Каково значение фотосинтеза в природе егэ

Чем растения отличаются от других царств живой природы? Несмотря на то, что отличий масса, скорее всего, в первую очередь вы подумаете о фотосинтезе. Так что именно о фотосинтезе на ЕГЭ и ОГЭ мы сейчас и поговорим.

Что такое фотосинтез?

Почему растения фотосинтезируют? Стандартный ответ: «Потому что они зеленые». 

На самом деле, растения получили способность к фотосинтезу благодаря наличию симбиотических органоидов — хлоропластов,  в которых и происходят темновая и световая фазы, а в хлоропластах содержится пигмент хлорофилл, именно он окрашивает растения в зеленый цвет. 

Фотосинтез — одна из реакций обмена веществ. Как любая реакция метаболизма, он идет поэтапно (световая и темновая фазы) и с участием ферментов. Фотосинтез относится к реакциям пластического обмена. Особенность пластического обмена в том, что органические вещества синтезируются, а энергия на это тратится. 

Фотосинтез — это синтез органических веществ из неорганических веществ с использованием энергии солнечного света.

Далее разберем подробно обе фазы и процессы, происходящие в них.

Как идет процесс фотосинтеза?

Световая фаза фотосинтеза для ЕГЭ и ОГЭ

Световая фаза проходит в хлоропластах на тилакоидах. Там хранится пигмент хлорофилл, с которого все начинается — именно из-за него растения имеют зеленую окраску. Квант света попадает на тилакоид и возбуждает молекулу хлорофилла. В этот момент инициируется процесс фотосинтеза. При этом выделяется энергия АТФ. 

Самые внимательные из вас могут заметить некоторую несостыковку. Почему выделяется? Это же реакция пластического обмена, а не энергетического, значит, энергия должна тратиться. Да, действительно при фотосинтезе выделяется АТФ, но она не накапливается и не тратится на другие реакции, как при энергетическом обмене, а вся уходит на фотосинтез. Поэтому это реакция анаболизма, хоть и с выделением АТФ. 

Параллельно идет фотолиз воды. 

Название процесса говорит само за себя: «фото» — свет, «лизис» — расщепление. Буквально переводится как расщепление воды на свету. Легко запомнить, что проходит фотолиз в световую фазу. 

На что же может распасться молекула воды? На свободный кислород и водород. У каждого из этих элементов свой путь. 

Кислород — это сильный окислитель, буквально смерть для любой неспециализированной клетки, поэтому растения быстро от него избавляются, выделяя в атмосферу как побочный продукт. А уже из атмосферы аэробные организмы (в том числе, растения) поглощают его и используют для дыхания. Так что нам повезло! Не было бы процесса фотосинтеза, не было бы кислорода и что было бы с жизнью на нашей планете представить сложно. 

Но помимо кислорода, выделяется еще водород, если бы он был человеком, мы бы сказали, что он растерян и нуждается в помощи. На помощь к нему приходит молекула-переносчик НАДФ (полное ее название —никотинамиддинуклеотидфосфат, но мы ласково зовем ее НАДФ). Она использует водород для восстановления до НАДФ*Н₂. Задача этой молекулы переносить водород из тилакоидов в строму, поэтому мы называем ее молекула-переносчик. На этом световая фаза заканчивается.

Резюмируем

• Квант света возбуждает молекулу хлорофилла
• Инициируется процесс фотосинтеза
• Выделяется АТФ
• Фотолиз воды
• Кислород выходит в окружающую среду как побочный продукт фотосинтеза
• Водород соединяется с молекулой переносчиком НАДФ*

Темновая фаза фотосинтеза для ЕГЭ и ОГЭ

В некоторых источниках эту фазу еще называют светонезависимой фазой. Действительно, название «темновая стадия» часто вызывает затруднения. Кажется, что световая проходит на свету, а темновая тогда в темноте, но это не так. Для темновой фазы действительно не нужен свет, соответственно, у нее есть варианты — может  проходить и на свету, и в темноте. Она идет  практически параллельно со световой и в ней используются продукты, образовавшиеся в световой фазе. 

Для того чтобы фазы друг другу не мешали, они проходят в разных частях хлоропласта. Световая, как мы уже выяснили, идет на тилакоидах, а темновая в строме — это внутренняя полужидкая среда хлоропласта.

В строму приходят АТФ, молекула-переносчик приносит водород. Но из водорода и энергии ничего органического создать не получится, нужны еще элементы. Растения нашли гениальный выход, они используют вещество, которого достаточно в атмосфере, следовательно, за него нет конкуренции. Это вещество — углекислый газ. 

Дальше начинается очень сложный циклический процесс, который называется цикл Кальвина. Мы не будем слишком подробно его рассматривать, это не пригодится для государственных экзаменов, но именно в нем активно работают ферменты, и на него тратится энергия АТФ, полученная в световой фазе. В результате цикла Кальвина образуется шестиуглеродный сахар-глюкоза. Далее эта глюкоза может быть переработана в крахмал и откладываться растением как запасной углевод. 

Резюмируем

• Фиксация СО₂
• Цикл Кальвина
• Синтез глюкозы
• Образование крахмала

Значение фотосинтеза

На Земле, пожалуй, практически не существует процессов, которые повлияли на эволюцию планеты так же сильно, как фотосинтез. Давайте разберем основные значения фотосинтеза:

• Сформировалась атмосфера с высоким содержанием кислорода, пригодная для дыхания. Аэробные организмы, включая человека, проводят энергетический обмен с использованием кислорода и получают энергию для жизнедеятельности.
• Возникновение озонового слоя. Вследствие фотосинтеза в атмосфере накопился кислород, что привело к появлению озонового экрана. Жизнь, которая до этого вынуждена была развиваться под водой, боясь ультрафиолета, смогла выйти на сушу и освоить ее.
• Синтез органических веществ. Растения — автотрофные организмы, сами производят органические вещества, которые затем используют гетеротрофы. Вещества, которые образуют растения в процессе фотосинтеза, являются первичным источником веществ и энергии практически для всех живых организмов.

Примеры заданий на фотосинтез в ЕГЭ и ОГЭ по биологии

 Вопросы по фотосинтезу встречаются как в ЕГЭ, так и в ОГЭ. Причем, если для 9 класса достаточно знать что это такое и основные этапы, то для ЕГЭ необходимо понимание последовательности процессов. Кстати, актуальна эта тема для решения новых заданий по экспериментам (2 и 22 линии в ЕГЭ 2022).  

Задание на фотосинтез в ОГЭ по биологии

Решение. Типичный вопрос для первой части ОГЭ из открытого банка ФИПИ. Какие из этих процессов происходят во время фотосинтеза? Возбуждение молекул хлорофилла квантом света, расщепление (фотолиз) воды и образование глюкозы. 

Во время фотосинтеза, наоборот, выделяется кислород, как побочный продукт, и поглощается углекислый газ. А синтез белка вообще проходит на рибосомах.

Ответ. 123

Задание на фотосинтез в ЕГЭ по биологии

Решение. Это задание из открытого варианта 2021 года (в 2021 эти варианты заменяли варианты досрочного ЕГЭ). Необходимо соотнести процессы и фазы. В световой фазе происходит возбуждение молекулы хлорофилла, фотолиз воды и образование энергии. В темновую фазу фиксируется углекислый газ и восстановление углерода водородом для синтеза глюкозы.

Ответ. 12212

История открытия фотосинтеза

В настоящее время школьники впервые знакомятся со сложными процессами фотосинтеза уже в 6 классе.

Но еще 300-400 лет назад ответ на вопрос «откуда растения берут питательные вещества для строительства своих клеток?» занимал умы ученых во всем мире.

Первым и очевидным ответом было предположение, что из земли. Однако, в далеком 1600 году фламандский ученый Ян Батист ван Гельмонт решил проверить влияние почвы на рост растений и провел уникальный в своей простоте опыт. Естествоиспытатель взял веточку ивы и бочку с почвой. Предварительно их взвесил. А затем посадил отросток ивы в бочку с почвой.

Долгие пять лет ван Гельмонт поливал молодое деревце лишь дождевой водой. А через пять лет выкопал деревце, и вновь взвесил отдельно деревце и отдельно почву. Каково же было его удивление, когда весы показали, что деревце увеличило свой вес практически в тридцать раз, и совсем не походило на тот скромный прутик, что был посажен в кадку. А вес почвы уменьшился всего на 56 граммов.

Ученый сделал вывод. что почва практически не дает строительного материала растениям, а все необходимые вещества растение получает из воды.

После ван Гельмонта различные ученые повторили его опыт, и сложилась так называемая «водная теория питания растений».

Одним из тех, кто попытался возразить этой теории был М.В. Ломоносов. И строил он свои возражения на том, что на пустых, скудных северных землях с редкими дождями растут высокие, мощные деревья. Михаил Васильевич предположил, что часть питательных веществ растения впитывают через листья, но доказать свою теорию экспериментально он не смог.

И как часто бывает в науке, помог его величество случай.

Однажды нерадивая мышь, решившая поживиться церковными запасами, случайно перевернула банку и оказалась в ловушке. И через некоторое время погибла. К нашей удаче, эту мышь в банке обнаружил Джозеф Пристли, который был не просто священником, а по совместительству ученым-химиком, и очень интересовался химией газов и способами очистки испорченного воздуха. И тут церковным мышам не повезло. Они стали участницами различных опытов английского ученого.

Джозеф Пристли ставил под одну банку горящую свечу, а в другую сажал мышь. Свеча тухла, грызун погибал.

В наше время его самого зоозащитники посадили бы в банку, но в далеком 1771 году ученому никто не помешал продолжить свои опыты. Пристли посадил мышь в банку, где до этого потухла свеча. Животное погибло еще быстрее.

И тогда Пристли сделал вывод, что раз все живое на Земле до сих пор не погибло, Бог (мы же помним, что Пристли был священником), придумал некий процесс, чтобы воздух вновь был пригоден для жизни. И скорее всего, основная роль в нем принадлежит растениям.

Чтобы доказать это, ученый взял воздух из банки где погибла мышь, и разделил его на две части. В одну банку он поставил мяту в горшочке. А другая банка ждала своего часа. Через 8 дней растение не только не погибло, а даже выпустило несколько новых побегов. И он опять посадил грызунов в банки. В той, где росла мята — мышь была бодра и закусывала листиками. А в той, где мяты не было — практически моментально лежала дохлая мышиная тушка.

Опыты Пристли вдохновили ученых, и во всем мире начали отлавливать мелких грызунов и пытаться повторить его эксперименты.

Но мы же помним, что Пристли был священником и весь день, до вечерней службы мог заниматься исследованиями.

А Карл Шееле, аптекарь из Швейцарии, экспериментировал в домашней лаборатории в свободное от работы время, т.е. по ночам, и мыши дохли у него независимо от присутствия мяты в банке. В результате его экспериментов получалось, что растения не улучшают воздух, а делают его непригодным для жизни. И Шееле обвинил Пристли в обмане научной общественности. Пристли не уступил, и в результате противостояния ученых было установлено, что для восстановления воздуха растениям необходим солнечный свет.

Именно эти опыты положили начало изучению фотосинтеза.

Исследование фотосинтеза стремительно продолжалось. Уже в 1782 году, спустя всего лишь 11 лет после исследований Пристли, швейцарский ботаник Жан Сенебье доказал, что органоиды растений разлагают углекислый газ в присутствии солнечного света. И практически еще сто лет провальных и удачных экспериментов понадобилась ученым разных специальностей, чтобы в 1864 году немецкий ученый Юлиус Сакс смог доказать, что растения потребляют углекислый газ и выделяют кислород в соотношении 1:1.

Значение фотосинтеза для жизни на Земле

И теперь становится понятна важность процесса фотосинтеза для жизни на земле. Именно благодаря этому сложному химическом процессу стало возможно зарождение жизни на земле и существование человека.

Кто-то может возразить, что на Земле есть места, где не растут ни деревья ни кустарники, например, пустыни или Арктические льды. Ученые доказали, что доля кислорода, выделяемого зеленой массой лесов, кустарников и трав — т. е. растений, что обитают на поверхности суши, составляет всего около 20% газообмена, а 80% кислорода приходится на мельчайшие морские и океанские водоросли, которые потоками воздуха переносятся по всей планете, позволяя дышать животным в экстремальных, практически лишенных растительности регионах нашей удивительной планеты.

Благодаря фотосинтезу вокруг нашей планеты сформировался защитный озоновый экран, защищающий все живое на земле от космической и солнечной радиации, и живые организмы смогли выйти на сушу из глубин океана.

Подробнее о «великой кислородной революции» можно прочитать в учебнике «Биология 10-11 классы» под редакцией А.А. Каменского на портале LECTA.

К сожалению, в настоящее время кислород потребляют не только живые существа, но и промышленность. Уничтожаются тропические леса, загрязняются океаны, что приводит к снижению газообмена и увеличению дефицита кислорода.

Определение и формула фотосинтеза

Определение и формула фотосинтеза

Слово фотосинтез состоит из двух частей: фото — «свет» и синтез — «соединение», «создание». Если подходить к определению упрощенно, то фотосинтез — это превращение энергии света в энергию сложных химических связей органических веществ при участии фотосинтетических пигментов. У зеленых растений фотосинтез происходит в хлоропластах.

Схема фотосинтеза, на первый взгляд, проста:

Вода + квант света + углекислый газ → кислород + углевод

или (на языке формул):

6СО₂ + 6Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Если копнуть поглубже и посмотреть на лист в электронный микроскоп, выяснится удивительная вещь: вода и углекислый газ ни в одной из структурных частей листа непосредственно друг с другом не взаимодействуют.

Фазы фотосинтеза

К фотосинтезу способны не только растения, но и многие одноклеточные животные благодаря специальным органоидам, которые называются хлоропласты.

Хлоропласты — это пластиды зеленого цвета фотосинтезирующих эукариот. В состав хлоропластов входят:

1. две мембраны;
2. стопки гранов;
3. диски тилакоидов;
4. строма — внутреннее вещество хлоропласта;
5. люмен — внутреннее вещество тилакоида.

Сложный процесс фотосинтеза состоит из двух фаз: световой и темновой. Как понятно из названия, световая (светозависимая) фаза происходит с участием квантов света. Название темновая фаза вовсе не означает, что процесс происходит в темноте. Более точное определение — светонезависимая. Т.е. для реакций, происходящих в этой этой фазе, свет не нужен, а протекает она одновременно со световой, только в других отделах хлоропласта.

Многие делают ошибку, говоря, что в процессе фотосинтеза происходит производство растениями такого необходимого человечеству кислорода. На самом деле фотосинтез — это синтез углеводов (например, глюкозы), а кислород — лишь побочный продукт реакции.

Световая фаза фотосинтеза

Световая фаза фотосинтеза происходит на мембранах тилакоидов. Фотон света, попадая на хлорофилл, возбуждает его и происходит выделение электронов и скопление отрицательно заряженных электронов на мембране. После того, как хлорофилл потерял все свои электроны, квант света продолжает воздействовать на воду, вызывая фотолиз Н₂О.

Н₂О → Н+ + ОН-

Положительно заряженные протоны водорода накапливаются на внутренней мембране тилакоида.

Получается такой бутерброд: с одной стороны отрицательно заряженные электроны хлорофилла, с другой – положительно заряженные протоны водорода, а между ними – внутренняя мембрана тилакоида.

Гидроксильные ионы идут на производство кислорода:

4ОН → О₂ + 2Н₂О

Когда количество протонов водорода и электронов достигает максимума, запускается специальный переносчик — АТФ-синтаза. АТФ-синтаза выталкивает протоны водорода в строму, где их подхватывает специальный переносчик никотинамиддинуклеотидфосфат или сокращенно НАДФ. НАДФ — специфический переносчик протонов водорода в реакциях углеводов.

Прохождение протонов водорода через АТФ-синтазу сопровождается синтезом молекул АТФ из АДФ и фосфата или фотофосфорилированием, в отличие от окислительного фосфорилирования.

На этом световая фаза фотосинтеза заканчивается, а НАДФН+ и АТФ переходят в темновую фазу.

Повторим ключевые процессы световой фазы фотосинтеза:

1. Фотон попадает на хлорофилл с выделением электронов.
2. Фотолиз воды.
3. Выделение кислорода.
4. Накопление НАДФН+.
5. Накопление АТФ.

У некоторых растений фотосинтез идет по упрощенному варианту, который называется «циклическое фосфорилирование» и разбирается этот процесс в учебнике «Биология 10-11 классы» под редакцией А. А. Каменского на портале LECTA.

Темновая фаза фотосинтеза

Темновая фаза фотосинтеза — совокупность ферментативных реакций, которые происходят в строме хлоропласта. Результатом таких реакций является восстановление поглощенного СО₂ при помощи НАДФН+ и АТФ из световой фазы, а еще – синтез сложных органических веществ.

В настоящее время учеными открыто три различных варианта реакций, протекающих в темновую фазу фотосинтеза.

В зависимости от метаболизма, СО₂ растения делят на:

1. С₃-растения — большинство сельскохозяйственных культур, произрастающих в умеренном климате, у которых в результате реакций СО₂ превращается в фосфоглицериновую кислоту.
2. С₄-растения — растения тропиков и субтропиков, наиболее живучие сорняки. У этих растений в результате реакций СО₂ превращается в оксалоацетат.
3. САМ-растения — особый тип С₄-фотосинтеза у растений, испытывающих дефицит влаги.

Более подробно остановимся на реакциях С₃-фотосинтеза, присущих большинству растений и носящих название цикл Калвина.

Мелвин Калвин, американский химик, в 1961 году за определение последовательности реакций при усвоении СО₂ был удостоен Нобелевской премии в области химии.

В ходе реакций цикла образуется глюкоза. Чтобы получилась всего лишь одну молекулу глюкозы, последовательные реакции цикла Кальвина одна за другой происходят целых шесть раз и на ее построение тратится шесть молекул СО₂, восемнадцать молекул АТФ, двенадцать НАДФН+ и двадцать четыре протона.

В ходе дальнейших исследований с меченым радиоактивным углеродом было установлено, что у некоторых тропических и субтропических растений синтез углеводов идет другим путем. И в 1966 году австралийские ученые М. Хетч и К. Слэк описали С₄-фотосинтез, который в их честь называется циклом Хетча-Слэка.

Главное отличие этих путей фотосинтеза в том, что у С₃-растений процесс фотосинтеза протекает лишь в клетках мезофилла, а у С₄-растений как в клетках мезофилла, так и в клетках обкладки сосудистых пучков.

На первый взгляд, увеличение количества реакций может показаться лишенным смысла. Однако в природе не существует ничего бессмысленного или излишнего. И путь С₄-фотосинтеза — эволюционное приспособление растений к более сухому и жаркому климату. Произрастание в условиях ограниченного водоснабжения привело к снижению транспирации для уменьшения потерь воды, что в свою очередь привело к дефициту диоксида углерода и необходимости его концентрации в клетках обкладки.

Также существует еще один уникальный механизм фотосинтеза, характерный для суккулентов. Он носит название САМ (crassulaceae acid metabolism)— «путь фотосинтеза». Химические реакции напоминают путь метаболизма С₄, однако здесь химические реакции разделены не в пространстве, а во времени. Диоксид углерода накапливается в темное время суток.

Протекание фотосинтетических реакций в таком варианте позволяет растениям осуществлять процесс фотосинтеза в условиях значительного дефицита влаги. Считается, что данный путь фотосинтеза сформировался самым последним в ходе эволюции.

Изучая пути фотосинтеза, Вы могли заметить, что в ходе эволюции вырабатываются уникальные приспособительные механизмы к различным условиям существования: от засушливых пустынь до морских глубин.

Тайны живой природы помогут открыть электронные учебники по биологии на портале LECTA.

#ADVERTISING_INSERT#

ФОТОСИНТЕЗ

Выберите
один, наиболее правильный вариант. В синтезе какого вещества участвуют атомы
водорода в темновой фазе фотосинтеза?
1) НАДФ-2Н    2) глюкозы   3) АТФ  4) воды

Выберите
один, наиболее правильный вариант. В клетках первичный синтез глюкозы
происходит в
1) митохондриях
2) эндоплазматической сети
3) комплексе Гольджи
4) хлоропластах

Выберите
один, наиболее правильный вариант. Процесс фотосинтеза следует рассматривать
как одно из важных звеньев круговорота углерода в биосфере, так как в ходе его
1) растения вовлекают углерод из неживой природы в живую
2) растения выделяют в атмосферу кислород
3) организмы выделяют углекислый газ в процессе дыхания
4) промышленные производства пополняют атмосферу углекислым газом

Выберите
один, наиболее правильный вариант. Верны ли следующие суждения о фотосинтезе?
А) В световой фазе происходит преобразование энергии света в энергию химических
связей глюкозы. Б) Реакции темновой фазы протекают на мембранах тилакоидов, в
которые поступают молекулы углекислого газа.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны

ХЛОРОПЛАСТ
1. Выберите три особенности строения и функций хлоропластов
1) внутренние мембраны образуют кристы
2) многие реакции протекают в гранах
3) в них происходит синтез глюкозы
4) являются местом синтеза липидов
5) состоят из двух разных частиц
6) двумембранные органоиды

2.
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны.
В хлоропластах растительных клеток происходят следующие процессы:
1) гидролиз полисахаридов
2) расщепление пировиноградной кислоты
3) фотолиз воды
4) расщепление жиров до жирных кислот и глицерина
5) синтез углеводов
6) синтез АТФ

ХЛОРОПЛАСТЫ
КРОМЕ
1. Перечисленные ниже термины, кроме двух, используются для описания пластид.
Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу
цифры, под которыми они указаны.
1) пигмент 
2) гликокаликс  3) грана
4) криста  5) тилакоид

2. Все
приведенные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания строения
и функций хлоропласта. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка,
и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) является двумембранным органоидом
2) имеет собственную замкнутую молекулу ДНК
3) является полуавтономным органоидом
4) формирует веретено деления
5) заполнен клеточным соком с сахарозой.

СТРОМА —
ТИЛАКОИД
Установите соответствие между процессами и их локализацией в хлоропластах: 1)
строма, 2) тилакоид. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) использование АТФ
Б) фотолиз воды
В) возбуждение хлорофилла
Г) образование пентозы
Д) перенос электронов по цепи ферментов

1. Перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания
строения и функций изображенного органоида клетки. Определите два признака,
«выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) расщепляет биополимеры на мономеры
2) накапливает молекулы АТФ
3) обеспечивает фотосинтез
4) относится к двумембранным органоидам
5) обладает полуавтономностью

2. Все
перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания
изображённого на рисунке органоида клетки. Определите два признака,
«выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) одномембранный органоид
2) состоит из крист и хроматина
3) содержит кольцевую ДНК
4) синтезирует собственный белок
5) способен к делению

3. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания
функций органеллы, электронная микрофотография которой представлена на рисунке.
Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под
которыми они указаны.
1) окисление органических веществ до неорганических
2) превращение энергии света в энергию химических связей
3) синтез полисахарида целлюлозы
4) присоединение углекислого газа к сахарам
5) образование молекул АТФ

Перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются
для описания строения и функций изображенного органоида клетки. Определите два
признака, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они
указаны.
1) расщепляет биополимеры на мономеры
2) накапливает молекулы АТФ
3) обеспечивает фотосинтез
4) относится к двумембранным органоидам
5) обладает полуавтономностью

СВЕТОВАЯ
1. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они
указаны. В световую фазу фотосинтеза в клетке
1) образуется кислород в результате разложения молекул воды
2) происходит синтез углеводов из углекислого газа и воды
3) происходит полимеризация молекул глюкозы с образованием крахмала
4) осуществляется синтез молекул АТФ
5) энергия молекул АТФ расходуется на синтез углеводов

2. Определите три верных утверждения из общего списка, и запишите в таблицу
цифры, под которыми они указаны. В световую фазу фотосинтеза происходит
1) фотолиз воды
2) восстановление углекислого газа до глюкозы
3) синтез молекул АТФ за счет энергии солнечного света
4) соединение водорода с переносчиком НАДФ+
5) использование энергии молекул АТФ на синтез углеводов

СВЕТОВАЯ КРОМЕ
1. Все приведенные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для
определения процессов световой фазы фотосинтеза. Определите два признака,
«выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) фотолиз воды
2) восстановление углекислого газа до глюкозы
3) синтез молекул АТФ за счет энергии солнечного света
4) образование молекулярного кислорода
5) использование энергии молекул АТФ на синтез углеводов

2. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для
описания световой фазы фотосинтеза. Определите два признака, «выпадающих» из
общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) образуется побочный продукт – кислород
2) происходит в строме хлоропласта
3) связывание углекислого газа
4) синтез АТФ
5) фотолиз воды

3. Все
перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания
световой фазы фотосинтеза. Определите два признака, «выпадающих» из общего
списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) выделяется энергия при разложении воды
2) образуются молекулы АТФ
3) формируется глюкоза
4) выделяется кислород
5) происходит в тилакоидах

СВЕТОВАЯ КРОМЕ РИС
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания
изображённой на рисунке стадии фотосинтеза. Определите два признака,
«выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны. В
этой стадии
1) происходит синтез глюкозы
2) начинается цикл Кальвина
3) синтезируется АТФ
4) происходит фотолиз воды
5) водород соединяется с НАДФ

СВЕТОВАЯ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
Установите последовательность процессов в световой фазе фотосинтеза. Запишите
соответствующую последовательность цифр.
1) поглощение хлорофиллом квантов света
2) синтез молекул АТФ за счёт освобождаемой энергии
3) участие электрона в окислительно-восстановительных реакциях и освобождение
энергии
4) возбуждение молекулы хлорофилла под влиянием энергии солнечного света

ТЕМНОВАЯ
Выберите три варианта. Темновая фаза фотосинтеза характеризуется
1) протеканием процессов на внутренних мембранах хлоропластов
2) синтезом глюкозы
3) фиксацией углекислого газа
4) протеканием процессов в строме хлоропластов
5) наличием фотолиза воды
6) образованием АТФ

ТЕМНОВАЯ
КРОМЕ
1. Перечисленные ниже понятия, кроме двух, используются для описания темновой
фазы фотосинтеза. Определите два понятия, «выпадающих» из общего списка, и
запишите цифры, под которыми они указаны.
1) фиксация углекислого газа  2) фотолиз
3) окисление НАДФ·2Н
4) грана    5) строма

2. Все
перечисленные ниже признаки, кроме двух, используют для описания темновой фазы
фотосинтеза. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите
цифры, под которыми они указаны.
1) образование кислорода
2) фиксация углекислого газа
3) использование энергии АТФ
4) синтез глюкозы
5) возбуждение хлорофилла

СВЕТОВАЯ —
ТЕМНОВАЯ
1. Установите соответствие между процессом фотосинтеза и фазой, в которой он
происходит: 1) световая, 2) темновая. Запишите цифры 1 и 2 в правильном
порядке.
А) образование молекул НАДФ-2Н
Б) выделение кислорода
В) синтез моносахарида
Г) синтез молекул АТФ
Д) присоединение углекислого газа к углеводу

2.
Установите соответствие между характеристикой и фазой фотосинтеза: 1) световая,
2) темновая. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) фотолиз воды
Б) фиксация углекислого газа
В) расщепление молекул АТФ
Г) возбуждение хлорофилла квантами света
Д) синтез глюкозы

3.
Установите соответствие между процессом фотосинтеза и фазой, в которой он
происходит: 1) световая, 2) темновая. Запишите цифры 1 и 2 в правильной
последовательности.
А) образование молекул НАДФ*2Н
Б) выделение кислорода
В) синтез глюкозы
Г) синтез молекул АТФ
Д) восстановление углекислого газа

4.
Установите соответствие между процессами и фазой фотосинтеза: 1) световая, 2)
темновая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) полимеризация глюкозы
Б) связывание углекислого газа
В) синтез АТФ
Г) фотолиз воды
Д) образование атомов водорода
Е) синтез глюкозы

5.
Установите соответствие между фазами фотосинтеза и их характеристиками: 1)
световая, 2) темновая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) осуществляется фотолиз воды
Б) образуется АТФ
В) кислород выделяется в атмосферу
Г) протекает с затратами энергии АТФ
Д) реакции могут протекать как на свету, так и в темноте

6сб.
Установите соответствие между фазами фотосинтеза и их характеристиками: 1)
световая, 2) темновая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) восстановление НАДФ+
Б) транспорт ионов водорода через мембрану
В) протекает в гранах хлоропластов
Г) синтезируются молекулы углеводов
Д) электроны хлорофилла перемещаются на более высокий энергетический уровень
Е) расходуется энергия АТФ

Ответ

7сб.
Установите соответствие между фазами фотосинтеза и их характеристиками: 1)
световая, 2) темновая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) перемещение возбужденных электронов 
Б) образуется молекулярный кислород
В) процессы происходят в строме хлоропласта

Г) фиксация
неорганического углерода

Д) циклические
реакции

Е) соединение
водорода с переносчиком НАДФ+

Ответ

8сб.
Установите соответствие между процессами и стадиями фотосинтеза: 1) темновая,
2) световая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) восстановление углерода

Б) окисление
НАДФ·Н

В) возбуждение
электрона в молекуле хлорофилла

Г) расщепление
молекул воды

Д) присоединение
углекислого газа к органическим веществам

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
1. Установите правильную последовательность процессов, протекающих при
фотосинтезе. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) Использование углекислого газа
2) Образование кислорода
3) Синтез углеводов
4) Синтез молекул АТФ
5) Возбуждение хлорофилла

2.
Установите правильную последовательность процессов фотосинтеза.
1) преобразование солнечной энергии в энергию АТФ
2) образование возбуждённых электронов хлорофилла
3) фиксация углекислого газа
4) образование крахмала
5) преобразование энергии АТФ в энергию глюкозы

3. Установите
последовательность процессов, протекающих при фотосинтезе. Запишите
соответствующую последовательность цифр.
1) фиксация углекислого газа
2) расщепление АТФ и выделение энергии
3) синтез глюкозы
4) синтез молекул АТФ
5) возбуждение хлорофилла

4.
Установите последовательность процессов фотосинтеза. Запишите соответствующую
последовательность цифр.
1) возбуждение хлорофилла
2) накопление глюкозы
3) освобождение переносчика НАДФ+
4) синтез АТФ
5) фиксация углекислого газа

ФОТОСИНТЕЗ
Все перечисленные ниже единицы, кроме трёх, используют для выражения
интенсивности процесса фотосинтеза. Определите три единицы, «выпадающие» из
общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) миллиграммы СО₂, выделенного 1 дм² листа за 1 час
2) миллилитры О₂, выделенного 1 дм² листа за 1 час
3) миллиграммы сухого вещества, накопленного 1 дм² листа за 1
час
4) миллилитры Н₂О, испарённой 1 дм² листа за 1 час
5) миллиграммы СО₂, ассимилированного 1 дм² листа за
1 час
6) миллилитры О₂, поглощённого 1дм² листа за 1 час

ФОТОСИНТЕЗ
КРОМЕ
Все приведённые ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания
процесса фотосинтеза. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и
запишите в ответ цифры, под которыми они указаны.
1) Для протекания процесса используется энергия света.
2) Процесс происходит при наличии ферментов.
3) Центральная роль в процессе принадлежит молекуле хлорофилла.
4) Процесс сопровождается расщеплением молекулы глюкозы.
5) Процесс не может происходить в клетках прокариот.

ЗНАЧЕНИЕ
1. Выберите три варианта. Каково значение фотосинтеза в природе?
1) обеспечивает организмы органическими веществами
2) обогащает почву минеральными веществами
3) обеспечивает организмы кислородом
4) обогащает атмосферу парами воды
5) обеспечивает все живое на Земле энергией
6) обогащает атмосферу молекулярным азотом

2.
Выберите три варианта. Значение фотосинтеза состоит в
1) обеспечивает организмы органическими веществами
2) обогащает почву минеральными веществами
3) обеспечивает организмы кислородом
4) обогащает атмосферу парами воды
5) обеспечивает все живое на Земле энергией
6) обогащает атмосферу молекулярным азотом

Проанализируйте таблицу. Заполните пустые ячейки таблицы, используя понятия
и термины, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквами,
выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) мембраны тилакоидов
2) световая фаза
3) фиксация неорганического углерода
4) фотолиз воды
5) темновая фаза
6) цитоплазма клетки

Проанализируйте таблицу «Реакции фотосинтеза». Для каждой буквы выберите
соответствующий термин из предложенного списка.
1) окислительное фосфорилирование
2) окисление НАДФ-2Н
3) мембраны тилакоидов
4) гликолиз
5) присоединение углекислого газа к пентозе
6) образование кислорода
7) образование рибулозодифосфата и глюкозы
синтез 38 АТФ

Вставьте в
текст «Синтез органических веществ в растении» пропущенные термины из
предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите
выбранные цифры в порядке, соответствующем буквам. Энергию,
необходимую для своего существования, растения запасают в виде органических
веществ. Эти вещества синтезируются в ходе __________ (А). Этот процесс
протекает в клетках листа в __________ (Б) – особых пластидах зелёного цвета.
Они содержат особое вещество зелёного цвета – __________ (В). Обязательным
условием образования органических веществ помимо воды и углекислого газа
является __________ (Г).
Список терминов:
1) дыхание
2) испарение
3) лейкопласт
4) питание
5) свет
6) фотосинтез
7) хлоропласт
хлорофилл

ФОТОСИНТЕЗ

Перед
изучением темы

3. Процесс
образования органических веществ из неорганических, называется…(А). Он
протекает в …(Б). При фотосинтезе поступает … (В) и выделятся …(Г). В процессе
фотосинтеза образуется…(Д).

Перечень
терминов: 1) хлоропласт 2) фотосинтез 3) кислород 4) углекислый газ 5) углевод

4. Выберите
соответствующие характеристики для фотосинтеза

А)
происходит в любых живых клетках Б) поглощается кислород
В) происходит в хлоропластах Г) происходит в митохондриях
Д) синтезируются углеводы Е) поглощается углекислый газ

5. Прочитайте
текст письма. Найдите ошибки, допущенные автором письма. Исправьте ошибки.

Здравствуйте,
юные биологи! С приветом к вам Иван Перепуткин. Я великий знаток процесса
фотосинтеза. А вы, знаете его? 1. Фотосинтез происходит в корнях и листьях,
только ночью, когда никто не мешает. 2. В ходе этого процесса образуется вода,
а кислород расходуется. 3. Луна посылает свою энергию и в клетках образуются
органические вещества: сначала крахмал, а потом сахар. 4. В процессе
фотосинтеза выделяется много энергии, поэтому растения не боятся холода зимой.
5. Без фотосинтеза мы бы задохнулись, так как не было бы обогащения атмосферы
углекислым газом.

1. В какую фазу
   фотосинтеза происходит синтез АТФ?
2. Какое вещество служит
   источником кислорода во время фотосинтеза?
3. Что происходит в
   световую фазу фотосинтеза?
4. Какие основные
   процессы происходят в темновую фазу фотосинтеза?
5. В чем заключается
   биологический смысл окислительного фосфорилирования?

После
изучения темы

Найдите
ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они
допущены, объясните их.

1.
Клетки зеленых растений, используя энергию солнечного света, способны
синтезировать органические вещества. 2. Исходными веществами для фотосинтеза
служат углекислый газ и азот атмосферы. 3. Процесс фотосинтеза как в
прокариотических, так и в эукариотических клетках происходит в хлоропластах. 4.
В световой стадии фотосинтеза происходит синтез АТФ и разложение воды –
фотолиз. 5. В темновой стадии фотосинтеза образуются глюкоза и кислород. 6.
Энергия АТФ, запасенная в световой стадии, расходуется на синтез углеводов.

Световая
фаза фотосинтеза.

Выберите
один правильный ответ (в вопросах № 1 — 6).

1. В
световой фазе фотосинтеза идет процесс

1)
фотофосфорилирования

2)
выделения кислорода из углекислого газа

3)
гликогенолиза

4)
изомеризации глюкозы

2. Фосфорилирование
— это процесс

1)
транспорта электронов на кислород с помощью переносчика

2)
образования АТФ из АДФ

3)
превращения АТФ в АДФ

4)
выделения фосфатов

3. Фотолиз
— это процесс

1)
ферментативного расщепления глюкозы

2)
ферментативного синтеза глюкозы

3)
расщепления молекул воды в хлоропластах под воздействием света

4)
синтеза сложных органических веществ из простых неорганических с использованием
энергии света

4. Энергия
солнечного света при фотосинтезе используется растительной клеткой непосредственно
для

1)
возбуждения электрона хлорофилла

2)
восстановления 

3)
синтеза глюкозы

4)
активации ферментов цикла Кальвина

5. Синтез
АТФ в клетке может происходить в отсутствие

1)
АДФ

2)

3)

4)
необходимы все перечисленные вещества

6. Кислород,
выделяемый в ходе фотосинтеза, образуется за счет:

а)
разложения углекислого газа до углерода и кислорода;
б) разложения углекислого газа до электронов, углерода и кислорода;
в) разложения воды до водорода и кислорода;
г) разложения воды до электронов, протонов и кислорода.

Выберите
три правильных ответа (в вопросах № 7 — 12).

7. Фотосистема
II характеризуется следующими признаками:

а)
имеется реакционный центр Р₇₀₀;
б) имеется реакционный центр Р₆₈₀;
в) первым акцептором электронов является вещество ферредоксин;
г) является поставщиком электронов для фотосистемы I;
д) энергия электронов тратится на синтез АТФ.

8. Результатами
световой фазы фотосинтеза являются

1)
синтез углеводов

2)
связывание углекислого газа

3)
образование молекулярного кислорода

4)
восстановление 

5)
синтез АТФ

6)
образование пировиноградной кислоты

9. Продуктами
световой фазы фотосинтеза являются:

1)
АТФ

2)
глюкоза

3)
кислород

4)
НАДФ Н

5)
НАД Н

6)
пировиноградная кислота

10. Фотолиз воды
при фотосинтезе

1)
происходит в период световой фазы

2)
протекает в матриксе хлоропластов

3)
происходит на кристах митохондрий

4)
сопровождается восстановлением хлорофилла

5)
сопровождается синтезом органических веществ

6)
обусловливает выделение кислорода в атмосферу

11. В реакциях
световой фазы фотосинтеза:

а)
происходит возбуждение электронов светом;
б) участвуют фотосинтетические пигменты;
в) образуется вода;
г) восстанавливается НАДФ•Н₂;
д) расходуется СО₂.

12. Синтез
АТФ в клетке происходит в процессе

1)
гликолиза

2)
световой фазы фотосинтеза

3)
темновой фазы фотосинтеза

4)
окислительного фосфорилирования

5)
фотолиза воды

6)
редупликации ДНК

Установите
правильную последовательность (в вопросах № 13 — 14).

13. Установите
правильную последовательность процесса окислительного фосфорилирования.

А)
восстановление хлорофилла фотосистемы 1

Б)
образование НАДФН

В)
захват электронов марганецсодержащим акцептором

Г)
восстановление хлорофилла фотосистемы 2

Д)
фотолиз воды

14. Восстановите правильный
порядок передачи электронов по системе переносчиков от Р₆₈₀ до
Р₇₀₀:

1)
цитохром f;
2) пластохинон (PQ);
3) пластоцианин;
4) вещество Q;
5) цитохром b₅₆₃.

Выберите
все правильные ответы (от 0 до 5) из предложенных вариантов (в вопросах № 15 —
17).

15. Фотосистема
I характеризуется следующими признаками:

а)
имеется реакционный центр Р₇₀₀;
б) имеется реакционный центр Р₆₈₀;
в) первым акцептором электронов является вещество Q;
г) конечным акцептором электронов является НАДФ⁺;
д) потери реакционным центром электронов восполняются за счет воды.

16. Выберите
правильные суждения:

1)
электроны переносятся от воды на реакционный центр Р₆₈₀ 

2)
первым акцептором электронов фотосистемы I является магнийсодержащий акцептор;
3) первым акцептором электронов фотосистемы II является переносчик Z;

4)
электроны воды возвращают реакционный центр Р₇₀₀ в нейтральное
состояние.

5)
электроны воды возвращают реакционный центр Р₆₈₀ в нейтральное
состояние.

17. Считается,
что при фотосинтезе непосредственным источником энергии для синтеза АТФ служит:

а)
НАДФ•Н₂;
б) АДФ;
в) Н₂О;
г) ионы водорода, находящиеся в окруженном мембраной компартменте;
д) возбужденные электроны хлорофилла.

18. Какова
роль воды в процессе фотосинтеза?

19. Схема какого
процесса показана на рисунке? Что обозначено цифрами?

Темновая
фаза фотосинтеза.

Выберите
один правильный ответ (в вопросах № 1 — 4).

1. В
темновой фазе фотосинтеза идет процесс

1)
запасания энергии АТФ

2)
синтеза углеводов

3)
выделения кислорода

4)
восстановления

2. Реакции
темновой фазы фотосинтеза протекают

1)
на свету на внутренней мембране хлоропластов

2)
на свету или в темноте в матриксе хлоропластов

3)
в темноте на кристах митохондрий

4)
на свету в матриксе митохондрий

Выберите
три правильных ответа.

3. Укажите,
какие из перечисленных ниже веществ, образующихся в реакциях, вызываемых
светом, необходимы для фиксации углерода:

а)
СО₂ и Н₂О;
б) АТФ и НАДФ•Н₂;
в) АТФ и Н₂О;
г) О₂ и Н₂О.

4. Выберите один
правильный ответ.

«Чистый
доход» цикла Кальвина представлен:

а)
18 молекулами АТФ;
б) 2 молекулами глицеральдегид-3-фосфата;
в) 6 молекулами рибулозо-1,5-бисфосфата;
г) 12 молекулами НАДФ•Н₂.

Выберите
три правильных ответа (в вопросах № 5 — 7).

5. В
темновую фазу фотосинтеза не происходит

1)
фотолиза воды

2)
синтеза АТФ

3)
ферментативного связывания углекислого газа

4)
окисления НАДФ*Н

5)
восстановления

6)
образования рибулозомонофосфата

6. Выберите
правильные суждения:

1)
эволюционно более древней является фотосистема I;
2) фотосистема I способна отбирать протоны и электроны у сероводорода;
3) впервые фотосистема II появилась у синезеленых водорослей;
4) у пурпурных несерных бактерий источником водорода служит вода.

7. Для
фотосинтезирующих растений характерно:

а)
наличие двух фотосистем I и II;
б) выделение кислорода при фотолизе воды;
в) наличие в хлоропластах гран;
г) использование в качестве донора электронов углекислого газа.
д) обязательное присутствие в клетках хлорофилла и фикобилинов.

Установите
соответствие (в вопросах № 8 — 10).

8. Установите
соответствие между местом протекания, продуктами и фазами фотосинтеза, для
которых они характерны.

9. Установите
соответствие между фазами фотосинтеза и особенностями этих процессов: к каждой
позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго
столбца.

10. Укажите,
в каком компартменте клетки (из перечисленных справа) локализуются
перечисленные слева вещества или протекают процессы:

Установите
правильную последовательность (вопрос № 11).

11. Установите
правильную последовательность процесса фотосинтеза.

А)
окислительное фосфорилирование

Б)
карбоксилирование (присоединение углекислого газа к рибулозодифосфату)

В)
фотолиз воды

Г)
синтез глюкозы

Д)
восстановление фосфоглицериновой кислоты до фосфоглицеринового альдегида

Выберите
все правильные ответы (от 0 до 5) из предложенных вариантов (в вопросах № 12 —
15).

12. Для
осуществления цикла Кальвина необходимы:

1)
НАДФ Н 2) АТФ 3) углекислый газ 4) НАД Н

5)
молочная кислота 6) пировиноградная кислота

13. Выберите
правильные суждения:

1)
исходным (и конечным) продуктом цикла Кальвина является щавелевоуксусная
кислота;
2) первым продуктом цикла Кальвина является 3-фосфоглицериновая кислота
(3-ФГК);
3) присоединение углекислого газа к рибулозо 1,5-бисфосфату в цикле Кальвина
обеспечивает рибулозобисфосфат-карбоксилаза/оксигеназа (РБФ-оксигеназа);
4) конечным продуктом фотосинтеза является трехуглеродное соединение –
глицеральдегид-3-фосфат (ФГА).

14. Для
синезеленых водорослей, способных фотосинтезировать, характерно:

а)
наличие хлоропластов;
б) образование гран;
в) наличие хлорофилла и фикобилинов;
г) использование в качестве донора водорода сероводорода;
д) распределение фотосинтетических мембран по всей толще цитоплазмы.

15. Все
перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания фотосинтеза.
Определите два признака, «выпадающие» из общего списка, и запишите в таблицу
цифры, под которыми они указаны. 

1)
фотолиз воды

2)
синтез АТФ

3)
цикл Кребса

4)
восстановление углерода

5)
окисление НАД∙Н

16. Укажите
номера правильных утверждений для каждой из трех групп организмов:

А.
Бактерии.
Б. Синезеленые водоросли (цианобактерии).
В. Высшие и низшие растения.

1)
хлоропласты есть;
2) хлоропластов нет;
3) фотосинтетические мембраны в виде выростов плазматической мембраны, они
называются хроматофорами;
4) фотосинтетические мембраны расположены по всей толще цитоплазмы;
5) фотосинтетические мембраны расположены в хлоропластах;
6) фотосинтетические мембраны не уложены в стопку;
7) фотосинтетические мембраны уложены в стопку, а у высших образуют граны;
фотосистема II есть, поэтому при фотолизе воды выделяется кислород;
9) фотосистемы II нет, поэтому кислород не выделяется;
10) донором водорода служит сероводород, молекулярный водород, органические
соединения, но не вода;
11) донором водорода служит вода;
12) главный пигмент – бактериохлорофилл;
13) главный пигмент – хлорофилл, у низших есть фикобилины;
14) главный пигмент – хлорофилл, содержат еще и фикобилины.