Фотосинтез и хемосинтез (световая фаза фотосинтеза, фотолиз воды, темновая фаза фотосинтеза)

5 терминов · 5 заданий

Фаза	Где	Процессы	Продукты
Световая	Мембраны тилакоидов	Возбуждение хлорофилла светом; фотолиз воды (2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂↑); синтез АТФ (фотофосфорилирование); восстановление НАДФ⁺ до НАДФ·H	O₂ (в атмосферу), АТФ, НАДФ·H
Темновая (не требует света, но идёт и днём)	Строма	Фиксация CO₂ рибулозодифосфатом (цикл Кальвина), восстановление до углеводов за счёт АТФ и НАДФ·H	Глюкоза → крахмал, сахароза

Маркеры ЕГЭ. «Тилакоиды, фотолиз, O₂, НАДФ·H» → световая фаза; «строма, фиксация CO₂, цикл Кальвина, глюкоза» → темновая фаза; «энергия окисления неорганических веществ, без света» → хемосинтез; «кристы, цикл Кребса, 36 АТФ» → кислородный этап; «цитоплазма, 2 АТФ, ПВК» → гликолиз.

Признак	Световая фаза	Темновая фаза (цикл Кальвина)
Где идёт	Мембраны тилакоидов гран	Строма хлоропласта
Нужен ли свет	Да	Нет, но нужны продукты световой фазы
Что происходит	Возбуждение хлорофилла, перенос электронов, фотолиз воды, синтез АТФ и НАДФ·H	Присоединение CO₂ к рибулозобисфосфату, восстановление до глюкозы
Исходные вещества	Вода, АДФ, НАДФ⁺, энергия света	CO₂, АТФ, НАДФ·H
Продукты	АТФ, НАДФ·H, O₂ (выделяется наружу)	Глюкоза, АДФ, НАДФ⁺ (возвращаются в световую фазу)

Как на свету образуются АТФ и НАДФ·H. Хлорофилл в мембране тилакоида собран в две фотосистемы. Поглотив свет, хлорофилл фотосистемы II отдаёт возбуждённый электрон в цепь переносчиков, а потерю восполняет электронами воды: на внутренней стороне мембраны идёт фотолиз, выделяется O₂, а протоны остаются в полости тилакоида. По цепи электроны переходят к фотосистеме I, снова возбуждаются светом и восстанавливают НАДФ⁺ до НАДФ·H. Переносчики попутно закачивают в полость тилакоида ещё протоны; они выходят в строму через АТФ-синтазу, и энергия этого потока идёт на синтез АТФ — так же, как в митохондриях.

Цикл Кальвина. В строме CO₂ присоединяется к пятиуглеродному сахару рибулозобисфосфату (фермент рубиско — самый распространённый белок на Земле); образуются две молекулы трёхуглеродной фосфоглицериновой кислоты, которые за счёт АТФ и НАДФ·H восстанавливаются до трёхуглеродного сахара. Часть сахаров идёт на синтез глюкозы, остальные — на восстановление рибулозобисфосфата, поэтому процесс цикличен. На одну молекулу глюкозы расходуются 6 CO₂, 18 АТФ и 12 НАДФ·H.

Группа бактерий	Что окисляют	Значение
Нитрифицирующие	NH₃ → HNO₂ → HNO₃	Переводят азот в доступную растениям форму, звено круговорота азота
Серобактерии	H₂S → S → H₂SO₄	Обитают в сероводородных источниках и у глубоководных гидротерм
Железобактерии	Fe²⁺ → Fe³⁺	Образование болотных железных руд
Водородные бактерии	H₂ → H₂O	Используются в биотехнологии для получения белка

Как устроен хемосинтез. Энергия окисления неорганического вещества идёт на синтез АТФ и восстановителя, а органические вещества из CO₂ большинство хемосинтетиков строят так же, как растения в темновой фазе, — в цикле Кальвина.

Маркеры ЕГЭ. «Тилакоиды, фотолиз воды, АТФ и НАДФ·H» → световая фаза; «строма, фиксация CO₂, цикл Кальвина» → темновая; «кислород из воды» → фотолиз; «энергия окисления аммиака, сероводорода, железа» → хемосинтез; «выход на плато при усилении света» → ограничивающим стал другой фактор; «протоны накапливаются в полости тилакоида» → световая фаза; «рибулозобисфосфат, рубиско» → цикл Кальвина; «число пузырьков у элодеи, йодная проба на крахмал» → измерение интенсивности фотосинтеза; «аммиак → нитриты → нитраты» → нитрифицирующие бактерии; «выщелачивание металлов из руд» → хемосинтетики в биотехнологии.

Нюансы. Темновая фаза называется так не потому, что идёт ночью: она не требует света непосредственно, но зависит от АТФ и НАДФ·H, которые даёт световая, поэтому в темноте быстро останавливается. Кислород фотосинтеза происходит из воды, а не из углекислого газа. Хемосинтетики — автотрофы: они строят органику из CO₂, в отличие от гетеротрофных бактерий, окисляющих готовые органические вещества.

Закрепите теорию: 5 терминов и 5 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Пройти урок arrow_forward