Пурпурные бактерии — описание, особенности и интересные факты

Видео на конкурс «био/мол/текст»: Много ли мы знаем про тех, кому обязаны жизнью на Земле?! Почему им так хочется занимать лучшее место под солнцем? Что происходит в недрах этих зеленых, бордовых, коричневых безмолвных существ?

Фотосинтез

Фотосинтез – это совокупность процессов синтеза органических соединений из неорганических благодаря преобразованию световой энергии в энергию химических связей. К фототрофным организмам принадлежат зеленые растения, некоторые прокариоты – цианобактерии, пурпурные и зеленые серобактерии, растительные жгутиковые.

Исследования процесса фотосинтеза начались во второй половине XVIII века. Важное открытие сделал выдающийся русский ученый К. А. Тимирязев, который обосновал учение о космической роли зеленых растений. Растения поглощают солнечные лучи и превращают световую энергию в энергию химических связей синтезированных ими органических соединений. Тем самым они обеспечивают сохранение и развитие жизни на Земле. Ученый также теоретически обосновал и экспериментально доказал роль хлорофилла в поглощении света в процессе фотосинтеза.

Хлорофиллы являются основными из фотосинтезирующих пигментов. По структуре они похожи на гем гемоглобина, но вместо железа содержат магний. Содержание железа необходимо для обеспечения синтеза молекул хлорофилла. Существует несколько хлорофиллов, которые отличаются своим химическим строением. Обязательным для всех фототрофов является хлорофилл а. Хлорофилл b встречается у зеленых растений, хлорофилл с – у диатомовых и бурых водорослей. Хлорофилл d характерен для красных водорослей.

Зеленые и пурпурные фотосинтезирующие бактерии имеют особые бактериохлорофиллы. Фотосинтез бактерий имеет много общего с фотосинтезом растений. Отличается он тем, что у бактерий донором водорода является сероводород, а у растений – вода. У зеленых и пурпурных бактерий нет фотосистемы II. Бактериальный фотосинтез не сопровождается выделением кислорода. Суммарное уравнение бактериального фотосинтеза:

6С02 + 12H2S → C6H12O6+ 12S + 6Н20.

В основе фотосинтеза лежит окислительно-восстановительный процесс. Он связан с перенесением электронов от соединений-поставщиков электронов-доноров к соединениям, которые их воспринимают – акцепторам. Световая энергия превращается в энергию синтезированных органических соединений (углеводов).

На мембранах хлоропластов есть особые структуры – реакционные центры, которые содержат хлорофилла. У зеленых растений и цианобактерий различают две фотосистемыпервую (I) и вторую (II), которые имеют разные реакционные центры и связаны между собой через систему перенесения электронов.

Общая характеристика бактерий

К царству Бактерии относятся собственно бактерии и цианобактерии.

Бактерии — это мельчайшие одноклеточные прокариотические (безъядерные) организмы.

Размеры бактерий: обычно от 0,1 до 15 мкм, но иногда достигают 30—100 мкм.

Численность видов бактерий: около 3 млрд.

Распространенность бактерий: в почве (в 1 г до 2,5-3 млрд.), в воздухе (на высоте до 20 км), в воде (особенно в верхних слоях водоемов), в живых организмах (в форме мутуализма и паразитизма).

Морфологические типы бактерий (в зависимости от формы тела): кокки (сферические), бациллы (прямые палочковидные), спириллы (спиралевидные), вибрионы (в виде запятой), спирохеты (извитые), колониальные формы (диплококки, стрептококки, стафилококки) и др.

Подвижность: некоторые бактерии подвижны благодаря наличию жгутиков.

В обычном состоянии бактерии неустойчивы при высушивании и воздействии прямых солнечных лучей, повышении температуры до 65-80 °С, погибают от воздействия спирта и других дезинфицирующих веществ.

Вариант 2

1. Процесс образования органических веществ (сахаров) у растений на свету:

1) транспирация 2) фотосинтез 3) газообмен 4) хемосинтез

2. На рисунке изображен опыт, доказывающий, что фотосинтез у растения, находящегося в темноте:

1) прекращается 2) резко ускоряется 3) не прекращается 4) замедляется

3. Фотосинтез происходит у растений в клетках, имеющих зеленые пластиды:

Читайте также:  Как стимулировать выработку гиалуроновой кислоты в организме

1) хромопласты 2) хлоропласты 3) лейкопласты 4) вакуоли

4. Фотосинтез — это процесс образования:

1) углекислого газа при помощи солнечного света 2) неорганических веществ из органических 3) минеральных веществ из углекислого газа 4) органических веществ из неорганических

5. В результате фотосинтеза растение:

1) поглощает кислород 2) образует минеральные вещества 3) выделяет углекислый газ 4) выделяет кислород

6. Фотосинтез осуществляется:

1) во всех органах растения 2) в подземных органах растения 3) в зеленых частях растения 4) в цветках, корнях и клубнях

7. Обесцвеченный лист растения, стоявшего на свету, помещенный в водный раствор йода:

1) зеленеет 2) желтеет 3) синеет 4) не меняет цвет

8. Нерастворимый в воде крахмал под действием особых веществ превращается в:

1) белки 2) неорганические вещества 3) углекислый газ 4) сахар

9. Постоянное количество углекислого газа в атмосфере удерживается благодаря:

1) дыханию животных организмов 2) фотосинтезу 3) гниению органических веществ 4) извержению вулканов

Ответы на тест по биологии Фотосинтез 6 класс Вариант 1 1-3 2-1 3-1 4-2 5-2 6-1 7-3 8-2 9-3 Вариант 2 1-2 2-1 3-2 4-4 5-4 6-3 7-3 8-4 9-2

Версия формата PDFТест Фотосинтез 6 класс(154 Кб)

Скопления

Фиолетовые серные бактерии также могут быть найдены и являются заметным компонентом в промежуточных микробных скоплениях. Скопления такие, как микробный коврик Sippewissett, имеют динамическую среду из-за потока приливов и поступающей свежей воды, приводящей к аналогичным стратифицированным средам как меромиктические озера. Рост фиолетовых серобактерий активируется, поскольку сера поставляется из-за смерти и разложения микроорганизмов, расположенных над ними. Стратификация и источник серы позволяют PSB расти в этих приливных бассейнах, где возникают скопления. PSB может помочь стабилизировать осадки микробного скопления с помощью секреции внеклеточных полимерных веществ, которые могут связывать осадки в бассейнах водоемов.

Читайте также:  Как должна проводиться профилактика клещевого энцефалита

Световая фаза фотосинтеза

Необходимым условием существования фотосинтеза является возможность создания мембранного потенциала. Он достигается за счет переноса электронов и протонов, благодаря чему создается Н+ градиент, который в 1000 раз больше, чем в мембранах митохондрий. Электроны и протоны для создания электрохимического потенциала в клетке выгоднее взять из молекул воды. Под действием ультрафиолетового фотона на мембранах тилакоидов это становится доступным. Происходит выбивание электрона из одной молекулы воды, которая приобретает положительный заряд, а потому для ее нейтрализации требуется сбросить один протон. В результате 4 молекулы воды распадается на электроны, протоны и образует кислород.

Световая фаза фотосинтеза

Газообмен растений в зависимости от освещенности

Процесс газообмена при разной освещенности представлен следующим образом:

  1. Яркий свет. Во время фотосинтеза используется углекислый газ. Растения выделяют больше кислорода, чем потребляют. Его излишки попадают в атмосферу. Углекислый газ потребляется быстрее, чем выделяется дыханием. Неиспользованные углеводы запасаются растением впрок.
  2. Тусклый свет. Газообмен с окружающей средой не происходит, поскольку растение потребляет весь кислород, который производит.
  3. Отсутствие света. Происходят только процессы дыхания. Углекислый газ выделяется, а кислород потребляется.
Газообмен растений в зависимости от освещенности

Газообмен в растениях