Sejarah Penemuan Orang pertama yang menemukan bahwa tumbuhan mengeluarkan oksigen adalah ahli kimia Inggris Joseph Priestley sekitar tahun 1817, dua ahli kimia Perancis, Peltier dan Cavantou, mengisolasi zat hijau dari daun dan menyebutnya klorofil. Pada tahun 1845, fisikawan Jerman Robert Mayer berpendapat bahwa tumbuhan hijau mengubah energi sinar matahari menjadi energi kimia.
Sejarah penemuan Pada abad ke-20. Telah ditemukan bahwa proses fotosintesis dimulai dalam cahaya di fotoreseptor klorofil, namun banyak tahap selanjutnya dapat terjadi dalam gelap. Pada tahun 1941, ahli biokimia Amerika Melvin Calvin menunjukkan bahwa proses utama fotosintesis terdiri dari fotolisis molekul air, menghasilkan pembentukan oksigen dan hidrogen, yang digunakan untuk mereduksi karbon dioksida menjadi zat organik.
Kloroplas Plastida hijau yang ditemukan pada sel tumbuhan. Dengan bantuan mereka, fotosintesis terjadi. Kloroplas mengandung klorofil. Mereka adalah organel bermembran ganda. Di bawah membran ganda terdapat tilakoid (formasi membran tempat rantai transpor elektron kloroplas berada).Tilakoid tumbuhan tingkat tinggi dikelompokkan menjadi grana, yaitu tumpukan tilakoid berbentuk cakram yang pipih dan ditekan rapat. Ruang antara membran kloroplas dan tilakoid disebut stroma. Stroma mengandung molekul kloroplas RNA, DNA, ribosom, dan butiran pati.
Pentingnya Fotosintesis Proses fotosintesis adalah dasar nutrisi bagi semua makhluk hidup dan juga memasok bahan bakar, serat, dan senyawa kimia bermanfaat yang tak terhitung jumlahnya bagi umat manusia. Sekitar % berat kering tanaman terbentuk dari karbon dioksida dan air yang digabungkan dari udara selama fotosintesis. Manusia menggunakan sekitar 7% produk fotosintesis dalam makanan, sebagai pakan ternak dan dalam bentuk bahan bakar dan bahan bangunan
Pyrococcus furiosus adalah penghuni khas mata air panas bawah air dan bebatuan panas. Tumbuh pada suhu 70 hingga 103°C. Thermococcus adalah salah satu ciri khas penghuni lapisan dalam kerak bumi yang panas. Lebih menyukai suhu dari 60 hingga 100°C. Di salah satu kutub sel terdapat seikat flagela panjang (seperti pada Pyrococcus terkait). Kemosintetik:
KemosintetikSumber energi Bakteri besi (Geobacter, Gallionella) mengoksidasi besi divalen menjadi besi besi Fe 2+ Fe 3+ + energi Bakteri belerang (Desulfuromonas, Desulfobacter, Beggiatoa) mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi molekul belerang atau garam asam sulfat. H 2 SSH 2 SO 4 + energi Bakteri nitrifikasi (Nitrosomonas, Nitrosococcus) mengoksidasi amonia, yang terbentuk selama pembusukan zat organik, menjadi asam nitrat dan asam nitrat, yang membentuk nitrit dan nitrat. NH 3 HNO 2 HNO 3 + energi
Pentingnya Kemosintesis Peran kemosintesis bagi semua makhluk hidup sangat besar, karena merupakan mata rantai yang sangat diperlukan dalam siklus alami unsur-unsur terpenting: belerang, nitrogen, besi, dll. Kemosintesis juga penting sebagai konsumen alami bahan-bahan beracun tersebut. zat seperti amonia dan hidrogen sulfida. Bakteri nitrifikasi sangat penting; mereka memperkaya tanah dengan nitrit dan nitrat; tanaman menyerap nitrogen terutama dalam bentuk nitrat. Beberapa kemosintetik (khususnya bakteri belerang) digunakan untuk pengolahan air limbah.
Geser presentasi
Teks slide: Kemosintesis METABOLISME Disiapkan oleh Golubeva S.V. Lesosibirsk bagian 4
Teks slide: Pada tahun 1977, sebuah gambaran fantastis muncul di mata para ahli geologi yang turun dengan kapal selam ke laut dekat Kepulauan Galapagos dan mencapai dasar pada kedalaman 2,6 km. Sinar lampu sorot mengungkapkan kerusuhan kehidupan yang luar biasa dari kegelapan malam yang abadi. Di aliran air hangat yang berkelap-kelip di ceruk dasar, seperti roti di keranjang, kerang putih salju besar tergeletak di lusinan, kerang coklat besar digantung berkelompok, udang karang putih dan kepiting berkeliaran dalam kawanan, tabung aneh menjulurkan cacing dengan bulu tentakel merah... Dan semua ini di kedalaman di mana seharusnya ada "gurun bentik"! Beginilah cara orang pertama kali melihat fauna hidrotermal, “oasis” laut dalam di dasar laut.
Teks slide: Dan di sinilah fotosintesis tidak mungkin terjadi, di mana tanaman produsen, yang merupakan mata rantai pertama dalam rantai makanan, tidak ditemukan. Air berkilauan tempat para penghuni Taman Eden mandi (begitulah nama lapangan terbuka) sangat jenuh dengan hidrogen sulfida. Menara dengan “asap” hitam yang keluar darinya sekarang dikenal sebagai perokok hitam. Punggungan tengah laut terjadi di persimpangan lempeng litosfer raksasa, tempat mantel panas bumi mendekati permukaan. Air laut merembes ke dalam bebatuan melalui celah-celah. Panas magma di dekatnya memanaskannya hingga 300–400 °C, dan mulai melarutkan senyawa belerang dan zat lain dari batuan di sekitarnya dengan kekuatan yang mengerikan. Kemudian larutan yang sangat panas ini menyembur ke atas dan menyembur keluar dari bawah dalam bentuk air mancur. Bercampur dengan air dasar yang dingin (2–3 °C), air menjadi dingin dengan cepat, dan beberapa zat yang terlarut di dalamnya mulai turun kembali. Misalnya, dari sulfat terlarut diperoleh kristal-kristal kecil sulfida, tidak larut dan berwarna hitam. Berjuta-juta di antaranya tertahan di aliran sungai yang mengalir dari dasar, dan aliran ini mulai menyerupai asap hitam tebal, sangat mirip dengan asap karet yang terbakar. Bubuk sulfida mengendap, dan darinya, seperti stalagmit di gua, menara hitam mulai dibangun, tumbuh dari bawah, ditutupi dengan lapisan merah oker belerang. Menara dengan “asap” hitam yang keluar darinya sekarang dikenal sebagai perokok hitam.
Teks slide: Apa yang dimakan oleh penduduk komunitas ini? Hidrogen sulfida mengandung atom belerang dalam bentuk tereduksi dan mudah teroksidasi, melepaskan sejumlah besar energi. Dengan adanya sistem enzim tertentu, energi ini dapat dimanfaatkan dengan menggunakannya untuk sintesis ATP. Dan energi ATP, pada gilirannya, dapat digunakan untuk memulihkan karbon dan mensintesis nutrisi “biasa” (karbohidrat) dari karbon dioksida. Sejumlah spesies bakteri memiliki sistem enzim yang diperlukan. Seperti tumbuhan hijau, mereka adalah organisme autotrofik yang secara mandiri menciptakan bahan organik dari bahan anorganik. Namun jika tumbuhan tersebut termasuk dalam kelompok fototrof, yaitu. menggunakan energi sinar matahari (fotosintesis) untuk sintesis awal ATP, kemudian bakteri belerang hidup melalui kemosintesis dan disebut kemotrof. Bakteri juga ikut berperan, bekerja dengan hidrogen, senyawa nitrogen, dan metana. Dan mereka semua mensintesis bahan organik, bahan organik, bahan organik... Tentu saja, di daerah yang kelaparan terdapat konsumen langsung bahan organik ini.
Teks geser:
Teks geser:
Teks geser:
Teks slide: Pada tahun 1887, ahli mikrobiologi Rusia S.N. Winogradsky menemukan kemosintesis bakteri. Ternyata beberapa bakteri juga mengetahui cara membuat bahan organik baru dari bahan anorganik, tetapi mereka menghabiskan energi yang diperoleh bukan dari sinar matahari, tetapi dari reaksi kimia selama oksidasi amonia, hidrogen, senyawa belerang, besi besi, dll. Lahir tahun 1853 di Rusia Meninggal tahun 1953 di Perancis
Teks slide: Respirasi bebas oksigen (anaerobik) Bakteri penting di alam dan mampu memperoleh energi dari senyawa anorganik tanpa adanya oksigen. Bakteri denitrifikasi mampu mereduksi nitrat menjadi gas nitrogen dan dinitrogen oksida: 10H + 2H+ + 2NO3- N2 + 6H2O + ATP Tanpa adanya bakteri tersebut, kandungan nitrogen di atmosfer akan menurun dan pertumbuhan tanaman serta biomassa di bumi akan menurun. berhenti. Bakteri pereduksi sulfat mampu menghasilkan hidrogen sulfida dari sulfat: 8H + SO42- H2S + 2H2O + 2OH- + ATP Untuk reaksi ini, bakteri mengambil hidrogen dari produk glikolisis. Energi yang disimpan dalam proses ini digunakan untuk sintesis senyawa organik. Bakteri ini ditemukan di lumpur hidrogen sulfida (misalnya di Laut Hitam pada kedalaman lebih dari 200 m). Sebagian besar endapan belerang merupakan endapan belerang biogenik. Respirasi anoksik (anaerobik) Kemoautotrof anaerobik Jalur metabolisme dan energi anaerobik merupakan ciri khas bakteri. Beberapa dari mereka menggunakan senyawa organik sebagai donor hidrogen dan elektron sehingga bersifat heterotrof, yang lain menggunakan senyawa anorganik untuk tujuan ini, dan mereka memperoleh karbon dari karbon dioksida dan dengan demikian merupakan kemoautotrof anaerobik.
Geser nomor 10
Teks slide: Molekul oksigen yang muncul di atmosfer bumi bertindak sebagai zat pengoksidasi kuat. Bakteri termasuk yang pertama menggunakan metabolisme aerobik, mengoksidasi senyawa anorganik nitrogen, belerang, dan besi. Bakteri nitrifikasi - mengoksidasi amonia menjadi nitrat. Bakteri NH4+ nitrit NO2- bakteri nitrat NO3- Meskipun terdapat oksigen dalam reaksi oksidasi amonia, keseimbangan energi bakteri nitrifikasi ternyata sangat rendah. Bakteri belerang mampu mengoksidasi senyawa belerang, membentuk sulfat pada akhir reaksi: S2- + 2O2 SO42- atau S2- + SO2 + 2H2O SO42- + 4H+ Banyak bakteri belerang hidup dalam kondisi ekstrim mata air panas belerang vulkanik. Mereka dapat menahan suhu hingga 750C dan mampu mengoksidasi belerang atau hidrogen sulfida menjadi asam sulfat. Bakteri ini disebut termofil. Bakteri besi mampu mengoksidasi besi divalen menjadi besi trivalen. FeS2 + 3SO3 + H2O FeSO4 + H2SO4. Bakteri besi hidup di perairan tambang yang mengandung berbagai senyawa logam, termasuk besi. Manusia menggunakan sifat bakteri ini dalam pengayaan bijih untuk memperoleh tembaga, seng, dan molibdenum. Kemoautotrof aerobik Dalam proses evolusi, bakteri ini dipaksa untuk mengoksidasi substrat anorganik untuk mendapatkan energi, dan satu-satunya sumber karbon bagi mereka adalah karbon dioksida. Oleh karena itu, berdasarkan jenis nutrisinya, bakteri ini dapat digolongkan ke dalam kelompok khusus kemoautotrof aerobik.
Geser nomor 11
Teks slide: http://www.moscowuniversityclub.ru/article/img/11395_57360935.gif latar belakang http://www.photolib.noaa.gov/bigs/nur04510.jpg PEROKOK http://hartm242.files.wordpress.com /2011/06/chemosynthesis_lg.jpg molekul http://www.iemrams.spb.ru/russian/director/vinogradski.htm Vinogradsky S.N. http://bio.1september.ru/2001/24/6.gif rantai makanan http://tupoebydlo.livejournal.com/2998.html jurnal langsung
MARCELLO MALPIGHI 1667Jika Anda memetik bibit labu
daun kuman, lalu tanaman
berhenti berkembang.
Artinya, untuk perkembangan tanaman
dibutuhkan sinar matahari
Joseph Priestley 1772
JOSEPH PRIESTLEY 1772Di bawah penutup kaca, di bawahnya keluar
lilin dia menaruh mint dan membiarkannya
untuk sementara. Tanaman itu tidak mati, tapi
sebaliknya, ia memberi daun-daun baru. Saat masuk
suatu saat Priestley membawa serpihan ke sana,
kemudian berkedip terang, yang menandakan adanya
di bawah tudung oksigen.
pengalaman Priestley
PENGALAMAN PRYESTLEYStruktur kloroplas daun
STRUKTUR DAUN KLOROPLASUkuran 10 mikron. Bentuk cakram. Jumlahnya bervariasi dari 1
hingga 40. Membran bagian dalam membentuk gelembung datar -
tilakoid. Tumpukan tilakoid adalah grana. Enzim,
mereduksi karbon dioksida menjadi glukosa
stroma.
Pigmen utama kloroplas adalah klorofil
PIGMEN UTAMA KLOROPLAS KLOROPILStrukturnya menyerupai pigmen
eritrosit manusia dan hewan – heme.
Struktur klorofil
STRUKTUR KLOROFILDasarnya adalah
cincin porfirin, in
yang memiliki 4 pirol
heterosiklus terhubung
antara mereka sendiri.
Cincin pirol
terkoordinasi dengan atom
magnesium
Sisi panjang
rantai hidrofobik (C20H39)
berfungsi untuk mengamankan
molekul pada lapisan lipid
membran tilakoid
dan untuk memberikannya
orientasi tertentu.
Bentuk klorofil
BENTUK KLOROPILSpektrum klorofil A dan B
berada di wilayah yang berbeda.
Fotosintesis juga melibatkan
karotenoid dan fikobilin
(sebagai pigmen tambahan dalam
tumbuhan tingkat tinggi dan alga)
tugas olimpiade
TUGAS OLIMPIADEkloroplas. Setiap kloroplas mengandung pigmen
sistem yang diwakili oleh dua jenis pigmen: hijau -
……………………….……………..dan kuning –
……………………………………………. Selama proses fotosintesis, cahaya
energi sebelum diubah menjadi energi kimia
diserap oleh pigmen. Pigmen terlokalisasi di
plastida, menyerap cahaya di bagian spektrum tampak
……………………… nm. Pigmen menyerap cahaya tampak tanpa
sepenuhnya, tetapi selektif, yaitu. setiap pigmen memiliki pigmennya sendiri
spektrum serapan karakteristik. Gambar menunjukkan
spektrum serapan pigmen klorofil, tunjukkan yang mana
spektrum - karakteristik pigmen yang Panjang gelombangnya, nm.
Solusi untuk tugas tersebut
SOLUSI UNTUK MASALAHProses fotosintesis tidak mungkin terjadi tanpanya
kloroplas.
Setiap kloroplas mengandung sistem pigmen,
diwakili oleh dua jenis pigmen:
hijau – (klorofil a dan b) dan kuning –
(karotenoid).
Selama proses fotosintesis, energi cahaya sebelumnya
diubah menjadi energi kimia diserap
pigmen. Pigmen terlokalisasi di plastida
menyerap cahaya dari bagian spektrum tampak (380-720 nm).
Pigmen tidak sepenuhnya menyerap cahaya tampak, tapi
secara selektif, yaitu setiap pigmen memiliki ciri khasnya masing-masing
spektrum serapan. Gambar tersebut menunjukkan spektrum serapan pigmen
klorofil, tunjukkan spektrum yang mana - tipikal yang mana
pigmen:
1. Klorofil a
2. Klorofil b
3. Karotenoid
Skema umum fotosintesis
SKEMA UMUM FOTOSINTESISFS 1 (P700) – pusat fotokimia, P –
pigmen menyerap panjang gelombang 700 nm
“Lubang” yang dihasilkan dari sebuah elektron
diisi dari FS 2 (P680).
FS 2 mengkompensasi elektron berkat
fotolisis air. Oksigen adalah produk sampingan
produk dari reaksi ini dan dilepaskan ke dalam
atmosfer (ini adalah oksigen yang kita
bernapas) FASE CAHAYA (PENJELASAN SLIDE SEBELUMNYA)
Fotolisis terjadi pada membran bagian dalam
ion tilakoid dan hidrogen terakumulasi
di sana (H+ - reservoir)
Melalui saluran proton khusus, ion
hidrogen masuk ke stroma kloroplas
Saluran tersebut berhubungan dengan enzim sintesis ATP, yang mengkatalisis sintesis ATP
NADP+ menerima ion hidrogen dan
direduksi menjadi NADP*H
Proses berlangsung dalam fase cahaya
PROSES TERJADI PADA FASE CAHAYA1. Stimulasi dan pergerakan klorofil
elektron dalam sistem fotosintesis
2. Fotolisis air dan pembentukan oksigen
3. Sintesis molekul ATP (PSII)
4. Kombinasi hidrogen dengan yang khusus
Transporter dan formasi NADP+
NADP *2H
(nikotinamida adenin nukleotida fosfat
diperbaharui (FS I)
Melvin Calvin mempelajari fase gelap fotosintesis
MELVIN CALVIN MEMELAJARI FASE GELAPFOTOSINTESIS
proses gelap
reaksi fotosintesis
dibuka pada tahun 1957
Pada tahun 1961 - diterima
Hadiah Nobel di
bidang kimia” untuk
penelitian serapan
karbon dioksida
tanaman"
siklus Calvin
SIKLUS CALVINSelama tahap gelap
SELAMA TAHAP GELAP1. Dua triosa digunakan untuk sintesis glukosa
2. Triosis dapat digunakan untuk sintesis
asam amino, gliserol dan asam lemak tinggi
asam
3. Beberapa triosa merangsang pengulangan siklus
Calvin
6CO2 + 12 NADP*2H + 12 ATP = C6H12O6 +
12 NADP+ + 12 ADP + 12 Fn
Fase gelap fotosintesis (stroma)
FASE GELAP FOTOSINTESIS (STROMA)1. Dari karbon dioksida yang berasal
atmosfer dan air dilakukan
proses siklik (siklus Calvin)
2. Terjadi pengurangan karbon
hidrogen NADP *2H karena energi ATP
3. Sintesis glukosa
Karena di setiap siklus saja
1 molekul CO2, kemudian untuk mendapatkan siklus glukosa
harus diulang sebanyak 6 kali
Inti dari fotosintesis
ESENSI FOTOSINTESISPengaruh pada laju fotosintesis
PENGARUH TERHADAP LAJU FOTOSINTESIS1. Panjang gelombang cahaya (bagian biru dan merah adalah yang terbaik
spektrum)
2. Derajat iluminasi
3. Konsentrasi CO2 (di rumah kaca angkanya lebih tinggi)
4. Suhu (optimal 25-30 C)
5. Ketersediaan air
Arti fotosintesis
PENTINGNYA FOTOSINTESIS1.
2.
Produk fotosintesis – zat organik –
digunakan oleh organisme:
Untuk membangun sel
Sebagai sumber energi untuk proses kehidupan
Manusia menggunakan zat yang dihasilkan oleh tumbuhan:
1.
2.
3.
Sebagai makanan (buah-buahan, biji-bijian, dll.)
Sebagai sumber energi (batubara, gambut, kayu)
Sebagai bahan bangunan dalam produksi furniture, dll.
KARAKTERISTIK PERBANDINGAN
Tanda
Fotosintesis
Persamaan reaksi 6 CO2 + 6H2O +
energi cahaya =
C6H12O6 + 6 O2
Zat awal Karbon dioksida,
air
Produk reaksi
Organik
zat, oksigen
Napas
C6H12O6 + 6 O2 =
6 CO2 + 6H2O +
energi (ATP)
Organik
zat, oksigen
Karbon dioksida,
air
Nilai masuk
siklus
zat
Penguraian
organik
zat hingga
anorganik
Perpaduan
organik
zat dari
anorganik
Ciri-ciri perbandingan fotosintesis dan respirasi eukariota
KARAKTERISTIK PERBANDINGANFOTOSINTESIS DAN RESPIRASI EUKARYOT
Tanda
Fotosintesis
Napas
Konversi energi
Konversi energi
cahaya menjadi energi
ikatan kimia
bahan organik
Konversi energi
ikatan kimia
bahan organik di
energi
makroergik
ikatan ATP
Tahapan Penting
Terang dan gelap
fase (termasuk siklus
Calvin)
Oksidasi tidak sempurna
(glikolisis) dan lengkap
oksidasi (siklus
krebs)
Lokasi kebocoran
proses
Kloroplas (grana dan
stroma)
Hyaloplasma (tidak lengkap
oksidasi) dan
mitokondria - krista dan
matriks (penuh
oksidasi)
2S +3O2 + 2 H2O = 2H2SO4 + Q
Untuk dua reaksi 666 kJ/mol.
Bakteri belerang hidup di Laut Hitam
kedalaman 200 m. Bakteri hidrogen
BAKTERI HIDROGEN
2H2 + O2 = 2H2O + Q
Semua energi dalam proses ini disimpan di
dalam bentuk ATP Bakteri besi (Crenothrix dan Leptothrix)
BAKTERI BESI (CRENOTHRIX DAN LEPTOTHRIX)
4FeCO3 + O2 + H2O = 4Fe(OH)3 + 4CO2 + Q
Semua kemosintetik bersifat obligat
aerob karena mereka menggunakan oksigen
udara Arti kemosintesis
PENTINGNYA KEMOSINTESIS
1. Nitrifikasi dan denitrifikasi
berpartisipasi dalam siklus nitrogen, meningkat
kesuburan tanah
2. Bakteri bintil (rhizobium),
hidup pada akar tanaman polong-polongan
mengikat atmosfer
nitrogen Arti kemosintesis
PENTINGNYA KEMOSINTESIS
Bakteri besi berpartisipasi dalam pembentukan
bijih besi dan mangan di planet ini
Bakteri hidrogen digunakan untuk
memperoleh makanan dan pakan protein
Bakteri hidrogen digunakan untuk
regenerasi atmosfer (misalnya, di
instalasi pengolahan air untuk pengolahan biologis
Untuk menggunakan pratinjau presentasi, buat akun Google dan masuk ke akun tersebut: https://accounts.google.com
Keterangan slide:
(nutrisi autotrofik) Guru biologi Volodina T.O Volginskaya Secondary School - Kemosintesis 2012
Suatu metode nutrisi autotrofik dimana sumber energi untuk sintesis bahan organik adalah proses oksidasi berbagai zat anorganik: amonia, hidrogen sulfida, belerang, hidrogen, senyawa besi…. Sumber hidrogen adalah kemosintesis air
Kemosintesis ditemukan pada tahun 1887 oleh Sergei Nikolaevich Vinogradsky
Mampu mengoksidasi amonia yang terbentuk selama penguraian residu organik, pertama menjadi nitrogen dan kemudian menjadi asam nitrat. 2NH3 + 3O2 = 2HNO2 +2H2O+663 kJ 2 HNO2 + O2 = 2HNO3 + 142 kJ Asam nitrat bereaksi dengan senyawa mineral di dalam tanah membentuk nitrat, yang diserap dengan baik oleh tanaman Bakteri nitrifikasi
Mereka mengoksidasi hidrogen sulfida dan mengakumulasi belerang di dalam selnya: 2 H2S + O2 = 2 H2O + 2 S + 272 kJ Dengan kekurangan hidrogen sulfida, bakteri selanjutnya mengoksidasi belerang menjadi asam sulfat: 2 S + 3 O2 + 2 H2O = 2H2SO4 + 636 kJ Bakteri belerang tidak berwarna
Oksidasi besi divalen menjadi besi besi 4 FeCO3 + O2 + 6 H2O = 4 Fe(OH)3 + 4 CO2 + 324 kJ Bakteri besi
Mereka menggunakan energi yang dilepaskan selama oksidasi molekul hidrogen 2H2O + O2 = 2 H2O + 235 kJ Hidrogen bakteri
Bakteri nitrifikasi melakukan siklus nitrogen di biosfer.Peran ekologis kemosintesis
Dengan membentuk asam sulfat, mereka berkontribusi pada penghancuran dan pelapukan batuan; Hancurkan struktur batu dan logam Leach bijih dan endapan belerang Pemurnian air limbah industri Bakteri belerang
Bentuk akumulasi Fe(OH)3 yang membentuk bakteri besi bijih besi rawa
Untuk memperoleh pakan dan protein pangan yang murah Untuk meregenerasi atmosfer dalam sistem pendukung kehidupan tertutup (sistem Oasis - 2, pada pesawat ruang angkasa Soyuz - 3, 1973) Bakteri hidrogen
Pada topik: perkembangan metodologi, presentasi dan catatan
Pengembangan metodologi pelajaran "Fotosintesis. Kemosintesis".
Pengembangan metodologi pelajaran di kelas 9 dengan topik: "Fotosintesis. Kemosintesis." Tujuan pelajaran: mempelajari ciri-ciri metabolisme organisme autotrofik dengan menggunakan contoh proses fotosintesis dan kemosintesis. Siswa...
presentasi fotosintesis dan kemosintesis
Presentasi biologi untuk siswa kelas 9. Garis V. Pasechnik. Pemaparan kali ini membahas tentang ciri-ciri proses fotosintesis dan kemositesis, peranannya....
"Fotosintesis. Kemosintesis"
Tujuan pelajaran: mempelajari ciri-ciri metabolisme organisme autotrofik dengan menggunakan contoh proses fotosintesis Tujuan: pendidikan - untuk mengungkap ciri-ciri proses fotosintesis, hakikat fase terang dan gelap...
Kemosintesis
Kemosintesis merupakan salah satu metode nutrisi autotrofik dimana reaksi oksidasi senyawa anorganik berfungsi sebagai sumber energi untuk sintesis zat organik dari CO2. Pilihan untuk memperoleh energi ini hanya digunakan oleh bakteri atau archaea. Fenomena kemosintesis ditemukan pada tahun 1889 oleh ilmuwan Rusia S. N.Vinogradsky,
Perlu diperhatikan bahwa energi yang dilepaskan dalam reaksi oksidasi senyawa anorganik tidak dapat langsung digunakan dalam proses asimilasi. Pertama, energi ini diubah menjadi energi ikatan makroenergi ATP dan baru kemudian digunakan untuk sintesis senyawa organik.
Organisme kemolitoftotrofik
Bakteri besi (Geobacter, Gallionella) mengoksidasi besi divalen menjadi besi besi.
Bakteri belerang (Desulfuromonas, Desulfobacter, Beggiatoa) mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi molekul belerang atau garam asam sulfat.
Bakteri nitrifikasi (Nitrobacteraceae, Nitrosomonas, Nitrosococcus) mengoksidasi amonia yang terbentuk selama pembusukan bahan organik, asam nitrogen dan nitrat, yang berinteraksi dengan mineral tanah, membentuk nitrit dan nitrat.
Bakteri thionic (Thiobacillus, Acidithiobacillus) mampu mengoksidasi tiosulfat, sulfit, sulfida, dan molekul belerang menjadi asam sulfat (seringkali dengan penurunan pH larutan yang signifikan), proses oksidasinya berbeda dengan bakteri belerang (khususnya, dalam bahwa bakteri tionik tidak menyimpan belerang intraseluler). Beberapa perwakilan bakteri thionic adalah asidofil ekstrem (mampu bertahan hidup dan berkembang biak ketika pH larutan turun menjadi 2), mampu menahan logam berat konsentrasi tinggi dan mengoksidasi logam dan besi divalen (Acidithiobacillus ferrooxidans) dan melepaskan logam berat dari bijih. .
Bakteri hidrogen (Hydrogenofilus) mampu mengoksidasi molekul hidrogen dan bersifat termofil sedang (tumbuh pada suhu 50 °C)
Sebaran dan fungsi ekologi
Organisme kemosintetik (misalnya, bakteri belerang) dapat hidup di lautan yang sangat dalam, di tempat di mana hidrogen sulfida keluar dari retakan kerak bumi ke dalam air. Tentu saja, kuanta cahaya tidak dapat menembus air hingga kedalaman sekitar 3-4 kilometer (pada kedalaman ini sebagian besar zona keretakan samudera berada). Dengan demikian, kemosintetik adalah satu-satunya organisme di bumi yang tidak bergantung pada energi sinar matahari.
Di sisi lain, amonia, yang digunakan oleh bakteri nitrifikasi, dilepaskan ke dalam tanah ketika tumbuhan atau hewan membusuk. Dalam hal ini, aktivitas vital kemosintetik secara tidak langsung bergantung pada sinar matahari, karena amonia terbentuk selama penguraian senyawa organik yang diperoleh dari energi Matahari.
Peran kemosintetik bagi semua makhluk hidup sangat besar, karena merupakan mata rantai yang sangat diperlukan dalam siklus alami unsur-unsur terpenting: belerang, nitrogen, besi, dll. Kemosintetik juga penting sebagai konsumen alami zat beracun seperti amonia dan hidrogen sulfida. Bakteri nitrifikasi sangat penting, mereka memperkaya tanah dengan nitrit - tanaman menyerap nitrogen terutama dalam bentuk nitrat. Beberapa kemosintetik (khususnya bakteri belerang) digunakan untuk pengolahan air limbah.
Menurut perkiraan modern, biomassa “biosfer bawah tanah”, yang terletak, khususnya, di bawah dasar laut dan mencakup archaebacteria pengoksidasi metana anaerobik kemosintetik, mungkin melebihi biomassa biosfer lainnya.