Уравнение фотосинтеза и дыхания таблица

Сравнительная таблица: фотосинтеза и дыхания эукариот

Ваш ответ

решение вопроса

Похожие вопросы

• Все категории
• экономические 43,296
• гуманитарные 33,622
• юридические 17,900
• школьный раздел 607,203
• разное 16,830

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

Фотосинтез

Типы питания

По типу питания живые организмы делятся на автотрофы, гетеротрофы и миксотрофы. Автотрофы (греч. αὐτός — сам + τροφ — пища) — организмы, которые самостоятельно способны синтезировать органические вещества из неорганических. Гетеротрофы (греч. ἕτερος — иной + τροφή — пища) — организмы, использующие для питания готовые органические вещества.

Наконец, миксотрофы (греч. μῖξις — смешение + τροφή — пища) — организмы, которые могут использовать как гетеротрофный, так и автотрофный способ питания. К примеру, эвглена зеленая на свету начинает фотосинтезировать, а в темноте питается гетеротрофно.

Фотосинтез

Фотосинтез (греч. φῶς — свет и σύνθεσις — синтез) — сложный химический процесс преобразования энергии квантов света в энергию химических связей. В результате фотосинтеза происходит синтез органических веществ из неорганических.

Этот процесс уникален и происходит только в растительных клетках, а также у некоторых бактерий. Фотосинтез осуществляется при участии хлорофилла (греч. χλωρός — зелёный и φύλλον — лист) — зеленого пигмента, окрашивающего органы растений в зеленый цвет. Существуют и другие вспомогательные пигменты, которые вместе с хлорофиллом выполняют светособирающую или светозащитную функции.

Ниже вы увидите сравнение строения хлорофилла и гемоглобина. Обратите внимание, что в центре молекулы хлорофилла находится ион Mg.

В высшей степени гениально значение процесса фотосинтеза подчеркнул русский ученый К.А. Тимирязев: «Все органические вещества, как бы они ни были разнообразны, где бы они ни встречались, в растении ли, в животном или человеке, прошли через лист, произошли от веществ, выработанных листом. Вне листа или, вернее, вне хлорофиллового зерна в природе не существует лаборатории, где бы выделялось органическое вещество. Во всех других органах и организмах оно превращается, преобразуется, только здесь оно образуется вновь из вещества неорганического»

Более подробно мы обсудим значение фотосинтеза в завершение этой статьи. Фотосинтез состоит из двух фаз: светозависимой (световой) и светонезависимой (темновой). Я рекомендую использовать названия светозависимая и светонезависимая, так как они способствуют более глубокому (и правильному!) пониманию фотосинтеза.

Светозависимая фаза (световая)

Эта фаза происходит только на свету на мембранах тилакоидов в хлоропластах. В ней принимают участие различные ферменты, белки-переносчики, молекулы АТФ-синтетазы и зеленый пигмент хлорофилл.

Хлорофилл выполняет две функции: поглощения и передачи энергии. При воздействии кванта света хлорофилл теряет электрон, переходя в возбужденное состояние. С помощью переносчиков электроны скапливаются с наружной поверхности мембраны тилакоидов, тем временем внутри тилакоида происходит фотолиз воды (разложение под действием света):

Гидроксид-ионы отдают лишний электрон, превращаясь в реакционно способные радикалы OH, которые собираются вместе и образуют молекулу воды и свободный кислород (это побочный продукт, который в дальнейшем удаляется в ходе газообмена).

Образовавшиеся при фотолизе воды протоны (H + ) скапливаются с внутренней стороны мембраны тилакоидов, а электроны — с внешней. В результате по обе стороны мембраны накапливаются противоположные заряды.

При достижении критической разницы, часть протонов проталкивается на внешнюю сторону мембраны через канал АТФ-синтетазы. В результате этого выделяется энергия, которая может быть использована для фосфорилирования молекул АДФ:

Протоны, попав на поверхность мембраны тилакоидов, соединяются с электронами и образуют атомарный водород, который используется для восстановления молекулы-переносчика НАДФ (никотинамиддинуклеотидфосфат). Благодаря этому окисленная форма — НАФД + превращается в восстановленную — НАДФ∗H₂.

Предлагаю создать квинтэссенцию из полученных нами знаний. Итак, в результате светозависимой фазы фотосинтеза образуются:

• Свободный кислород O₂ — в результате фотолиза воды
• АТФ — универсальный источник энергии
• НАДФ∗H₂ — форма запасания атомов водорода

Кислород удаляется из клетки как побочный продукт фотосинтеза, он совершенно не нужен растению. АТФ и НАДФ∗H₂ в дальнейшем оказываются более полезны: они транспортируются в строму хлоропласта и принимают участие в светонезависимой фазе фотосинтеза.

Светонезависимая (темновая) фаза

Светонезависимая фаза происходит в строме (матриксе) хлоропласта постоянно: и днем, и ночью — вне зависимости от освещения.

При участии АТФ и НАДФ∗H₂ происходит восстановление CO₂ до глюкозы C₆H₁₂O₆. В светонезависимой фазе происходит цикл Кальвина, в ходе которого и образуется глюкоза. Для образования одной молекулы глюкозы требуется 6 молекул CO₂, 12 НАДФ∗H₂ и 18 АТФ.

Таким образом, в результате темновой (светонезависимой) фазы фотосинтеза образуется глюкоза, которая в дальнейшем может быть преобразована в крахмал, служащий для запасания питательных веществ у растений.

Значение фотосинтеза

Значение фотосинтеза невозможно переоценить. Уверенно утверждаю: именно благодаря этому процессу жизнь на Земле приобрела такие чудесные и изумительные формы, какие мы видим вокруг себя: удивительные растения, прекрасные цветы и самые разнообразные животные.

В разделе эволюции мы уже обсуждали, что изначально в составе атмосферы Земли не было кислорода: миллиарды лет назад его начали вырабатывать первые фотосинтезирующие бактерии — сине-зеленые водоросли (цианобактерии). Постепенно кислород накапливался, и со временем на Земле стало возможно аэробное (кислородное) дыхание. Возник озоновый слой, защищающий все живое на нашей планете от губительного ультрафиолета.

Говоря о роли фотосинтеза, выделим следующие функции, объединяющиеся в так называемую космическую роль растений. Итак, растения за счет фотосинтеза:

• Синтезируют органические вещества, являющиеся пищей для всего живого на планете
• Преобразуют энергию света в энергию химических связей, создают органическую массу
• Растения поддерживают определенный процент содержания O₂ в атмосфере, очищают ее от избытка CO₂
• Способствуют образованию защитного озонового экрана, поглощающего губительное для жизни ультрафиолетовое излучение

Хемосинтез (греч. chemeia – химия + synthesis — синтез)

Хемосинтез — автотрофный тип питания, который характерен для некоторых микроорганизмов, способных создавать органические вещества из неорганических. Это осуществляется за счет энергии, получаемой при окислении других неорганических соединений (железо- , азото-, серосодержащих веществ).

Хемосинтез был открыт русским микробиологом С.Н. Виноградским в 1888 году. Большинство хемосинтезирующих бактерий относится к аэробам, для жизни им необходим кислород.

При окислении неорганических веществ выделяется энергия, которую организмы запасают в виде энергии химических связей. Так нитрифицирующие бактерии последовательно окисляют аммиак до нитрита, а затем — нитрата. Нитраты могут быть усвоены растениями и служат удобрением.

Помимо нитрифицирующих бактерий, встречаются:

• Серобактерии — окисляют H₂S —> S 0 —> (S +4 O₃) 2- —> (S +6 O₄) 2-
• Железобактерии — окисляют Fe +2 —>Fe +3
• Водородные бактерии — окисляют H₂ —> H +1 ₂O
• Карбоксидобактерии — окисляют CO до CO₂

Значение хемосинтеза

Хемосинтезирующие бактерии являются неотъемлемым звеном круговорота в природе таких элементов как: азот, сера, железо.

Нитрифицирующие бактерии обеспечивают переработку (нейтрализацию) ядовитого вещества — аммиака. Они также обогащают почву нитратами, которые очень важны для нормального роста и развития растений.

Усвоение нитратов происходит за счет клубеньковых бактерий на корнях бобовых растений, однако важно помнить, что клубеньковые (азотфиксирующие) бактерии, в отличие от нитрифицирующих бактерий, питаются гетеротрофно.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

ru.natapa.org

Фотосинтез против клеточного дыхания — Образование

Содержание:

Фотосинтез и дыхание это реакции, которые дополняют друг друга в окружающей среде. На самом деле это одни и те же реакции, но протекающие в обратном направлении. В то время как в процессе фотосинтеза диоксид углерода и вода дают глюкозу и кислород, в процессе дыхания глюкоза и кислород дают диоксид углерода и воду.

Они работают хорошо, поскольку живые организмы снабжают растения углекислым газом, который подвергается фотосинтезу и вырабатывает глюкозу, а эти растения и бактерии выделяют кислород, который необходим всем живым организмам для дыхания.

Сравнительная таблица

Таблица сравнения клеточного дыхания и фотосинтеза

Клеточное дыхание	Фотосинтез
Производство АТФ	Да; теоретический выход составляет 38 молекул АТФ на глюкозу, но фактический выход составляет всего около 30-32.	да
Реагенты	C6H12O6 и 6O2	6CO2 и 12H2O и световая энергия
Требование солнечного света	Солнечный свет не требуется; клеточное дыхание происходит постоянно.	Может произойти только при наличии солнечного света
Химическое уравнение (формула)	6O2 + C6H12O6 -> 6CO2 + 6H2O + ATP (энергия)	6CO2 + 12H2O + свет -> C6H12O6 + 6O2 + 6H20
Обработать	Производство АТФ путем окисления органических соединений сахара. [1] гликолоз: разрушение сахаров; встречается в цитоплазме [2] Цикл Кребса: встречается в митохондриях; требует энергии [3] Электронная транспортная цепь — в митохондриях; превращает O2 в воду.	Производство органического углерода (глюкозы и крахмала) из неорганического углерода (диоксида углерода) с использованием АТФ и НАДФН, образующихся в светозависимой реакции.
Судьба кислорода и углекислого газа	Кислород поглощается и выделяется углекислый газ.	Поглощается углекислый газ и выделяется кислород.
Энергия требуется или высвобождается?	Постепенно выделяет энергию в виде молекул АТФ.	Требуется энергия
Основная функция	Распад еды. Высвобождение энергии.	Производство продуктов питания. Захват энергии.
Химическая реакция	Глюкоза расщепляется на воду и углекислый газ (и энергию).	Углекислый газ и вода соединяются в присутствии солнечного света с образованием глюкозы и кислорода.
Этапы	4 стадии: гликолиз, реакция связывания (окисление пирувата), цикл Кребса, электронная транспортная цепь (окислительное фосфорилирование).	2 стадии: светозависимая реакция, светонезависимая реакция. (AKA световой цикл и цикл Кальвина)
Что поддерживает АТФ-синтазу	Градиент протонов H + через внутреннюю мембрану митохондрий в матрицу. Высокая концентрация H + в межмембранном пространстве.	Градиент H + через тилакоидную мембрану в строму. Высокая концентрация H + в просвете тилакоидов
Товары	6CO2 и 6H2O и энергия (АТФ)	C6 H12 O6 (или G3P) и 6O2 и 6H20
Что качает протоны через мембрану	Электронно-транспортная цепь. Электрохимический градиент создает энергию, которую протоны используют для пассивного синтеза АТФ.	Электронная транспортная цепь
В какой органелле встречается?	Гликолиз митохондрий (цитоплазма)	Хлоропласты
Конечный электронный рецептор	O2 (газообразный кислород)	НАДФ + (образует НАДФН)
В каких организмах встречается?	Встречается у всех живых организмов (растений и животных).	Встречается у растений, протистов (водорослей) и некоторых бактерий.
Источник электронов	Глюкоза, НАДН +, ФАДН2	Окисление H2O на ФСII
Катализатор — вещество, увеличивающее скорость химической реакции.	Для реакции дыхания катализатор не требуется.	Реакция протекает в присутствии хлорофилла.
Высокая потенциальная энергия электронов	От разрыва связей	От фотонов света.

Определения фотосинтеза и дыхания

Фотосинтез это процесс у фотоавтотрофов, который превращает углекислый газ в органические соединения в присутствии солнечного света. Дыхание представляет собой набор метаболических реакций, которые проходят в клетках живых организмов, которые превращают питательные вещества, такие как сахар, в АТФ (аденозинтрифосфат) и продукты жизнедеятельности.

Вовлеченные процессы

Процессы в фотосинтез делятся на основе потребности в солнечном свете, в то время как процессы дыхания разделяются на основе потребности в кислороде. Следовательно, в фотосинтезе у вас есть светозависимые реакции и реакции темноты, в то время как дыхание есть аэробное дыхание и анаэробное дыхание.

В реакциях фотосинтеза, зависящих от света, ультрафиолетовый свет поражает пигменты хлорофилла, которые возбуждают электроны, что приводит к отделению молекул кислорода от углекислого газа. В темных реакциях молекулы углерода, которые теперь не зависят от кислорода, превращаются в углеводы и сохраняются в растительных клетках в качестве источника энергии и пищи. В аэробном клеточном дыхании кислород используется для преобразования органических соединений в энергию, а в анаэробном дыхании преобразует органические соединения в энергию без использования кислорода.

Сайт реакции

Фотосинтез происходит в хлоропластах и ​​органеллах растительной клетки. Дыхание проходит в цитоплазме и митохондриях клетки живого организма.

Кинетика реакции

Акцептором электронов в фотосинтезе является НАД +, в то время как при дыхании акцептором электронов является НАДН. В реакции клеточного дыхания 36 молекул АТФ образуются при полном окислении одной молекулы глюкозы.