Toolyard

Дыхание и фотосинтез: учебное руководство

Главные идеи

Дыхание высвобождает энергию пищи в виде АТФ, а фотосинтез запасает энергию света в сахаре. Эти два процесса почти зеркальны, и вопросы касаются того, где идёт каждая стадия и что входит и выходит.

  • Аэробное дыхание: гликолиз в цитоплазме, цикл Кребса в матриксе митохондрий и электронтранспортная цепь на внутренней мембране. Кислород — конечный акцептор электронов, выход около 30 АТФ на глюкозу.
  • Без кислорода клетки бродят: молочная кислота у животных и этанол с CO₂ у дрожжей, всего 2 АТФ на глюкозу.
  • Фотосинтез: световые реакции в тилакоидах дают АТФ, НАДФН и O₂, а цикл Кальвина в строме фиксирует CO₂ в сахар.
  • Дыхательный коэффициент ДК = выделенный CO₂ ÷ поглощённый O₂ равен около 1,0 для углеводов, 0,7 для жиров и 0,9 для белков.

Основные формулы

  • C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + ATP
  • 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
  • RQ = CO₂ produced ÷ O₂ consumed
  • efficiency = energy out ÷ energy in × 100

Разобранный пример

Прорастающие семена за то же время выделяют 80 мл CO₂ и поглощают 100 мл O₂, значит ДК = 80 ÷ 100 = 0,8, что указывает на смесь жиров и углеводов. Для получения 180 г (1 моль) глюкозы нужно 6 моль CO₂, то есть 6 × 44 = 264 г. Если растение запасает 2 кДж из 100 кДж световой энергии, его КПД равен 2 %.

Частые ошибки

  • Утверждение, что фотосинтез идёт только на свету, а дыхание только в темноте. Растения дышат постоянно.
  • Помещение цикла Кальвина в мембрану тилакоида. Он идёт в строме.
  • Путаница продуктов процессов: фотосинтез выделяет O₂, а дыхание — CO₂.

Практика

Проверьте себя на тренировочных вопросах по этой теме: Дыхание и фотосинтез

Инструменты из этого руководства

Другие руководства

Закон Снеллиуса, преломление и полное внутреннее отражениеАтомные орбитали: s, p, d и fКак работает гель-электрофорез и как читать гель с ДНКФазы Луны, приливы и затменияБиномиальное распределение, колоколообразная кривая и доска ГальтонаПоследовательные и параллельные цепиКак работают буферы: уравнение Хендерсона — Хассельбаха и буферная ёмкостьМитоз и мейоз: фазы, кроссинговер и нерасхождениеКак работает парниковый эффектРяды Фурье: как собрать волну из синусоидЗакон Бернулли: неразрывность, расходомеры Вентури и трение в трубахКак работает электромагнитная индукция: закон Фарадея, правило Ленца, генераторы и трансформаторыКак работает хроматография: Rf, колонки и разрешениеЗакон Бугера — Ламберта — Бера: оптическая плотность, спектрофотометры и калибровочные кривыеКак идёт синтез белка: транскрипция, трансляция и мутацииФотосинтез и лимитирующие факторы: свет, углекислый газ и температураЦиклы хищников и жертв: уравнения Лотки — ВольтеррыЭпидемические модели SIR и SEIR: R₀, коллективный иммунитет и сглаживание кривойЖизненный цикл звезды и диаграмма Герцшпрунга — РасселаКристаллические решётки, элементарные ячейки и рентгеновская дифракцияСтроение клетки и органоиды: учебное руководствоМембраны и транспорт: учебное руководствоКлетки и транспорт: учебное руководствоКлеточный цикл и мейоз: учебное руководствоЭкспрессия генов и синтез белка: учебное руководствоЭволюция и естественный отбор: учебное руководствоЭкология и поток энергии: учебное руководствоФизиология человека: учебное руководствоНервы и мышцы: учебное руководствоБиология растений: учебное руководствоИммунитет и эпидемиология: учебное руководствоФерменты и белки: учебное руководствоБиотехнология и молекулярные методы: учебное руководствоРост и подсчёт микроорганизмов: учебное руководствоСтроение атома и свет: учебное руководствоКинетика реакций: учебное руководствоХимическое равновесие: учебное руководствоСвободная энергия и самопроизвольность: учебное руководствоВероятность и распределения: учебное руководствоОрбиты и свет звёзд: учебное руководствоЗемлетрясения, плиты и датирование: учебное руководствоНоменклатура (названия соединений): учебное руководствоФункциональные группы: учебное руководствоСтроение и связи: учебное руководствоУглеводороды: алканы, алкены и алкины: учебное руководствоСпирты, фенолы и простые эфиры: учебное руководствоАльдегиды и кетоны: учебное руководствоКарбоновые кислоты и их производные: учебное руководствоАмины: учебное руководствоАроматические соединения: учебное руководствоСтереохимия: учебное руководствоЗамещение, отщепление и карбокатионы: учебное руководствоФизические свойства и кислотность: учебное руководствоЯМР- и ИК-спектроскопия: учебное руководствоЛабораторные методы: учебное руководствоКинематика: учебное руководствоЭлектромагнитная индукция: учебное руководствоСовременная физика: учебное руководствоДвижение брошенного тела: учебное руководствоРабота, энергия и мощность: учебное руководствоИмпульс и столкновения: учебное руководствоДвижение по окружности и гравитация: учебное руководствоКолебания: учебное руководствоЖидкости и газы: учебное руководствоВолны и звук: учебное руководствоОптика: учебное руководствоЭлектростатика: учебное руководствоМагнетизм: учебное руководство