Алгебра
Английский
Биология
География
Геометрия
Русский
История
Обществознание
Физика
Химия
Информатика
Литература
МатематикаГДЗ по биологии 10 класс Беляев §11
§11
Обмен веществ
Тренируемся
Напишите схему реакции превращения азота в аммиак, затем в соли аммония, а затем в органические соединения (в схемах используйте химические формулы всех упомянутых веществ, кроме органических). Укажите условия протекания первых двух реакций в живых организмах и в промышленности.
Добавить текст Вернуть оригиналСхема реакции превращения азота в аммиак:
Добавить текст Вернуть оригиналN2 + 3H2 → 2NH3
Схема реакции превращения аммиака в соли аммония:
Добавить текст Вернуть оригиналNH3 + H2O → NH4+ + OH-
Первая реакция в живых организмах протекает при участии ферментов, которые называются азотфиксирующими бактериями, способными каталитически превращать азот газа в аммиак. В промышленности такая реакция протекает при условии высокого давления около 150 – 300 атмосфер и температуре около 400 – 500 градусов по Цельсию в присутствии катализатора, например, железа. Такой процесс широко применяется в производстве аммиака и называется процессом Габера-Боша.
Добавить текст Вернуть оригиналВторая реакция в живых организмах протекает в цитоплазме клеток под воздействием фермента аммония, который катализирует реакцию между аммиаком и водой, образуя в результате ион аммония. В промышленности для того, чтобы превратить аммиак в соли аммония, применяется реакция с участием кислоты, которая используется для производства удобрений. В результате реакции образуются ионы аммония и анионы кислоты.
Добавить текст Вернуть оригиналСхема реакции превращения солей аммония в органические соединения:
Добавить текст Вернуть оригиналNH4+ + CO2 + ATP + H2O → органические соединения + ADP + Pi
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 60
Вопросы и упражнения
№ 1. Какие группы реакций можно выделить в обмене веществ?
Выделяют несколько групп реакций в обмене веществ, которые взаимосвязаны межу собой и обеспечивают нормальную жизнедеятельность клеток и организмов:
Добавить текст Вернуть оригинал1. Гликолиз (является первым этапом аэробного и анаэробного дыхания);
Добавить текст Вернуть оригинал2. Дыхание (может быть аэробным и анаэробным);
Добавить текст Вернуть оригинал3. Фотосинтез (преобразование световой энергии в химическую);
Добавить текст Вернуть оригинал4. Катаболизм жиров (расщепление жиров на глицерин и жирные кислоты);
Добавить текст Вернуть оригинал5. Аминокислотный обмен (важен для поддержания структуры тканей и синтеза необходимых белков);
Добавить текст Вернуть оригинал6. Обмен липидов (синтез или расщепление липидов для использования их в клетке).
Добавить текст Вернуть оригинал№ 2. Какие существуют типы обмена веществ?
Существует два основных типа обмена веществ: анаболизм и катаболизм. Анаболизм (ассимиляция или пластический обмен) представляет собой процесс синтеза из простых компонентов более сложных молекул, который требует много энергии. Например, синтез гликогена из глюкозы, синтез жиров из глицина и жирных кислот или синтез белков из аминокислот.
Добавить текст Вернуть оригиналКатаболизм (диссимиляция иди энергетический обмен) – это процесс расщепления более сложных молекул на простые компоненты с выделением энергии. Например, расщепление жиров до глицерина и ацильных кислот в результате жирового распада.
Добавить текст Вернуть оригиналТакже выделяют еще один тип обмена веществ – трансформация, который подразумевает процесс изменения одних химических соединений в другие без синтеза или существенного расщепления. Он является основой для обмена веществ в тканях. Например, изменение одного аминокислотного остатка в белке на другой.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 3. Как сформировалась кислородная атмосфера Земли?
Первые клетки, которые были способными использовать энергию солнечного света, появились на нашей планете более 3,5 млрд. лет назад, в архейскую эру. Чуть более миллиарда лет потребовалось и на то, чтобы атмосфера достаточно насытилась выделяемым кислородом. Все это произошло благодаря «великому окислительному событию», в ходе которого организмы, например, цианобактерии, способные к фотосинтезу, смогли производить в процессе своей жизнедеятельности кислород.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 4. В чем заключается планетарная роль фотоавтотрофов?
Фотоавтотрофы – это организмы, которые способны использовать энергию солнца для синтеза из неорганических веществ – воды и углекислого газа – органические соединения. Их планетарная роль заключается, прежде всего, в том, что они являются главными производителями органических веществ во всех экосистемах Земли. Они поглощают огромное количество углекислого газа из атмосферы и в процессе фотосинтеза преобразуют его в кислород. Благодаря этому уменьшается концентрация углекислого газа.
Добавить текст Вернуть оригиналТакже фотоавтотрофы являются источником питания для большинства других организмов, включая даже гетеротрофов – потребителей органических соединений, произведенных фотоавтотрофами.
Добавить текст Вернуть оригиналТаким образом, планетарная роль фотоавтотрофов в том, что они обеспечивают основу для жизни на Земле, оказывают важное влияние на глобальный климат, поддерживают экосистемы.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 61
Работа с информацией
№ 5. Найдите в Интернете информацию о хемосинтетиках и подготовьте сообщение на тему «Преобразование энергии хемосинтетиками».
Добавить текст Вернуть оригиналПреобразование энергии хемосинтетиками
Хемосинтетики – это хемотрофы или хемосинтезирующие бактерии, которые способны получать углерод, как и в случае с фотосинтезом, из углекислого газа, но при этом в качестве энергии могут использовать энергию окисления неорганических веществ и ферментов. Сегодня такие бактерии используют для хемосинтеза соединения серы, азота и железа. Также известен целый ряд микроорганизмов, которые способны окислять марганец. По мнению ученых, благодаря таким химическим реакциям эти микроорганизмы научились получать энергию.
Добавить текст Вернуть оригиналЕще один пример хемосинтеза – сероокисляющие бактерии. Они используют сероводород в качестве источника энергии и выделяют серу в виде отходов. Некоторые виды бактерий могут использовать железо в качестве источника энергии и выделять его в виде отходов.
Добавить текст Вернуть оригиналВ целом хемосинтез имеет большое значение для жизни на нашей планете. Он позволяет организмам выживать в условиях, когда отсутствует доступ света и процесс фотосинтеза невозможен.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 61
Работа с текстом
№ 6. Прочитайте раздел параграфа «Типы обмена веществ» и сформулируйте определение понятия «аэробные организмы».
Аэробные организмы – это организмы, которым для процессов синтеза энергии нужен свободный молекулярный кислород. К ним относится значительная часть микроорганизмов, все растения и подавляющее большинство животных.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 61
К следующему уроку
Как устроены хлоропласты? (параграф 9)
Хлоропласты – это органеллы в растительных клетках, которые выполняют определенный ряд важнейших функций, связанных с фотосинтезом. В хлоропластах есть двойная мембрана, которая окружает их внутреннюю жидкость – строму. В строме расположены тилакоиды – дисковидные структуры, образующие стопки – граны. В гранах находится большое количество молекул хлорофилла и других пигментов, которые используются для преобразования энергии света в химическую энергию. Также в хлоропластах содержится циркулярная ДНК, которая управляет процессами репликации и транскрипции генов, и рибосомы, которые нужны для синтеза белков.
Добавить текст Вернуть оригиналКакое строение имеет молекула АТФ?
Молекула АТФ состоит из трех компонентов – рибозы (пятиуглеродного моносахарида), аденина и трех остатков фосфорной кислоты, которые соединены между собой макроэнергетическими связями.
Добавить текст Вернуть оригиналКакие функции она выполняет? (параграф 6)
Молекула АТФ является универсальным энергетическим носителем в клетке, а также обеспечивает энергию для большинства биохимических реакций:
Добавить текст Вернуть оригинал1) передача энергии в клетке;
2) регуляция метаболизма и контроль активности ферментов и других белковых молекул;
Добавить текст Вернуть оригинал3) синтез биологически важных молекул (РНК, ДНК, липиды, углеводы, белки);
Добавить текст Вернуть оригинал4) регуляция температуры (контроль метаболизма и уровня активности митохондрий);
Добавить текст Вернуть оригинал5) механическая работа (источник энергии для сокращения мышц, движения жгутиков и ресничек).
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 64
