Презентация на тему "хемосинтез". Презентация на тему хемосинтез Презентация на тему хемосинтез

Слайд 2

В 1977 г. глазам геологов, спустившихся в подводном аппарате в море в районе Галапагосских островов и достигших дна на глубине 2,6 км, предстала фантастическая картина. Лучи прожекторов высветили из мрака вечной ночи фантастическое буйство жизни.В мерцающих струях тёплой воды в углублениях дна, как булочки в корзине, десятками лежали огромные снежно-белые двустворчатые моллюски, гроздьями висели крупные коричневые мидии, стадами бродили белые раки и крабы, торчали трубки странных червей с красными султанами щупалец... И всё это на глубине, где полагалось бы быть «бентической пустыне»! Так люди впервые увидели фауну гидротерм, глубоководных «оазисов» на дне океана.

Слайд 3

И это там, где невозможен фотосинтез, где не встречаются растения-продуценты, являющиеся первым звеном пищевой цепи. Мерцающая вода, в которой купались обитатели Райского сада (именно это название было присвоено открытому полю), сильно насыщена сероводородом. Такие башни с бьющими из них чёрными "дымами" известны сейчас под именем чёрных курильщиков.

Слайд 4

Чем же питаются обитатели здешних сообществ? Сероводород содержит атом серы в восстановленном виде, легко окисляется с выделением большого количества энергии. При наличии определенных систем ферментов эту энергию можно утилизировать, использовав ее для синтеза АТФ. А энергия АТФ, в свою очередь, может быть использована для восстановления углерода и синтеза «обычных» питательных веществ (углеводов) из углекислого газа. Необходимые ферментные системы имеются у ряда видов бактерий. Подобно зеленым растениям, они являются автотрофными организмами, самостоятельно создающими органическое вещество из неорганического. Однако, если растения относятся к группе фототрофов, т.е. используют для начального синтеза АТФ энергию солнечного света (фотосинтез), то серные бактерии живут за счет хемосинтеза и называются хемотрофами. В дело вступают так же бактерии, работающие с водородом, соединениями азота и метаном. И все они синтезируют органику, органику, органику... Конечно, на голодных глубинах на эту органику немедленно находятся потребители.

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Ещё в 1887 г. русский микробиолог С.Н. Виноградский открыл бактериальный хемосинтез. Оказалось, что некоторые бактерии тоже умеют создавать новое органическое вещество из неорганического, но тратят на это энергию, получаемую не от солнечных лучей, а от химических реакций, при окислении аммиака, водорода, соединений серы, закисного железа и др. Родился в 1853 в России Умер в 1953 во Франции

Слайд 9

Бескислородное (анаэробное) дыхание Важное значение в природе имеют бактерии способные получать энергию из неорганических соединений в условиях отсутствия кислорода. Денитрифицирующие бактерии способны восстановить нитраты до газообразного азота и закиси азота: 10Н + 2Н+ + 2NO3-  N2 + 6H2O + АТФ В отсутствии данных бактерий содержание азота в атмосфере уменьшилось бы и рост растений и биомассы на Земле остановился. Сульфатредуцирующие бактерии способны образовывать сероводород из сульфата: 8Н + SO42-  H2S + 2H2O + 2OH-+ АТФ Водород для этой реакции бактерии берут из продуктов гликолиза. Энергия, которая запасается в этом процессе, используется для синтеза органических соединений. Эти бактерии встречаются сероводородном иле (например, в Черном море на глубине более 200м). Большинстве месторождений серы – это биогенные отложения серы. Бескислородное (анаэробное) дыхание Анаэробные хемоавтотрофы

Слайд 10

Появившийся в атмосфере Земли молекулярный кислород выступал в качестве сильного окислителя. Одним из первых стали использовать аэробный обмен бактерии, окисляющие неорганические соединения азота, серы, железа. Нитрифицирующие бактерии – окисляют аммиак до нитратов. NH4+нитритные бактерииNO2- нитратные бактерии NO3- Несмотря на присутствие кислорода в реакциях окисления аммиака, энергетический баланс у нитрифицирующих бактерий оказался очень низким. Серные бактерии – способны окислять соединения серы, образуя в конце реакции сульфаты: S2- + 2O2  SO42- или S2- + SO2 + 2H2O  SO42- + 4H+ Многие серные бактерии живут в экстремальных условиях горячих серных вулканических источников. Они выдерживают температуру до 750С и способны окислять серу или сероводород до серной кислоты. Эти бактерии называются термофилами. Железобактерии – способны окислятьдвухвалентное железо до трехвалентного. FeS2 + 3SO3 + H2O  FeSO4 + H2SO4. Железобактерии живут в рудничных водах, содержащих различные соединения металлов, в том числе и железа. Человек использует свойства этих бактерий при обогащении руд для получения меди, цинка, молибдена. Аэробных хемоавтотрофы

Слайд 11

http://www.moscowuniversityclub.ru/article/img/11395_57360935.gif фон http://www.photolib.noaa.gov/bigs/nur04510.jpg КУРИЛЬЩИКИ http://hartm242.files.wordpress.com/2011/06/chemosynthesis_lg.jpg молекулы http://www.iemrams.spb.ru/russian/director/vinogradski.htm Виноградский С.Н. http://bio.1september.ru/2001/24/6.gif пищевая цепь http://tupoebydlo.livejournal.com/2998.html живой журнал

Посмотреть все слайды

Слайд 1

МЕТАБОЛИЗМ хемосинтез

Подготовила Голубева С.В. г. Лесосибирск

Слайд 2

В 1977 г. глазам геологов, спустившихся в подводном аппарате в море в районе Галапагосских островов и достигших дна на глубине 2,6 км, предстала фантастическая картина. Лучи прожекторов высветили из мрака вечной ночи фантастическое буйство жизни.В мерцающих струях тёплой воды в углублениях дна, как булочки в корзине, десятками лежали огромные снежно-белые двустворчатые моллюски, гроздьями висели крупные коричневые мидии, стадами бродили белые раки и крабы, торчали трубки странных червей с красными султанами щупалец... И всё это на глубине, где полагалось бы быть «бентической пустыне»!

Так люди впервые увидели фауну гидротерм, глубоководных «оазисов» на дне океана.

Слайд 3

И это там, где невозможен фотосинтез, где не встречаются растения-продуценты, являющиеся первым звеном пищевой цепи. Мерцающая вода, в которой купались обитатели Райского сада (именно это название было присвоено открытому полю), сильно насыщена сероводородом.

Такие башни с бьющими из них чёрными "дымами" известны сейчас под именем чёрных курильщиков.

Слайд 4

Чем же питаются обитатели здешних сообществ?

Сероводород содержит атом серы в восстановленном виде, легко окисляется с выделением большого количества энергии. При наличии определенных систем ферментов эту энергию можно утилизировать, использовав ее для синтеза АТФ. А энергия АТФ, в свою очередь, может быть использована для восстановления углерода и синтеза «обычных» питательных веществ (углеводов) из углекислого газа. Необходимые ферментные системы имеются у ряда видов бактерий. Подобно зеленым растениям, они являются автотрофными организмами, самостоятельно создающими органическое вещество из неорганического. Однако, если растения относятся к группе фототрофов, т.е. используют для начального синтеза АТФ энергию солнечного света (фотосинтез), то серные бактерии живут за счет хемосинтеза и называются хемотрофами.

В дело вступают так же бактерии, работающие с водородом, соединениями азота и метаном. И все они синтезируют органику, органику, органику... Конечно, на голодных глубинах на эту органику немедленно находятся потребители.

Слайд 8

Ещё в 1887 г. русский микробиолог С.Н. Виноградский открыл бактериальный хемосинтез. Оказалось, что некоторые бактерии тоже умеют создавать новое органическое вещество из неорганического, но тратят на это энергию, получаемую не от солнечных лучей, а от химических реакций, при окислении аммиака, водорода, соединений серы, закисного железа и др.

Родился в 1853 в России Умер в 1953 во Франции

Слайд 9

Бескислородное (анаэробное) дыхание

Важное значение в природе имеют бактерии способные получать энергию из неорганических соединений в условиях отсутствия кислорода.

Денитрифицирующие бактерии способны восстановить нитраты до газообразного азота и закиси азота: 10Н + 2Н+ + 2NO3-  N2 + 6H2O + АТФ В отсутствии данных бактерий содержание азота в атмосфере уменьшилось бы и рост растений и биомассы на Земле остановился. Сульфатредуцирующие бактерии способны образовывать сероводород из сульфата: 8Н + SO42-  H2S + 2H2O + 2OH- + АТФ Водород для этой реакции бактерии берут из продуктов гликолиза. Энергия, которая запасается в этом процессе, используется для синтеза органических соединений. Эти бактерии встречаются сероводородном иле (например, в Черном море на глубине более 200м). Большинстве месторождений серы – это биогенные отложения серы.

Анаэробные хемоавтотрофы

Слайд 10

Появившийся в атмосфере Земли молекулярный кислород выступал в качестве сильного окислителя. Одним из первых стали использовать аэробный обмен бактерии, окисляющие неорганические соединения азота, серы, железа.

Нитрифицирующие бактерии – окисляют аммиак до нитратов. NH4+ нитритные бактерии NO2- нитратные бактерии NO3- Несмотря на присутствие кислорода в реакциях окисления аммиака, энергетический баланс у нитрифицирующих бактерий оказался очень низким. Серные бактерии – способны окислять соединения серы, образуя в конце реакции сульфаты: S2- + 2O2  SO42- или S2- + SO2 + 2H2O  SO42- + 4H+ Многие серные бактерии живут в экстремальных условиях горячих серных вулканических источников. Они выдерживают температуру до 750С и способны окислять серу или сероводород до серной кислоты. Эти бактерии называются термофилами. Железобактерии – способны окислять двухвалентное железо до трехвалентного. FeS2 + 3SO3 + H2O  FeSO4 + H2SO4. Железобактерии живут в рудничных водах, содержащих различные соединения металлов, в том числе и железа. Человек использует свойства этих бактерий при обогащении руд для получения меди, цинка, молибдена.

Аэробных хемоавтотрофы

Слайд 11

http://www.moscowuniversityclub.ru/article/img/11395_57360935.gif фон http://www.photolib.noaa.gov/bigs/nur04510.jpg КУРИЛЬЩИКИ http://hartm242.files.wordpress.com/2011/06/chemosynthesis_lg.jpg молекулы http://www.iemrams.spb.ru/russian/director/vinogradski.htm Виноградский С.Н. http://bio.1september.ru/2001/24/6.gif пищевая цепь http://tupoebydlo.livejournal.com/2998.html живой журнал

Хемосинтез

Хемосинтез - способ автотрофного питания, при котором источником энергии, для синтеза органических веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений. Подобный вариант получения энергии используется только бактериями или археями. Явление хемосинтеза было открыто в 1889 году русским учёнымС. Н. Виноградским,
Необходимо отметить, что выделяющаяся в реакциях окисления неорганических соединений энергия не может быть непосредственно использована в процессахассимиляции. Сначала эта энергия переводится в энергию макроэнергетических связей АТФ и только затем тратится на синтез органических соединений.

Хемолитоафтотрофные организмы
Железобактерии (Geobacter, Gallionella) окисляют двухвалентное железо до трёхвалентного.
Серобактерии (Desulfuromonas, Desulfobacter, Beggiatoa) окисляют сероводород до молекулярной серы или до солей серной кислоты.
Нитрифицирующие бактерии (Nitrobacteraceae, Nitrosomonas, Nitrosococcus) окисляют аммиак, образующийся в процессе гниения органических веществ, доазотистой и азотной кислот, которые, взаимодействуя с почвенными минералами, образуют нитриты и нитраты.
Тионовые бактерии (Thiobacillus, Acidithiobacillus) способны окислять тиосульфаты, сульфиты, сульфиды и молекулярную серу до серной кислоты (часто с существенным понижением pH раствора), процесс окисления отличается от такового у серобактерий (в частности тем, что тионовые бактерии не откладывают внутриклеточной серы). Некоторые представители тионовых бактерий являются экстремальными ацидофилами (способны выживать и размножаться при пониженииpH раствора вплоть до 2), способны выдерживать высокие концентрации тяжёлых металлов и окислять металлическое и двухвалентное железо (Acidithiobacillus ferrooxidans) и выщелачивать тяжёлые металлы из руд.
Водородные бактерии (Hydrogenophilus) способны окислять молекулярный водород, являются умеренными термофилами (растут при температуре 50 °C)

Распространение и экологические функции
Хемосинтезирующие организмы (например, серобактерии) могут жить в океанах на огромной глубине, в тех местах, где из разломов земной коры в воду выходитсероводород. Конечно же, кванты света не могут проникнуть в воду на глубину около 3-4 километров (на такой глубине находится большинство рифтовых зон океана). Таким образом, хемосинтетики - единственные организмы на земле, не зависящие от энергии солнечного света.
С другой стороны, аммиак, который используется нитрифицирующими бактериями, выделяется в почву при гниении остатков растений или животных. В этом случае жизнедеятельность хемосинтетиков косвенно зависит от солнечного света, так как аммиак образуется при распаде органических соединений, полученных за счёт энергииСолнца.
Роль хемосинтетиков для всех живых существ очень велика, так как они являются непременным звеном природного круговорота важнейших элементов: серы, азота, железа и др. Хемосинтетики важны также в качестве природных потребителей таких ядовитых веществ, как аммиак и сероводород. Огромное значение имеют нитрифицирующие бактерии, которые обогащают почву нитритами, - в основном именно в форме нитратов растения усваивают азот. Некоторые хемосинтетики (в частности, серобактерии) используются для очистки сточных вод.
По современным оценкам, биомасса «подземной биосферы», которая находится, в частности, под морским дном и включает хемосинтезирующих анаэробных метаноокисляющих архебактерий, может превышать биомассу остальной биосферы.

История открытия Первым обнаружил, что растения выделяют кислород, английский химик Джозеф Пристли около В 1817 г. два французских химика, Пельтье и Каванту, выделили из листьев зеленое вещество и назвали его хлорофиллом. В 1845 г. немецкий физик Роберт Майер утверждеал о том, что зеленые растения преобразуют энергию, солнечного света в химическую энергию.

История открытия В 20 в. было установлено, что процесс фотосинтеза начинается на свету в фоторецепторах хлорофиллов, однако многие из последующих стадий могут протекать в темноте. В 1941 американский биохимик Мелвин Калвин показал, что первичный процесс фотосинтеза заключается в фотолизе молекул воды, в результате чего образуются кислород и водород, идущий на восстановление диоксида углерода до органических веществ.

Хлоропласты Зелёные пластиды, которые встречаются в клетках растений. С их помощью происходит фотосинтез. Хлоропласты содержат хлорофилл. Являются двумембранными органеллами. Под двойной мембраной имеются тилакоиды (мембранные образования, в которых находится электронтранспортная цепь хлоропластов).Тилакоиды высших растений группируются в граны, которые представляют собой стопки сплюснутых и тесно прижатых друг к другу тилакоидов, имеющих форму дисков. Пространство между оболочкой хлоропласта и тилакоидами называется стромой. В строме содержатся хлоропластные молекулы РНК, ДНК, рибосомы, крахмальные зёрна.

Значение фотосинтеза Процесс фотосинтеза является основой питания всех живых существ, а также снабжает человечество топливом, волокнами и бесчисленными полезными химическими соединениями. Из диоксида углерода и воды, связанных из воздуха в ходе фотосинтеза, образуется около % сухого веса урожая. Человек использует около 7% продуктов фотосинтеза в пищу, в качестве корма для животных и в виде топлива и строительных материалов

Pyrococcus furiosus типичный обитатель горячих подводных источников и разогретых горных пород. Растет при температуре от 70 до 103°C. Thermococcus один из характерных обитателей горячих глубинных слоев земной коры. Предпочитает температуру от 60 до 100°C. На одном из полюсов клетки находится пучок длинных жгутиков (как и у родственного Pyrococcus). Хемосинтетики:

ХемосинтетикиИсточник энергии Железобактерии (Geobacter, Gallionella) окисляют двухвалентное железо до трёхвалентного.Fe 2+ Fe 3+ + энергия Серобактерии (Desulfuromonas, Desulfobacter, Beggiatoa) окисляют сероводород до молекулярной серы или до солей серной кислоты. H 2 SSH 2 SO 4 +энергия Нитрифицирующие бактерии (Nitrosomonas, Nitrosococcus) окисляют аммиак, образующийся в процессе гниения органических веществ, до азотистой и азотной кислот, которые, образуют нитриты и нитраты. NH 3 HNO 2 HNO 3 +энергия

Значение Хемосинтеза Роль хемосинтетиков для всех живых существ очень велика, так как они являются непременным звеном природного круговорота важнейших элементов: серы, азота, железа и др. Хемосинтетики важны также в качестве природных потребителей таких ядовитых веществ, как аммиак и сероводород. Огромное значение имеют нитрифицирующие бактерии, которые обогащают почву нитритами и нитратами в основном именно в форме нитратов растения усваивают азот. Некоторые хемосинтетики (в частности, серобактерии) используются для очистки сточных вод.

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

(автотрофное питание) Учитель биологии Володина Т.О Вольгинская СОШ- 2012 Хемосинтез

Способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органического вещества служат процессы окисления различных неорганических веществ: аммиака, сероводорода, серы, водорода, соединения железа…. Источником водорода является вода хемосинтез

Открыл хемосинтез в 1887 году Сергей Николаевич Виноградский

Способны окислять аммиак, образующийся при гниении органических остатков сначала до азотистой, а затем до азотной кислоты. 2NH3 + 3O2 = 2HNO2 +2H2O+663 кДж 2 HNO2 + O2 = 2HNO3 + 142 кДж Азотная кислота реагируя с минеральными соединениями почвы образует нитраты, которые хорошо усваиваются растениями Нитрифицирующие бактерии

Окисляют сероводород и накапливают в своих клетках серу: 2 H2S + O2 = 2 H2O + 2 S + 272 кДж При недостатке сероводорода, бактерии производят дальнейшее окисление серы до серной кислоты: 2 S + 3 O2 + 2 H2O = 2H2SO4 + 636 кДж Бесцветные серобактерии

Окисляют двухвалентное железо до трёхвалентного 4 FeCO3 + O2 + 6 H2O = 4 Fe(OH)3 + 4 CO2 + 324 кДж Железобактерии

Используют энергию, выделяющуюся при окислении молекулярного водорода 2H2O + O2 = 2 H2O + 235 кДж Водородные бактерии

Нитрифицирующие бактерии осуществляют круговорот азота в биосфере Экологическая роль хемосинтеза

Образуя серную кислоту, способствуют разрушению и выветриванию горных пород; Разрушают каменные и металлические сооружения Выщелачивают руду и серные месторождения Очищение промышленных сточных вод Серобактерии

Образуют Fe(OH)3 скопление которого образует болотную железную руду Железобактерии

Для получения дешевого кормового и пищевого белка Для регенерации атмосферы в замкнутых системах жизнеобеспечения(система Оазис – 2, на космическом корабле «Союз – 3» , 1973 г.) Водородные бактерии

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Методическая разработка урока "Фотосинтез. Хемосинтез".

Методическая разработка урока в 9 классе по теме: "Фотосинтез. Хемосинтез".Цель урока: изучить особенности метаболизма автотрофных организмов на примере процессов фотосинтеза и хемосинтеза. Обучающиес...

презентация фотосинтез и хемосинтез

Презентация по биологии для учащихся 9 класса. Линия В. Пасечника. В данной презентации рассматриваются особенности процессов фотосинтеза и хемосиентеза, их роль....

«Фотосинтез. Хемосинтез»

Цель урока: изучить особенности метаболизма автотрофных организмов на примере процесса фотосинтеза.Задачи:образовательные – раскрыть особенности процесса фотосинтеза, сущность световой и темновой фаз...