пигменты http://d3mlntcv38ck9k.cloudfront.net/content/konspekt_image/70012/84fe7930_1a29_0131_100a_22000aa81b95.jpg – пигменты https://www.aqa.ru/assets/images/docs201008/photosintez2.png - фотосинтез http://happyflora.ru/files/photos/Chlor.jpg - модель хлорофилл http://bezogr.ru/vechnij-sputnik-k-a-timiryazev-k-170-letiyu-so-dnya-rojdeniya/138006_html_3a094d2.jpg - К.А. Тимирязев
http://www.ebio.ru/images/09010502.gif - пластиды http://www.megabook.ru/MObjects2/data/pict2004/biology/bio236.jpg - схема фотосинтеза http://img.lenta.ru/news/2008/03/25/photosynthesis/picture.jpg - пластиды http://lib.convdocs.org/pars_docs/refs/81/80244/80244_html_42af3d68.jpg - опыт Пристли http://www.studfiles.ru/html/2706/505/html_au4rCg7WLO.pttH/img-u0MjUl.png - фотосистемы https://botan.cc/uchebnik/biologiya/10/by001/img/51.jpg - хлоропласта http://www.vokrugsveta.ru/img/cmn/2014/05/29/008.jpg - лист https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/54/Pierre_Joseph_Pelletier.jpg/267px-Pierre_Joseph_Pelletier.jpg - Пеллетье https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8f/Joseph_Bienaim%C3%A9_Caventou.jpg/267px-Joseph_Bienaim%C3%A9_Caventou.jpg – Кавенту https://fresh.r.worldssl.net/wp-content/uploads/2016/11/Depositphotos_125401206_original.jpg - формула хлорофилла
