Какие процессы происходят в растениях в темновую фазу фотосинтеза выберите 3 верных ответа

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 19.09.2024

4. В световую фазу фотосинтеза протоны накапливаются:

  1. в мембранах тилакоидов
  2. внутри тилакоидов
  3. в строме
  4. в межмембранном пространстве

5. Реакции темновой фазы фотосинтеза протекают

  1. в мембранах тилакоидов
  2. внутри тилакоидов
  3. в строме
  4. в межмембранном пространстве

6. В световую фазу фотосинтеза происходит

1) образование АТФ

2) образование НАДФ*Н 2

3) выделение кислорода

4) все перечисленные процессы

7. Процесс, сопровождающийся перемещением возбуждённых электронов и образованием макроэргических связей в молекуле АТФ, происходит при:

1) синтезе липидов

8. В темновую фазу происходит:

1) образование АТФ

2) образование НАДФ*Н 2

3) выделение кислорода

4) образование улеводов

9. При фотосинтезе происходит выделение кислорода, выделяющегося при разложении молекул:

  1. Н 2 О
  2. С 6 Н 12 О 6
  3. СО 2 и Н 2 О
  4. СО 2

10. Поступление в растение воды, необходимой для фотосинтеза, зависит от

  1. корневого давления и испарения воды листьями
  2. скорости оттока питательных веществ из листьев ко всем органам
  3. скорости роста и развития растения
  4. процесса деления и роста клеток корня

11. Где сосредоточен пигмент хлорофилл?

  1. оболочка хлоропласта
  2. граны
  3. строма
  4. ядро

12. Расщепляется ли молекула СО 2 при синтезе углеводов?

  1. только в темноте
  2. да
  3. нет
  4. только на свету

13. В процессе фотосинтеза происходит

  1. синтез углеводов и выделение кислорода
  2. испарение воды и поглощение кислорода
  3. газообмен и синтез липидов
  4. выделение углекислого газа и синтез белков

14. Какие растения создают наибольшую биомассу и выделяют большую часть кислорода

  1. одноклеточные водоросли
  2. многоклеточные водоросли
  3. семенные
  4. споровые

15. В световой реакции электроны, возбуждённые энергией света, сходят со своих орбит и накапливаются

1) по обе стороны мембраны

3) внутри мембраны тилакоида

4) за пределы мембраны тилакоида

16. Учёный, который показал, как происходит образование углеводов в темновую фазу фотосинтеза

  1. М. Шлейден
  2. М.Кальвин
  3. Т. Шванн
  4. С.Н. Виноградский

17. У хемосинтезирующих организмов хлорофилл

  1. присутствует
  2. отсутствует
  3. накапливается в течение дня
  4. активизируется на свету

18. Способны синтезировать органические вещества, используя неорганический источник углерода

  1. хемоавтотрофы и фотоавтотрофы
  2. фотоавтотрофы и хемогетеротрофы
  3. сапротрофы и автотрофы
  4. любые гетеротрофы

19. Способны синтезировать органические вещества, используя только органический источник углерода

  1. хемоавтотрофы
  2. фотоавтотрофы
  3. сапротрофы
  4. любые гетеротрофы

20. Образование АТФ происходит

  1. в световую фазу
  2. в темновую фазу
  3. при фотолизе воды
  4. и в световую, и в темновую фазу

21. Часть электронов при участии протонов восстанавливает НАДФ + до НАДФ*Н

  1. в световую фазу
  2. в темновую фазу
  3. при фотолизе воды
  4. и в световую, и в темновую фазу

22. В процессе хемосинтеза организмы используют энергию

  1. солнечного света
  2. естественной радиации
  3. химических связей неорганических веществ
  4. химических связей молекул полисахаридов

23. Х.Кребс – учёный, который изучил и описал процесс

  1. биосинтеза белка
  2. окисления пировиноградной кислоты
  3. фотолиза воды
  4. образования углеводов в темновую фазу фотосинтеза

24. Макроэнергетические химические связи содержит молекула

  1. полипептида первичной структуры
  2. полисахарида крахмала
  3. дезоксирибонуклеиновой кислоты
  4. аденозинтрифосфорной кислоты

25. 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 3) верны оба суждения
  2. верно только Б 4) оба суждения неверны

В заданиях 26-29 выберите три верных ответа из шести. Запишите в таблицу цифры, соответствующие выбранным ответам

26. Каково значение фотосинтеза в природе?

  1. обеспечивает организмы органическими веществами
  2. обогащает почву минеральными веществами
  3. способствует накоплению кислорода в атмосфере
  4. обогащает атмосферу парами воды
  5. обеспечивает все живое на Земле энергией
  6. обогащает атмосферу молекулярным азотом

27. Для растительной клетки характерно

  1. поглощение твёрдых частиц путём фагоцитоза
  2. наличие хлоропластов
  3. присутствие оформленного ядра
  4. наличие плазматической мембраны
  5. отсутствие клеточной стенки
  6. наличие одной кольцевой хромосомы

28. Какие процессы вызывает энергия солнечного света в листе?

  1. образование молекулярного кислорода в результате разложения воды
  2. окисление пировиноградной кислоты до углекислого газа и воды
  3. синтез молекул АТФ
  4. расщепление биополимеров до мономеров
  5. расщепление глюкозы до пировиноградной кислоты
  6. образование ионов водорода

29. Какие процессы происходят в клетках бактерий хемосинтетиков и фотосинтетиков?

1) синтез органических веществ из неорганических

2) фосфорилирование аденозиндифосфорной кислоты

3) выделение свободного кислорода

4) фотолиз молекул воды

5) образование полимеров из мономеров

6) накопление электронов на мембранах тилакоидов

В заданиях 30-32 к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

30. Установите соответствие между строением, функцией органоидов и их видом

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОРГАНОИДЫ

А) содержит граны 1) митохондрии

Б) содержит кристы 2) хлоропласты

В) участвуют в образовании кислорода

Г) обеспечивают окисление органических веществ

Д) содержат зелёный пигмент

31. Установите соответствие между характеристикой и фазой фотосинтеза

ХАРАКТЕРИСТИКА ФАЗА ФОТОСИТЕЗА

А) фотолиз воды 1) световая

Б) фиксация углекислого газа 2) темновая

В) расщепление молекул АТФ

Г) возбуждение хлорофилла квантами света

Д) синтез глюкозы

32. Установите соответствие между характеристикой и процессом, к которому её относят

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕСС ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

А) происходит в хлоропластах 1) фотосинтез

Б) состоит из световой и темновой фазы 2) дыхание

В) органические вещества окисляются

под действием кислорода

Г) органические вещества образуются

Д) конечный продукт - Н 2 О и СО 2

Е) конечный продукт глюкоза

В задании 33 установите последовательность биологических процессов, явлений, практических действий. Запишите цифры, которыми обозначены биологические процессы, явления, практические действия, в правильной последовательности в таблицу

33. Установите последовательность этапов круговорота углерода в биосфере, начиная с усвоения неорганического углерода

  1. образование в клетках растений глюкозы
  2. поглощение углекислого газа растениями в процессе фотосинтеза
  3. образование углекислого газа в процессе дыхания
  4. использование органических веществ в процессе питания
  5. образование крахмала в клетках растений

34. В листьях растений интенсивно протекает процесс фотосинтеза. Происходит ли он в зрелых и незрелых плодах ? Ответ поясните.

35. Назовите органоид растительной клетки, изображенный на рисунке, его структуры, обозначенные цифрами 1-7 ; опишите функции структур 3, 5, 6

36. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их.

1. Организмы, способные к фотосинтезу, называют фотоавтотрофными. 2. Кислород- основной продукт реакции фотолизы воды. 3. В тилакоидах гран протекают реакции, не связанные со светом - темновые, или реакции фиксации углерода.4. В темновой фазе процессы синтеза сопровождаются образованием молекул АТФ 5. Глюкоза образуется в клетках растений в световую фазу, когда накопились молекулы АТФ и НАДФ*Н

37. Почему роль зелёных растений на Земле К.А. Тимирязев назвал космической?

38. Можно ли считать, что фотосинтез включает в себя два процесса - ассимиляцию и диссимиляцию и почему?

39. Скорость фотосинтеза зависит от факторов, среди которых выделяют свет, концентрацию углекислого газа, воду, температуру. Почему эти факторы являются лимитирующими для реакций фотосинтеза?

40. В природе осуществляется круговорот кислорода. Какую роль играют в этом процессе живые организмы?

Восстановительный пентозофосфатный цикл, или цикл Кальвина, — серия биохимических реакций, осуществляемая при фотосинтезерастениями (в стромехлоропластов), цианобактериями, прохлорофитами и пурпурными бактериями, а также многими бактериями-хемосинтетиками, является наиболее распространённым из механизмов автотрофной фиксации CO2.

Цикл Кальвина назван в честь американского биохимика Мелвина Кальвина (1911—1997). Часто используются альтернативные названия, указывающие на роль коллег Кальвина в открытии данного биохимического пути (например: цикл Кальвина-Бенсона или цикл Кальвина-Бенсона-Бассама).

Стадии

В цикл вовлекаются АТФ и НАДФ·Н, образованные в ЭТЦ фотосинтеза, углекислый газ и вода; основным продуктом является глицеральдегид-3-фосфат.

Поскольку АТФ и НАДФ·Н могут образовываться в разных метаболических путях, цикл не следует рассматривать строго привязанным к световой фазе фотосинтеза.

Общий баланс реакций цикла можно представить уравнением:

3 CO2 + 6 НАДФ·Н + 5 H2O + 9 АТФ → C3H7O3-PO3 + 3 H+ + 6 НАДФ+ + 9 АДФ + 8 Фн + 3 H2O

Две молекулы глицеральдегид-3-фосфата используются для синтеза глюкозы.

Цикл состоит из трёх стадий: на первой под действием ферментарибулозобисфосфат-карбоксилаза/оксигеназа происходит присоединение CO2 к рибулозо-1,5-дифосфату и расщепление полученной гексозы на две молекулы 3-фосфоглицериновой кислоты (3-ФГК). На второй 3-ФГК восстанавливается до глицеральдегид-3-фосфата (фосфоглицеральдегида, ФГА), часть молекул которого выходит из цикла для синтеза глюкозы, а другая часть используется в третьей стадии для регенерации рибулозо-1,5-дифосфата.

Карбоксилирование

Карбоксилированиерибулозо-1,5-бисфосфата (5-углеродное соединение) осуществляется РиБисКО в несколько стадий.

На первой кетонная группа рибулозы восстанавливается до спиртовой, между 2 и 3 атомами углерода устанавливается двойная связь. Полученное соединение нестабильно и именно оно карбоксилируется с образованием 2-карбокси-3-кето-D-арабитол-1,5-бисфосфата. Его структурный аналог 2-карбокси-D-арабитол-1,5-бисфосфат ингибирует весь процесс.

Новое, уже 6-углеродное соединение, также нестабильно и распадается на две молекулы 3-фосфоглицериновой кислоты (3-фосфоглицерат, 3-ФГК).

Восстановление

Восстановление 3-фосфоглицериновой кислоты (3-ФГК) происходит в две реакции.

Сначала каждая 3-ФГК с помощью 3-фосфоглицераткиназы и с затратой одной АТФ фосфорилируется, образуя 1,3-бисфосфоглицериновую кислоту (1,3-бисфосфоглицерат).

Затем под действием глицеральдегид-1,3-фосфатдегидрогеназы бисфосфоглицериновая кислота восстанавливается НАД(Ф)·H (у растений и цианобактерий; у пурпурных и зелёных бактерий восстановителем является НАД·H) параллельно с отщеплением одного остатка фосфорной кислоты.

Образуется глицеральдегид-3-фосфат (фосфоглицеральдегид, ФГА, триозофосфат). Обе реакции обратимы.

Регенерация

На последней стадии 5 молекул глицеральдегид-3-фосфатов превращаются в три молекулы рибулозо-1,5-бисфосфата.

Вначале под действием трифосфат-изомеразы глицеральдегид-3-фосфат изомеризуется в дигидроксиацетон-фосфат. Фруктозабисфосфат-альдолаза объединяет их во фруктозо-6-фосфат с отщеплением остатка фосфорной кислоты.

Затем следует ряд реакций перестройки углеродных скелетов и образуется рибулозо-5-фосфат. Он фосфорилируется фосфорибулокиназой и рибулозо-1,5-бисфосфат регенерирует.[источник не указан 2801 день]

Открытие

С 1940-х гг. Мелвин Кальвин работал над проблемой фотосинтеза; к 1957 с помощью CO2, меченного по углероду, выяснил химизм усвоения растениями CO2 (восстановительный карбоновый цикл Кальвина) при фотосинтезе. Нобелевская премия по химии (1961).


Схема цикла.

Чёрные кружки — атомы углерода, красные — кислорода, фиолетовые — фосфора, маленькие чёрные окружности — атомы водорода

За световой фазой следует темновая фаза фотосинтеза, во время которой происходит синтез моносахаридов (глюкозы) из углекислого газа с затратой энергии АТФ и восстановительных эквивалентов (НАДФН). Синтез глюкозы является результатом целого ряда последовательных ферментативных реакций, которые назвали циклом Кальвина.

Началом синтеза глюкозы является присоединение молекулы углекислого газа к молекуле пятиуглеродного сахара – рибулозо-1,5-бисфосфата.

При этом образуется шестиуглеродная молекула, которая сразу же распадается на две молекулы трехуглеродной фосфоглицериновой кислоты, которая восстанавливается до трехуглеродных сахаров с затратой АТФ и НАДФН. В результате их дальнейших перестроек и конденсаций образуются рибулозомонофосфат и глюкоза — конечный продукт фотосинтеза. Рибулозомонофосфат фосфорилируется АТФ до рибулозобисфостата, который вновь вступает в цикл Кальвина.

На образование одной молекулы глюкозызатрачивается 18 молекул АТФ и 12 молекул НАДФН, накопленных в процессе световой фазы фотосинтеза.

Какие основные процессы происходят в темновую фазу фотосинтеза?

Следовательно, для темновой фазы фотосинтеза можно представить следующее общее уравнение:

6СО2 + 12НАДФН + 12Н+ + 18АТФ —> С6Н12О6 + 6Н2О + 12НАДФ+ + 18АДФ + 18Фн

Даже если учесть частичные потери энергии на различных стадиях темновой фазы, общий КПД фотосинтеза остается очень высоким и составляет приблизительно 60%.

У некоторых растений (например, сахарного тростника или кукурузы) процесс фотосинтеза идет вначале не через трехуглеродные, а через четырехуглеродные соединения.

Эти растения называются С4-растениями. В отличие от С3-растений им характерен быстрый рост и высокая эффективность фотосинтеза, который протекает даже при очень низких концентрациях углекислого газа. В этом случае углекислый газ присоединяется не к рибулозобисфосфату, а к одному из промежуточных продуктов гликолиза – фосфоенолпирувату.

В результате образуются четырехуглеродные яблочная или аспарагиновая кислоты, которые диффундируют в клетки обкладки сосудистых пучков, где от них отщепляется СО2, вступая в цикл Кальвина.

В этих клетках слабо выражено фотодыхание, связанное с окислением рибулозобисфосфата кислородом, поэтому энергозатраты на фотосинтез резко снижаются (на 50%).

В последние годы благодаря необычайно высокой биологической продуктивности С4-растения привлекают внимание ученых как потенциальный источник органического сырья.

Темновая фаза фотосинтеза

Темновая фаза фотосинтеза – это комплекс ферментативных реакций, во время которой происходит восстановление поглощенного углекислого газа за счет продуктов световой фазы (АТФ и НАДФН). Различают несколько циклов восстановления СО2.

Цикл Кальвина.

Этот способ ассимиляции СО2 является основным и присущ всем растениям. Он был расшифрован американскими учеными во главе с М. Кальвином. В 1961 году М. Кальвину за установление последовательности реакций в этом цикле и была присуждена Нобелевская премия.

Этот цикл начинается с присоединения СО2 к акцептору – пятиуглеродному сахару рибулозо-1,5-дифосфату (РДФ).

Присоединение СО2 к тому или ионному веществу называется карбоксилированием, а фермент катализирующий такую реакцию – карбоксилазой.

В данной реакции карбоксилирование происходит с участием фермента рибулозодифосфаткарбоксилазы (РДФ-карбоксилаза).

Это самый распространенный в мире фермент.

Продукт реакции, содержащий 6 атомов углерода, в присутствии воды сразу распадается на две молекулы 3-фосфоглицириновой кислоты (3-ФГК):


С данной реакции и начинается цикл Кальвина.

ФГК и является, по современным взглядам, первичным продуктом ассимиляции углерода.

Для дальнейших превращений ФГК необходимы вещества световой фазы фотосинтеза: АТФ и НАДФН. Сначала 3-ФГК фосфорилируется при участии АТФ и образуется 1,3-дифосфоглицириновая кислота. Реакция катализируется ферментом фосфоглицераткиназой:


Затем происходит восстановление за счет НАДФН и образуется фосфоглицириновый альдегид ФГА:


Суммарный результат второй стадии: восстановление карбоксильной группы кислоты (–СООН) до альдегидной (–СНО).

Процесс превращения катализируется дегидрогеназой фосфоглициринового альдегида.

Дальнейшее превращение фосфоглициринового альдегида может происходить 4 путями.

ФГА частично с помощью триозофосфатизомеразы превращается в фосфодиоксиацетон (ФДА):


Это первый путь превращения ФГА.

Таким образом, в клетку поступают две найпростейшие формы сахаров: альдоза (ФГА) и кетоза (ФДА).

Это трехуглеродные сахара (триозосахара) с присоединенной к ним фосфатной группой содержат больше химической энергии, чем ФГК. Это первые углеводы, которые образуются при фотосинтезе.

С помощью альдолазы фосфодиоксиацетон (ФДА) соединяется с другой молекулой ФГА и образуется молекула фруктозо-1,6-дифосфата (ФДФ).

Это второй путь превращения ФГА.

Фруктозо-1,6-дифосфат дефосфорилируется и превращается во фруктозо-6-фосфат (Ф-6-Ф), что сопровождается накоплением в среде неорганического фосфата.

Фруктозо-6-фосфат в дальнейшем может выйти из цикла и использоваться для синтеза запасных форм углеводов: сахарозы, крахмала, других полисахаридов.

Однако ФГА (третий путь) может реагировать с эквимолярным количеством Ф-6-Ф, в результате образуются равные количества ксилулозо-5-фосфата и эритрозо-4-фосфата (транскетолаза).

Затем эритрозо-4-фосфат реагирует с равным количеством ФДА и образуется седагептулозо-1,7-дифосфат (альдолаза), которая фосфорилируется до седагептулозо-7-фосфата с участием седагептулозодифосфатазы.


Четвертый путь превращения ФГА связан с его реакцией с седагептулозо-7-фосфатом с образованием равных (эквимолярных) количеств рибозо-5-фосфата и ксилулозо-5-фосфата. Ксилулозо-5-фосфат эпимиризуется, а рибозо-5-фосфат изомерезуется до рибулозо-5-фосфата, последняя фосфорилируется за счет АТФ и образуется рибулозо-1,5-дифосфат – первичное соединение цикла Кальвина (акцептор СО2).

В этих реакциях тратится еще три молекулы АТФ.


Из приведенных реакций цикла Кальвина видно, что фотосинтез, являясь процессом запасания энергии, тем не менее, для своего существования требует затраты энергии.

В цикле Кальвина образование фруктозо-6-фосфата можно представить в виде следующего суммарного выражения:

6СО2 + 12НАДФН + 12Н+ + 18АТФ + 11Н2О →

фруктозо-6-фосфат + 12НАДФ+ + 18АДФ + 17Фн

18 молекул АТФ запасают около 140 ккал и 12 НАДФН – ~ 615 ккал.

Следовательно, поглощено около 755 ккал энергии. При этом в гексозах запасается около 670 ккал/моль. При таком балансе КПД составляет около 90 %. ~ 10 % энергии растрачивается на поддержание цикла.

АТФ и НАДФН, которые образуются в световой стадии и используются на восстановление СО2, получили название ассимиляционной силы.

Цикл Кальвина подразделяют на три фазы:

– карбоксилирующую РДФ + СО2 → 2ФГК;

– восстановительную ФГК → ФГА;

– регинирующую ФГА → РДФ.

Каждая шестая молекула ФГА выходит из цикла и используется на синтез сахарозы или полисахаров, тогда как остальные 5 молекул через приведенные выше промежуточные реакции преобразуются в три молекулы рибулозо-1,5-дифосфата.

Так как первичный продукт цикла Кальвина – ФГК – содержит три атома углерода, то этот цикл получил название С3-цикла ассимиляции СО2. Упрощенную схему цикла можно представить в виде (рис.2.18):

Рис. 2.18. Упрощенная схема цикла Кальвина

Последовательность реакций на пути преобразования СО2 в сахар удалось выявить благодаря использованию радиоактивного углерода 14С и хромотографии на бумаге.

Описанный цикл восстановления СО2 до сахаров локализован в хлоропластах, так же как и биосинтез крахмала из образованных в них гексозофосфатов.

Скорость цикла Кальвина зависит не только от количества образованных в световой стадии АТФ и НАДФН, но и от их соотношений.

Только соотношение 3АТФ и 2НАДФН обеспечивает активное восстановление углерода и запасание энергии.

Когда степень сопряжения работы ЭТЦ фотосинтеза с фотофосфорилированием мала, тогда интенсивность фотосинтеза, в первую очередь, может снизиться за счет уменьшения количества рибулозо-1,5-дифосфата, так как в этом случае будет лимитироваться фосфорилирование рибулоза-5-фосфата.

Кроме этого, в цикле при недостатке АТФ и НАДФН уменьшается возможность восстановления ФГК до триоз и поэтому одновременно со снижением интенсивности фотосинтеза среди ассимилятов (продуктов фотосинтеза) клетки увеличивается часть неуглеродных соединений.

Такое явление характерно, например, для растений, выращенных при слабом освещении.

Тест по биологии Фотосинтез для учащихся 9 класса с ответами. Тест включает в себя 30 тестовых заданий.

1. В ходе фотосинтеза образуются

1) белки
2) жиры
3) углеводы
4) нуклеиновые кислоты

2. В ходе фотосинтеза поглощается

1) энергия АТФ
2) энергия солнечного света
3) тепловая энергия
4) энергия окисления органических веществ

3. Фотосинтез протекает

1) в ядре
2) в цитоплазме
3) в митохондриях
4) в пластидах

4. Фотосинтетические пигменты находятся

1) в ядре
2) в цитоплазме
3) в митохондриях
4) в хлоропластах

5. Молекулы хлорофилла размещены

1) в мембранах тилакоидов
2) внутри тилакоидов
3) на наружной мембране органеллы
4) в строме

6. Стопка тилакоидов образует

1) строму
2) грану
3) ламеллу
4) двойную мембрану

7. Доля энергии, получаемой растениями от солнца и запасаемой в их организмах в ходе фотосинтеза, составляет

1) около 50 %
2) около 25 %
3) около 5 %
4) менее 2 %

8. Количество кислорода в воздухе составляет около

1) 5 %
2) 10 %
3) 20 %
4) 50 %

9. Клеточное дыхание — это

1) обеспечение клетки энергией
2) поглощение энергии клеткой
3) обеспечение клетки органическим веществом
4) поглощение клеткой углекислого газа

10. Разложение органического вещества и получение клеткой энергии без участия кислорода носит на­звание

1) гидролиз
2) гликолиз
3) глюкоза
4) фотосинтез

11. На первой стадии дыхания

1) синтезируется 2 молекулы АТФ
2) синтезируется 36 молекул АТФ
3) энергия не выделяется
4) вся выделяющаяся энергия рассеивается в виде тепла

12. На второй стадии дыхания

1) синтезируется 2 молекулы АТФ
2) синтезируется 36 молекул АТФ
3) энергия не выделяется
4) вся выделяющаяся энергия рассеивается в виде тепла

13. На третьей стадии дыхания

1) синтезируется 2 молекулы АТФ
2) синтезируется 36 молекул АТФ
3) энергия не выделяется
4) вся выделяющаяся энергия рассеивается в виде тепла

14. При полном окислении 1 молекулы глюкозы обра­зуется

1) 2 молекулы АТФ
2) 36 молекул АТФ
3) 38 молекул АТФ
4) 46 молекул АТФ

В заданиях 15-24 выберите все верные ответы.

15. В ходе световой фазы фотосинтеза

1) поглощается солнечная энергия
2) образуется вода
3) участвует хлорофилл
4) побочным продуктом является кислород
5) происходит фотолиз воды
6) поглощается углекислый газ

16. В световой фазе фотосинтеза

1) поглощается солнечный свет
2) происходит синтез АТФ
3) затрачивается АТФ
4) выделяется кислород
5) процессы протекают в тилакоидах
6) поглощается кислород

17. В темновой фазе фотосинтеза

1) используются продукты световой фазы
2) осуществляется синтез АТФ
3) поглощается углекислый газ
4) синтезируются углеводы
5) выделяется кислород
6) окисляются сахара

18. В темновой фазе фотосинтеза

1) образуются простые сахара
2) разлагаются углеводы
3) используется энергия АТФ
4) не используется солнечный свет
5) процессы происходят в строме хлоропласта
6) процессы происходят на мембранах тилакоидов

19. На первой стадии клеточного дыхания

1) происходит гидролиз запасных питательных веществ
2) химические реакции протекают в митохондриях
3) полимеры распадаются на мономеры
4) из мономеров образуются полимерные соединения
5) образуется много молекул АТФ
6) АТФ не синтезируется

20. На первой стадии клеточного дыхания

1) вся энергия выделяется в виде тепла
2) образуется молочная кислота
3) процессы протекают в хлоропластах
4) процессы протекают в цитоплазме
5) из крахмала образуются молекулы глюкозы
6) из молекул глюкозы образуется крахмал

21. На второй стадии клеточного дыхания

1) образуется углекислый газ
2) процессы протекают в цитоплазме
3) происходят анаэробные процессы
4) процессы идут в митохондриях
5) затрачивается большое количество кислорода
6) глюкоза разлагается до пировиноградной кислоты

22. На второй стадии клеточного дыхания

1) образуются 2 молекулы АТФ
2) происходят аэробные процессы
3) происходит гликолиз
4) образуется вода
5) образуется более 30 молекул АТФ
6) химические реакции идут без участия кислорода

23. На третьей стадии клеточного дыхания

1) процессы протекают в митохондриях
2) процессы протекают в хлоропластах
3) образуется углекислый газ
4) выделяется кислород
5) происходит полное окисление органического веще­ства
6) происходят аэробные процессы

24. На третьей стадии клеточного дыхания

1) химические реакции протекают в цитоплазме
2) образуется вода
3) образуется 36 молекул АТФ
4) образуется 5 молекул АТФ
5) происходят анаэробные процессы
6) реакции идут с участием кислорода

В заданиях 25-30 установите соответствие

25. Установите соответствие между фазами фотосинте­за и биологическими процессами.

1) световая фаза
2) темновая фаза

а) синтезируется АТФ
б) выделяется кислород
в) образуются простые углеводы
г) процессы протекают в тилакоидах
д) поглощается углекислый газ
е) реакции протекают в строме хлоропласта

26. Установите соответствие между фазами фотосинте­за и биологическими процессам.

1) световая фаза
2) темновая фаза

а) используются продукты другой фазы
б) участвует хлорофилл
в) происходит фотолиз воды
г) поглощается углекислый газ
д) синтезируются сахара
е) побочным продуктом является кислород

27. Установите соответствие между стадиями клеточно­го дыхания и биологическими процессами.

1) вторая стадия
2) третья стадия

а) химические реакции идут без участия кислорода
б) происходит гликолиз
в) образуется вода
г) образуются 2 молекулы АТФ
д) образуется 36 молекул АТФ
е) реакции идут с участием кис­лорода

28. Установите соответствие между стадиями клеточно­го дыхания и биологическими процессами.

1) вторая стадия
2) третья стадия

а) процессы протекают в митохондриях
б) образуется углекислый газ
в) процессы протекают в цито­плазме
г) происходят аэробные процессы
д) глюкоза разлагается до пиро­виноградной кислоты
е) происходят анаэробные процессы

29. Сопоставьте фотосинтез и дыхание.

1) фотосинтез
2) дыхание

а) используется углекислый газ
б) образуется углекислый газ
в) поглощается кислород
г) выделяется кислород
д) происходит и на свету, и в тем­ноте
е) происходит только на свету

30. Сопоставьте фотосинтез и дыхание.

1) фотосинтез
2) дыхание

а) энергия выделяется
б) энергия поглощается
в) образуется глюкоза
г) используется вода
д) окисляется глюкоза
е) образуется вода

Существует две стадии процесса фотосинтеза. Они принципиально отличаются по химическим реакциям, происходящим в клетках растения. Первая или световая стадия напрямую связана с наличием световой энергии. 2 или темновая стадия названа так, поскольку процессы, происходящие во время нее, не зависят от наличия света. Химические процессы, которые происходят в темновую фазу фотосинтеза, различны у разных видов растений.

Что такое ферментативная фаза фотосинтеза

Темновая или ферментативная стадия фотосинтеза характеризуется: синтезом глюкозы, фиксацией углекислого газа и протеканием процессов в хлоропластах. Она запускается после расщепления воды под действием энергии света на 1 световой стадии и образования ее конечных продуктов:

  • АТФ (аденозинтрифосфат) – источник энергии, необходимой для прохождения множества химических реакций темновой стадии;
  • НАДФН (восстановленный никотинамидадениндинуклеотидфосфат) – катализатор, являющийся источником водорода. Водород, который отдает НАДФН, используется в процессе получения органических соединений во время темновой стадии;
  • О2(молекулярный кислород) не принимает участия в процессах второй стадии фотосинтеза, поэтому выделяется в атмосферу.

Далее во время темновой стадии растение поглощает из атмосферы СО2. Из этого соединения и водорода, отдаваемого молекулой НАДФН, синтезируется органическое соединение глюкоза (C6H12O6). Реакции синтеза проходят с поглощением энергии. Энергия для этого процесса выделяется молекулами АТФ, которые превращаются в АДФ (аденозиндифосфат).

Химические процессы, которые происходят в темновой стадии фотосинтеза, можно представить следующим уравнением:

В темновой стадии фотосинтеза энергия для синтеза высвобождается при распаде АТФ на АДФ и фосфорную кислоту:

АТФ → Q + АДФ + фосфорная кислота

В сложнейших и различных реакциях темновой фазы фотосинтеза участвуют множество разнообразных ферментов.

Темновая фаза фотосинтеза разделяется на несколько этапов в зависимости от пути прохождения, присущих разным видам растений. Результатом темновой фазы фотосинтеза независимо от ее пути прохождения всегда является органическое соединение — глюкоза. Ниже представлена общая схема фотосинтеза: световая и темновая фаза.


Где протекают реакции темновой стадии фотосинтеза

Реакции темновой фазы фотосинтеза происходят, протекают в специальных клеточных структурах растения — в стромах хлоропластов. Хлоропласт – зеленая пластида, содержащая хлорофилл и отвечающая за химические реакции, проходящие во время всех стадий фотосинтеза. Хлоропласт имеет достаточно сложную структуру.

Основными его частями являются:

  • Тилакоиды – специальные структуры для преобразования световой энергии в химическую;
  • Граны – стопки тилакоидов;
  • Строма – плотная жидкость внутри хлоропласта между тилакоидами;
  • Мембраны.


Вся 1 световая стадия фотосинтеза проходит в гранах тилакоидов. Внутри них имеется хлорофилл – зеленый пигмент, способный поглощать световую энергию.

2 темновая стадия фотосинтеза проходит в строме хлоропласта. В состав стромы входят необходимые ферменты, которые обеспечивают прохождение химических реакций синтеза углеводов.

Цикл Кальвина

Самым распространенным видом фотосинтеза является С3 фотосинтез, который называется циклом Кальвина. Процессы, проходящие в цикле Кальвина, характерны для большинства видов растений нашей планеты. С3— фотосинтез делится на 3 фазы:

  • Карбоксилирование;
  • Восстановление;
  • Регенерация или превращение углеродных соединений.

В фазе карбоксилирования углекислый газ, поглощаемый растением из воздуха, связывается с ферментом (рибулозобисфосфат), образуя фосфоглицериновую кислоту (3-ФГК). Это 3-углеродное соединение дало название данному виду фотосинтеза – С3.

В следующей фазе восстановления 3-ФГК восстанавливается до 3-фосфоглицеринового альдеги­да (3-ФГА). Этот процесс происходит с участием НАДФН и АТФ. В фазе регенерации часть молекул 3-ФГА покидают цикл.

Из них во время темновой стадии фотосинтеза образуется вещество — глюкоза. Остальные молекулы данного вещества регенерируют в рибулозобисфосфат, способный связывать углекислый газ. Цикл Кальвина повторяется. Для синтеза одной молекулы глюкозы цикл должен пройти 6 раз.

Темновая стадия фотосинтеза не обязательно должна проходить в темное время суток. Она проходит непрерывно в течение суток, когда есть в наличии конечные продукты световой фазы.

Растения, использующие С3— фотосинтез должны непрерывно получать углекислый газ из окружающей атмосферы. При его дефиците или отсутствии темновая фаза фотосинтеза не может проходить у них эффективно.

Они должны постоянно держать устьица на своих листьях открытыми, чтобы поглощать СО2. В случае же его дефицита такие растения переходят в режим дыхания и выделяют углекислый газ, необходимый им в дальнейших фазах фотосинтеза.

Также через эти отверстия испаряется много влаги. Поэтому растения с С3-фотосинтезом не могут существовать в жарких и засушливых регионах. Там живут растения, которые используют другие виды фотосинтеза.

Цикл Хэтча-Слэка

Существует множество видов растений, фотосинтез которых проходит по пути С4. Он отличается от С3-фотосинтеза тем, что поступивший СО2 при участии ферментов образует не 3-углеродное, а 4-углеродное соединение.

Путь фотосинтеза С4 называется циклом Хэтча-Слэка в честь его первооткрывателей. Цикл Хэтча-Слэка проходит в 3 этапа:

  • Акцептация;
  • Декарбоксилирование;
  • Цикл Кальвина.

Сюда входит цикл С3 фотосинтеза, но имеются и еще 2 дополнительных этапа, во время которых происходит захват углекислого газа и его накопление в тканях растения.

В процессе акцептации углекислый газ, поступивший в клетки растения из окружающей среды, соединяется не с рибулозобисфосфатом, как в цикле Кальвина, а с 3-углеродным соединением — фосфоенолпировиноградной кислотой.

В результате этой реакции получается 4-углеродное соединение – щавелевоуксусная кислота. Затем в зависимости от вида растения это вещество превращается в другие 4-углеродные соединения: яблочную и яспарагиновую кислоты.

На этапе декарбоксилирования из полученных 4-углеродных соединений получается свободный углекислый газ. Он не выделяется в атмосферу, а сразу поступает в цикл Кальвина. Оставшиеся 3-углеродные молекулы вновь могут использоваться для захвата СО2 в начале цикла Хэтча-Слэка.

Рассмотренный вариант фотосинтеза намного прогрессивнее, чем С3-фотосинтез. Здесь растение может накапливать углекислый газ в составе 4-углеродных кислот, чтобы потом использовать его по необходимости. Это обеспечивает непрерывный и эффективный цикл синтеза глюкозы, не зависящий от присутствия углекислоты в атмосфере.

Растения с С4-фотосинтезом захватывают углекислый газ при его избытке, а затем не страдают при его дефиците.

У таких видов растений очень редко происходит процесс дыхания. Фотосинтез С4 обнаружен у более 900 видов растений. Среди них есть немало сельскохозяйственных культур, в том числе просо, сорго, кукуруза и сахарный тростник. Все эти виды приспособлены к жизни в засушливых районах с повышенной температурой воздуха.

Исследования показали, что при повышении температуры эффективность фотосинтеза у них значительно повышается. В то же время они не испытывают дефицита влаги. Среди комнатных растений также немало видов, использующих С4-фотосинтез.

Такими свойствами обладают все бромелиевые. Не следует располагать их рядом с С3-растениями. Пока последние будут медленно усваивать углекислый газ, С4-виды быстро поглотят всю углекислоту из воздуха, создавая для обычных разновидностей неблагоприятные условия.

Этапы САМ-фотосинтеза

Существует модификация пути С4, которая называется САМ (Crassulacean Аcid Metabolism). Этот путь фотосинтеза типичен для всех суккулентов, которые приспособлены выживать в жарком климате с дефицитом воды.

Днем в жару эти растения закрывают устьица, находящиеся на листьях, чтобы не испарять воду. Поэтому в дневное время они не могут получить углекислый газ из окружающего воздуха.

Этапы САМ-фотосинтеза ничем не отличаются от С4 пути, но его этапы разделены во времени. Углекислый газ поступает в клетки растения только ночью, когда устьица на листьях открыты. Таким образом, в ночное время возможно прохождение этапов: акцептации и декарбоксилирования.

Завершающий этап (цикл Кальвина) у суккулентов может проходить днем, так как для него уже не требуется получение углекислого газа.

Значение темновой стадии фотосинтеза для растений

Темновая стадия фотосинтеза позволяет растению завершить синтез органического вещества из неорганических. Этот процесс имеет в их жизни решающее значение. Глюкоза, синтезируемая растениями, принимает участие во многих биологических процессах, проходящих в растительных клетках. Вот основные из них:

  • Синтез белков, жиров и более сложных углеводов для постройки организма и обеспечения его жизнедеятельности;
  • Дыхание, при котором глюкоза расщепляется на углекислый газ и воду с выделением энергии;
  • Накопление питательных веществ в тканях растения для увеличения его жизнеспособности.


Белки жиры и сложные углеводы входят в состав клеток растения. Их необходимо синтезировать, чтобы растение могло расти и развиваться. Глюкоза является одним из важнейших материалов, используемых для такого синтеза.

Дыхание – процесс, который проходит по нескольким причинам. Это реакция окисления глюкозы с поглощением кислорода. При этом выделяется большое количество энергии, которая необходима для прохождения реакций синтеза в тканях растения.

Также растение вынуждено дышать, если вокруг него недостаточно углекислого газа, необходимого для фотосинтеза. Тогда часть конечного продукта темновой фазы фотосинтеза, которым является синтезированная глюкоза, расщепляется с выделением СО2. При накоплении питательных веществ глюкоза переходит в более стойкое вещество – крахмал, который и накапливается в органах растения.

Крахмал может использоваться по необходимости, расщепляясь сначала до глюкозы, а затем в конечные продукты окисления – воду и СО2. Запасы позволяют растению расходовать их в наступивших неблагоприятных условиях, сохраняя жизнеспособность.

Читайте также: