Где сосредоточен хлорофилл хлоропластов
Введение
Солнце было и остается неисчерпаемым источником энергии для нашей планеты. Важнейшим ароморфозом архейской эры было возникновение фотосинтеза, процесса, с помощью которого некоторые живые организмы научились синтезировать органические вещества с использованием солнечного света в качестве основного источника энергии.
Фотосинтез – этот процесс, чрезвычайно важный для всего живого населения нашей планеты. Он происходит в клетках зеленых растений, водорослей и в клетках некоторых бактерий, например цианобактерий, и осуществляется с помощью различных пигментов, в частности, с помощью хлорофилла.
Хлорофилл
Хлорофилл у высших растений сосредоточен в хлоропластах, а основным органом фотосинтеза у высших растений является лист. Хлорофилл обладает особой химической структурой, которая позволяет ему улавливать кванты света (рис. 1).
Рис. 1. Спектр поглощения хлорофиллов
Хлорофилл поглощает, главным образом, красный и синий свет. Зеленый свет они отражают, и поэтому придают растениям характерную зеленую окраску, если только её не маскируют другие пигменты. Существуют несколько форм молекул хлорофилла, различающиеся по длине волны улавливаемого света (рис. 2).
Рис. 2. Спектр поглощаемого хлорофиллом света
Хлорофилл у высших растений сосредоточен в хлоропластах, что обусловливает их строение.
Хлоропласт
Структурной и функциональной единицей хлоропластов являются тилакоиды – плоские мембранные мешочки, уложенные в стопки (граны) (рис. 3).
Рис. 3. Строение хлоропласта
Отдельные граны соединены друг с другом ламеллами.
В мембранах тилакоидов расположены особые комплексы, в которые входит молекула хлорофилла, а также молекула переносчиков электронов – цитохромов. Мембранная система – это то место, где протекают световые реакции фотосинтеза.
Строма хлоропластов по своему строению напоминает гель – здесь протекают темновые реакции.
Избыток углеводов, образовавшихся в процессе фотосинтеза, запасается в виде зерен крахмала.
Фотосинтетические пигменты
Фотосинтетические пигменты бывают двух типов: главные и вспомогательные. Пигменты второго типа передают испускаемые ими электроны главному пигменту. Электроны, испускаемые главным пигментом, непосредственно доставляют энергию для реакции фотосинтеза. Основными ловцами световых частиц являются две формы хлорофилла а, которые обозначают как П700 и П680 (П – пигмент, 680 – 700 это максимум поглощения в нм). Другие пигменты выполняют вспомогательную роль.
В настоящее время принято считать, что существуют две фотосинтетические единицы, которые называют фотосистема 1 и фотосистема 2. Каждая их этих единиц состоит из набора вспомогательных пигментов, которые передают энергию на молекулу главного пигмента, а именно на молекулу хлорофилла а (рис. 4).
Рис. 4. Строение фотосистемы и антенного комплекса собирающих свет пигментов
Эта молекула называется реакционным центром. В реакционном центре энергия используется для осуществления химической реакции.
Рис. 5. Перемещение электронов к реакционному центру
Именно здесь происходит преобразование световой энергии в энергию химических связей, что является центральным событием фотосинтеза (рис. 5).
Фазы фотосинтеза
Фотосинтез происходит в две фазы, а именно в световую фазу и темновую фазу.
Во время световой фазы происходит образование энергии, которая затем расходуется на темновые реакции. Процесс световой фазы фотосинтеза включает в себя нециклическое фотофосфорилирование и фотолиз воды. В качестве побочного продукта реакции в результате фотолиза воды выделяется кислород. Реакция происходит на мембранах тилакоидов.
Квант красного света, поглощенный хлорофиллом П680 (фотосистема ІІ), переводит электрон в возбужденное состояние (рис. 6). Возбужденный светом электрон приобретает большой запас энергии, вследствие чего перемещается на более высокий энергетический уровень. Такой электрон захватывается акцептором электронов Х, перемещаясь с одной ступени на другую, то есть от одного акцептора к другому, он теряет энергию, которая используется для синтеза АТФ.
Рис. 6. Схема процессов световой фазы фотосинтеза
Место вышедших электронов молекулы хлорофилла П680, занимают электроны воды, так как вода под действием света подвергается фотолизу, где в качестве побочного продукта образуется кислород. Фотолиз происходит в полости тилакоида (рис. 7).
Рис. 7. Фотолиз воды
В фотосистеме І возбужденные электроны под действием фотона света также переходят на более высокий уровень и захватываются акцептором Y. В конце концов, электроны доходят от Y до переносчика – НАДФ, и, взаимодействуя с ионами водорода, выделенными при фотолизе воды, образуют восстановленный НАДФН. НАДФ расшифровывается как – никотинамидадениндинуклеотидфосфат.
Рис. 8. Взаимодействие фотосистемы I и фотосистемы II
Место вышедших электронов в молекуле П700 занимают электроны, полученные от фотосистемы II П680 (рис. 8). Таким образом, на свету электроны перемещаются от воды к фотосистемам II и I, и затем к НАДФ. Такой однонаправленный поток электронов носит название нециклического потока электронов, а образование АТФ, которое при этом происходит, носит название нециклического фотофосфорилирования. Таким образом, в световой фазе образуются АТФ и восстановленный НАДФ, богатые энергией, и в качестве побочного продукта реакции выделяется кислород.
Темновая фаза фотосинтеза. Если световая фаза протекает только на свету, то темновая фаза не зависит от света. Темновая фаза протекает в строме хлоропластов, куда переносятся богатые энергией соединения, а именно АТФ и восстановленный НАДФ, кроме этого, туда же поступает углекислый газ в качестве источника углеводов, который берется из воздуха и поступает в растения через устьица. В реакциях темновой фазы углекислый газ восстанавливается до глюкозы с помощью энергии, запасенной молекулами АТФ и НАДФ.
Превращение углекислого газа в глюкозу в ходе темновой фазы фотосинтеза получило название цикла Кальвина – по имени его первооткрывателя.
Первая стадия фотосинтеза – световая – происходит на мембранах хлоропласта в тилакоидах.
Вторая стадия фотосинтеза – темновая – протекает внутри хлоропласта, в строме.
Суммарное уравнение фотосинтеза выглядит следующим образом. При взаимодействии 6 молекул углекислого газа и 6 молекул воды образуется одна молекула глюкозы и выделяется шесть молекул кислорода. Этот процесс протекает на свету в хлоропластах у высших растений.
Таким образом, фотосинтез – процесс превращения вещества и энергии.
Источник: interneturok.ru
с момента рождения до её смерти.2. Жизненный цикл клетки состоит:А – из мейоза и интерфазы.Б – из митоза и мейоза.В – из интерфазы и митоза.Г – роста и развития.3. Митоз – способ деления эукариотической клетки, при котором:А – дочерние клетки получают такую же наследственную информацию как в ядре материнской клетки.Б – образуется зигота.В – образуются половые клетки.Г – из диплоидной клетки образуются гаплоидные.4. Сколько клеток образуется при мейозе?А – 1; Б – 2; В – 3; Г – 4.5. Сколько хроматид в хромосоме к началу профазы?А – 1; Б – 2; В – 3; Г – 4.6. Интерфаза между 1 и 2 делением мейоза:А – длинная.Б — короткая.В – такая же, как между двумя делениями митоза.Г – отсутствует.7. В интерфазе митоза происходит:А – удвоение содержания ДНК.Б – синтез ферментов.В – синтез АТФ.Г – верны все ответы.8. Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки:А – в профазе.Б – в метафазе.В – в анафазе.Г – в телофазе.9. В первом деление мейоза происходит расхождение:А – гомологичных хромосом.Б – гомологичных хроматид.В – негомологичных хроматид.Г – негомологичных хромосом.10. Какой набор хромосом имеют сперматозоиды?А – 1n; Б – 2n; В – 3n; Г – 4n.11. Сколько хроматид идёт к каждому полюсу в анафазе 1, если исходная клетка имеет 8 хромосом?А – 4; Б – 8; В – 16; Г – 2.12.
олько хромосом будет в дочерних клетках после митоза, если в материнской клетке было 6 хромосом?А – 3; Б – 6; В – 4; Г – 5.13. Онтогенез – процесс:А – исторического развития организмов.Б – деление клеток.В – индивидуального развития организма.Г – эмбрионального развития.14. Выберите признаки, характерные для митоза, запишите соответствующие им цифры.1. Состоит из четырёх фаз.2. Включает два деления, каждое из которых состоит из четырёх фаз.3. Делению клетки предшествует интерфаза.4. Хромосомы удваиваются в интерфазе.5. В результате образуются две дочерние клетки.6. В результате образуются четыре дочерние клетки.7. Дочерние клетки гаплоидны.8. Дочерние клетки имеют такой же набор хромосом, как и материнская клетка.9. Процесс происходит в соматических клетках.10. Процесс происходит в половых клетках.15. Установите соответствие между типом размножения и его характерным чертами:Результаты занесите в таблицу:16. Дайте определение понятий:- зигота- кроссинговер- эмбрионЧасть 217. Дайте развёрнутый ответ.В чём заключаются преимущества бесполого размножения?
Источник: znanija.com
Тест Вариант I
Обязательная часть (правильный ответ — 1 балл).
1. В клетках каких организмов содержатся хлоропласты? А. Животных. Б. Растений. В. Животных и растений. Г. Грибов.
2. Какие лучи спектра преимущественно поглощает хлорофилл? А. Красные. Б. Зеленые. В. Фиолетовые. Г. Весь спектр.
3. НАДФ в хлоропласте представляет собой: А. Составную часть двухслойной мембраны хлоропласта. Б. «Ловушку» для электронов. В. Фермент для образования крахмала. Г. Фермент для диссоциации воды. 4. Фотолиз воды — это: А. Накопление воды в листе под действием света. Б. Диссоциация воды на ионы под действием света. В. Выделение водяных паров из устьиц под действием света. Г. Нагнетание воды в листья под действием света. 5. Процессы, происходящие в световую стадию фотосинтеза: А. Превращение энергии солнечного света в НАДФ и АТФ. Б. Накапливание крахмала В. Расщепление крахмала. Г. Расщепление АТФ и НАДФ с выделением свободных электронов.
6. Автотрофы — это: А. Организмы-паразиты. Б. Грибы шляпочные и плесневые, гнилостные бактерии. В. Зеленые растения и бактерии, использующие энергию химических реакций Г. Животные, питающиеся падалью. 7. На каком этапе энергетического обмена крахмал расщепляется до глюкозы? А. На первом. Б. На втором. В. На третьем. Г. На четвертом.
8. Второй этап энергетического обмена (гликолиз) происходит: А. В митохондриях клеток. Б. В органах пищеварения. В. В кровеносной системе. Г. В цитоплазме клеток.
9. Этап назван кислородным потому, что… А. Кислород выделяется клеткой в процессе реакций. Б. Кислород поглощается клеткой в процессе реакций. В. Кислород переносится гемоглобином крови. Г. Кислород необходим как фермент реакций.
10. А ТФ накапливается клеткой для использования в качестве: А. Фермента. Б. Строительного материала клеточных мембран. В. Строительного материала мембран митохондрии. Г. Источника энергии.
11. Д. Пристли обнаружил, что мышь не гибнет в закрытом сосуде, если там находится веточка мяты. Что еще требуется, чтобы мышь осталась жива? А. Поилка для мыши. Б. Солнечный свет. В. Раствор хлорофилла. Г. Ионы водорода.
1. Раскройте смысл выражения К. А. Тимирязева: «Космическая роль растений».
2. Почему учащение дыхания при беге происходит не сразу, а спустя некоторое время?
Вариант 2
1. Где сосредоточен пигмент хлорофилл? А. В двойной оболочке хлоропласта. Б. В основном веществе хлоропласта (в строме). В. В гранах. Г. В межклеточном пространстве листа.
2. Какие процессы порождают поглощенные хлорофилл кванты света? А. Хлорофилл превращается в АДФ. Б. Электрон покидает орбиту молекулы хлорофилла. В. Хлоропласт увеличивается в объеме. Г. Хлорофилл превращается в АТФ.
З. Кислород выделяется в атмосферу в результате: А. Фотолиза воды. Б. Отщепления О2 от молекулы СО2 В. Превращения АТФ в АДФ. Г. Расщепления глюкозы. 4. В какую стадию фотосинтеза образуется кислород? А. В световую Б. В темновую. В. Постоянно. Г. Никогда не образуется.
5. В темновой стадии образуется: А. Крахмал. Б. Водородные и гидроксильные ионы при фотолизе воды. В. Свободный кислород. Г. Избыток АТФ и НАДФ. Н2
6. Гетеротрофы — это: А. Зеленые растения, использующие энергию солнечного света. Б. Животные, использующие энергию, заключенную в пище. В. Органоиды, окрашивающие клетку в желтый цвет. Г. Вещества, укрепляющие клеточные стенки растений.
7. Первый (подготовительный) этап энергетического обмена происходит. А. В митохондриях. Б. В клетках пищеварения. В. В цитоплазме клеток. Г. В артериальной крови.
8. Третий этап энергетического обмена происходит: А. На мембранах ЭПС. Б. В цитоплазме клеток. В. В кристах митохондрий. Г. В органах дыхания.
. 9. На третьем этапе энергетического обмена (дыхание) происходит А. Расщепление молочной кислоты и накапливание АТФ. Б. Расщепление АТФ и накапливание молочной кислоты. В. Выделение кислорода и расщепление АТФ. Г. Поглощение СО2 и Н2 О клеткой.
10. Люди со слабыми легкими недостаточно трудоспособны потому, что: А. Кровь недостаточно омывает легкие. Б. Не хватает кислорода для третьего этапа энергетического обмена. В. В крови не хватает гемоглобина. Г. Кровь недостаточно быстро движется по артериям.
11. Представьте, что вы беседуете с Яном ВанГельмонтом. Что бы вы ему ответили на вопрос. «Благодаря чему выросла ветка ивы?» А. В результате поступления воды. Б. За счет минеральных солей. В. Вследствие поглощения углекислого газа. Г. В результате поглощения кислорода.
1. Приведите 2—3 примера использования знаний о фотосинтезе в практике сельского хозяйства.
2. Обоснуйте вред курения, применяя знания об энергетическом обмене.
Источник: multiurok.ru
Введение
Солнце было и остается неисчерпаемым источником энергии для нашей планеты. Важнейшим ароморфозом архейской эры было возникновение фотосинтеза, процесса, с помощью которого некоторые живые организмы научились синтезировать органические вещества с использованием солнечного света в качестве основного источника энергии.
Фотосинтез – этот процесс, чрезвычайно важный для всего живого населения нашей планеты. Он происходит в клетках зеленых растений, водорослей и в клетках некоторых бактерий, например цианобактерий, и осуществляется с помощью различных пигментов, в частности, с помощью хлорофилла.
Хлорофилл
Хлорофилл у высших растений сосредоточен в хлоропластах, а основным органом фотосинтеза у высших растений является лист. Хлорофилл обладает особой химической структурой, которая позволяет ему улавливать кванты света (рис. 1).
Рис. 1. Спектр поглощения хлорофиллов
Хлорофилл поглощает, главным образом, красный и синий свет. Зеленый свет они отражают, и поэтому придают растениям характерную зеленую окраску, если только её не маскируют другие пигменты. Существуют несколько форм молекул хлорофилла, различающиеся по длине волны улавливаемого света (рис. 2).
Рис. 2. Спектр поглощаемого хлорофиллом света
Хлорофилл у высших растений сосредоточен в хлоропластах, что обусловливает их строение.
Хлоропласт
Структурной и функциональной единицей хлоропластов являются тилакоиды – плоские мембранные мешочки, уложенные в стопки (граны) (рис. 3).
Рис. 3. Строение хлоропласта
Отдельные граны соединены друг с другом ламеллами.
В мембранах тилакоидов расположены особые комплексы, в которые входит молекула хлорофилла, а также молекула переносчиков электронов – цитохромов. Мембранная система – это то место, где протекают световые реакции фотосинтеза.
Строма хлоропластов по своему строению напоминает гель – здесь протекают темновые реакции.
Избыток углеводов, образовавшихся в процессе фотосинтеза, запасается в виде зерен крахмала.
Фотосинтетические пигменты
Фотосинтетические пигменты бывают двух типов: главные и вспомогательные. Пигменты второго типа передают испускаемые ими электроны главному пигменту. Электроны, испускаемые главным пигментом, непосредственно доставляют энергию для реакции фотосинтеза. Основными ловцами световых частиц являются две формы хлорофилла а, которые обозначают как П700 и П680 (П – пигмент, 680 – 700 это максимум поглощения в нм). Другие пигменты выполняют вспомогательную роль.
В настоящее время принято считать, что существуют две фотосинтетические единицы, которые называют фотосистема 1 и фотосистема 2. Каждая их этих единиц состоит из набора вспомогательных пигментов, которые передают энергию на молекулу главного пигмента, а именно на молекулу хлорофилла а (рис. 4).
Рис. 4. Строение фотосистемы и антенного комплекса собирающих свет пигментов
Эта молекула называется реакционным центром. В реакционном центре энергия используется для осуществления химической реакции.
Рис. 5. Перемещение электронов к реакционному центру
Именно здесь происходит преобразование световой энергии в энергию химических связей, что является центральным событием фотосинтеза (рис. 5).
Фазы фотосинтеза
Фотосинтез происходит в две фазы, а именно в световую фазу и темновую фазу.
Во время световой фазы происходит образование энергии, которая затем расходуется на темновые реакции. Процесс световой фазы фотосинтеза включает в себя нециклическое фотофосфорилирование и фотолиз воды. В качестве побочного продукта реакции в результате фотолиза воды выделяется кислород. Реакция происходит на мембранах тилакоидов.
Квант красного света, поглощенный хлорофиллом П680 (фотосистема ІІ), переводит электрон в возбужденное состояние (рис. 6). Возбужденный светом электрон приобретает большой запас энергии, вследствие чего перемещается на более высокий энергетический уровень. Такой электрон захватывается акцептором электронов Х, перемещаясь с одной ступени на другую, то есть от одного акцептора к другому, он теряет энергию, которая используется для синтеза АТФ.
Рис. 6. Схема процессов световой фазы фотосинтеза
Место вышедших электронов молекулы хлорофилла П680, занимают электроны воды, так как вода под действием света подвергается фотолизу, где в качестве побочного продукта образуется кислород. Фотолиз происходит в полости тилакоида (рис. 7).
Рис. 7. Фотолиз воды
В фотосистеме І возбужденные электроны под действием фотона света также переходят на более высокий уровень и захватываются акцептором Y. В конце концов, электроны доходят от Y до переносчика – НАДФ, и, взаимодействуя с ионами водорода, выделенными при фотолизе воды, образуют восстановленный НАДФН. НАДФ расшифровывается как – никотинамидадениндинуклеотидфосфат.
Рис. 8. Взаимодействие фотосистемы I и фотосистемы II
Место вышедших электронов в молекуле П700 занимают электроны, полученные от фотосистемы II П680 (рис. 8). Таким образом, на свету электроны перемещаются от воды к фотосистемам II и I, и затем к НАДФ. Такой однонаправленный поток электронов носит название нециклического потока электронов, а образование АТФ, которое при этом происходит, носит название нециклического фотофосфорилирования. Таким образом, в световой фазе образуются АТФ и восстановленный НАДФ, богатые энергией, и в качестве побочного продукта реакции выделяется кислород.
Темновая фаза фотосинтеза. Если световая фаза протекает только на свету, то темновая фаза не зависит от света. Темновая фаза протекает в строме хлоропластов, куда переносятся богатые энергией соединения, а именно АТФ и восстановленный НАДФ, кроме этого, туда же поступает углекислый газ в качестве источника углеводов, который берется из воздуха и поступает в растения через устьица. В реакциях темновой фазы углекислый газ восстанавливается до глюкозы с помощью энергии, запасенной молекулами АТФ и НАДФ.
Превращение углекислого газа в глюкозу в ходе темновой фазы фотосинтеза получило название цикла Кальвина – по имени его первооткрывателя.
Первая стадия фотосинтеза – световая – происходит на мембранах хлоропласта в тилакоидах.
Вторая стадия фотосинтеза – темновая – протекает внутри хлоропласта, в строме.
Суммарное уравнение фотосинтеза выглядит следующим образом. При взаимодействии 6 молекул углекислого газа и 6 молекул воды образуется одна молекула глюкозы и выделяется шесть молекул кислорода. Этот процесс протекает на свету в хлоропластах у высших растений.
Таким образом, фотосинтез – процесс превращения вещества и энергии.
Источник: interneturok.ru