Темновая фаза

Световая фаза.

Задание № 1

Тема 12. Автотрофные и гетеротрофные организмы

Вопросы самоконтроля

1.Назовите состав АТФ?

2.Почему АТФ называют универсальным источником энергии?

3.Какие связи называют макроэргическими?

4.Назовите этапы энергетического обмена?

5.На каком из этапов энергетического обмена образуется 2 молекулы АТФ?

6.Где протекает кислородный этап энергетического обмена?

7.Какой процесс называют катаболизмом?

8.Сколько молекул пировиноградной кислоты образуется в результате гликолиза?

9.Сколько энергии образуется в результате расщепления 1 молекулы глюкозы?

1.Прочитайте ниже изложенный учебный материал.

2.Проанализируйте таблицы из приложения

3.Ответьте на вопросы самоконтроля.

Особенности пластического и энергетического обмена в растительной клетке

Первые клетки, способные использовать энергию солнечного света, появились на Земле примерно 4 млрд лет тому назад. Это были цианобактерии. Их окаменелые остатки были найдены в слоях сланцев, относящихся к этому периоду в истории Земли. Потребовалось еще около 1,5 млрд лет для насыщения атмосферы Земли кислородом и возникновения аэробных клеток.

Фотосинтез у зеленых растений – это процесс преобразования света в химическую энергию органических соединений, синтезируемых из углекислого газа и воды.

Процесс фотосинтеза представляет собой цепь окислительно-восстановительных реакций, совокупность которых принято подразделять на две фазы – световую и темновую.

В клетке молекулы хлорофилла встроены в структуру гран хлоропласта. Процесс фотосинтеза начинается с освещения хлоропласта видимым светом. Свет поглощается молекулой хлорофилла, и один из его электронов, приобретая дополнительную энергию, переходит в возбужденное состояние и покидает свою первоначальную орбиту, электрон воспринимается акцептором и поступает электротранспортную цепь (ЭТЦ). С переносом электронов по ЭТЦ сопряжено активное поступление протонов через мембрану тилакоидов из стромы внутрь тилакоида. В тилакоидном пространстве происходит увеличение концентрации протонов за счет расщепления молекул воды и в результате окисления электронного переносчика на внутренней стороне мембраны. когда протоны идут образтно из тилакоидного пространства в строму, на наружней поверхности тилакоида образуется АТФ. Заканчивается передача электронов следующим образом. достигнув внешней поверхности мембраны тилакоида, пара электронов следует с ином водорода, находящимся в строме. Оба электрона и ион водорода присоединяются к молекуле переносчика водорода НАДФ⁺, который при этом переходит в свою восстановленную форму НАДФ*Н+Н^+. Хлорофилл восстанавливает потерю электрона, отбирая его у молекулы воды

2Н₂О О₂ + 4Н⁺ + 4е^-

Осуществляется в строме хлоропластов без участия света. Цепь реакций, приводящих к восстановлению углекислого газа, до уровня органических веществ, на этой фазе идет за счет использования энергии АТФ и НАДФ*Н+Н⁺, синтезированных в световую фазу.

Кроме фотосинтеза существует еще одна форма автотрофной ассимиляции – хемосинтез, свойственный некоторым бактериям.

Хемосинтез – процесс синтеза органических соединений из неорганических за счет химической энергии окисления неорганических веществ.

В отличии от фотосинтеза источником энергии для синтеза сложных органических веществ из простых неорганических здесь служит не свет, а окисление некоторых неорганических соединений – сероводорода, серы, аммиака, водорода, азотистой кислоты, закисных соединений железа и марганца. Открытие бактериального хемосинтеза принадлежит известному русскому ученому С.Н. Виноградскому.

Бесцветные серобактерии окисляют сероводород и накапливают в своих клетках серу:

2Н₂S + 3О₂ = 2Н₂О + 2S + 272 кДж

При недостатке сероводорода бактерии производят дальнейшее окисление накопившейся в них серы до серной кислоты:

2S + 2О₂ + 2Н₂О = 2Н₂SО₄ + 636 кДж

Железобактерии переводят двухвалентное железо в трехвалентное:

FеСО₃ + О₂ + 6 Н₂О = 4 Fе(ОН)₃ + 4 СО₂ + 324 кДж

Энергия, которая выделяется при окислении указанных выше соединений, используется бактериями –хемосинтетиками для восстановления углекислого газа до органических веществ.

Экологическая роль хемосинтеза.

серобактерии способствуют постепенному разрушению и выветриванию горных пород вследствие образования ими серной кислоты, являются причиной порчи каменных и металлических сооружений, выщелачиванию руд и серных месторождений. Многие виды серобактерий, окисляя до сульфатов различные соединения серы, играют большую роль в процессах очищению промышленных сточных вод. При деятельности некоторых железобактерий образуется болотная железная руда.

Классификация организмов по типу питания (способу получения АТФ)

Организмы

автотрофы гетеротрофы

миксотрофы