Фотосинтез и хемосинтез
🌿 Биология · 9 класс
Что такое фотосинтез
Фотосинтез — это процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды за счёт энергии света. Он протекает в хлоропластах зелёных растений, водорослей и цианобактерий с участием пигмента хлорофилла. Фотосинтез относится к пластическому обмену (ассимиляции) автотрофных организмов.
Значение фотосинтеза
- Создаёт органические вещества — основу пищевых цепей;
- Выделяет в атмосферу кислород;
- Поглощает углекислый газ, регулируя его содержание в воздухе;
- Образует озоновый слой, защищающий жизнь от ультрафиолета.
Две фазы фотосинтеза
| Признак | Световая фаза | Темновая фаза |
|---|---|---|
| Где идёт | Мембраны тилакоидов | Строма хлоропласта |
| Нужен ли свет | Да | Нет |
| Главные события | Фотолиз воды, синтез АТФ, выделение кислорода | Фиксация углекислого газа, синтез глюкозы |
Световая фаза
Хлорофилл поглощает свет, его энергия идёт на расщепление воды — фотолиз. При этом выделяется кислород, а также образуются АТФ и переносчик водорода. Кислород атмосферы имеет именно фотосинтетическое происхождение.
Темновая фаза
В строме хлоропласта без непосредственного участия света углекислый газ восстанавливается до глюкозы за счёт энергии АТФ и водорода, накопленных в световой фазе.
Суммарное уравнение фотосинтеза:
6CO2 + 6H2O --свет, хлорофилл--> C6H12O6 + 6O2
Хемосинтез
Хемосинтез — образование органических веществ за счёт энергии окисления неорганических соединений, а не света. Его открыл русский учёный Сергей Виноградский в 1887 году. Хемосинтезирующие бактерии бывают:
- нитрифицирующие — окисляют аммиак до нитратов;
- серобактерии — окисляют сероводород;
- железобактерии — окисляют соединения железа.
Условия фотосинтеза
Интенсивность фотосинтеза зависит от нескольких внешних условий: освещённости, концентрации углекислого газа, температуры и наличия воды. До определённого предела с усилением света и ростом содержания углекислого газа фотосинтез ускоряется, затем выходит на постоянный уровень. Эти закономерности используют в теплицах, где повышают освещённость и подкармливают растения углекислым газом для увеличения урожая.
Сравнение фотосинтеза и дыхания
| Признак | Фотосинтез | Дыхание |
|---|---|---|
| Органические вещества | Создаются | Расщепляются |
| Углекислый газ | Поглощается | Выделяется |
| Кислород | Выделяется | Поглощается |
| Энергия | Запасается | Освобождается |
Эти два процесса противоположны и дополняют друг друга, поддерживая круговорот кислорода и углерода в природе.
Космическая роль растений
Русский учёный Климент Тимирязев назвал роль зелёных растений космической, потому что только они способны улавливать энергию солнечного света и переводить её в энергию химических связей органических веществ. Этой запасённой энергией затем пользуются все остальные организмы биосферы, включая человека. Без фотосинтеза прекратилось бы поступление кислорода и органики, и жизнь на Земле в её нынешнем виде стала бы невозможной.
Частые ошибки. Кислород выделяется в световую, а не в темновую фазу. Темновая фаза идёт и на свету — её название означает лишь то, что свет ей напрямую не нужен. Хемосинтетики используют химическую энергию, а не солнечную.
Кратко о главном
- Фотосинтез создаёт органику из углекислого газа и воды на свету.
- Световая фаза идёт в тилакоидах: фотолиз воды и выделение кислорода.
- Темновая фаза идёт в строме: фиксация углекислого газа в глюкозу.
- Фотосинтез снабжает биосферу кислородом и органикой.
- Хемосинтез использует энергию окисления неорганических веществ.