Зачем знать фотосинтез на ОГЭ
Фотосинтез относится к ключевым темам восьмого класса. На экзамене часто встречаются вопросы о его сути, фазах и роли. Школьники путают детали и теряют баллы. Зная процесс шаг за шагом, легко решить задачи, где просят сравнить растения и грибы, объяснить массу дерева или выбрать верные утверждения. Кроме того, фотосинтез связывает темы «Клетка», «Обмен веществ», «Экосистемы». Понимание механизма повышает общий балл.
Где происходит фотосинтез
Фотосинтез возможен в клетках, содержащих зелёный пигмент хлорофилл. Чаще всего это листья высших растений. У водорослей процесс идёт во всём теле, ведь клетки омывает вода и получают свет. У цианобактерий роль хлоропластов выполняют впячивания мембраны. Главное условие — доступ света, воды и углекислого газа. Наличие ядра или тканей не принципиально.
Строение хлоропласта
Хлоропласт окружает двойная мембрана. Внутри лежит строма — водный матрикс с ферментами, ДНК и рибосомами. В строме «плавают» тилакоиды. Они собраны в стопки гран. На мембранах тилакоидов расположен хлорофилл и другие пигменты. Там же встроены белки, переносящие электроны и создающие протонный градиент. Из тилакоидов в строма идёт транспорт веществ. Такое устройство позволяет разделить две фазы реакции.
Световая фаза: быстрый этап на свету
Световая фаза происходит в мембранах тилакоидов только при освещении. Основные шаги:
- Фотон возбуждает хлорофилл. Электрон переходит на более высокий уровень.
- Электрон передаётся по цепочке переносчиков. Энергия используется для синтеза АТФ.
- Вода расщепляется. Образуются протоны, электроны и кислород.
- НАДФ⁺ восстанавливается до НАДФ·Н, получая электроны.
Итог — образование АТФ и НАДФ·Н. Кислород выделяется в атмосферу. Этот этап называют светозависимым, потому что без фотонов реакции останавливаются.
Темновая фаза: фиксация углекислого газа
Темновая фаза идёт в строме и не требует света напрямую. Часто её называют циклом Кальвина — Бенсона. Основные шаги:
- Фермент рубиско соединяет СО₂ с рибулозо-1,5-бисфосфатом. Образуется нестойкое соединение, которое тут же распадается.
- Полученные молекулы фосфоглицериновой кислоты восстанавливаются за счёт АТФ и НАДФ·Н.
- Часть триозофосфатов идёт на синтез глюкозы и крахмала.
- Другая часть перерабатывается, чтобы восстановить рибулозо-1,5-бисфосфат.
Темновая фаза может продолжаться и при слабом освещении, пока хватает АТФ и НАДФ·Н, созданных днём.
Факторы, влияющие на фотосинтез
Скорость процесса зависит от внешних и внутренних условий. Основные факторы:
- Свет. Чем выше интенсивность, тем быстрее световая фаза, пока пигменты насыщены.
- Температура. Оптимум для большинства растений 20–30 °C. При 0 °C реакции почти останавливаются.
- Содержание СО₂. При повышении до 0,1 % скорость растёт. Дальше эффект снижается.
- Вода. Дефицит закрывает устьица. Углекислый газ не попадает в лист.
- Минералы. Нужны азот, магний (входит в хлорофилл), железо, фосфор.
В экзамене часто просят указать лимитирующий фактор. Помните закон Либиха: ограничивает самый дефицитный ресурс.
Роль фотосинтеза для живых организмов и планеты
Фотосинтез формирует органическое вещество практически всего биосферы. Растения служат продуцентами. Животные, грибы и большинство бактерий получают энергию, поедая овощи, фрукты или друг друга. Побочный продукт — кислород. Он позволил сформироваться озоновому слою и дыханию аэробов. Масса древесины в лесах — результат фиксации СО₂. Фотосинтез снижает парниковый эффект. Без процесса земная атмосфера быстро утратила бы кислород, а пищевые цепи разрушились бы.
Типичные задания ОГЭ и полезные советы
Экзамен включает задания с выбором ответа, таблицы и простые расчёты. Часто попадаются:
- Сопоставление фаз процесса с местом в клетке.
- Определение фактора, ограничивающего скорость реакции.
- Заполнение схемы превращений АТФ, НАДФ·Н, глюкозы.
- Объяснение, почему масса саженца увеличивается.
Совет: тренируйте краткую формулу процесса — 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂. Помните, что фотосинтез — окислительно-восстановительная реакция. Упрощённо: вода отдаёт электроны, углекислый газ принимает. Решая задания, ищите в тексте ключевые слова: хлоропласт, тилакоид, строма, рубиско.
Хотите системно готовиться? Присоединяйтесь к курсу подготовки к ОГЭ и учитесь с лучшими.
Перед экзаменом проверьте себя: сможете ли вы объяснить, почему летом деревья выделяют больше кислорода? Сможете ли описать путь электрона от воды до НАДФ·Н? Если ответы положительны, блок про фотосинтез точно принесёт вам максимальные баллы.