Фотосинтез и хемосинтез

Фотосинтез — процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов.

Хемосинтез — способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений

 

фотосинтез и хемосинтез

Обычно все организмы, способные из неорганических веществ синтезировать органические, т.е. организмы, способные к фотосинтезу и хемосинтезу, относят к автотрофам.

 

К автотрофам традиционно относят растения и некоторые микроорганизмы.

 

Кратко мы говорили о фотосинтезе, когда рассматривали строение растительной клетки, давайте разберем весь процесс поподробнее...

 

Суть фотосинтеза

 

фотосинтез и хемосинтез

 

это полное, суммарное уравнение фотосинтеза

 

Вступают в процесс

Результат фотосинтеза

Энергия солнечного света

АТФ (химическая энергия)

вещества, бедные энергией — CO2, H2O (N, S, P — содержащие соединения)

глюкоза (вещество, богатое энергией) и O2

 

Основное вещество, участвующее в многоступенчатом процессе фотосинтеза — хлорофилл. Именно оно трансформирует солнечную энергию в химическую.

 

фотосинтез и хемосинтез

 

На рисунке указано схематическое изображение молекулы хлорофилла, кстати, молекула очень похожа на молекулу гемоглобина…

 

Хлорофилл встроены в граны хлоропластов:

 

хлоропласты растений

 

Световая фаза фотосинтеза:

 

(осуществляется на мембранах тилакойдов)

 

  1. Свет, попав на молекулу хлорофилла, поглощается им и приводит его в возбужденное состояние — электрон, входящий в состав молекулы, поглотив энергию света, переходит на более высокий энергетический уровень и участвует в процессах синтеза;
  2. Под действием света так же происходит расщепление (фотолиз) воды:
    фотосинтез и хемосинтез
    протоны ( с помощью электронов) превращаются в атомы водорода и расходуются на синтез углеводов;
  3. синтезируется АТФ (энергия)

 

Темновая фаза фотосинтеза

 

(протекает в стромах хлоропластов)

 

собственно синтез глюкозы и выделение кислорода

 

Обратите внимание: темновой эта фаза называется не потому что идет ночью — синтез глюкозы происходит, в общем-то, круглосуточно, но для темновой фазы уже не нужна световая энергия.

 

“Фотосинтез — это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете”.

К.А.Тимирязев.

 

В результате фотосинтеза на Земле образуется около 150 млрд т органического вещества и выделяется около 200 млрд т свободного кислорода в год. Кроме того, растения вовлекают в круговорот миллиарды тонн азота, фосфора, серы, кальция, магния, калия и других элементов. Хотя зеленый лист использует лишь 1-2% падающего на него света, создаваемые растением органические вещества и кислород в целом обеспечивают существование всего живого на Земле.

 

Хемосинтез

 

Хемосинтез осуществляется за счет энергии, выделяющейся при химических реакциях окисления различных неорганических соединений: водорода, сероводорода, аммиака, оксида железа (II) и др.

 

Соответственно веществам, включенным в метаболизм бактерий, существуют:

 

  • серобактерии — микроорганизмы водоемов, содержащих H2S — источники с очень характерным запахом,
  • железобактерии,
  • нитрифицирующие бактерии — окисляют аммиак и азотистую кислоту,
  • азотфиксирующие бактерии — обогащают почвы, чрезвычайно повышают урожайность,
  • водородокисляющие бактерии

 

Но суть остается та же — это тоже автотрофное питание , так же запасается энергия  и это запас в виде молекул АТФ

 

Этот тип синтеза используется ТОЛЬКО бактериями.

 

Хемосинтетики — единственные организмы на земле, не зависящие от энергии солнечного света.

 
Поэтому бактерии, «практикующие» хемосинтез, могут жить на любой глубине океанов.
 

По современным оценкам, биомасса «подземной биосферы», которая находится, в частности, под морским дном и включает хемосинтезирующих анаэробных  архебактерий, может превышать биомассу остальной биосферы

 
Изучением фотосинтеза и хемосинтеза занимался С. Н. Виноградский  — ученый, который рассматривал влияние микроорганизмов на биосферу (он ввел понятие «экология микроорганизмов»).
 
Как видите,  фотосинтез и хемосинтез — две формы пластического обмена, при котором из неорганических веществ образуются органические вещества.
 


  • в ЕГЭ это вопрос А3 — обмен веществ и фотосинтез
  • А10 — физиология растений

 

Тест "Фотосинтез"

1. Световая фаза фотосинтеза протекает:
2. Темновая фаза фотосинтеза протекает:
3. Фотолиз воды как часть фотосинтеза протекает:
4. Хлоропласты имеют свою ДНК, так же как и:
5. В процессе фотосинтеза кислород образуется в результате:
6. Суммарное уравнение фотосинтеза:
7. Значение фотосинтеза для растений:
8. В процессе фотосинтеза происходит:
9. В результате световой фазы фотосинтеза образуется:
10. В процессе фотосинтеза участвуют ферменты, находящиеся:

 
 
 

Обсуждение: "Фотосинтез и хемосинтез"

  • Генадий и Елена:

    Примечание: Хемосинтез используют не только бактерии, но также и археи (сейчас наиболее используемая система живых организмов — «Трёхдоменная система К.Вёзе», в которой «надцарство Прокариоты» уже давно упразднено и разделено на 2 разных домена: Бактерии и Археи, причём среди архей хемосинтетиков ещё больше, чем среди бактерий).

(Правила комментирования)