Тест по биологии: Автотрофы (10 класс)

Пояснение:

Автотрофы (от греч. «autos» — сам, «trophos» — питание) — это организмы, которые не нуждаются в поступлении готовых органических веществ извне. Они самостоятельно синтезируют сложные органические соединения (углеводы, белки и др.) из простых неорганических веществ (углекислого газа, воды, солей). Главное отличие автотрофов заключается в источнике энергии для этого синтеза: фототрофы используют энергию света, а хемотрофы — энергию окисления неорганических соединений.

Пояснение:

Основным источником углерода для построения углеродного скелета органических молекул при фотосинтезе служит углекислый газ (диоксид углерода, CO2). Растения поглощают его из атмосферы через устьица листьев (или из воды, если это водные растения). В темновой фазе фотосинтеза (в цикле Кальвина) происходит фиксация углерода из CO2 и его включение в состав глюкозы и других органических соединений.

Пояснение:

Процесс хемосинтеза был открыт в 1887 году выдающимся русским микробиологом Сергеем Николаевичем Виноградским. Изучая серные бактерии, он доказал, что они могут развиваться в темноте и строить свое тело исключительно за счет усвоения углекислоты, используя для этого химическую энергию окисления сероводорода. Это открытие фундаментально изменило представления науки о возможных путях получения энергии живыми существами.

Пояснение:

Нитрифицирующие бактерии — это группа хемосинтетиков, обитающих в почве и водоемах. Они получают энергию путем окисления соединений азота. Процесс происходит в две стадии, осуществляемые разными видами бактерий: сначала аммиак (NH3) окисляется до нитритов (солей азотистой кислоты), а затем нитриты окисляются до нитратов (солей азотной кислоты). Этот процесс называется нитрификацией и играет важнейшую роль в круговороте азота.

Пояснение:

В световую фазу фотосинтеза под действием энергии солнечного света происходит процесс фотолиза воды — расщепление молекулы H2O. В результате этой реакции образуются протоны водорода (идущие на восстановление переносчика НАДФ), электроны и молекулярный кислород. Для самого растения кислород в данном процессе является побочным продуктом метаболизма, и он выделяется во внешнюю среду, обогащая атмосферу.

Пояснение:

Цианобактерии (ранее называемые синезелеными водорослями) относятся к фототрофам. Это прокариотические организмы, которые способны осуществлять фотосинтез с выделением кислорода, аналогично высшим растениям. Они содержат хлорофилл и другие пигменты, позволяющие им использовать энергию солнечного света для синтеза органических веществ из углекислого газа и воды.

Пояснение:

Фотосинтез у эукариот (растений) протекает в специализированных двумембранных органоидах — хлоропластах. Внутренняя структура хлоропластов (тилакоиды и граны) содержит пигмент хлорофилл, необходимый для улавливания света, а строма хлоропласта содержит ферменты, необходимые для фиксации углекислого газа в темновой фазе. Митохондрии, напротив, отвечают за клеточное дыхание и окисление органики.

Пояснение:

В глубоководных экосистемах, лишенных солнечного света, фотосинтез невозможен. Основой пищевой цепи (продуцентами) там выступают хемосинтезирующие бактерии, в частности серобактерии. Они окисляют сероводород, поступающий из геотермальных источников, и используют высвобождающуюся энергию для синтеза органических веществ. Этими бактериями затем питаются остальные обитатели экосистемы.

Пояснение:

Ключевое различие между этими двумя группами автотрофов заключается в природе источника энергии. Фототрофы (растения, цианобактерии) преобразуют электромагнитную энергию солнечного излучения (свет) в энергию химических связей. Хемотрофы же (некоторые бактерии) не зависят от света; они получают необходимую для синтеза энергию в ходе экзотермических химических реакций окисления неорганических соединений (аммиака, сероводорода, железа и др.).

Пояснение:

Переваривание белка в желудке хищника — это процесс гетеротрофного питания (голозойный тип). Хищник потребляет уже готовые органические вещества, созданные другими организмами, и расщепляет их для получения энергии и строительного материала. Все остальные перечисленные процессы (синтез глюкозы растениями, деятельность железобактерий и цианобактерий) являются примерами автотрофного питания (фотосинтеза или хемосинтеза).