Фотосинтез: световая и темновая фазы, лимитирующие факторы
Текст урока
Фотосинтез — образование зелёными растениями органического вещества (глюкозы) из CO₂ и воды за счёт энергии света: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂. Он идёт в хлоропластах и состоит из двух фаз.
В световой фазе (в тилакоидах) свет расщепляет воду — выделяющийся O₂ именно из воды — и образуются АТФ и НАДФ·H₂. В темновой фазе (в строме) за счёт этой энергии CO₂ превращается в глюкозу. Скорость фотосинтеза ограничивает фактор, которого не хватает больше всего: свет, CO₂ или температура.
световая фазатилакоиды: расщепление воды, O₂, АТФтемновая фазастрома: CO₂ → глюкоза (цикл Кальвина)лимитирующий факторсамый недостающий фактор определяет скоростьменяй свет, CO₂ и температуру ↓Слабый свет: мало пузырьков — ограничивает светСлева: водное растение на свету выделяет пузырьки O₂ — чем чаще пузырьки, тем быстрее фотосинтез. Справа: зависимость скорости от света (зелёная), красная точка — текущее состояние, серая пунктирная — лучшие условия.
Интенсивность света50 %Концентрация CO₂40 %Температура25 °C- Скорость фотосинтеза (пузырьки O₂)
Достигни наибольшей скорости фотосинтеза.
Настрой ползунки и кнопки…Что показывает симуляция?
языком ползунков- С ростом света пузырьков больше — но после некоторого предела график становится горизонтальным: теперь не хватает уже не света, а CO₂.
- На плато увеличь CO₂: график поднимается — лимитирующий фактор сменился.
- Подними температуру выше 40 °C: скорость резко падает — ферменты плохо работают от жары.
- Опусти свет до 0: пузырьки останавливаются — без света не идёт световая фаза, и темновой фазе не хватает энергии.
- Выделяющийся кислород берётся не из CO₂, а из воды — она расщепляется в световой фазе.
Две фазы: сравнение
где, что получается| Световая фаза | Темновая фаза | |
|---|---|---|
| Где | в тилакоидах хлоропласта | в строме хлоропласта |
| Что нужно | свет, вода, хлорофилл | CO₂, АТФ, НАДФ·H₂ |
| Что получается | O₂ (из воды), АТФ, НАДФ·H₂ | глюкоза |
| Зависимость от света | свет нужен напрямую | свет напрямую не нужен, но нужны продукты световой фазы |
Самые частые ошибки
красной ручкой«Кислород при фотосинтезе выделяется из CO₂»Кислород выделяется при расщеплении воды — фотолизе. Кислород CO₂ входит в состав глюкозы.
«Темновая фаза идёт только ночью»«Темновая» значит, что свет для неё напрямую не нужен. Днём она идёт одновременно со световой.
«Чем больше света, тем всегда быстрее фотосинтез»После некоторого предела не хватает другого фактора — CO₂ или температуры — и скорость не растёт. Это закон лимитирующего фактора.
Разобранные задачи
сначала реши самЗадача 1
Растение поглотило 12 моль CO₂. Сколько моль глюкозы и сколько моль O₂ образуется?
Показать решение6CO₂ → 1 глюкоза: 12 / 6 = 2 моль глюкозы6CO₂ → 6O₂: 12 моль O₂Ответ: 2 моль глюкозы, 12 моль O₂.
Задача 2
В теплице сильный свет, температура 25 °C, но урожай не растёт. Какой фактор нужно изменить?
Показать решениеСвета и тепла достаточно — лимитирующим фактором может быть CO₂Подача дополнительного CO₂ ускорит фотосинтезОтвет: повысить концентрацию CO₂.
В реальной жизни: «подкормка» теплиц углекислым газом
лимитирующий фактор в хозяйствеДве одинаковые теплицы: свет и тепло одинаковыеВ современных теплицах управляют лимитирующими факторами фотосинтеза: зимнее досвечивание, обогрев и подача дополнительного CO₂ повышают урожайность. Да и почти весь кислород в атмосфере Земли за миллионы лет появился благодаря фотосинтезу.
Проверь себя: 5 тестовых заданий
5 вопросов1В каком органоиде клетки идёт фотосинтез?
2Что является источником кислорода, выделяющегося при фотосинтезе?
3Что происходит в световой фазе?
4Каков главный результат темновой фазы?
5Открытый вопрос: сколько моль CO₂ нужно для образования 1 моль глюкозы? Запиши ответ числом.
ИсточникПрограмма вступительных экзаменов ДИМ 2026: Биология → Обмен веществ в клетке: фотосинтез, его световая и темновая фазы, факторы, влияющие на фотосинтез.
section>