IGCSE, A-Level & AP IGCSE, A-Level & AP Предпросмотр листа

Биоэнергетика

AQA · GCSE · Biology · Тема 4

Просмотр слайдов Тренировать
4.1

Биоэнергетика: фотосинтез и дыхание

Растения улавливают энергию Солнца; каждая клетка высвобождает её обратно. Этот раздел охватывает AQA GCSE Biology 8461, тема 4.4 Биоэнергетика.

Как экзамен рассматривает эту тему:

  • Билет 1 содержит раздел «Биоэнергетика». RP6: интенсивность света и скорость фотосинтеза с использованием элодеи.
  • Графики с двумя или тремя факторами, закон обратных квадратов и экономика теплиц — только для HT.
  • Уравнения записаны словами — нужно знать также символьные формы (CO₂, H₂O, O₂, C₆H₁₂O₆).
Словарь Тренировать
English Русский
endothermic/ˌendəʊˈθɜːmɪk/ эндотермический
exothermic/eɡzəˈðɜːmɪk/ экзотермический
fermentation/fɜːmənˈteɪʃn/ ферментация
oxygen debt/ˈɒksɪdʒn det/ кислородный долг
Metabolism/məˈtæbəlɪzəm/ метаболизм
lactic acid/ˈlæktɪk ˈæsɪd/ молочная кислота
limiting factor/ˈlɪmɪtɪŋ ˈfæktə/ ограничивающий фактор
4.1

Фотосинтез (4.4.1.1)
Программа

Фотосинтез (AQA 8461 утверждения 4.4.1.1-4.4.1.2, RP6).

  1. Запишите словесное и символьное уравнения фотосинтеза и опишите его как эндотермический процесс.
  2. Объясните, как интенсивность света, концентрация CO2 и температура ограничивают скорость фотосинтеза, включая интерпретацию графиков лимитирующих факторов.
  3. (HT) Используйте закон обратных квадратов для зависимости интенсивности света от расстояния и причины экономической эффективности теплиц.
  4. Опишите RP6: зависимость интенсивности света от скорости фотосинтеза с элодеей, её контрольные параметры и расчёт скорости.

Источник: Программа Cambridge International

$$\text{carbon dioxide} + \text{water} \xrightarrow{\ \text{light}\ } \text{glucose} + \text{oxygen}$$
$$6\,\text{CO}_2 + 6\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\,\text{O}_2$$

Фотосинтез — это эндотермическая реакция: энергия переносится из окружающей среды в хлоропласты под действием света.

4.1

Скорость фотосинтеза и лимитирующие факторы (4.4.1.2)
Программа

Фотосинтез (AQA 8461 утверждения 4.4.1.1-4.4.1.2, RP6).

  1. Запишите словесное и символьное уравнения фотосинтеза и опишите его как эндотермический процесс.
  2. Объясните, как интенсивность света, концентрация CO2 и температура ограничивают скорость фотосинтеза, включая интерпретацию графиков лимитирующих факторов.
  3. (HT) Используйте закон обратных квадратов для зависимости интенсивности света от расстояния и причины экономической эффективности теплиц.
  4. Опишите RP6: зависимость интенсивности света от скорости фотосинтеза с элодеей, её контрольные параметры и расчёт скорости.

Источник: Программа Cambridge International

Скорость фотосинтеза при одном лимитирующем факторе.
Каждая кривая растет, а затем выходит на плато, когда другим фактором становится лимитирующим.

Скорость увеличивается с: интенсивностью освещения, концентрацией CO₂, температурой (до оптимума ферментов) и количеством хлорофилла.

Чтение графиков с одним фактором: плоский верх означает, что лимитирующим стал другой фактор. (HT) На графиках с двумя или тремя факторами определите, какой фактор является лимитирующим в каждой точке.

(HT) Закон обратных квадратов: увеличение расстояния от лампы вдвое уменьшает интенсивность света в четыре раза:

$$\text{light intensity} \propto \frac{1}{\text{distance}^2}$$

(HT) Экономика теплиц: добавление тепла, света или CO₂ повышает скорость, но каждый фактор стоит денег; производитель добавляет самый дешевый лимитирующий фактор до момента, когда дополнительный урожай不再 окупает затраты.

Установка RP6: элодея под перевернутой воронкой в колбе, лампа на измеренном расстоянии.

RP6: элодея в воде на разном расстоянии от лампы; посчитайте пузырьки кислорода в минуту (или соберите газ); контролируйте температуру и CO₂ (гидрокарбонат натрия); повторите и найдите среднее; скорость = пузырьки ÷ время.

Разобранный пример. Пузырьки: 30 в минуту на 10 см; на 20 см интенсивность света составляет четверть, поэтому ожидаем около 8 в минуту (если свет все еще лимитирует).

4.1

Применение глюкозы (4.4.1.3)
Программа

Фотосинтез (AQA 8461 утверждения 4.4.1.1-4.4.1.2, RP6).

  1. Запишите словесное и символьное уравнения фотосинтеза и опишите его как эндотермический процесс.
  2. Объясните, как интенсивность света, концентрация CO2 и температура ограничивают скорость фотосинтеза, включая интерпретацию графиков лимитирующих факторов.
  3. (HT) Используйте закон обратных квадратов для зависимости интенсивности света от расстояния и причины экономической эффективности теплиц.
  4. Опишите RP6: зависимость интенсивности света от скорости фотосинтеза с элодеей, её контрольные параметры и расчёт скорости.

Источник: Программа Cambridge International

Глюкоза из фотосинтеза используется для:

  • дыхания;
  • преобразования в нерастворимый крахмал для хранения;
  • жира или масла для хранения;
  • целлюлозы для клеточных стенок.
  • аминокислоты для белков — это также требует нитрат-ионов из почвы.
4.2

Дыхание (4.4.2.1)
Программа

Дыхание и метаболизм (AQA 8461 утверждения 4.4.1.3, 4.4.2.1-4.4.2.3).

  1. Назовите пять применений глюкозы, полученной при фотосинтезе.
  2. Сравните аэробное и анаэробное дыхание в мышцах и дрожжах, приведите словесные уравнения и экономическое значение брожения.
  3. Объясните реакцию организма на упражнения и (HT) кислородный долг и роль печени.
  4. Определите метаболизм и перечислите реакции, которые он включает.

Источник: Программа Cambridge International

Дыхательное окисление — это экзотермическая реакция, протекающая непрерывно в живых клетках, обеспечивающая энергией: синтез более крупных молекул, движение и поддержание температуры тела.

Аэробное Анаэробное (мышцы) Анаэробное (растения/дрожжи)
кислород необходим не нужен не нужен
уравнение глюкоза + кислород → CO₂ + вода глюкоза → молочная кислота глюкоза → этанол + CO₂
энергия намного больше значительно меньше значительно меньше

Анаэробное дыхание у дрожжей называется брожением, имеет экономическое значение при производстве хлеба (CO₂ вызывает подъем теста) и алкогольных напитков.

4.2

Реакция на физическую нагрузку (4.4.2.2)
Программа

Дыхание и метаболизм (AQA 8461 утверждения 4.4.1.3, 4.4.2.1-4.4.2.3).

  1. Назовите пять применений глюкозы, полученной при фотосинтезе.
  2. Сравните аэробное и анаэробное дыхание в мышцах и дрожжах, приведите словесные уравнения и экономическое значение брожения.
  3. Объясните реакцию организма на упражнения и (HT) кислородный долг и роль печени.
  4. Определите метаболизм и перечислите реакции, которые он включает.

Источник: Программа Cambridge International

Во время физической нагрузки частота сердечных сокращений, частота дыхания и объем вдыхаемого воздуха увеличиваются для доставки большего количества оксигенированной крови к мышцам. При недостаточном поступлении кислорода мышцы переходят на анаэробное дыхание: неполное расщепление глюкозы накапливает молочную кислоту → усталость; формируется кислородный долг.

(HT) Кровь переносит молочную кислоту в печень, которая преобразует её обратно в глюкозу. Кислородный долг — это избыток кислорода, необходимый после физической нагрузки для реакции с накопленной молочной кислотой и её выведения.

4.2

Метаболизм (4.4.2.3)
Программа

Дыхание и метаболизм (AQA 8461 утверждения 4.4.1.3, 4.4.2.1-4.4.2.3).

  1. Назовите пять применений глюкозы, полученной при фотосинтезе.
  2. Сравните аэробное и анаэробное дыхание в мышцах и дрожжах, приведите словесные уравнения и экономическое значение брожения.
  3. Объясните реакцию организма на упражнения и (HT) кислородный долг и роль печени.
  4. Определите метаболизм и перечислите реакции, которые он включает.

Источник: Программа Cambridge International

Метаболизм — совокупность всех реакций в клетке или организме; дыхательное окисление обеспечивает их энергией. Включает:

  • глюкоза → крахмал, гликоген, целлюлоза;
  • глицерин + 3 жирные кислоты → липиды;
  • глюкоза + нитрат-ионы → аминокислоты → белки;
  • дыхания;
  • расщепление избытка белка → мочевина для выведения.
4.2

Чек-лист перед завершением этой темы
  • Написать словесные и символьные уравнения фотосинтеза; указать, что реакция эндотермическая + свет→хлоропласты.
  • Объяснить четыре фактора скорости; читать графики уплощения одного фактора; (HT) закон обратных квадратов и экономика теплиц.
  • Описать RP6 с его контрольными точками и расчетом скорости.
  • Перечислите пять применений глюкозы (с нитратами для синтеза белков).
  • Сравните аэробные и анаэробные уравнения; назовите два продукта брожения и области их применения.
  • Упражнение: три фактора увеличения; молочная кислота и кислородный долг; (HT) роль печени.
  • Определите метаболизм с его пятью направлениями.

Больше тем в AQA · GCSE · Biology

Войти или создать аккаунт

IGCSE, A-Level & AP