Нейросеть

Главная / Учебники / Биология 10 класс / Параграф § 20 / ГДЗ § 20

ГДЗ: Параграф § 20 / Биология 10 класс

Страницы: 116, 117, 118
Глава: Глава 5. Обмен веществ и превращение энергии в клетке
Параграф: § 20 - Хемосинтез
Учебник: Биология 10 класс -
Автор: Александр Валентинович Теремов
Год: 2025
Издание: 16-е идание, стереотипное
Содержание:

Вопросы для самопроверки:

1. Какие существуют способы синтеза первичных органических веществ на Земле, помимо фотосинтеза, и каково его значение?

Ответ:

Помимо фотосинтеза, существует хемосинтез — процесс создания органических веществ из неорганических за счёт энергии, получаемой при окислении других неорганических соединений. Значение хемосинтеза очень велико, поскольку хемосинтезирующие бактерии:

  • Участвуют в круговороте веществ (азота, серы, железа) в природе.
  • Способствуют повышению плодородия почв (нитрифицирующие бактерии).
  • Участвовали в образовании рудных залежей (железобактерии).
  • Могут использоваться человеком для получения белка и биологической очистки воды (водородные бактерии).

2. Чем отличаются хемосинтезирующие организмы от фотосинтезирующих?

Ответ:

Основное отличие заключается в источнике энергии для синтеза органических веществ:

  • Фотосинтезирующие организмы: Используют энергию солнечного света.
  • Хемосинтезирующие организмы: Используют энергию, которая выделяется при окислении неорганических веществ (например, \(\mathrm{H}_{2}\mathrm{S}\), \(\mathrm{NH}_{3}\), \(\mathrm{Fe}^{2+}\)).

Кроме того, хемосинтетики, как правило, являются прокариотами (бактериями), в то время как фотосинтетики могут быть и прокариотами (цианобактерии), и эукариотами (растения, водоросли).

3. Объясните, почему фотосинтезирующие организмы получили эволюционное преимущество в развитии по сравнению с хемосинтетиками?

Ответ:

Фотосинтезирующие организмы получили приоритетное развитие, поскольку солнечный свет является практически неограниченным и легко доступным источником энергии на поверхности Земли. В то же время, хемосинтез зависит от наличия ограниченного запаса неорганических субстратов (\(\mathrm{H}_{2}\mathrm{S}\), \(\mathrm{NH}_{3}\), \(\mathrm{Fe}^{2+}\)) в определённых местах (почва, дно водоёмов, гидротермальные источники).

Таким образом, использование солнечной энергии сделало фотосинтез более эффективным и распространённым путём синтеза органических веществ, что привело к доминированию фотосинтетиков в биосфере.

Практические задания:

Объясните значение терминов 'хемосинтез', 'хемосинтетики', 'нитрифицирующие бактерии' и 'железобактерии'.
  • Хемосинтез: Процесс синтеза органического вещества из неорганического (например, \(\mathrm{CO}_{2}\)) за счёт энергии, получаемой в ходе окисления неорганических соединений (\(\mathrm{H}_{2}\mathrm{S}\), \(\mathrm{NH}_{3}\) и др.), а не за счёт света.
  • Хемосинтетики: Автотрофные организмы (в основном бактерии), которые осуществляют хемосинтез.
  • Нитрифицирующие бактерии: Группа хемосинтетиков, окисляющих аммиак (\(\mathrm{NH}_{3}\)) до нитритов (\(\mathrm{HNO}_{2}\)) и нитратов (\(\mathrm{HNO}_{3}\)), играя ключевую роль в цикле азота и повышении плодородия почв.
  • Железобактерии: Группа хемосинтетиков, окисляющих двухвалентное железо (\(\mathrm{Fe}^{2+}\)) до трёхвалентного (\(\mathrm{Fe}^{3+}\)) и участвовавших в образовании залежей железных руд.
Проанализируйте две стадии окисления аммиака нитрифицирующими бактериями и поясните, в чем заключается роль каждого этапа.
  • Первая стадия (окисление аммиака до нитритов):

    \( 2\mathrm{NH}_{3} + 3\mathrm{O}_{2} \to 2\mathrm{HNO}_{2} + 2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} + \mathrm{E} \)

    На этом этапе аммиак, образованный при гниении органики, окисляется бактериями-нитрозомонасами до азотистой кислоты (нитритов). Выделяется энергия (\(\mathrm{E}\)), которая используется для синтеза органических веществ.

  • Вторая стадия (окисление нитритов до нитратов):

    \( 2\mathrm{HNO}_{2} + \mathrm{O}_{2} \to 2\mathrm{HNO}_{3} + \mathrm{E} \)

    На этом этапе бактерии-нитробактеры окисляют образовавшиеся нитриты до азотной кислоты (нитратов). Нитраты являются основной формой азота, усваиваемой растениями из почвы, что делает этот этап критически важным для повышения плодородия почвы.

Сравните хемосинтез и фотосинтез, указав сходства и различия в источнике энергии и конечном продукте.

Сравнение Хемосинтеза и Фотосинтеза

Сходства:

  • Оба процесса являются автотрофными, то есть позволяют организмам синтезировать органические вещества из неорганических (\(\mathrm{CO}_{2}\)).
  • Конечный продукт — органические вещества (например, углеводы).
  • В обоих процессах используется энергия для образования молекул АТФ, которая затем тратится на синтез органики.

Различия:

  • Источник энергии: Фотосинтез использует свет, хемосинтез использует энергию окисления неорганических соединений (\(\mathrm{H}_{2}\mathrm{S}\), \(\mathrm{NH}_{3}\), \(\mathrm{Fe}^{2+}\)).
  • Место протекания в клетке (у бактерий): Фотосинтез (у цианобактерий) связан с тилакоидами/ламеллами; хемосинтез связан с мезосомами.
  • Распространённость: Фотосинтез — основной источник первичной продукции в биосфере. Хемосинтез локализован в местах с запасами неорганических субстратов.

Задали создать проект?

Создай с помощью ИИ за 5 минут

До 90% уникальность
Готовый файл Word
15-30 страниц
Список источников по ГОСТ
Оформление по ГОСТ
Таблицы и схемы

Готовые проекты

Список готовых проектов к текущему параграфу.

Уведомление об авторском праве и цитировании

ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.

Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).

В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.