Почему в результате фотосинтеза у зеленых растений в атмосферу выделяется свободный кислород кратко

Обновлено: 02.07.2024

Злаковые
стебель с узлами,у большинство растений этого семейства к примеру: Пшеница,рожь, тимофеевки, стебель полый в междоузлиях. Такой стебель называется соломиной. Листья у злаков узкие, длинные, жилкование паралельное. Формула: О(2)+2 Т3 П1. Соцветия:сложный колос,метёлка и початок.

Лилейные
Луковичные травы, у ландыша и алоэ имеется корневище. Опыляются насекомыми. Плод-коробочка а в других ягода. Формула: О6 Т6 П1. Соцветия: простая кисть и простой зонтик.

Черешковый лист - лист с черешком.
Сидячий лист - лист без черешка.
Простой лист - лист, имеющий 1 листовую пластинку на черешке.
Сложный лист - лист, образованный несколькими пластинками, каждая из которых имеет свой черешок, соединяющий листовую пластинку с общим черешком.

3.Корни в верхних слоях и на глубине до 1 метра

5.Много цветов и высокие шансы для опыления насекомыми

Кактус и его приспособленность к среде обитания:

В период засухи он способен собирать и запасать влагу в мясистом сочном стебле.

Ребристая форма ствола, которая уменьшает испарение, ребра уменьшают температуру и отбрасывают тень.

Большой, толстый эпидермис, часто имеет восковый налет.

Многочисленные белые волоски, они окутывают стебель и предотвращают испарение.

Структурные защитные приспособления склерофитов, направленные на уменьшение расхода воды:

1. Общее сокращение транспирирующей поверхности. Многие ксерофиты имеют мелкие, узкие, сильно редуцированные листовые пластинки. В особо засушливых пустынных местообитаниях листья некоторых древесных и кустарниковых пород редуцированы до едва заметных чешуек. У таких видов фотосинтез осуществляют зеленые ветви.

2. Уменьшение листовой поверхности в наиболее жаркие и сухие периоды вегетационного сезона. Для многих кустарников среднеазиатских, североафриканских и других пустынь, а так же для некоторых видов сухих субтропиков средиземноморья характерен сезонный деформизм листьев: ранней весной при еще благоприятном водном режиме образуются относительно крупные листья, которые летом, при наступлении жары и сухости, сменяются мелкими листьями более ксероморфного строения с меньшей интенсивностью транспирации.

3. Защита листьев от больших потерь влаги на транспирацию. Она достигается благодаря развитию мощных покровных тканей — толстостенного, иногда многослойного эпидермиса, часто несущего различные выросты и волоски, которые образуют густое "войлочное" опушение поверхности листа. У других видов поверхность покрыта водонепроницаемым слоем толстой кутикулы или воскового налета. Развитие защитных покровов на листьях причина того, что степной травостой имеет тусклые, седоватые оттенки, резко отличающиеся от яркой зелени лугов.

Устьица у ксерофитов обычно защищены от чрезмерной потери влаги, например, расположены в специальных углублениях в ткани листа, иногда снабженных волосками и прочими дополнительными защитными устройствами. У ковылей и других степных злаков существует интересный механизм защиты устьиц в самые жаркие и сухие часы дня: при больших потерях воды крупные тонкостенные водоносные клетки эпидермиса теряют тургор, и лист свертывается в трубку; так устьица оказываются изолированными от окружающего сухого воздуха внутри замкнутой полости, где благодаря транспирации создается повышенная влажность. Во влажную погоду клетки эпидермиса восстанавливают тургор, и листовая пластинка вновь развертывается.

4. Усиленное развитие механической ткани.

Клетки тканей листьев у ксерофитов отличаются мелкими размерами и весьма плотной упаковкой, то есть малым развитием межклетников, благодаря чему сильно сокращается внутренняя испаряющая поверхность листа. Поскольку ксерофиты обычно обитают на открытых, хорошо освещенных местообитаниях, многие черты ксероморфной структуры листа — это одновременно и черты световой структуры. Так у многих видов листья имеют мощную иногда многорядную палисадную паренхиму, часто расположенную с обеих сторон.

Космическая роль растений. Растения – автотрофы. Автотрофы использую световую энергию, с помощью энергии солнца, хлорофилла клеток и углерода углекислого газа синтезирует в своих организмах собственные органические вещества. Солнце – это космическое тело (звезда), которая дает энергию для жизни растений – для синтеза питательных веществ растений на планете Земля. А затем уже все остальные организмы используют растения для своего питания. То есть растения с помощью энергии солнца дают пищу всем остальным организмам на планете.

В каких органоидах клетки осуществляется фотосинтез?

Вопросы для повторения и задания

1. Что такое ассимиляция?

2. Опишите известные вам типы питания. Какой критерий лежит в разделении организмов на автотрофные и гетеротрофные?

Гетеротрофы – организмы, не способны самостоятельно синтезировать органические вещества, это организмы, питающиеся готовыми органическими веществами.

Гетеротрофы делятся на:

Автотрофы – это организмы, которые самостоятельно синтезируют органические вещества.

Автотрофы делятся на:

Миксотрофы – организмы, по типу питания занимающие промежуточное положение между автотрофами и гетеротрофами. К М. относятся некоторые автотрофные растения, одновременно усваивающие и готовые органические вещества (напр., некоторые зеленые одноклеточные и синезеленые водоросли).

3. Какие организмы называют автотрофными?

Автотрофы – это организмы, которые самостоятельно синтезируют органические вещества.

4. Почему у зелёных растений в результате фотосинтеза выделяется в атмосферу свободный кислород?

5. Каковы признаки гетеротрофного типа питания? Приведите примеры гетеротрофных организмов.

Гетеротрофы, организмы, использующие для своего питания готовые органические вещества (обычно ткани растений или животных) через процесс, известный как гетеротрофное питание. Все животные и грибы - гетеротрофы. В результате пищеварительного процесса (как и у людей) происходит расщепление тканей, обеспечивая организм материалом, из которого он может синтезировать необходимые питательные вещества, такие как углеводы, белки, жиры, витамины и минералы.

Так как роль растений называют космической. Растения – автотрофы. Автотрофы использую световую энергию, с помощью энергии солнца, хлорофилла клеток и углерода углекислого газа синтезирует в своих организмах собственные органические вещества. Солнце – это космическое тело (звезда), которая дает энергию для жизни растений – для синтеза питательных веществ растений на планете Земля. А затем уже все остальные организмы используют растения для своего питания. То есть растения с помощью энергии солнца дают пищу всем остальным организмам на планете.

В природе органическое вещество создают не только зеленые растения, но и бактерии, не содержащие хлорофилл. Этот автотрофный процесс называется хемосинтезом. Хемосинтез открыл в 1889-1890 гг. знаменитый русский микробиолог С.Н.Виноградский. Хемосинтез осуществляется благодаря энергии, выделяющейся при химических реакциях окисления различных неорганических соединений: водорода, сероводорода, аммиака, оксида железа (II) и других. Энергия, образовавшаяся в реакциях окислении, запасается в бактериальных клетках в форме АТФ.

В водоемах, вода которых содержит сероводород, живут бесцветные серобактерии. Колоссальное количество серобактерий имеется в Черном море, в котором глубже 200 м вода насыщена сероводородом. Энергию, необходимую для синтеза органических соединений эти бактерии получают, окисляя сероводород:

Реакция окисления сероводорода относится к окислительно-восстановительным реакциям. Путь движения электронов от S к О показан стрелками.

Какие элементы выполняют роли окислителя и восстановителя?

Выделяющаяся в результате свободная сера накапливается в бактериальных клетках в виде множества крупинок. При недостатке сероводорода бесцветные серобактерии производят дальнейшее окисление находящейся в них свободной серы до серной кислоты:

Высчитайте, чему равен энергетический эффект окисления сероводорода до серной кислоты?

Обе реакции сопровождаются выделением энергии - экзотермические реакции. Количество энергии, выделившееся в процессе окисления серводорода до серной кислоты равно сумме энергий, выделившейся в каждой реакции. Значит энергетический эффект реакции окисления сероводорода до серной кислоты равен 908 кДж.

Чрезвычайно широко распространены в почве и в различных водоемах нитрифицирующие бактерии. Они добывают энергию путем окисления аммиака и азотистой кислоты, поэтому играют очень важную роль в круговороте азота в природе. Аммиак, образующийся при гниении белков в почве или в водоемах. Окисляется нитрифицирующими бактериями (Nitrosomonas). Этот процесс отражает уравнение:

Дальнейшее окисление образовавшейся азотистой кислоты осуществляется другой группой нитрифицирующих микроорганизмов - Nitrobacter - нитробактером:

Энергетический эффект реакций окисления аммиака до азотной кислоты равен 763 кДж.

Процесс нитрификации происходит в почве в огромных масштабах и служит для растений источником нитратов. Жизнедеятельность бактерий представляет собой один из важнейших факторов плодородия почв.

В почве обитают бактерии, окисляющие водород:

Энергетический эффект реакций окисления водорода равен 235 кДж.Водородные бактерии окисляют водород, постоянно образующийся при анаэробном (бескислородном) разложении различных органических остатков микроорганизмами почвы.

Хемосинтезирующие бактерии, окисляющие соединения железа и марганца, обитают как в пресных, так и в морских водоемах. Благодаря их жизнедеятельности на дне болот и морей образуется огромное количество отложенных руд железа и марганца. Академик В.И.Вернадский - основатель биогеохимии говорил о залежах железных и марганцевых руд как о результате жизнедеятельности этих бактерий в древние геологические периоды.

Энергетический эффект реакций окисления железа (II) в железо (III) равен 324 кДж.

Подумайте! Вспомните!

1. Как связаны между собой фотосинтез и проблема обеспечения продовольствием населения Земли?

Растения являются важным источником питания для населения всех стран, поэтому, чем больше фотосинтезируют растения, тем больше этих растений, их форм (травы, кустарников, деревьев) их плодов, тем самым население будет обеспечено всеми растительными продуктами питания.

2. Можно ли считать, что фотосинтез включает в себя одновременно два процесса — ассимиляцию и диссимиляцию? Объясните свою точку зрения.

Да. Ассимиляция – это пластический обмен – синтез сложных органических веществ с затратами энергии, а диссимиляция – это энергетический обмен – разрушение сложных органических веществ с выделение энергии и запасанием АТФ. В процессе фотосинтеза одновременно идет синтез углеводов в растениях, и в световую фазу синтез молекул АТФ, которые идут в темновую фазу.

3. Приведите примеры использования особенностей метаболизма живых организмов в медицине, сельском хозяйстве и других отраслях.

Организация тепличного хозяйства (получение большого выхода растительных организмов нужных для питания человека за счет интенсивного процесса фотосинтеза при постоянном действии света на растения), эксперименты на грызунах по исследованию лекарств (у грызунов быстрый обмен веществ, короткий срок полового созревания, большое количество потомства).

Достаточно ли знать, что организм способен выделять кислород, чтобы отнести его к автотрофам. Да,с уточнением на фотоавтотрофы, так как кислород выделяется при фотолизе воды, это этап фотосинтеза. К автотрофам относят две категории организмов: хемоавтотрофы и фотоавтотрофы.

5. Как особенности метаболизма живых организмов используются в сельском хозяйстве, медицине, микробиологии, биотехнологии? Найдите необходимую информацию, используя дополнительные источники (литература, ресурсы Интернета). Обобщите информацию и представьте её в виде стенда.

Любой живой организм — открытая динамичная система, в которой постоянно осуществляются разнообразные процессы. В ходе жизнедеятельности клетки накапливают питательные вещества, образуют новые органоиды, растут, делятся, выполняют свои специфические функции, осуществляя при этом активный синтез органических веществ — пластический обмен и расходуя энергию, запасённую в процессе энергетического обмена. Особенно активно ассимиляция происходит в период роста организма. Но для осуществления процессов биосинтеза наличия одной энергии мало. Нужен ещё материал, из которого организм сможет синтезировать свои органические соединения. Самым важным элементом, необходимым всем живым организмам, является углерод.

Например, особенности метаболизма у бактерий состоят в том, что:

– его интенсивность имеет достаточно высокий уровень, что возможно обусловлено гораздо большим соотношением поверхности к единице массы, чем у многоклеточных;

– процессы диссимиляции преобладают над процессами ассимиляции;

– субстратный спектр потребляемых бактериями веществ очень широк — от углекислого газа, азота, нитритов, нитратов до органических соединений, включая антропогенные вещества — загрязнители окружающей среды (обеспечивая тем самым процессы ее самоочищения);

– бактерии имеют очень широкий набор различных ферментов — это также способствует высокой интенсивности метаболических процессов и широте субстратного спектра.

Ферменты бактерий по локализации делятся на 2 группы:

– экзоферменты — ферменты бактерий, выделяемые во внешнюю среду и действующие на субстрат вне клетки (например, протеазы, полисахариды, олигосахаридазы);

– эндоферменты — ферменты бактерий, действующие на субстраты внутри клетки (например, ферменты, расщепляющие аминокислоты, моносахара, синтетазы).

Синтез ферментов генетически детерминирован, но регуляция их синтеза идет за счет прямой и обратной связи, т.е. для одних — репрессируется, а для других — индуцируется субстратом. Ферменты, синтез которых зависит от наличия соответствующего субстрата в среде (например, бета-галактозидаза, бета-лактамаза), называются индуцибельными.

Другая группа ферментов, синтез которых не зависит от наличия субстрата в среде, называется конститутивными (например, ферменты гликолиза). Их синтез имеет место всегда, и они всегда содержатся в микробных клетках в определенных концентрациях.

Изучают метаболизм бактерий с помощью физико-химических и биохимических методов исследования в процессе культивирования бактерий в определенных условиях на специальных питательных средах, содержащих то или иное соединение в качестве субстрата для трансформации. Такой подход позволяет судить об обмене веществ путем более детального изучения процессов различных видов обмена (белков, углеводов) у микроорганизмов. На основании этих особенностей бактерии имеют широко применение.

Образование кислорода при фотосинтезе

Почему в результате фотосинтеза у зеленых растений в атмосферу выделяется свободный кислород?

В ходе реакций световой фазы фотосинтеза под действием квантов света и при взаимодействии с хлорофиллом происходит разложение (фотолиз) воды на атомарный водород и свободные радикалы OH • . Последние взаимодействуют между собой, образуя свободный кислород и воду:

Так как кислород не включается в дальнейший каскад реакций фотосинтеза, он выделяется во внешнюю среду.

Фотосинтез является очень сложным биохимическим процессом. Он связан с синтезом глюкозы, которая нужна для жизнедеятельности растения. Также нужно помнить, какие вещества для этого используются. Это углекислый газ и вода Если рассматривать химическую формулу фотосинтеза, то мы увидим, что при синтезе одной молекулы глюкозы необходимо по шесть молекул оксида углерода и оксида водорода. Также, в ходе реакции остаются двенадцать атомов кислорода, которые соединяются и образуют шесть молекул кислорода. Они и выходит в атмосферу.

Читайте также: