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.
В этой статье:
Что такое фотосинтезКак идет процесс фотосинтезаЗначение фотосинтезаПримеры заданий на фотосинтез в ЕГЭ и ОГЭ по биологии
Что такое фотосинтез
Почему растения фотосинтезируют? Стандартный ответ: «Потому что они зеленые».
На самом деле, растения получили способность к фотосинтезу благодаря наличию полуавтономных 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.
А на почте вас ждет полезный
подарок 😊 Скачать файл
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. Если для 9-го класса достаточно знать что это такое и основные этапы, то для ЕГЭ необходимо понимание последовательности процессов. Кстати, эта тема актуальна для решения заданий по экспериментам: номеров 2 и 22–23.
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
Конечно, процесс фотосинтеза значительно сложнее, чем мы с вами разобрали. Да и на ОГЭ и ЕГЭ проверяют знание многих других тем. Чтобы сдать экзамен на высокий балл, надо знать анатомию, зоологию, генетику, микробиологию и даже психологию. При этом недостаточно только хорошо разбираться в основных темах. Надо уметь избегать ловушек экзаменаторов, вчитываться в формулировки заданий и оформлять ответы в четком соответствии с критериями. Поэтому необходимо готовиться к ОГЭ и ЕГЭ по биологии системно.
Экзамен по биологии — не шутка. Если вы хотите сдать его на 90+, записывайтесь на мои курсы подготовки к ОГЭ или ЕГЭ. Мы разберемся со всеми темами, которые изучают в страшей школе классе, научимся решать задания быстро и правильно, а также разберем лайфхаки, которые помогут вам не стрессовать. Я также проведу с вами пробный экзамен в формате реального ОГЭ или ЕГЭ, чтобы вы были готовы к любым неожиданностям. После мы разберем все ошибки и поймем, как избежать их в будущем.
Бесплатно
проверьте свой
уровень знаний
И скорректируйте подготовку к ОГЭ или ЕГЭ
Попробовать ООО «Юмакс», ИНН 7730681080, ERID 2VtzqwBLMVY
