Решебник по биологии 9 класс Пасечник | Страница 85

Фотосинтез является одним из важнейших процессов, которые происходят в растительных клетках, и лежит в основе жизни на нашей планете. Любая клетка способна использовать универсальный источник энергии АТФ, который в растительных клетках образуется непосредственно благодаря процессу фотосинтеза во время световой фазы в результате фотолиза.

Во время световой фазы образуются богатые энергией молекулы и ионы водорода, которые необходимы для темновой фазы фотосинтеза.

В процессе темновой фазы происходит поглощение углекислого газа и синтез глюкозы, а все ее реакции обеспечиваются энергией, которая запасена во время световой фазы.

Хемосинтезирующие бактерии способны синтезировать органические соединения из неорганических при помощи энергии химических реакций окисления, которые происходят в клетке. Обитая в почве, одни виды бактерий – нитрифицирующие – окисляют аммиак, который образуется при гниении органических остатков, до азотистой кислоты. Далее бактерии других видов этой же группы приступают к окислению азотистой кислоты до азотной. Затем вся энергия используется бактериями на синтез органических веществ.

Взаимодействуя с минеральными веществами почвы, и азотистая, и азотная кислоты образуют соли, являющиеся важными компонентами в минеральном питании высших растений.

Мы знаем, что около 50% массы глюкозы образуется из углекислого газа (СО₂), который поглощается фотосинтезирующими организмами из атмосферы. Молекулярная масса глюкозы (С₆Н₁₂О₆) составляет 180г/моль. В 1 моле глюкозы содержится 6 моль углерода, что соответствует 6 г/моль. Из этого получается, что каждый грамм углерода в глюкозе соответствует 1,67 г глюкозы.

Теперь проведем расчет общей массы углерода, который синтезируется в процессе фотосинтеза. Годовой общий выброс в атмосферу углекислого газа составляет около 35 млрд. тонн. Учитывая, что массовая доля углерода в глюкозе составляет примерно 40%, получается, что количество кислорода, который используется для синтеза глюкозы, будет составлять: 0,4 · 17,5 · 10^12 г = 7 · 10^12 г.

Далее рассчитаем массу глюкозы, которая приходится на каждого из 6 млрд. жителей Земли в год. Для этого разделим общую массу глюкозы на количество жителей:

7 · 10^12 г : 6 · 10^9 = 1166 г/человека/год.

Получается, что примерно 1166 грамм глюкозы приходится на каждого из 6 млрд. жителей Земли, синтезируемой в процессе фотосинтеза.

Фотосинтез и хемосинтез – это два разных способа получения энергии и синтеза органических веществ у различных организмов. К сходствам этих способов можно отнести:

1) направлены на синтез органических соединений, таких как глюкоза;

2) происходит образование энергетических молекул, таких как АТФ;

3) используется транспортная цепочка для передачи электронов и создания энергетического градиента;

4) результатом является образование питательных веществ, которые нужны для жизни организмам.

Отличия:

1) фотосинтез осуществляется с использованием энергии от солнечного света;

2) хемосинтез использует химическую энергию из химических соединений;

3) для фотосинтеза требуется углекислый газ и вода, для хемосинтеза – различные химические соединения, например, аммиак или железо;

4) при фотосинтезе электроны происходят в результате разложения воды, при хемосинтезе – от химических реакций;

5) фотосинтез невозможен без фотосинтезирующих организмов (растения, некоторые бактерии и водоросли). Хемосинтез осуществляется при помощи некоторых видов бактерий и архей.

Клетка может использовать поглощаемые органические вещества:

1) для производства энергии;

2) для удаления отходов и токсических соединений, которые образуются в результате обмена веществ;

3) для синтеза новых органических молекул, которые нужны ей для роста, поддержания и восстановления клеточных компонентов;

4) в качестве строительных материалов для поддержки своей структуры;

5) для регуляции ее осмотического давления, поддержания внутреннего равновесия – гомеостаза.

Гетеротрофно питаются грибы, животные, насекомоядные растения и большинство бактерий.