Какие организмы способны к фотосинтезу самые древние вирусы

Обновлено: 19.04.2024

6. Какие вещества поглощаются растением при фотосинтезе?

7. Какие вещества выделяются растением при фотосинтезе?

8. Какие вещества синтезируются в световой стадии?

9. Как устроена фотосистема?

10. Как отличается фотосистема 1 от фотосистемы 2?

11. Какие вещества синтезируются в темновой стадии?

12. Может ли световая стадия протекать в темноте?

13. Может ли темновая стадия протекать на свету?

14. В каких органоидах цианобактерий протекает фотосинтез?

15. Какое вещество является источником кислорода при фотосинтезе?

16. Какое вещество является источником электронов при фотосинтезе?

17. Какое вещество является источником электронов при хемосинтезе?

18. Что такое ассимиляция?

19. Что такое диссимиляция?

20. Что такое катаболизм?

21. Что такое анаболизм?

22. Что такое пластический обмен?

23. Что такое энергетический обмен?

25. Что такое гомеостаз?

26. Соединение простых веществ в сложные в клетке называется ….?

27. Распад сложных веществ на простые называется …?

28. Назовите три этапа дыхания.

29. В какой части клетки протекает 1 этап дыхания?

30. Что такое субстрат дыхания?

31. Какой субстрат дыхания даёт наибольшее количество энергии?

32. Какой субстрат дыхания разрушается в первую очередь?

33. В какие вещества превращаются белки в подготовительном этапе дыхания?

34. В какие вещества превращаются жиры в подготовительном этапе дыхания?

35. В какие вещества превращаются углеводы в подготовительном этапе дыхания?

36. В какой части клетки протекает 2-й этап дыхания?

37. Назовите продукт гликолиза у растений.

38. Назовите продукт гликолиза у животных.

39. В какой части клетки протекает 3-й этап дыхания?

40. Кто открыл цикл лимонной кислоты?

41. Кто открыл цепь переноса электронов в митохондрии?

42. Какой ион накапливается в митохондрии на третьем этапе дыхания?

43. Какое вещество является ловушкой для электронов в митохондрии?

44. Как называются организмы, способные производить органические вещества из неорганических?

45. Какие систематические группы живых организмов относятся к автотрофным?

46. Какие систематические группы живых организмов относятся к гетеротрофным?

Тест по биологии Значение фотосинтеза и биологического круговорота веществ в развитии жизни 9 класс с ответами. Тест включает два варианта , в каждом по 7 вопросов и заданий трех уровней сложности.

Вариант 1

А1. Как называются организмы, которые питаются готовыми органическими веществами?

1) протобионты
2) хемотрофы
3) гетеротрофы
4) автотрофы

А2. Почему со временем гетеротрофам стало не хватать органических веществ в Мировом океане?

1) из-за размножения гетеротрофов стало больше
2) произошел некий катаклизм
3) гетеротрофы увеличились в размерах
4) органические соединения стали токсичны

А3. Какие организмы, способные к фотосинтезу, самые древние?

1) вирусы
2) растения
3) эвглена зеленая
4) цианобактерии

А4. Что обусловило появление у живых организмов процесса дыхания?

1) появление автотрофов
2) накопление в атмосфере кислорода
3) появление растений
4) возникновение у автотрофов пигмента хлорофилла

В1. Какие органические вещества подвергаются брожению быстрее всех?

В2. Когда на Земле появились первые прокариоты?

С1. Как на Земле возник процесс биологического круговорота веществ?

Вариант 2

А1. Как называются организмы, которые сами синтезируют органические вещества из неорганических?

1) автотрофы
2) гетеротрофы
3) протобионты
4) хемотрофы

А2. Какой процесс вначале удовлетворял потребность анаэробных гетеротрофов в энергии?

1) процесс выделения
2) процесс дыхания
3) процесс брожения
4) процесс горения

А3. Какие организмы стали развиваться в результате по явления хлорофилла у эукариот?

1) грибы
2) растения
3) лишайники
4) насекомые

А4. Что способствовало прекращению абиогенного синтеза органических веществ и защите первых организмов от ультрафиолетового излучения?

1) в атмосферу стало поступать много углекислого газа
2) в химических связях органических веществ накопилась солнечная энергия
3) в атмосфере накопилось много свободного кислорода и появился озоновый экран
4) появились анаэробные гетеротрофные организмы

В1. Появление какого процесса жизнедеятельности организмов положило конец процессу зарождения жизни?

В2. Когда на Земле появились одноклеточные эукариоты?

С1. Какие составляющие биосферы способствуют осуществлению биологического круговорота веществ в природе?

Ответы на тест по биологии Значение фотосинтеза и биологического круговорота веществ в развитии жизни 9 класс
Вариант 1
А1-3
А2-1
А3-4
А4-2
В1. Сахара
В2. 3,5 млрд лет назад
Вариант 2
А1-1
А2-3
А3-2
А4-4
В1. Размножения
В2. 1,5 млрд лет назад

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 300 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Онлайн
формат
Диплом
гособразца
Помощь в трудоустройстве

Проверочная работа

Задачи работы:

- разработаны два варианта проверочной работы в формате ЕГЭ;

- составлена характеристику данной работы.

Планируемый результат

- повысить квалификацию в составлении контрольных работ в формате ЕГЭ;

- повысить квалификацию в составлении кодификатора и характеристики работы в соответствии с возрастными особенностями обучающихся.

Объект: качество биологического образования

ФОТОСИНТЕЗ. ХЕМОСИНТЕЗ.

Элементы содержания, проверяемые на ОГЭ

Обмен веществ и превращения энергии – свойства живых организмов.

Стадии энергетического обмена.

Фотосинтез, его значение, космическая роль.

Фазы фотосинтеза. (Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь).

Роль хемосинтезирующих бактерий

Открытие фотосинтеза и хемосинтеза

А1. Совокупность реакций распада и окисления органических веществ, сопровождающихся выделением энергии и запасанием ее в молекулах АТФ, - это:

1. пластический обмен

3. энергетический обмен

А2. Какие организмы, способные к фотосинтезу, самые древние?

3. Эвглена зеленая

А3. Фотолиз воды в клетках живых организмов протекает в процессе:

А4. На рисунке изображен пластид, какой цифрой обозначен тилакоид?

2. внешняя мембрана

А5. Процесс синтеза органических веществ из неорганических называется :

А6. Открыл и изучил процесс хемосинтеза:

1. Д.И. Ивановский

3. Виноградский С.Н.

В заданиях В1 выберите три верных ответа из шести. Запишите выбранные цифры.

В 1. Световая фаза фотосинтеза характеризуется:

возбуждением молекулы хлорофилла

расщеплением молекулы воды

использованием энергии АТФ

использованием молекул углекислого газа

Выполняя задание В2, установите соответствие между содержанием первого и второго столбцов.

В2. Установите соответствие между характеристикой и фазой процессов фотосинтеза.

А) восстанавливается молекула углекислого газа

Б) используется энергия АТФ

В) возбуждается молекула хлорофилла

Г) в результате реакций образуются молекулы глюкозы

Д) происходит фотолиз воды

Е) путем присоединения остатка фосфорной кислоты к АБФ синтезируется АТФ

Типы питания живых организмов.

Процесс потребления вещества и энергии называется _________(А). По источнику углерода живые организмы делятся на автотрофов и __________ (Б). В зависимости от источника энергии автотрофы делятся не ___________ (В), которые используют световую энергию, и _________ (Г), использующих химическую энергию.

Перечень терминов

В каких органах, кроме листьев, может протекать фотосинтез?

В чём состоит космическая роль растений?

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

Световая фаза фотосинтеза. Хлорофилл поглощает квант света, который переводит электрон в возбужденное состояние. Возбужденный электрон приобретает большой запас энергии и перемещается на более высокий энергетический уровень. Возбужденный электрон, перемещаясь по цепи сложных органических соединений, теряет энергию, которая используется для синтеза АТФ. Под воздействием света происходит процесс фотолиза воды. В результате образуются ионы водорода (Н + ) и электроны (е - ), а также побочный продукт – кислород (О ₂ ). Электроны и ионы водорода взаимодействуют с молекулой – переносчиком.

Темновая фаза фотосинтеза. В реакциях темновой фазы углекислый газ восстанавливается до глюкозы, при этом затрачивается энергия, запасённая в молекулах АТФ и молекулах-переносчиках водорода. Углекислый газ растение получает из воздуха через устьица.

Продуктивность фотосинтеза велика: за один час на 1м 2 площади листа синтезируется до 1г сахара.

А1. Совокупность реакций синтеза органических веществ, сопровождающихся поглощением энергии за счет распада молекул АТФ, - это:

1. пластический обмен (ассимиляция)

3. энергетический обмен (диссимиляция)

А2. В процессе хемосинтеза организмы преобразуют энергию химических связей:

Некоторые организмы способны захватывать энергию солнечного света и использовать ее для производства органических соединений. Этот процесс, известный как фотосинтез, необходим для поддержания жизни, поскольку обеспечивает энергию как для производителей, так и для потребителей. Фотосинтезирующие организмы, также известные как фотоавтотрофы, являются организмами, способными к процессу фотосинтеза, и включают высшие растения, некоторые протисты (водоросли и эвглена), а также бактерии.

При фотосинтезе световая энергия преобразуется в химическую энергию, которая хранится в виде глюкозы (сахара). Неорганические соединения (диоксид углерода, вода и солнечный свет) используются для производства глюкозы, кислорода и воды. Фотосинтезирующие организмы используют углерод для получения органических молекул (углеводов, липидов и белков), которые необходимы для построения биологической массы.

Кислород, образующийся в виде побочного продукта фотосинтеза, используется многими организмами, включая растения и животных, для клеточного дыхания. Большинство организмов полагаются на фотосинтез, прямо или косвенно, для получения питательных веществ. Гетеротрофные организмы, такие как животные, большинство бактерий и грибов, не способны к фотосинтезу или продуцированию биологических соединений из неорганических источников. Таким образом, они должны потреблять фотосинтетические организмы и другие автотрофы для получения питательных веществ.

Первые фотосинтезирующие организмы

Мы очень мало знаем о самых ранних источниках и организмах фотосинтеза. Были многочисленные предложения относительно того, где и как возник этот процесс, но нет прямых доказательств для подтверждения любого из возможных происхождений. Имеются внушительные доказательства того, что первые фотосинтезирующие организмы появились на Земле примерно от 3,2 до 3,5 млрд лет назад в виде строматолитов, слоистых структур, подобных формам, которые образуют некоторые современные цианобактерии. Существует также изотопное доказательство автотрофной фиксации углерода около 3,7-3,8 миллиарда лет назад, хотя нет ничего, что указывало бы на то, что эти организмы были фотосинтезирующими. Все эти утверждения о раннем фотосинтезе весьма противоречивы и вызвали множество споров в научном сообществе.

Хотя считается, что жизнь впервые появилась на Земле около 3,5 миллиардов лет назад, вероятно, ранние организмы не метаболизировали кислород. Вместо этого они полагались на минералы, растворенные в горячей воде вокруг вулканических жерл. Возможно, что цианобактерии начали производить кислород в качестве побочного продукта фотосинтеза. По мере роста концентрации кислорода в атмосфере, он начал отравлять многие другие формы ранней жизни. Это привело к эволюции новых организмов, которые могли использовать кислород в процессе, известном как дыхание.

Современные фотосинтезирующие организмы

К основным организмам, которые перерабатывают энергию солнца в органические соединения относятся:

Растения;
Водоросли (диатомовые водоросли, фитопланктон, зеленые водоросли);
Эвглена;
Бактерии – цианобактерии и аноксигенные фотосинтетические бактерии.

Фотосинтез в растениях

Фотосинтез растений происходит в специализированных органеллах растительных клеток, называемых хлоропластами. Хлоропласты встречаются в листьях растений и содержат пигмент хлорофилл. Этот зеленый пигмент поглощает световую энергию, необходимую для процесса фотосинтеза. Хлоропласты содержат внутреннюю мембранную систему, состоящую из структур, называемых тилакоидами, которые служат местами преобразования энергии света в химическую энергию. Двуокись углерода превращается в углеводы в процессе, известном как фиксация углерода или цикл Кальвина. Углеводы могут хранится в виде крахмала, используемого во время дыхания или для производства целлюлозы. Кислород, который образуется в процессе, выделяется в атмосферу через поры в листьях растений, называемые устьицами.

Растения и цикл питательных веществ

Растения играют важную роль в цикле питательных веществ, в частности, углерода и кислорода. Водные и наземные растения (цветущие растения, мхи и папоротники) помогают регулировать углерод в атмосфере, удаляя углекислый газ из воздуха. Растения также важны для производства кислорода, который выделяется в воздух как ценный побочный продукт фотосинтеза.

Водоросли и фотосинтез

Водоросли представляют собой эукариотические организмы, которые имеют характеристики как растений, так и животных. Как и животные, водоросли способны питаться органическим материалом в окружающей их среде. Некоторые водоросли также содержат органеллы и структуры, обнаруженные в клетках животных, такие как жгутики и центриоли. Как и растения, водоросли содержат фотосинтетические органеллы, называемые хлоропластами. Хлоропласты содержат хлорофилл – зеленый пигмент, который поглощает световую энергию для фотосинтеза. Водоросли также имеют другие фотосинтетические пигменты, такие как каротиноиды и фикобилины.

Водоросли могут быть одноклеточными или существовать в виде больших многоклеточных организмов. Они живут в различных местах обитания, включая соленые и пресные водные среды, влажную почву или породы. Фотосинтезирующие водоросли, известные как фитопланктон, встречаются как в морской, так и в пресноводной среде. Морской фитопланктон состоит из диатомей и динофлагеллятов. Пресноводный фитопланктон включает зеленые водоросли и цианобактерии. Фитопланктон плавает вблизи поверхности воды, чтобы получить лучший доступ к солнечному свету, который необходим для фотосинтеза. Фотосинтетические водоросли жизненно важны для глобального цикла веществ, таких как углерод и кислород. Они поглощают углекислый газ из атмосферы и генерируют более половины кислорода на планетарном уровне.

Эвглена

Эвглена – одноклеточные протисты, которые были классифицированы по типу эвгленовые (Euglenophyta) с водорослями из-за своей способности к фотосинтезу. В настоящее время, ученые считают, что они не являются водорослями, а приобрели свои фотосинтетические способности через эндосимбиотические отношения с зелеными водорослями. Таким образом, эвглена была помещена в типологию эвгленозои (Euglenozoa).

Фотосинтетические бактерии:

Цианобактерии

Цианобактерии – это кислородные фотосинтетические бактерии. Они собирают солнечную энергию, поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Как растения и водоросли, цианобактерии содержат хлорофилл и превращают углекислый газ в глюкозу через фиксацию углерода. В отличие от эукариотических растений и водорослей, цианобактерии являются прокариотическими организмами. Им не хватает окруженного мембраной ядра, хлоропластов и других органелл, обнаруженных в клетках растений и водорослей. Вместо этого цианобактерии имеют двойную наружную клеточную мембрану и сложенные внутренние тилакоидные мембраны, которые используются при фотосинтезе. Цианобактерии также способны к фиксации азота, процесс превращения атмосферного азота в аммиак, нитрит и нитрат. Эти вещества абсорбируются растениями для синтеза биологических соединений.

Цианобактерии встречаются в различных наземных биомах и водных средах. Некоторые из них считаются экстремофилами, потому что обитают в чрезвычайно суровых условиях, например горячие источники и гиперсоленные водоемы. Цианобактерии также существуют как фитопланктон и могут жить в других организмах, таких как грибы (лишайники), простейшие и растения. Они содержат пигменты фикоэритрин и фикоцианин, которые отвечают за их сине-зеленый цвет. Эти бактерии иногда ошибочно называют сине-зелеными водорослями, хотя они вообще к ним не принадлежат.

Аноксигенные бактерии

Аноксигенные фотосинтетические бактерии представляют собой фотоавтотрофы (синтезируют пищу с использованием солнечного света), которые не продуцируют кислород. В отличие от цианобактерий, растений и водорослей, эти бактерии не используют воду в качестве донора электронов в транспортной цепи электрона при производстве АТФ. Вместо этого они используют водород, сероводород или серу в качестве основных доноров электронов. Аноксигенные бактерии также отличаются от цианобактерий тем, что у них нет хлорофилла для поглощения света. Они содержат бактериохлорофилл, который способен поглощать более короткие волны света, чем хлорофилл. Таким образом, бактерии с бактериохлорофиллом, как правило, обнаруживаются в глубоких водных зонах, куда могут проникать более короткие длины волн света.

Примеры аноксигенных фотосинтетических бактерий включают пурпурные и зеленые бактерии. Пурпурные бактериальные клетки бывают разных форм (сферические, стержневые, спиральные), и они могут быть подвижными или не подвижными. Пурпурные серные бактерии обычно встречаются в водных средах и серных источниках, где присутствует сероводород и отсутствует кислород. Пурпурные несерные бактерии используют более низкие концентрации сульфида, чем пурпурные серные бактерии. Зеленые бактериальные клетки обычно имеют сферическую или стержнеобразную форму, и в основном не подвижны. Зеленые серные бактерии используют сульфид или серу для фотосинтеза и не могут жить при наличии кислорода. Они процветают в богатых сульфидами водных средах и иногда образуют зеленоватый или коричневый окрас в своих местах обитания.

Мы все знаем, что растения способны фотосинтезировать – они могут преобразовывать энергию солнечного света в органические вещества с помощью хлоропласт или каротиноидов. Однако в последние годы было обнаружено небольшое количество фотосинтезирующих животных, которые перерабатывают солнечный свет через симбиоз с водорослями и даже вырабатывают собственный электрический ток.

Восточная изумрудная элизия (Elysia chlorotica)

Первым из этих удивительных фотосинтетических животных является моллюск восточная изумрудная элизия, который эффективно крадет гены у водорослей, входящих в его рацион. Когда Elysia chlorotica поедает водоросли, она интегрирует хлоропласты в свои собственные клетки – этот процесс стал возможным благодаря тому, что моллюск имеют гораздо менее сложный процесс расщепления пищи, чем большинство животных. Его кишечная оболочка содержит клеточный мешок, который поглощает целые части клеток того, что он переваривает, позволяя хлоропластам проходить через него.

Исследователи обнаружили, что в дополнение к хлоропластам восточная изумрудная элизия может поглощать другие фотосинтетические гены в процессе горизонтального переноса генов (ГПГ), при котором генетический материал передается организму-непотомку. ГПГ очень редко встречается у организмов, отличных от бактерий, и позволяет Elysia chlorotica не только сохранять клетки водорослей для себя, но и передавать их своему потомству. Украденные хлоропласты могут быть настолько эффективны, что эти моллюски способны жить до девяти месяцев без еды и и при этом поддерживать нормальный уровень питания.

Желтопятнистая амбистома (Ambystoma maculatum)

Желтопятнистая амбистома похожа на восточную изумрудную элизию в том, что для того, чтобы быть частично фотосинтетической, она поддерживает симбиотические отношения с клетками водорослей. Хотя уже давно было известно, что между желтопятнистой амбистомой и водорослями существует связь, предполагалось, что организмы не влияют друг на друга. Однако, когда исследователь Райан Керни изучал эмбрионов желтопятнистого амбистома, он обнаружил ярко-зеленый цвет, исходящий из их клеток.

Хлоропласты были обнаружены рядом с митохондриями внутри клеток животного, что означает, что митохондрии, вероятно, непосредственно потребляли кислород и углеводы, которые образуются в результате фотосинтеза. Самое удивительное в этой взаимосвязи то, что все позвоночные обладают сильной иммунной системой, стремящейся уничтожить любой чужеродный материал в своих клетках. Хотя остается еще много вопросов, тем не менее желтопятнистая амбистома является первым позвоночным, у которого была обнаружена способность к фотосинтезу.

Шершень восточный (Oriental hornet)

В отличие от кражи хлоропластов из водорослей, желтая полоса этого фотосинтетического насекомого содержит ксантоперин, который активно поглощает свет и преобразует его в электричество. Микроскопические бороздки в экзоскелете шершня восточного задерживают солнечный свет, и когда фотоны достигают желтого пигмента, создается напряжение.

Это напряжение высвобождается в виде тока, когда шершень находится в темноте, и, по-видимому, имеет важное значение для развития его куколок. Шершень восточный также отличается от других представителей семейства настоящие осы тем, что более высокие температуры и потоки тока соответствуют более высокой активности в колонии – что делает их максимально активными в начале дня, в отличие от большинства ос, которые наиболее активны в первые часы после рассвета.

Гороховая тля (Acyrthosiphon pisum)

Гороховая тля использует свой источник пищи для развития способности фотосинтезировать так же, как и первые два организма, но не применяет хлоропласты. Исследования этих маленьких насекомых показывают, что они используют выработку каротиноидов, необходимых для различных функций организма, таких как зрение, рост костей и выработка витаминов. Возможно, вы более знакомы с бета-каротином, который обычно содержится в моркови и часто применяется для улучшения зрения и роста костей.

После измерения уровня аденозинтрифосфата (АТФ – или энергии) тли можно было увидеть, что у тлей разного цвета были разные уровни АТФ. Окраска тли варьируется от белого до оранжевого и зеленого, при этом белый цвет содержит наименьшее количество каротиноидов, а зеленый – наибольшее. Было обнаружено, что зеленая тля имеет значительно больше АТФ, чем белая, в то время как оранжевая тля вырабатывает больше АТФ на свету, а не в темноте. Хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы убедиться, что тля действительно обладает фотосинтетическими способностями, ясно, что каротиноиды могут поглощать свет и передавать эту энергию тли.

Благодаря лучшему пониманию и исследованию этих уникальных животных мы можем лучше понять не только то, как они функционируют, но и то, как они приобрели способность к фотосинтезу, а также как мы можем применить наши знания о них к себе и нашим постоянно развивающимся технологиям.

Читайте также: