Сопоставление фотосинтеза и дыхания эукариот

Признаки	Фотосинтез	Дыхание
Используемые вещества Итог процесса Превращение энергии Место образования АТФ Важнейшие этапы процесса Место осуществления процесса Отношение к солнечному свету Суммарное уравнение	СО2 , Н2О Синтезируются органические вещества и выделяется свободный кислород ( в результате фотолиза воды ) Поглощается энергия света , которая преобразуется в энергию химических связей органических веществ ( в основном углеводов ) Хлоропласты Световая и темновая фазы ( цикл Кальвина ) Хлоропласты растительных клеток Происходит только на свету	Органические вещества , кислород Разлагается органическое вещество , выделяются углекислый газ и вода Высвобождается энергия химических связей органических веществ ( в основном углеводов ) , которая преобразуется в энергию макроэргических связей АТФ Митохондрии Гликолиз и кислородный процесс (цикл Кребса ) Гиалоплазма и митохондрии всех эукариотических клеток Происходит и на свету и в темноте

Хемосинтиез

Хемосинтез – процесс синтеза органических соединений из неорганических ( СО₂ ) за счёт химической энергии , выделяющейся в результате окисления различных неорганических веществ : аммиака , сероводорода , серы , водорода и соединений азота ( в отличие от фотосинтеза , при котором источником энергии является солнечный свет )

• Источником водорода для восстановления углекислого газа в ходе хемосинтеза является вода

• Хемосинтез открыт русским учёным С. Н. Виноградским в 1887 г.

• Хемосинтез осуществляют аэробные бактерии , усваивающие СО₂

• Наибольшее значение имеют нитрифицирующие бактерии , способные окислять аммиак , образующийся при гниении органических остатков , сначала до азотистой , а затем до азотной кислоты :

2NН₃ + О₂ = 2НNО₂ + 2Н₂О + 663кДж

2НNО₂ + О₂ = 2НNО₃ + 143кДж

• Этот процесс сопровождается выделением энергии

• Азотная кислота , реагируя с минеральными соединениями почвы , образует нитраты , которые хорошо усваиваются растениями

• Бесцветные серобатерии окисляют сероводород и накапливают в своих клетках серу :

2Н₂S + О₂ = 2Н₂О + 2S + 272 кДж

• При недостатке сероводорода бактерии производят дальнейшее экзотермическое окисление серы до серной кислоты

2S + 3О₂ + Н₂О = 2Н₂SО₄ + 636кДж

• Железобактерии окисляют двухвалентное железо до трёхвалентного:

4FеСО₃ + О₂ + 6Н₂О = 4 Fе(ОН)₃ + 4СО₂ + 324кДж

• Водородные бактерии используют энергию , выделяющёюся при окислении молекулярного водорода

2Н + О₂ = 2Н₂О + 235кДж

• Высвобождающаяся в ходе реакций окисления энергия запасается бактериями - хемосинтетиками в виде молекул АТФ и используется для синтеза органических соединений ( восстановления СО₂ до органических веществ ) , который протекает сходно с реакциями темновой фазы фотосинтеза ( цикл Кальвина )

Экологическая роль хемосинтеза

• Нитрифицирующие бактерии широко распространены в природе ; они встречаются в почве и в водоёмах и участвуют в осуществлении круговорота в природе в весьма крупных масштабах

• Серобактерии , образуя серную кислоту , способствуют постепенному разрушению и выветриванию горных пород , разрушению каменных и металлических сооружений , выщелачиванию руд и серных месторождений

• Многие виды серобактерий , окисляя до сульфатов различные соединения серы ,играют бльшую роль в процессах очистки промышленных сточных вод

• В результате деятельности железобактерий образуется Fе(ОН)₃ , скопления которого образуют болотную железную руду

• Водородные бактерии уже используются для получения дешёвого пищевого и кормового белка , а также для регенерации ( восстановления ) атмосферы в замкнутых системах жизнеобеспечения ( например , система « Оазис –2 » была испытана на космическом корабле « Союз-3 » в 1973 г. )

• Водородные бактерии участвуют в окислении водорода , накапливающегося в результате жизнедеятельности некоторых микроорганизмов , размельчающих органические вещества почвы , донные отложения водоёмов , в природных условиях

Отличия ( особенности ) процессов фотосинтеза и дыхания

ФОТОСИНТЕЗ		КИСЛОРОДНОЕ ДЫХАНИЕ
1. СО2 поглощается 2. О2 выделяется 3. Органические вещества синтезируются 4. Энергия затрачивается 5. Осуществляется в клетке в хлоропластах 6. Осуществляется только в клетках с пигментом хлорофиллом и каротином(зелёных) 7. Осуществляется только на свету 8. Химические связи образуются 9. Относится к реакциям ассимиляции ( пластического обмена ) – анаболизма 10. Функции в клетке и организме – синтез органических веществ ( пластического и энергетического материала )		1. СО2 выделяется 2. О2 поглощается 3. Органические вещества расщепляются 4. Энергия выделяется 5. Осуществляется в клетке в митохондриях 6 Осуществляется во всех живых клетках 7. Осуществляется всегда ( в темноте и на свету ) 8. Химические связи расщепляются 9 Относится к реакциям диссимиляции ( энергетического обмена ) - катаболизма 10 Функции в клетке и организме – источник энергии для жизнедеятельности