Вставьте в текст пропущенные имена учёных
Причастность микробов к инфекционным заболеваниям была доказана____ Фагоцитоз как средство борьбы с микробами был открыт____ Первую противооспенную вакцину предложил _____ Изобретении метода получение вакцин и лечебных сывороток против различных инфекционных заболеваний принадлежит _____
текст цифры ПИЩЕВАРЕНИЕ У ПЛОСКИХ ЧЕРВЕЙ
Вставьте в текст «Системы органов» пропущенные термины из предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в текст цифрывыбранных ответов, а затем получившуюся последовательность цифр (по тексту) впишите в приведённую ниже таблицу.
СИСТЕМЫ ОРГАНОВ
Орган – это ___________ (А), имеющая определённую форму, строение, место и выполняющая одну или несколько функций. В каждом органе обязательно есть кровеносные сосуды и ___________ (Б). Органы, совместно выполняющие общие функции, составляют системы органов. В организме человека имеется выделительная система, главным органом которой являются ___________ (В). Через выделительную систему во внешнюю среду удаляются вредные ___________ (Г).
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕРМИНОВ: 1) ткань 2) часть тела 3) нервы 4) кишечник 5) желудок 6) почки 7) продукт обмена 8) непереваренные остатки пищи
Вставьте в текст «Испарение воды листом» пропущенные термины из предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в текст цифрывыбранных ответов, а затем получившуюся последовательность цифр (по тексту) впишите в приведённую ниже таблицу.
ИСПАРЕНИЕ ВОДЫ ЛИСТОМ
Поглощённый ___________ (А) почвенный раствор, состоящий из воды и минеральных веществ, по особым клеткам – ___________ (Б) – поступает в лист. Здесь часть воды используется в процессе фотосинтеза, а часть, перейдя в газообразное состояние, испаряется через ___________ (В). Этот процесс имеет название ___________ (Г). Минеральные соли остаются в листьях, накапливаются и вызывают ежегодное отмирание листьев – листопад.
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕРМИНОВ:
2) ситовидная трубка
4) стебель
5) транспирация
6) устьица
7) фотосинтез
8) чечевичка
Вставьте в текст «Обмен белков» пропущенные термины из предложенногоперечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в текст
цифры выбранных ответов, а затем получившуюся последовательность цифр
(по тексту) впишите в приведённую ниже таблицу.
ОБМЕН БЕЛКОВ
Ферментативное расщепление поступающих с пищей белков происходит
в желудке и тонком кишечнике. Образовавшиеся ___________ (А) активно
всасываются в ворсинки кишки, поступают в ___________ (Б) и разносятся
ко всем клеткам организма. В клетках с поступившими веществами
происходит два процесса: ___________ (В) новых белков на рибосомах и
окончательное окисление до аммиака, который превращается в
___________ (Г) и в таком состоянии выводится из организма.
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕРМИНОВ:
1)
кровь
2)
глицерин
3)
аминокислота
4)
лимфа
5)
синтез
6)
мочевина
7)
распад
8)
глюкоза
Темновая стадия включает группу реакций, в которых используются высокоэнергетические продукты световой стадии для восстановления СО 2 до простого сахара, т.е. для ассимиляции углерода. Поэтому темновую стадию называют также стадией синтеза. Термин «темновая стадия» означает лишь то, что свет в ней непосредственно не участвует. Современные представления о механизме фотосинтеза сформировались на основе исследований, проведенных в 19301950-х годах. До этого на протяжении многих лет ученых вводила в заблуждение на первый взгляд простая, однако неверная гипотеза, согласно которой О 2 образуется из СО 2 , а освободившийся углерод реагирует с Н 2 О, в результате чего и образуются углеводы. В 1930-х годах, когда выяснилось, что у некоторых серных бактерий кислород при фотосинтезе не выделяется, биохимик К. ван Ниль предположил, что кислород, выделяющийся в процессе фотосинтеза у зеленых растений, происходит из воды. У серных бактерий реакция протекает следующим образом:
Вместо О 2 эти организмы образуют серу. Ван Ниль пришел к заключению, что все виды фотосинтеза можно описать уравнением
где Х кислород в фотосинтезе, идущем с выделением О 2 , и сера в фотосинтезе серных бактерий. Ван Ниль также предположил, что этот процесс включает две стадии: световую и стадию синтеза.
Эту гипотезу подкрепило открытие физиолога Р.Хилла. Он обнаружил, что разрушенные или частично инактивированные клетки способны на свету осуществлять реакцию, в которой кислород выделяется, но СО 2 не восстанавливается (ее назвали реакцией Хилла). Чтобы эта реакция могла идти, требовалось добавить какой-нибудь окислитель, способный присоединять электроны или водородные атомы, отдаваемые кислородом воды. Один из реагентов Хилла это хинон, который, присоединив два атома водорода, превращается в дигидрохинон. Другие реагенты Хилла содержали трехвалентное железо (ион Fe 3+ ), которое, присоединив один электрон от кислорода воды, превращалось в двухвалентное ( Fe 2+ ). Так было показано, что переход водородных атомов от кислорода воды на углерод может совершаться в форме независимого движения электронов и ионов водорода. В настоящее время установлено, что для запасания энергии важен именно переход электронов от одного атома к другому, тогда как ионы водорода могут переходить в водный раствор, а при необходимости вновь из него извлекаться. Реакция Хилла, в которой световая энергия используется для того, чтобы вызвать перенос электронов от кислорода на окислитель (акцептор электронов), была первой демонстрацией перехода световой энергии в химическую и моделью световой стадии фотосинтеза.
Гипотеза, согласно которой кислород во время фотосинтеза непрерывно поступает от воды, нашла дальнейшее подтверждение в опытах с применением воды, меченной тяжелым изотопом кислорода ( 18 О). Поскольку изотопы кислорода (обычный 16 О и тяжелый 18 О) по своим химическим свойствам одинаковы, растения используют Н 2 18 О точно так же, как Н 2 16 О. Оказалось, что в выделенном кислороде присутствует 18 О. В другом опыте растения вели фотосинтез с Н 2 16 О и С 18 О 2 . При этом выделяемый в начале эксперимента кислород не содержал 18 О.
В 1950-х годах физиолог растений Д.Арнон и другие исследователи доказали, что фотосинтез включает световую и темновую стадии. Из растительных клеток были получены препараты, способные осуществлять всю световую стадию. Используя их, удалось установить, что на свету происходит перенос электронов от воды к фотосинтетическому окислителю, который в результате этого становится донором электронов для восстановления диоксида углерода на следующей стадии фотосинтеза. Переносчиком электронов служит никотинамидадениндинуклеотидфосфат. Его окисленную форму обозначают НАДФ + , а восстановленную (образующуюся после присоединения двух электронов и иона водорода) НАДФ Ч Н. В НАДФ + атом азота пятивалентный (четыре связи и один положительный заряд), а в НАДФ Ч Н трехвалентный (три связи). НАДФ + принадлежит к т.н. коферментам. Коферменты совместно с ферментами осуществляют многие химические реакции в живых системах, но в отличие от ферментов в ходе реакции изменяются. Б льшая часть преобразованной световой энергии, запасаемой в световой стадии фотосинтеза, запасается при переносе электронов от воды к НАДФ + .
Образовавшийся НАДФ Ч Н удерживает электроны не столь прочно, как кислород воды, и может отдавать их в процессах синтеза органических соединений, расходуя накопленную энергию на полезную химическую работу. Значительное количество энергии запасается еще и другим способом, а именно в форме АТФ (аденозинтрифосфата). Он образуется в результате отнятия воды от неорганического иона фосфата ( HPO 4 2 ) и органического фосфата, аденозиндифосфата (АДФ), согласно следующему уравнению:
АТФ богатое энергией соединение, и для его образования необходимо поступление энергии от какого-то источника. В обратной реакции, т.е. при расщеплении АТФ на АДФ и фосфат, энергия высвобождается. Во многих случаях АТФ отдает свою энергию другим химическим соединениям в реакции, в которой водород замещается на фосфат. В представленной ниже реакции сахар ( ROH ) фосфорилируется, превращаясь в сахарофосфат:
В сахарофосфате заключено больше энергии, чем в нефосфорилированном сахаре, поэтому его реакционная способность выше.
АТФ и НАДФ Ч Н, образующиеся (наряду с О 2 ) в световой стадии фотосинтеза, используются затем на стадии синтеза углеводов и других органических соединений из диоксида углерода.
Биология [Полный справочник для подготовки к ЕГЭ] Лернер Георгий Исаакович
2.5.3. Фотосинтез и хемосинтез
Все живые существа нуждаются в пище и питательных веществах. Питаясь, они используют энергию, запасенную, прежде всего, в органических соединениях – белках, жирах, углеводах. Гетеротрофные организмы, как уже говорилось, используют пищу растительного и животного происхождения, уже содержащую органические соединения. Растения же создают органические вещества в процессе фотосинтеза. Исследования в области фотосинтеза начались в 1630 г. экспериментами голландца ван Гельмонта. Он доказал, что растения получают органические вещества не из почвы, а создают их самостоятельно. Джозеф Пристли в 1771 г. доказал «исправление» воздуха растениями. Помещенные под стеклянный колпак они поглощали углекислый газ, выделяемый тлеющей лучиной. Исследования продолжались, и в настоящее время установлено, что фотосинтез – это процесс образования органических соединений из диоксида углерода (СО 2) и воды с использованием энергии света и проходящий в хлоропластах зеленых растений и зеленых пигментах некоторых фотосинтезирующих бактерий.
Хлоропласты и складки цитоплазматической мембраны прокариот содержат зеленый пигмент – хлорофилл . Молекула хлорофилла способна возбуждаться под действием солнечного света и отдавать свои электроны и перемещать их на более высокие энергетические уровни. Этот процесс можно сравнить с подброшенным вверх мячом. Поднимаясь, мяч запасается потенциальной энергией; падая, он теряет ее. Электроны не падают обратно, а подхватываются переносчиками электронов (НАДФ + – никотинамиддифосфат ). При этом энергия, накопленная ими ранее, частично расходуется на образование АТФ. Продолжая сравнение с подброшенным мячом, можно сказать, что мяч, падая, нагревает окружающее пространство, а часть энергии падающих электронов запасается в виде АТФ. Процесс фотосинтеза подразделяется на реакции, вызываемые светом, и реакции, связанные с фиксацией углерода. Их называют световой и темновой фазами.
«Световая фаза» – это этап, на котором энергия света, поглощенная хлорофиллом, преобразуется в электрохимическую энергию в цепи переноса электронов. Осуществляется на свету, в мембранах гран при участии белков – переносчиков и АТФ-синтетазы.
Реакции, вызываемые светом, происходят на фотосинтетических мембранах гран хлоропластов:
1) возбуждение электронов хлорофилла квантами света и их переход на более высокий энергетический уровень;
2) восстановление акцепторов электронов – НАДФ + до НАДФ Н
2Н + + 4е - + НАДФ + ? НАДФ Н;
3) фотолиз воды , происходящий при участии квантов света: 2Н 2 О? 4Н + + 4е - + О 2 .
Данный процесс происходит внутри тилакоидов – складках внутренней мембраны хлоропластов. Из тилакоидов формируются граны – стопки мембран.
Так как в экзаменационных работах спрашивают не о механизмах фотосинтеза, а о результатах этого процесса, то мы и перейдем к ним.
Результатами световых реакций являются: фотолиз воды с образованием свободного кислорода, синтез АТФ, восстановление НАДФ+ до НАДФ Н. Таким образом свет нужен только для синтеза АТФ и НАДФ-Н.
«Темновая фаза» – процесс преобразования СО 2 в глюкозу в строме (пространстве между гранами) хлоропластов с использованием энергии АТФ и НАДФ Н.
Результатом темновых реакций являются превращения углекислого газа в глюкозу, а затем в крахмал. Помимо молекул глюкозы в строме происходит образование, аминокислот, нуклеотидов, спиртов.
Суммарное уравнение фотосинтеза -
Значение фотосинтеза . В процессе фотосинтеза образуется свободный кислород, который необходим для дыхания организмов:
кислородом образован защитный озоновый экран, предохраняющий организмы от вредного воздействия ультрафиолетового излучения;
фотосинтез обеспечивает производство исходных органических веществ, а следовательно, пищу для всех живых существ;
фотосинтез способствует снижению концентрации диоксида углерода в атмосфере.
Хемосинтез – образование органических соединений из неорганических за счет энергии окислительно-восстановительных реакций соединений азота, железа, серы. Существует несколько видов хемосинтетических реакций:
1) окисление аммиака до азотистой и азотной кислоты нитрифицирующими бактериями:
NH 3 ? HNQ 2 ? HNO 3 + Q;
2)превращение двухвалентного железа в трехвалентное железобактериями:
Fe 2+ ? Fe 3+ + Q;
3)окисление сероводорода до серы или серной кислоты серобактериями
H 2 S + O 2 = 2H 2 O + 2S + Q,
H 2 S + O 2 = 2H 2 SO 4 + Q.
Выделяемая энергия используется для синтеза органических веществ.
Роль хемосинтеза. Бактерии – хемосинтетики, разрушают горные породы, очищают сточные воды, участвуют в образовании полезных ископаемых.
ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ
А1. Фотосинтез – это процесс, происходящий в зеленых растениях. Он связан с:
1) расщеплением органических веществ до неорганических
2) созданием органических веществ из неорганических
3) химическим превращения глюкозы в крахмал
4) образованием целлюлозы
А2. Исходным материалом для фотосинтеза служат
1) белки и углеводы 3) кислород и АТФ
2) углекислый газ и вода 4) глюкоза и кислород
А3. Световая фаза фотосинтеза происходит
1) в гранах хлоропластов 3) в строме хлоропластов
2) в лейкопластах 4) в митохондриях
А4. Энергия возбужденных электронов в световой стадии используется для:
1) синтеза АТФ 3) синтеза белков
2) синтеза глюкозы 4) расщепления углеводов
А5. В результате фотосинтеза в хлоропластах образуются:
1) углекислый газ и кислород
2) глюкоза, АТФ и кислород
3) белки, жиры, углеводы
4) углекислый газ, АТФ и вода
А6. К хемотрофным организмам относятся
1) возбудители туберкулеза
2) молочнокислые бактерии
3) серобактерии
Часть В
В1. Выберите процессы, происходящие в световой фазе фотосинтеза
1) фотолиз воды
2) образование глюкозы
3) синтез АТФ и НАДФ Н
4) использование СО 2
5) образование свободного кислорода
6) использование энергии АТФ
В2. Выберите вещества, участвующие в процессе фотосинтеза
целлюлоза 4) углекислый газ
гликоген 5) вода
хлорофилл 6) нуклеиновые кислоты
Часть С
С1. Какие условия необходимы для начала процесса фотосинтеза?
С2. Как строение листа обеспечивает его фотосинтезирующие функции?
Из книги 100 великих научных открытий автора Самин ДмитрийФОТОСИНТЕЗ Несколько лет французские химики Пельтье (1788–1842) и Каванту (1795–1877) работали вместе. Это плодотворное сотрудничество привело к открытию стрихнина и бруцина. Самую большую славу принесло им открытие хинина - верного средства против малярии. В 1817 году ученые
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ФО) автора БСЭ Из книги Большая Советская Энциклопедия (ХЕ) автора БСЭ Из книги Новейшая книга фактов. Том 1 [Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина] автораЧто такое фотосинтез и какое значение он имеет для жизни на Земле? Фотосинтезом называют образование высшими растениями, водорослями, фотосинтезирующими бактериями сложных органических веществ, необходимых для жизнедеятельности как самих растений, так и всех других
Из книги Биология [Полный справочник для подготовки к ЕГЭ] автора Лернер Георгий Исаакович2.5. Метаболизм: энергетический и пластический обмен, их взаимосвязь. Ферменты, их химическая природа, роль в метаболизме. Стадии энергетического обмена. Брожение и дыхание. Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции
Из книги Новейшая книга фактов. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина автора Кондрашов Анатолий Павлович