Вопросы и упражнения

1. Объясните, почему мы говорим, что энергию для жизни на Земле изначально поставляет Солнце.
Ответ:
Мы говорим, что энергию для жизни на Земле поставляет Солнце, потому что Солнце является источником света и тепла, которые необходимы для поддержания жизни на нашей планете.

1. Свет: Солнце излучает свет, который является основным источником энергии для фотосинтеза растений. В процессе фотосинтеза растения преобразуют солнечную энергию в химическую энергию, хранящуюся в виде сахаров и других органических соединений. Эти органические вещества становятся пищей для других организмов, обеспечивая им энергию.

2. Тепло: Солнечное тепло поддерживает температуру на Земле, что необходимо для жизни. Оно согревает поверхность планеты и создает условия, при которых многие организмы могут выживать и функционировать.

Итак, Солнце является первичным источником энергии, который питает жизнь на Земле, обеспечивая свет и тепло, необходимые для живых организмов и экосистем.

2. Объясните, почему в процессе фотосинтеза используются углекислый газ и вода, и укажите, что служит источником побочного продукта фотосинтеза, т. е. кислорода.
Ответ:
В процессе фотосинтеза растения используют углекислый газ (CO₂) и воду (H₂O) в качестве сырья для создания органических молекул и химической энергии. 

- Углекислый газ (CO₂): Растения поглощают углекислый газ из окружающей атмосферы и используют его углерод для создания органических соединений, таких как глюкоза. Этот процесс называется фиксацией углерода и является ключевым этапом фотосинтеза.

- Вода (H₂O): Растения через корни поглощают воду из почвы и используют ее в фотолизе, что означает разложение воды под воздействием света. В процессе фотолиза воды водяные молекулы расщепляются на молекулы кислорода (O2) и протоны (H+). Этот процесс происходит в хлоропластах растительных клеток.

- Источник кислорода (O₂): Кислород, выделяющийся в результате фотолиза воды, служит побочным продуктом фотосинтеза. Этот кислород высвобождается в атмосферу через дыхательные отверстия растений, называемые стоматами. В конечном итоге, этот высвобождающийся кислород становится источником кислорода для живых организмов на Земле, включая животных и человека, через процесс дыхания.

3. Почему при фотосинтезе энергия падающего на лист солнечного света переходит в энергию, запасённую в органических соединениях, с эффективностью всего около 1 %? Какова судьба остальной энергии?
Ответ:
При фотосинтезе большая часть энергии, падающей на лист, теряется в виде тепла и не используется для создания органических соединений. Это происходит из-за ограничений в работе фотосинтетических систем. Эффективность фотосинтеза составляет всего около 1%.

Остальная энергия, которая не используется для фотосинтеза, рассеивается в окружающей среде в виде тепла и может быть потеряна. Таким образом, большая часть солнечной энергии не превращается в химическую энергию органических соединений и остаётся невостребованной.

4. Что происходит с протонами и электронами, образующимися в результате фотолиза воды?
Ответ:
Протоны и электроны, которые образуются в результате фотолиза (разложения под воздействием света) воды в фотосинтезе, используются для создания химической энергии, которая затем преобразуется в молекулу АТФ (аденозинтрифосфата), основного носителя энергии в клетке.

5. Почему считают доказанным симбиотическое происхождение растительных клеток?
Ответ:
Считают доказанным симбиотическое происхождение растительных клеток из-за обнаруженных схожих черт между растительными клетками и бактериями, такими как хлоропласты внутри растительных клеток, имеющие сходство с фотосинтезирующими бактериями. Это указывает на то, что растительные клетки могли возникнуть из симбиоза между примитивными бактериями и другими клетками, что стало основой для развития растений.