Zadaci dijela C1-C4 Pitanje: Koji je hromozomski skup tipičan za ćelije pulpe borovih iglica i spermatozoida? Objasnite od kojih početnih ćelija i kao rezultat koje deobe nastaju ove ćelije.

odgovor: U ćelijama borovih iglica skup hromozoma je 2n; u borovoj spermi - n. Odrasla biljka bora razvija se iz zigote (2n). Borovi spermi se razvijaju iz haploidnih spora (n) po
mitoza.

Pitanje: Pratite put vodika u svijetlim i tamnim fazama fotosinteze od trenutka njegovog nastanka do sinteze glukoze.

Odgovor: V U svjetlosnoj fazi fotosinteze, pod djelovanjem sunčeve svjetlosti, voda se fotolizira i nastaju vodikovi joni. U svetlosnoj fazi, vodonik se kombinuje sa nosačem NADP + i formira NADP 2H. U tamnoj fazi se vodik iz NADP 2H koristi u reakciji redukcije intermedijara iz kojih se sintetiše glukoza.

Pitanje: Kako se energija sunčeve svjetlosti u svjetlosnoj i tamnoj fazi fotosinteze pretvara u energiju kemijskih veza glukoze? Objasni odgovor.

odgovor: U svjetlosnoj fazi fotosinteze, energija sunčeve svjetlosti se pretvara u energiju pobuđenih elektrona, a zatim se energija pobuđenih elektrona pretvara u energiju ATP-a i NADP-H. U tamnoj fazi fotosinteze, energija ATP-a i NADP-H pretvara se u energiju hemijskih veza glukoze.

Pitanje: Koju ulogu imaju elektroni klorofila u fotosintezi?

odgovor: Elektroni klorofila, pobuđeni sunčevom svjetlošću, prolaze kroz lance transporta elektrona i predaju svoju energiju stvaranju ATP-a i NADP-H.

Pitanje: Brzina fotosinteze ovisi o ograničavajućim (ograničavajućim) faktorima, među kojima su svjetlost, koncentracija ugljičnog dioksida, temperatura. Zašto ovi faktori ograničavaju reakcije fotosinteze?

odgovor: Svetlost je neophodna za pobuđivanje hlorofila, snabdeva energijom za proces fotosinteze. Ugljični dioksid je potreban u tamnoj fazi fotosinteze; iz njega se sintetizira glukoza. Promjena temperature dovodi do denaturacije enzima, usporavaju se reakcije fotosinteze.

Pitanje: Deo jednog od dva lanca molekule DNK sadrži 300 nukleotida sa adeninom (A), 100 nukleotida sa timinom (T), 150 nukleotida sa guaninom (G) i 200 nukleotida sa citozinom (C). Koliko nukleotida sa A, T, G i C sadrži dvolančana DNK molekula? Koliko aminokiselina treba da sadrži protein koji je kodiran ovim dijelom molekule DNK? Objasni odgovor.

odgovor: Ako u jednom lancu DNK ima 300 A, 100 T, 150 G i 200 C, onda u komplementarnom lancu 300 T, 100 A, 150 C i 200 G. Dakle, u dvolančanoj DNK 400 A, 400 T, 350 G i 350 C. Ako postoji 300 + 100 + 150 + 200 = 750 nukleotida u jednom DNK lancu, onda ima 750 / 3 = 250 tripleta. Stoga ovaj dio DNK kodira 250 aminokiselina.

Pitanje: U jednom molekulu DNK, nukleotidi sa timinom (T) čine 24% ukupnog broja nukleotida. Odredite broj (u%) nukleotida sa gvaninom (G), adeninom (A), citozinom (C) u molekulu DNK i objasnite rezultate.

odgovor: Ako je 24% T, onda prema principu komplementarnosti 24% A. Ukupno, A i T čine 48%, dakle, G i C čine 100% -48% = 52% ukupno. Količina G jednaka je količini C, 52% / 2 = 26%.

1. Koji faktori životne sredine doprinose regulaciji broja vukova u ekosistemu?

odgovor:
1) antropogeni: krčenje šuma, prekoračenje;
2) biotički: nedostatak hrane, konkurencija, širenje bolesti.

2. Odredite vrstu i fazu ćelijske diobe prikazane na slici. Koji se procesi odvijaju u ovoj fazi?

odgovor:
1) slika prikazuje metafazu mitoze;
2) vretenasta vlakna su vezana za centromere hromozoma;
3) u ovoj fazi se dvohromatidni hromozomi poredaju u ravni ekvatora.

3. Zašto oranje zemlje poboljšava uslove života gajenih biljaka?

odgovor:
1) doprinosi uništavanju korova i slabi konkurenciju gajenim biljkama;
2) doprinosi snabdijevanju biljaka vodom i mineralima;
3) povećava dotok kiseonika u korenje.

4. Kako se prirodni ekosistem razlikuje od agroekosistema?

odgovor:
1) veliki biodiverzitet i raznovrsnost prehrambenih odnosa i lanaca ishrane;
2) uravnoteženo kruženje supstanci;
3) dugi periodi postojanja.

5. Proširiti mehanizme koji osiguravaju konstantnost broja i oblika hromozoma u svim ćelijama organizama iz generacije u generaciju?

odgovor:
1) usled mejoze nastaju gamete sa haploidnim setom hromozoma;
2) tokom oplodnje u zigoti se obnavlja diploidni set hromozoma, čime se obezbeđuje postojanost hromozomskog seta;
3) do rasta organizma dolazi zbog mitoze, koja osigurava konstantnost broja hromozoma u somatskim ćelijama.

6. Koja je uloga bakterija u cirkulaciji tvari?

odgovor:
1) heterotrofne bakterije - razlagači razlažu organske materije na minerale koje biljke apsorbuju;
2) autotrofne bakterije (fotografija, kemotrofi) - proizvođači sintetiziraju organske tvari iz neorganskih, osiguravajući cirkulaciju kisika, ugljika, dušika itd.

7. Koje su karakteristike mahovinastih biljaka?

odgovor:
2) mahovine se razmnožavaju i polno i aseksualno sa naizmjeničnim generacijama: polnim (gametofiti) i aseksualnim (sporofit);
3) odrasla biljka mahovine je polna generacija (gametofit), a kutija sa sporama je nespolna (sporofit);
4) do oplodnje dolazi u prisustvu vode.

8. Vjeverice, po pravilu, žive u četinarskoj šumi i hrane se uglavnom sjemenkama smreke. Koji biotički faktori mogu dovesti do smanjenja populacije vjeverica?

9. Poznato je da je Golgijev aparat posebno dobro razvijen u žlezdanim ćelijama pankreasa. Objasni zašto.

odgovor:
1) u ćelijama pankreasa se sintetišu enzimi koji se akumuliraju u šupljinama Golgijevog aparata;
2) u Golgijevom aparatu enzimi su pakovani u obliku mehurića;
3) iz Golgijevog aparata enzimi se prenose u kanal gušterače.

10. Ribozomi iz različitih ćelija, kompletan set aminokiselina i isti molekuli mRNA i tRNA stavljeni su u epruvetu i stvoreni su svi uslovi za sintezu proteina. Zašto će se jedna vrsta proteina sintetizirati na različitim ribosomima u epruveti?

odgovor:
1) primarna struktura proteina određena je nizom aminokiselina;
2) šabloni za sintezu proteina su iste molekule mRNA, u kojima je kodirana ista primarna proteinska struktura.

11. Koje su karakteristike strukture karakteristične za predstavnike tipa Chordata?

odgovor:
1) unutrašnji aksijalni skelet;
2) nervni sistem u obliku cijevi na leđnoj strani tijela;
3) praznine u digestivnoj cijevi.

12. Na livadi raste djetelina koju oprašuju bumbari. Koji biotički faktori mogu dovesti do smanjenja populacije djeteline?

odgovor:
1) smanjenje broja bumbara;
2) povećanje broja životinja biljojeda;
3) reprodukcija biljaka konkurenata (žitarica i sl.).

13. Ukupna masa mitohondrija u odnosu na masu ćelija različitih organa pacova iznosi: u pankreasu - 7,9%, u jetri - 18,4%, u srcu - 35,8%. Zašto ćelije ovih organa imaju različit sadržaj mitohondrija?

odgovor:
1) mitohondrije su energetske stanice ćelije, u njima se sintetišu i akumuliraju molekuli ATP-a;
2) za intenzivan rad srčanog mišića potrebno je mnogo energije, pa je sadržaj mitohondrija u njegovim ćelijama najveći;
3) u jetri je broj mitohondrija veći u odnosu na pankreas, jer ima intenzivniji metabolizam.

14. Objasnite zašto je junetinu koja nije prošla sanitarnu kontrolu opasno jesti nedovoljno pečenu ili slabo prženu.

odgovor:
1) u goveđem mesu mogu biti peraje goveđe trakavice;
2) u probavnom kanalu iz Finca se razvija odrasli crv, a osoba postaje konačni vlasnik.

15. Imenujte organoid biljne ćelije prikazan na slici, njegove strukture, označene brojevima 1-3, i njihove funkcije.

odgovor:
1) prikazani organoid je hloroplast;
2)1 - grana tilakoidi, učestvuju u fotosintezi;
3) 2 - DNK, 3 - ribozomi, uključeni su u sintezu sopstvenih proteina hloroplasta.

16. Zašto se bakterije ne mogu klasificirati kao eukarioti?

odgovor:
1) u njihovim ćelijama nuklearna supstanca je predstavljena jednim kružnim DNK molekulom i nije odvojena od citoplazme;
2) nemaju mitohondrije, Golgijev kompleks, EPS;
3) nemaju specijalizovane zametne ćelije, nema mejoze i oplodnje.

17. Koje promjene u biotičkim faktorima mogu dovesti do povećanja populacije golog puža koji živi u šumi i hrani se uglavnom biljkama?

18. U listovima biljaka intenzivno se odvija proces fotosinteze. Da li se javlja u zrelim i nezrelim plodovima? Objasni odgovor.

odgovor:
1) fotosinteza se dešava u nezrelim plodovima (dok su zeleni), jer sadrže hloroplaste;
2) kako sazrijevaju, hloroplasti se pretvaraju u hromoplaste, u kojima ne dolazi do fotosinteze.

19. Koje faze gametogeneze su na slici označene slovima A, B i C? Koji skup hromozoma ćelije imaju u svakoj od ovih faza? Do razvoja kojih specijalizovanih ćelija ovaj proces vodi?

odgovor:
1) A - faza (zona) reprodukcije (diobe), diploidne ćelije;
2) B – faza (zona) rasta, diploidna ćelija;
3) B - faza (zona) sazrevanja, razvijaju se haploidne ćelije, spermatozoidi.

20. Po čemu se bakterijske ćelije po strukturi razlikuju od ćelija organizama drugih carstava divljih životinja? Navedite najmanje tri razlike.

odgovor:
1) nema formiranog jezgra, nuklearne membrane;
2) izostaje niz organela: mitohondrije, ER, Golgijev kompleks itd.;
3) imaju jedan prstenasti hromozom.

21. Zašto se biljke (proizvođači) smatraju početnom karikom u kruženju tvari i transformaciji energije u ekosistemu?

odgovor:
1) stvaraju organske materije od neorganskih;
2) akumuliraju sunčevu energiju;
3) obezbjeđuje organsku materiju i energiju organizmima drugih dijelova ekosistema.

22. Koji procesi osiguravaju kretanje vode i minerala kroz biljku?

odgovor:
1) od korena do listova voda i minerali se kreću kroz sudove zbog transpiracije, što rezultira silom usisavanja;
2) uzlaznu struju u biljci podstiče pritisak korijena, koji nastaje kao rezultat stalnog snabdijevanja korijena vodom zbog razlike u koncentraciji tvari u ćelijama i okolini.

23. Razmotrite ćelije prikazane na slici. Odrediti koja slova označavaju prokariotske i eukariotske ćelije. Navedite dokaze za svoje gledište.

odgovor:
1) A - prokariotska ćelija, B - eukariotska ćelija;
2) ćelija na slici A nema formirano jezgro, njen nasledni materijal je predstavljen prstenastim hromozomom;
3) ćelija na slici B ima dobro formirano jezgro i organele.

24. Koja je komplikacija cirkulacijskog sistema vodozemaca u odnosu na ribe?

odgovor:
1) srce postaje trokomorno;
2) pojavljuje se drugi krug cirkulacije krvi;
3) srce sadrži vensku i mješovitu krv.

25. Zašto se mješoviti šumski ekosistem smatra održivijim od ekosistema šuma smrče?

odgovor:
1) u mješovitoj šumi ima više vrsta nego u šumi smrče;
2) u mešovitoj šumi lanci ishrane su duži i razgranatiji nego u šumi smrče;
3) ima više slojeva u mješovitoj šumi nego u šumi smrče.

26. Segment molekula DNK ima sljedeći sastav: GATGAATAGTGCTTC. Navedite najmanje tri posljedice do kojih može dovesti slučajna zamjena sedmog nukleotida timina citozinom (C).

odgovor:
1) doći će do mutacije gena - promijenit će se kodon treće aminokiseline;
2) u proteinu se jedna aminokiselina može zamijeniti drugom, zbog čega će se promijeniti primarna struktura proteina;
3) sve ostale strukture proteina se mogu promijeniti, što će dovesti do pojave nove osobine u tijelu.

27. Crvene alge (grimizne) žive na velikim dubinama. Uprkos tome, fotosinteza se odvija u njihovim ćelijama. Objasnite kako dolazi do fotosinteze ako vodeni stupac apsorbira zrake crveno-narandžastog dijela spektra.

odgovor:
1) za fotosintezu su potrebni zraci ne samo u crvenom, već iu plavom dijelu spektra;
2) ljubičaste ćelije sadrže crveni pigment koji upija zrake plavog dijela spektra, njihova energija se koristi u procesu fotosinteze.

28. Pronađite greške u datom tekstu. Navedite brojeve rečenica u kojima su napravljene greške, ispravite ih.
1. Koelenterati su troslojne višećelijske životinje. 2. Imaju želučanu ili crijevnu šupljinu. 3. Crijevna šupljina uključuje ubodne ćelije. 4. Koelenterati imaju mrežasti (difuzni) nervni sistem. 5. Svi crijevni - slobodno plutajući organizmi.

1) 1 - koelenterati - dvoslojne životinje;
2)3 - ubodne ćelije se nalaze u ektodermu, a ne u crevnoj šupljini;
3-5 - među crijevnim šupljinama postoje pričvršćeni oblici.

29. Kako se odvija izmjena plinova u plućima i tkivima kod sisara? Šta je razlog za ovaj proces?

odgovor:
1) razmjena gasova se zasniva na difuziji, koja nastaje zbog razlike u koncentraciji gasova (parcijalni pritisak) u vazduhu alveola i u krvi;
2) kiseonik iz područja visokog pritiska u alveolarnom vazduhu ulazi u krv, a ugljen dioksid iz područja visokog pritiska u krvi ulazi u alveole;
3) u tkivima kiseonik iz područja visokog pritiska u kapilarama ulazi u međućelijsku supstancu, a zatim u ćelije organa. Ugljični dioksid iz područja visokog tlaka u međućelijskoj tvari ulazi u krv.

30. Kakvo je učešće funkcionalnih grupa organizama u kruženju supstanci u biosferi? Razmotrite ulogu svakog od njih u ciklusu supstanci u biosferi.

odgovor:
1) proizvođači sintetišu organske materije iz neorganskih (ugljen-dioksid, voda, azot, fosfor i drugi minerali), oslobađaju kiseonik (osim hemotrofa);
2) potrošači (i druge funkcionalne grupe) organizama koriste i pretvaraju organske materije, oksidiraju ih tokom disanja, apsorbujući kiseonik i oslobađajući ugljen-dioksid i vodu;
3) razlagači razlažu organske materije do neorganskih jedinjenja azota, fosfora i dr., vraćajući ih u životnu sredinu.

31. Deo molekula DNK koji kodira sekvencu aminokiselina u proteinu ima sledeći sastav: G-A-T-G-A-A-T-A-G-TT-C-T-T-C. Objasnite posljedice slučajnog dodavanja gvaninskog (G) nukleotida između sedmog i osmog nukleotida.

odgovor:
1) doći će do mutacije gena - mogu se promijeniti kodovi treće i narednih aminokiselina;
2) primarna struktura proteina može da se promeni;
3) mutacija može dovesti do pojave nove osobine u organizmu.

32. Koje biljne organe oštećuju majske bube u različitim fazama individualnog razvoja?

odgovor:
1) korijen biljke oštećuje larve;
2) lišće drveća oštećuje odrasle bube.

33. Pronađite greške u datom tekstu. Navedite brojeve rečenica u kojima su napravljene greške, ispravite ih.
1. Plosnati crvi su troslojne životinje. 2. Tip pljosnatih crva uključuje bijelu planariju, ljudsku okruglu glistu i jetrenu metilju. 3. Plosnati crvi imaju izduženo spljošteno tijelo. 4. Imaju dobro razvijen nervni sistem. 5. Plosnati crvi su dvodomne životinje koje polažu jaja.

Greške napravljene u rečenicama:
1) 2 - vrsta pljosnatih crva ne uključuje ljudsku okruglu glistu, već je okrugli crv;
2) 4 - kod pljosnatih crva nervni sistem je slabo razvijen;
3) 5 - Plosnati crvi su hermafroditi.

34. Šta je fetus? Kakav je njegov značaj u životu biljaka i životinja?

odgovor:
1) plod - generativni organ kritosjemenjača;
2) sadrži seme uz pomoć kojeg dolazi do razmnožavanja i preseljenja biljaka;
3) plodovi biljaka - hrana za životinje.

35. Većina vrsta ptica odleće na zimu iz sjevernih krajeva, uprkos njihovoj toplokrvnosti. Navedite najmanje tri faktora koji uzrokuju migraciju ovih životinja.

odgovor:
1) objekti za ishranu ptica insektojedi postaju nedostupni za nabavku;
2) ledeni pokrivač na vodnim tijelima i snježni pokrivač na tlu uskraćuju hranu biljojedim pticama;
3) promjena dužine svjetlosnog dana.

36. Koje mlijeko, sterilizirano ili svježe pomuzeno, će se brže ukiseliti pod istim uslovima? Objasni odgovor.

odgovor:
1) svježe pomuzeno mlijeko će brže ukiseliti, jer sadrži bakterije koje uzrokuju fermentaciju proizvoda;
2) kada se mleko steriliše, ćelije i spore bakterija mlečne kiseline umiru, a mleko se duže čuva.

37. Pronađite greške u datom tekstu. Navedite brojeve rečenica u kojima su napravljene greške, objasnite ih.
1. Glavne klase ovog tipa artropoda su rakovi, paukovi i insekti. 2. Tijelo ljuskara i pauka podijeljeno je na glavu, grudni koš i trbuh. 3. Tijelo insekata sastoji se od cefalotoraksa i trbuha. 4. Paukove antene nemaju. 5. Insekti imaju dva para antena, dok rakovi imaju jedan par.

Greške napravljene u rečenicama:
1)2 - tijelo rakova i arahnida sastoji se od cefalotoraksa i trbuha;
2)3 - tijelo insekata sastoji se od glave, grudi i trbuha;
3-5 - insekti imaju jedan par antena, a rakovi dva para.

38. Dokazati da je rizom biljke modificirani izdanak.

odgovor:
1) rizom ima čvorove u kojima se nalaze rudimentarni listovi i pupoljci;
2) na vrhu rizoma je apikalni pupoljak, koji određuje rast izdanka;
3) adventivni korijeni odlaze od rizoma;
4) unutrašnja anatomska struktura rizoma je slična stabljici.

39. Za borbu protiv štetočina insekata, osoba koristi hemikalije. Navedite najmanje tri promjene u životu hrastove šume ako se u njoj hemijskom metodom unište svi insekti biljojedi. Objasnite zašto će se dogoditi.

odgovor:
1) broj biljaka koje se oprašuju insektima će se naglo smanjiti, jer su insekti biljojedi oprašivači biljaka;
2) broj organizama insektojeda (potrošača drugog reda) će se naglo smanjiti ili će nestati zbog prekida lanaca ishrane;
3) dio hemikalija koje se koriste za uništavanje insekata ući će u tlo, što će dovesti do narušavanja biljnog svijeta, smrti zemljišne flore i faune, svi prekršaji mogu dovesti do uginuća hrastovih šuma.

40. Zašto liječenje antibioticima može dovesti do disfunkcije crijeva? Navedite barem dva razloga.

odgovor:
1) antibiotici ubijaju korisne bakterije koje žive u ljudskom crijevu;
2) poremećeni su razgradnja vlakana, apsorpcija vode i drugi procesi.

41. Koji je dio lista na slici označen slovom A i od kojih se struktura sastoji? Koje su funkcije ovih struktura?

1) slovo A označava vaskularni fibrozni snop (vena), snop uključuje sudove, sitaste cijevi, mehaničko tkivo;
2) plovila obezbjeđuju transport vode do listova;
3) sitaste cevi omogućavaju transport organskih materija od listova do drugih organa;
4) mehaničke ćelije tkiva daju snagu i predstavljaju okvir lima.

42. Koje su karakteristične karakteristike carstva gljiva?

odgovor:
1) tijelo gljiva sastoji se od filamenata - hifa, koje formiraju micelij;
2) razmnožavaju se polno i aseksualno (spore, micelijum, pupoljci);
3) raste tokom života;
4) u ćeliji: ljuska sadrži supstancu nalik hitinu, rezervni nutrijent je glikogen.

43. U maloj akumulaciji koja je nastala nakon izlivanja rijeke pronađeni su sljedeći organizmi: trepavice-cipele, dafnije, bijele planarije, veliki barski puž, kiklop, hidra. Objasnite da li se ovo vodeno tijelo može smatrati ekosistemom. Dajte najmanje tri dokaza.

odgovor:
Imenovani privremeni rezervoar ne može se nazvati ekosistemom, jer u njemu:
1) nema proizvođača;
2) nema razlagača;
3) nema zatvorenog prometa supstanci i prekinuti su lanci ishrane.

44. Zašto se ispod podveza stavlja napomena, koja se stavlja za zaustavljanje krvarenja iz velikih krvnih sudova, sa naznakom vremena njenog nanošenja?

odgovor:
1) nakon čitanja napomene možete odrediti koliko je vremena prošlo od postavljanja podveza;
2) ako nakon 1-2 sata nije bilo moguće isporučiti pacijenta liječniku, onda podvez treba popustiti na neko vrijeme. Ovo će spriječiti nekrozu tkiva.

45. Imenujte strukture kičmene moždine, označene na slici brojevima 1 i 2, i opišite karakteristike njihove strukture i funkcije.

odgovor:
1)1 - siva tvar, formirana od tijela neurona;
2)2 - bijela tvar, formirana dugim procesima neurona;
3) siva tvar obavlja refleksnu funkciju, bijela - provodnu funkciju.

46. ​​Kakvu ulogu imaju pljuvačne žlijezde u probavi kod sisara? Navedite najmanje tri funkcije.

odgovor:
1) sekret pljuvačnih žlezda vlaži i dezinfikuje hranu;
2) pljuvačka učestvuje u formiranju bolusa hrane;
3) enzimi pljuvačke doprinose razgradnji skroba.

47. Kao rezultat vulkanske aktivnosti, formirano je ostrvo u okeanu. Opišite slijed formiranja ekosistema na novoformiranom komadu zemlje. Navedite najmanje tri stavke.

odgovor:
1) prvi se naseljavaju mikroorganizmi i lišajevi koji obezbeđuju formiranje tla;
2) na tlu se nasele biljke čije spore ili seme prenosi vetar ili voda;
3) kako se vegetacija razvija, u ekosistemu se pojavljuju životinje, prvenstveno zglavkari i ptice.

48. Iskusni baštovani nanose đubrivo u žljebove koji se nalaze duž ivica blizu stabljike krugova voćaka, a ne raspoređuju ih ravnomerno. Objasni zašto.

odgovor:
1) korijenski sistem raste, usisna zona se pomiče iza vrha korijena;
2) korijeni s razvijenom usisnom zonom - korijenske dlake - nalaze se duž rubova krugova blizu debla.

49. Koji izmijenjeni izdanak je prikazan na slici? Imenujte elemente strukture, označene na slici brojevima 1, 2, 3, i funkcije koje oni obavljaju.

odgovor:
1) sijalica;
2)1 - sočni ljuskavi list, u kojem su pohranjene hranjive tvari i voda;
3)2 - adventivni koren, koji obezbeđuje apsorpciju vode i minerala;
4)3 - bubreg, osigurava rast izdanka.

50. Koje su karakteristike građe i života mahovina? Navedite najmanje tri stavke.

odgovor:
1) većina mahovina su lisnate biljke, neke od njih imaju rizoide;
2) mahovine imaju slabo razvijen provodni sistem;
3) mahovine se razmnožavaju i polno i aseksualno, sa smjenom generacija: polnih (gametofit) i aseksualnih (sporofit); odrasla biljka mahovina je seksualna generacija, a kutija sa sporama je aseksualna.

51. Usljed šumskog požara izgorio je dio šume smrče. Objasnite kako će se samoizliječiti. Navedite najmanje tri koraka.

odgovor:
1) najpre se razvijaju zeljaste biljke koje vole svetlost;
2) tada se pojavljuju izdanci breze, jasike, bora, čije je sjeme palo uz pomoć vjetra, formira se sitnolisna ili borova šuma.
3) ispod krošnje svjetloljubivih vrsta razvijaju se smreke otporne na sjenu, koje naknadno potpuno istiskuju druga stabla.

52. Da bi se utvrdio uzrok nasljedne bolesti, pregledane su ćelije pacijenta i utvrđena je promjena dužine jednog od hromozoma. Koja je metoda istraživanja omogućila da se utvrdi uzrok ove bolesti? S kojom vrstom mutacije je povezana?

odgovor:
1) da se uzročnik bolesti utvrdi citogenetskom metodom;
2) bolest je uzrokovana hromozomskom mutacijom - gubitkom ili dodavanjem fragmenta hromozoma.

53. Koje slovo na slici označava blastulu u ciklusu razvoja lancete. Koje su karakteristike formiranja blastule?

odgovor:
1) blastula je označena slovom G;
2) blastula nastaje pri drobljenju zigote;
3) veličina blastule ne prelazi veličinu zigote.

54. Zašto su gljive izolovane u posebnom carstvu organskog svijeta?

odgovor:
1) tijelo gljiva sastoji se od tankih razgranatih niti - hifa, koje formiraju micelij ili micelij;
2) ćelije micelija pohranjuju ugljikohidrate u obliku glikogena;
3) gljive se ne mogu pripisati biljkama, jer njihove ćelije nemaju hlorofil i hloroplaste; zid sadrži hitin;
4) gljive se ne mogu pripisati životinjama, jer apsorbiraju hranjive tvari sa cijele površine tijela, a ne gutaju ih u obliku grudvica hrane.

55. U nekim šumskim biocenozama vršen je masovni odstrel dnevnih ptica grabljivica radi zaštite ptica kokošaka. Objasnite kako je ovaj događaj utjecao na broj pilića.

odgovor:
1) u početku se broj pilića povećao, jer su njihovi neprijatelji (koji su prirodno regulirali broj) uništeni;
2) tada se broj pilića smanjio zbog nedostatka hrane;
3) povećan je broj oboljelih i oslabljenih jedinki zbog širenja bolesti i odsustva grabežljivaca, što je uticalo i na smanjenje broja pilića.

56. Boja krzna bijelog zeca mijenja se tokom cijele godine: zimi je zec bijel, a ljeti je siv. Objasnite koja se vrsta varijabilnosti uočava kod životinje i šta određuje manifestaciju ove osobine.

odgovor:
1) kod zeca se primećuje manifestacija modifikacione (fenotipske, nenasledne) varijabilnosti;
2) manifestacija ove osobine određena je promjenama uslova sredine (temperatura, dužina dana).

57. Navedite faze embrionalnog razvoja lancete, označene na slici slovima A i B. Objasnite karakteristike formiranja svake od ovih faza.
A B

odgovor:
1) A - gastrula - faza dvoslojnog embriona;
2) B - neurula, ima začetke buduće larve ili odraslog organizma;
3) invaginacijom zida blastule nastaje gastrula, a u neuruli se prvo polaže neuralna ploča koja služi kao regulator za polaganje ostalih organskih sistema.

58. Koje su glavne karakteristike strukture i vitalne aktivnosti bakterija. Navedite najmanje četiri karakteristike.

odgovor:
1) bakterije - prednuklearni organizmi koji nemaju formalizovano jezgro i mnogo organela;
2) prema načinu ishrane bakterije su heterotrofi i autotrofi;
3) visoka stopa reprodukcije po diobama;
4) anaerobi i aerobi;
5) da su u stanju spora doživljeni nepovoljni uslovi.

59. Kako se zemno-vazdušno okruženje razlikuje od vodenog?

odgovor:
1) sadržaj kiseonika;
2) razlike u temperaturnim kolebanjima (velika amplituda kolebanja u prizemno-vazdušnoj sredini);
3) stepen osvetljenosti;
4) gustina.

odgovor:
1) morske alge imaju sposobnost akumulacije hemijskog elementa joda;
2) Jod je neophodan za normalnu funkciju štitne žlijezde.

61. Zašto se ćelija trepavica-cipela smatra integralnim organizmom? Koje su organele cilijata-cipela na slici označene brojevima 1 i 2 i koje funkcije obavljaju?

odgovor:
1) cilijatna ćelija obavlja sve funkcije nezavisnog organizma: metabolizam, reprodukciju, razdražljivost, adaptaciju;
2) 1 - malo jezgro, učestvuje u seksualnom procesu;
3) 2 - veliko jezgro, reguliše vitalne procese.

61. Koje su karakteristike građe i života gljiva? Navedite najmanje tri karakteristike.

62. Objasni štetu na biljkama uzrokovanu kiselim kišama. Navedite najmanje tri razloga.

odgovor:
1) direktno oštećuje organe i tkiva biljaka;
2) zagađuju zemljište, smanjuju plodnost;
3) smanjiti produktivnost biljaka.

63. Zašto se putnicima savjetuje da sišu lizalice prilikom polijetanja ili slijetanja aviona?

odgovor:
1) brza promena pritiska pri poletanju ili sletanju aviona izaziva nelagodnost u srednjem uhu, gde početni pritisak na bubnu opnu duže traje;
2) pokreti gutanja poboljšavaju pristup vazduha u slušnu (Eustahijevu) cev, kroz koju se pritisak u šupljini srednjeg uva izjednačava sa pritiskom u okolini.

64. Koja je razlika između krvožilnog sistema člankonožaca i cirkulatornog sistema anelida? Navedite najmanje tri znaka koji dokazuju ove razlike.

odgovor:
1) kod artropoda je cirkulatorni sistem otvoren, a kod anelida zatvoren;
2) zglavkari imaju srce na leđnoj strani;
3) anelidi nemaju srce, njegovu funkciju obavlja prstenasta žila.

65. Koja je vrsta životinje prikazana na slici? Šta je označeno brojevima 1 i 2? Navedite druge predstavnike ove vrste.

odgovor:
1) prema vrsti crevnog;
2) 1 - ektoderm, 2 - crevna šupljina;
3) koralni polipi, meduze.

66. Koje su morfološke, fiziološke i bihejvioralne adaptacije na temperaturu okoline kod toplokrvnih životinja?

odgovor:
1) morfološki: toplotnoizolacioni omotači, potkožni masni sloj, promene na površini tela;
2) fiziološki: pojačan intenzitet isparavanja znoja i vlage pri disanju; sužavanje ili proširenje krvnih žila, promjene u nivou metabolizma;
3) bihejvioralni: izgradnja gnijezda, jazbina, promjene dnevne i sezonske aktivnosti u zavisnosti od temperature okoline.

67. Kako se odvija prijem genetske informacije od jezgra do ribozoma?

odgovor:
1) sinteza mRNA se odvija u jezgru u skladu sa principom komplementarnosti;
2) mRNA - kopija dijela DNK koji sadrži informacije o primarnoj strukturi proteina kreće se od jezgra do ribozoma.

68. Koja je komplikacija paprati u odnosu na mahovine? Dajte najmanje tri znaka.

odgovor:
1) paprati imaju korenje;
2) kod paprati se, za razliku od mahovina, formiralo razvijeno provodno tkivo;
3) u ciklusu razvoja paprati prevladava aseksualna generacija (sporofit) nad polnom (gametofit), koja je predstavljena izraslinom.

69. Navedi embrionalni sloj kičmenjaka, označen na slici brojem 3. Koja vrsta tkiva i koji se organi od njega formiraju.

odgovor:
1) zametni sloj - endoderm;
2epitelno tkivo (crijevni i respiratorni epitel);
3) organi: crijeva, probavne žlijezde, respiratorni organi, neke endokrine žlijezde.

70. Kakvu ulogu imaju ptice u biocenozi šume? Navedite najmanje tri primjera.

odgovor:
1) reguliše broj biljaka (raspoređuje plodove i seme);
2) reguliše brojnost insekata, sitnih glodara;
3) služe kao hrana za predatore;
4) đubriti zemljište.

71. Koja je zaštitna uloga leukocita u ljudskom tijelu?

odgovor:
1) leukociti su sposobni za fagocitozu - proždiru i vare proteine, mikroorganizme, mrtve ćelije;
2) leukociti su uključeni u proizvodnju antitela koja neutrališu određene antigene.

72. Pronađite greške u datom tekstu. Navedite brojeve prijedloga u kojima su dati, ispravite ih.
Prema hromozomskoj teoriji nasljeđa:
1. Geni se nalaze na hromozomima u linearnom redosledu. 2. Svaki zauzima određeno mjesto - alel. 3. Geni na jednom hromozomu formiraju grupu veza. 4. Broj grupa veza određen je diploidnim borom hromozoma. 5. Do kršenja veze gena dolazi u procesu konjugacije hromozoma u profazi mejoze.

Greške napravljene u rečenicama:
1)2 - lokacija gena - lokus;
2)4 - broj veznih grupa jednak je haploidnom setu hromozoma;
3)5 - do prekida veze gena dolazi tokom crossing-ove.

73. Zašto neki naučnici zelenu euglenu nazivaju biljkama, a drugi životinjama? Navedite najmanje tri razloga.

odgovor:
1) sposoban za heterotrofnu ishranu, kao i sve životinje;
2) sposoban za aktivno kretanje u potrazi za hranom, kao i sve životinje;
3) sadrži hlorofil u ćeliji i sposoban je za autotrofnu ishranu, poput biljaka.

74. Koji se procesi odvijaju u fazama energetskog metabolizma?

odgovor:
1) u pripremnoj fazi složene organske supstance se dele na manje složene (biopolimeri - do monomera), energija se rasipa u obliku toplote;
2) u procesu glikolize, glukoza se razlaže do pirogrožđane kiseline (ili mlečne kiseline, ili alkohola) i sintetišu se 2 molekula ATP-a;
3) u fazi kiseonika, pirogrožđana kiselina (piruvat) se razlaže do ugljen-dioksida i vode i sintetiše se 36 ATP molekula.

75. U rani koja se formira na ljudskom tijelu, krvarenje na kraju prestaje, ali može doći do nagnojavanja. Objasnite zbog kojih osobina krvi je to posljedica.

odgovor:
1) krvarenje prestaje usled zgrušavanja krvi i stvaranja krvnog ugruška;
2) suppuration je posljedica nakupljanja mrtvih leukocita koji su izvršili fagocitozu.

76. Pronađi greške u datom tekstu, ispravi ih. Navedite brojeve rečenica u kojima su napravljene greške, objasnite ih.

Greške napravljene u rečenicama:
1) 2 - proteinski monomeri su aminokiseline;
3)6- ribosomi sadrže rRNA molekule, a ne tRNA.

77. Šta je miopija? U kom dijelu oka je slika fokusirana kod kratkovidne osobe? Koja je razlika između urođenih i stečenih oblika miopije?

odgovor:
1) miopija je bolest organa vida, u kojoj osoba ne razlikuje udaljene predmete;
2) kod kratkovidne osobe slika predmeta se pojavljuje ispred mrežnjače;
3) kod kongenitalne miopije, oblik očne jabučice se menja (izdužuje);
4) stečena miopija povezana je sa promjenom (povećanjem) zakrivljenosti sočiva.

78. Koja je razlika između skeleta ljudske glave i skeleta glave velikih majmuna? Navedite najmanje četiri razlike.

odgovor:
1) prevlast mozga lobanje nad licem;
2) redukcija viličnog aparata;
3) prisustvo izbočine brade na donjoj vilici;
4) redukcija supercilijarnih lukova.

79. Zašto količina urina koju ljudski organizam izluči dnevno nije jednaka zapremini tečnosti popijene u isto vreme?

odgovor:
1) dio vode tijelo koristi ili nastaje u metaboličkim procesima;
2) dio vode isparava kroz disajne organe i znojne žlijezde.

80. Pronađi greške u datom tekstu, ispravi ih, naznači brojeve rečenica u kojima su napravljene, te rečenice zapiši bez grešaka.
1. Životinje su heterotrofni organizmi, hrane se gotovim organskim supstancama. 2. Postoje jednoćelijske i višećelijske životinje. 3. Sve višećelijske životinje imaju bilateralnu simetriju tijela. 4. Većina njih ima razvijene različite organe za kretanje. 5. Samo artropoda i hordati imaju cirkulatorni sistem. 6. Postembrionalni razvoj kod svih višećelijskih životinja je direktan.

Greške napravljene u rečenicama:
1) 3 - nemaju sve višećelijske životinje bilateralnu simetriju tijela; na primjer, kod koelenterata je radijalna (radijalna);
2) 5 - cirkulatorni sistem je prisutan i kod anelida i mekušaca;
3) 6 - direktni postembrionalni razvoj nije svojstven svim višećelijskim životinjama.

81. Kakav je značaj krvi u ljudskom životu?

odgovor:
1) obavlja transportnu funkciju: dopremanje kiseonika i hranljivih materija do tkiva i ćelija, uklanjanje ugljen-dioksida i metaboličkih produkata;
2) vrši zaštitnu funkciju zbog aktivnosti leukocita i antitela;
3) učestvuje u humoralnoj regulaciji vitalne aktivnosti organizma.

82. Koristite informacije o ranim fazama embriogeneze (zigota, blastula, gastrula) da potvrdite slijed razvoja životinjskog svijeta.

odgovor:
1) faza zigote odgovara jednoćelijskom organizmu;
2) stadijum blastule, gde ćelije nisu diferencirane, sličan je kolonijalnim oblicima;
3) embrion u fazi gastrule odgovara strukturi crijevne šupljine (hidra).

83. Unošenje velikih doza lijekova u venu je praćeno njihovim razrjeđivanjem fiziološkim rastvorom (0,9% rastvor NaCl). Objasni zašto.

odgovor:
1) uvođenje velikih doza lijekova bez razrjeđivanja može uzrokovati oštru promjenu u sastavu krvi i nepovratne pojave;
2) koncentracija fiziološke otopine (0,9% otopine NaCl) odgovara koncentraciji soli u krvnoj plazmi i ne uzrokuje odumiranje krvnih stanica.

84. Pronađi greške u datom tekstu, ispravi ih, navedi brojeve rečenica u kojima su napravljene, te rečenice zapiši bez grešaka.
1. Životinje tipa artropoda imaju vanjski hitinski omotač i spojene udove. 2. Tijelo većine njih sastoji se od tri dijela: glave, grudi i trbuha. 3. Svi artropodi imaju jedan par antena. 4. Oči su im složene (fasetirane). 5. Cirkulacioni sistem insekata je zatvoren.

Greške napravljene u rečenicama:
1) 3 - nemaju svi artropodi jedan par antena (paučnjaci ih nemaju, a rakovi imaju po dva para);
2) 4 - nemaju svi artropodi složene (složene) oči: kod pauka su jednostavne ili ih nema, kod insekata, zajedno sa složenim očima, mogu biti jednostavne;
3)5 - cirkulatorni sistem kod artropoda nije zatvoren.

85. Koje su funkcije ljudskog probavnog sistema?

odgovor:
1) mehanička obrada hrane;
2) hemijska prerada hrane;
3) kretanje hrane i uklanjanje nesvarenih ostataka;
4) apsorpcija hranljivih materija, mineralnih soli i vode u krv i limfu.

86. Šta karakteriše biološki napredak kod cvjetnica? Navedite najmanje tri karakteristike.

odgovor:
1) širok spektar populacija i vrsta;
2) široko naselje na kugli zemaljskoj;
3) prilagodljivost na život u različitim uslovima sredine.

87. Zašto hranu treba temeljito žvakati?

odgovor:
1) dobro sažvakana hrana se brzo zasiti pljuvačkom u usnoj šupljini i počinje da se vari;
2) dobro sažvakana hrana je brzo zasićena probavnim sokovima u želucu i crijevima i samim tim lakše svarljiva.

88. Pronađite greške u datom tekstu. Navedite brojeve prijedloga u kojima su dati, ispravite ih.
1. Populacija je skup jedinki iste vrste koje se slobodno ukrštaju i koje dugo naseljavaju zajedničku teritoriju 2. Različite populacije iste vrste relativno su izolovane jedna od druge, a njihove jedinke se ne križaju. 3. Genofond svih populacija iste vrste je isti. 4. Stanovništvo je osnovna jedinica evolucije. 5. Grupa žaba iste vrste koja jedno ljeto živi u dubokoj lokvi je populacija.

Greške napravljene u rečenicama:
1)2 - populacije jedne vrste su djelimično izolovane, ali se jedinke različitih populacija mogu ukrštati;
2)3 - genofondovi različitih populacija iste vrste su različiti;
3)5 - grupa žaba nije populacija, jer se grupa jedinki iste vrste smatra populacijom ako zauzima isti prostor tokom velikog broja generacija.

odgovor:
1) ljeti se kod osobe pojačano znojenje;
2) mineralne soli se izlučuju iz organizma znojem;
3) slana voda uspostavlja normalnu ravnotežu vode i soli između tkiva i unutrašnje sredine tela.

90. Šta dokazuje da osoba pripada klasi sisara?

odgovor:
1) sličnost strukture organskih sistema;
2) prisustvo dlake;
3) razvoj embriona u materici;
4) hranjenje potomstva mlijekom, briga o potomstvu.

91. Koji procesi održavaju postojanost hemijskog sastava ljudske krvne plazme?

odgovor:
1) procesi u pufer sistemima održavaju reakciju medijuma (pH) na konstantnom nivou;
2) vrši se neurohumoralna regulacija hemijskog sastava plazme.

92. Pronađite greške u datom tekstu. Navedite brojeve prijedloga u kojima su dati, objasnite ih.
1. Populacija je skup jedinki različitih vrsta koje se slobodno ukrštaju i koje dugo naseljavaju zajedničku teritoriju 2. Glavne grupne karakteristike populacije su brojnost, gustina, starost, pol i prostorna struktura. 3. Ukupnost svih gena jedne populacije naziva se genski fond. 4. Stanovništvo je strukturna jedinica žive prirode. 5. Broj populacija je uvijek stabilan.

Greške napravljene u rečenicama:
1)1 - populacija je skup jedinki iste vrste koje se slobodno ukrštaju, a koje dugo vremena naseljavaju zajedničku teritoriju populacije;
2)4 - populacija je strukturna jedinica vrste;
3)5 - broj populacija se može mijenjati u različitim godišnjim dobima i godinama.

93. Koje strukture integumenta tijela obezbjeđuju zaštitu ljudskog tijela od uticaja temperaturnih faktora okoline? Objasnite njihovu ulogu.

odgovor:
1) potkožno masno tkivo štiti tijelo od hlađenja;
2) znojne žlezde formiraju znoj, koji, kada se ispari, štiti od pregrevanja;
3) kosa na glavi štiti tijelo od hlađenja i pregrijavanja;
4) promenom lumena kapilara kože reguliše se prenos toplote.

94. Navedite najmanje tri progresivna biološka svojstva osobe koja je stekla u procesu duge evolucije.

odgovor:
1) povećanje mozga i cerebralnog dijela lobanje;
2) uspravno držanje i odgovarajuće promene na skeletu;
3) oslobađanje i razvoj šake, opozicija palca.

95. Koja je podjela mejoze slična mitozi? Objasnite kako se izražava i do kojeg skupa hromozoma u ćeliji dovodi.

odgovor:
1) sličnost sa mitozom uočena je u drugoj podeli mejoze;
2) sve faze su slične, sestrinski hromozomi (hromatide) divergiraju do polova ćelije;
3) rezultirajuće ćelije imaju haploidni skup hromozoma.

96. Koja je razlika između arterijskog krvarenja i venskog krvarenja?

odgovor:
1) sa arterijskim krvarenjem, grimizna krv;
2) iz rane izbija snažnim mlazom, fontanom.

97. Šema kog procesa se odvija u ljudskom tijelu je prikazana na slici? Šta je u osnovi ovog procesa i kako se zbog toga mijenja sastav krvi? Objasni odgovor.
kapilarni

odgovor:
1) na slici je prikazan dijagram razmjene gasova u plućima (između plućne vezikule i krvne kapilare);
2) razmena gasova se zasniva na difuziji – prodiranju gasova iz mesta sa visokim pritiskom u mesto sa manjim pritiskom;
3) kao rezultat izmjene plinova, krv je zasićena kisikom i prelazi iz venske (A) u arterijsku (B).

98. Kakav uticaj hipodinamija (niska fizička aktivnost) ima na ljudski organizam?

odgovor:
hipodinamija dovodi do:
1) do smanjenja nivoa metabolizma, povećanja masnog tkiva, prekomjerne težine;
2) slabljenje skeletnih i srčanih mišića, povećanje opterećenja srca i smanjenje izdržljivosti tijela;
3) stagnacija venske krvi u donjim ekstremitetima, vazodilatacija, poremećaji cirkulacije.

(Dozvoljene su i druge formulacije odgovora koje ne narušavaju njegovo značenje.)

99. Koje su karakteristike biljaka koje žive u sušnim uslovima?

odgovor:
1) korijenski sistem biljaka prodire duboko u tlo, dopire do podzemnih voda ili se nalazi u površinskom sloju tla;
2) kod nekih biljaka voda se tokom suše skladišti u listovima, stabljikama i drugim organima;
3) listovi su prekriveni voštanim premazom, dlakavi ili modificirani u bodlje ili iglice.

100. Koji je razlog potrebe da joni gvožđa uđu u ljudsku krv? Objasni odgovor.

odgovor:
2) eritrociti obezbeđuju transport kiseonika i ugljen-dioksida.

101. Kroz koje sudove i kakvu krv ulazi u komore srca, označene na slici brojevima 3 i 5? S kojim je krugom krvotoka povezana svaka od ovih struktura srca?

odgovor:
1) venska krv ulazi u komoru označenu brojem 3 iz gornje i donje šuplje vene;
2) u komoru označenu brojem 5 prima se arterijska krv iz plućnih vena;
3) komora srca, označena brojem 3, povezana je sa velikim krugom cirkulacije krvi;
4) komora srca, označena brojem 5, povezana je sa plućnom cirkulacijom.

102. Šta su vitamini, koja je njihova uloga u životu ljudskog organizma?

odgovor:
1) vitamini - biološki aktivne organske supstance potrebne u malim količinama;
2) deo su enzima, učestvuju u metabolizmu;
3) povećavaju otpornost organizma na štetne uticaje okoline, podstiču rast, razvoj organizma, obnavljanje tkiva i ćelija.

103. Oblik tijela leptira Kalima podsjeća na list. Kako je sličan oblik tijela nastao kod leptira?

odgovor:
1) pojava kod pojedinaca raznih naslednih promena;
2) očuvanje prirodnom selekcijom jedinki modifikovanog oblika tela;
3) razmnožavanje i distribucija jedinki sa oblikom tela koji podseća na list.

104. Koja je priroda većine enzima i zašto gube svoju aktivnost kada se nivo zračenja poveća?

odgovor:
1) većina enzima su proteini;
2) pod dejstvom zračenja dolazi do denaturacije, menja se struktura proteina-enzima.

105. Pronađite greške u datom tekstu. Navedite brojeve prijedloga u kojima su dati, ispravite ih.
1. Biljke se, kao i svi živi organizmi, hrane, dišu, rastu, razmnožavaju. 2. Prema načinu ishrane biljke se svrstavaju u autotrofne organizme. 3. Prilikom disanja biljke upijaju ugljični dioksid i oslobađaju kisik. 4. Sve biljke se razmnožavaju sjemenom. 5. Biljke, kao i životinje, rastu samo u prvim godinama života.

Greške napravljene u rečenicama:
1) 3 - biljke pri disanju apsorbuju kiseonik i oslobađaju ugljen-dioksid;
2) 4 - samo cvjetnice i golosjemenke razmnožavaju se sjemenom, a alge, mahovine, paprati - sporama;
3)5 - biljke rastu tokom svog života, imaju neograničen rast.

106. Koji je razlog potrebe da joni gvožđa uđu u ljudsku krv? Objasni odgovor.

odgovor:
1) joni gvožđa su deo hemoglobina eritrocita;
2) eritrocitni hemoglobin obezbeđuje transport kiseonika i ugljen-dioksida, jer je u stanju da se veže za ove gasove;
3) opskrba kisikom neophodna je za energetski metabolizam ćelije, a ugljični dioksid je njen krajnji produkt koji se uklanja.

107. Objasni zašto se ljudi različitih rasa pripisuju istoj vrsti. Dajte najmanje tri dokaza.

odgovor:
1) sličnost strukture, životnih procesa, ponašanja;
2) genetsko jedinstvo - isti skup hromozoma, njihova struktura;
3) međurasni brakovi daju potomstvo sposobno za reprodukciju.

108. U staroj Indiji, osumnjičenom za zločin je ponuđeno da proguta šaku suvog pirinča. Ako nije uspio, smatralo se da je krivica dokazana. Dajte fiziološko opravdanje za ovaj proces.

odgovor:
1) gutanje je složen refleksni čin, koji je praćen lučenjem pljuvačke i iritacijom korijena jezika;
2) sa jakim uzbuđenjem, salivacija je oštro inhibirana, usta postaju suha, a refleks gutanja se ne pojavljuje.

109.Pronađi greške u datom tekstu. Navedite brojeve prijedloga u kojima su dati, objasnite ih.
1. Sastav lanca ishrane biogeocenoze uključuje proizvođače, potrošače i razlagače. 2. Prva karika u lancu ishrane su potrošači. 3. Potrošači u svijetu akumuliraju energiju apsorbiranu u procesu fotosinteze. 4. U tamnoj fazi fotosinteze oslobađa se kiseonik. 5. Reduktori doprinose oslobađanju energije koju akumuliraju potrošači i proizvođači.

Greške napravljene u rečenicama:
1) 2 - prva karika su proizvođači;
2)3 - potrošači nisu sposobni za fotosintezu;
3)4 - kiseonik se oslobađa u svetlosnoj fazi fotosinteze.

110. Koji su uzroci anemije kod ljudi? Navedite najmanje tri moguća razloga.

odgovor:
1) veliki gubitak krvi;
2) neuhranjenost (nedostatak gvožđa i vitamina itd.);
3) kršenje formiranja eritrocita u hematopoetskim organima.

111. Osa muha je po boji i obliku tijela slična osi. Navedite vrstu njegovog zaštitnog uređaja, objasnite njegov značaj i relativnu prirodu kondicije.

odgovor:
1) vrsta adaptacije - mimikrija, imitacija boje i oblika tela nezaštićene životinje na zaštićenu;
2) sličnost sa osom upozorava mogućeg predatora na opasnost od uboda;
3) muva postaje plijen mladih ptica koje još nisu razvile refleks prema osi.

112. Napravite lanac ishrane koristeći sve sljedeće objekte: humus, križni pauk, jastreb, velika sjenica, kućna muha. Odredite potrošače trećeg reda u sastavljenom lancu.

odgovor:
1) humus -> kućna muha -> križni pauk -> velika sjenica -> jastreb;
2) potrošač trećeg reda - velika sisa.

113. Pronađite greške u datom tekstu. Navedite brojeve rečenica u kojima su napravljene greške, ispravite ih.
1. Anelidi su najorganizovanije rezane životinje od drugih vrsta crva. 2. Anelidi imaju otvoren cirkulatorni sistem. 3. Tijelo anelida sastoji se od identičnih segmenata. 4. U anelidima nema tjelesne šupljine. 5. Nervni sistem anelida predstavljen je perifaringealnim prstenom i dorzalnim nervnim lancem.

Greške napravljene u rečenicama:
1)2 - Anelidi imaju zatvoren cirkulatorni sistem;
2) 4 - Anelidi imaju tjelesnu šupljinu;
3) 5 - nervni lanac se nalazi na trbušnoj strani tijela.

114. Navedite najmanje tri aromorfoze u kopnenim biljkama koje su im omogućile da prvi ovladaju kopnom. Obrazložite odgovor.

odgovor:
1) pojava integumentarnog tkiva - epiderme sa stomama - doprinosi zaštiti od isparavanja;
2) izgled provodnog sistema koji obezbeđuje transport materija;
3) razvoj mehaničkog tkiva koje obavlja potpornu funkciju.

115. Objasni razlog velike raznolikosti torbara u Australiji i njihovog odsustva na drugim kontinentima.

odgovor:
1) Australija se odvojila od drugih kontinenata u doba procvata torbara prije pojave placentnih životinja (geografska izolacija);
2) prirodni uslovi Australije doprineli su divergenciji znakova torbara i aktivne specijacije;
3) na drugim kontinentima, torbare su zamenili placentni sisavci.

116. U kojim slučajevima promjena u sekvenci nukleotida DNK ne utiče na strukturu i funkcije odgovarajućeg proteina?

odgovor:
1) ako se kao rezultat nukleotidne supstitucije pojavi drugi kodon koji kodira istu aminokiselinu;
2) ako kodon nastao kao rezultat nukleotidne supstitucije kodira drugu aminokiselinu, ali sličnih hemijskih svojstava koja ne menja strukturu proteina;
3) ako dođe do nukleotidnih promjena u intergenskim ili nefunkcionalnim DNK regijama.

117. Zašto se odnos između štuke i smuđa u riječnom ekosistemu smatra konkurentskim?

odgovor:
1) su grabežljivci, jedu sličnu hranu;
2) žive u istom rezervoaru, trebaju slične uslove za život, međusobno se tlače.

118. Pronađite greške u datom tekstu. Navedite brojeve rečenica u kojima su napravljene greške, ispravite ih.
1. Glavne klase ovog tipa artropoda su rakovi, paukovi i insekti. 2. Insekti imaju četiri para nogu, a pauci tri para. 3. Rak ima jednostavne oči, a krstast pauk ima složene oči. 4. Kod pauka bradavice se nalaze na trbuhu. 5. Spider-cross i Maybug dišu uz pomoć plućnih vreća i dušnika.

Greške napravljene u rečenicama:
1) 2 - insekti imaju tri para nogu, a pauci - četiri para;
2) 3 - rak ima složene oči, a križni pauk ima jednostavne oči;
3) 5 - majska buba nema plućne vrećice, već samo dušnik.

119. Koje su karakteristike građe i života pečuraka? Navedite najmanje četiri karakteristike.

odgovor:
1) imaju micelijum i plodište;
2) razmnožavaju se sporama i micelijumom;
3) prema načinu ishrane - heterotrofi;
4) većina formira mikorizu.

120. Koje su aromorfoze omogućile drevnim vodozemcima da ovladaju zemljom.

odgovor:
1) pojava plućnog disanja;
2) formiranje seciranih udova;
3) pojava trokomornog srca i dva kruga cirkulacije krvi.

121. Zašto se broj komercijalnih biljojeda može naglo smanjiti kada se grabežljive ribe unište u akumulaciji?

odgovor:
1) uništavanje grabežljivaca dovodi do naglog povećanja broja biljojeda i povećane konkurencije između njih;
2) veliki broj riba biljojeda doprinosi smanjenju opskrbe hranom, širenju raznih bolesti među njima, što će dovesti do masovnog uginuća ribe.

122. Pronađi greške u datom tekstu, ispravi ih. Navedite brojeve rečenica u kojima su napravljene greške, objasnite ih.
1. Proteini su od velikog značaja u građi i životu organizama. 2. To su biopolimeri čiji su monomeri azotne baze. 3. Proteini su dio plazma membrane. 4. Mnogi proteini obavljaju enzimsku funkciju u ćeliji. 5. U proteinskim molekulima, nasljedne informacije o karakteristikama organizma su šifrirane. 6. Molekuli proteina i tRNA su dio ribozoma.

Greške u rečenicama:
1) 2 - proteinski monomeri su aminokiseline;
2)5 - nasledna informacija o karakteristikama organizma šifrovana je u molekulima DNK;
3)6 - ribosomi sadrže rRNA molekule, a ne tRNA.

123. Po kojim se osobinama carstvo gljiva razlikuje od carstva biljaka? Navedite najmanje tri karakteristike.

odgovor:
1) gljive su heterotrofi, nisu sposobne za fotosintezu;
2) pečurke se razlikuju po strukturi i hemijskom sastavu ćelije: nemaju hloroplaste, ćelijski zid sadrži hitin, rezervni nutrijent je glikogen;
3) tijelo gljiva formirano je od hifa.

124. U industrijskim regijama Engleske tokom 19.-20. vijeka povećao se broj leptira moljca sa tamnim krilima u odnosu na svijetle boje. Objasnite ovaj fenomen sa stanovišta evolucijske nastave i odredite oblik selekcije.

odgovor:
1) u potomstvu populacije leptira rađaju se i svijetli i tamni oblici;
2) u industrijskim područjima zagađenim čađom, svijetle jedinke eliminiraju ptice iz zamračenih stabala, pa su, nakon niza generacija, leptiri tamne boje postali dominantni oblik u populacijama;
3) promjena boje u populacijama leptira je manifestacija pokretačkog oblika prirodne selekcije.

125. Koje karakteristike hromozoma obezbeđuju prenos naslednih informacija?

odgovor:
1) sadrži DNK u kojoj je kodirana nasledna informacija;
2) sposoban za samoumnožavanje usled replikacije DNK;
3) mogu da se ravnomerno raspoređuju u ćelijama tokom deobe, obezbeđujući kontinuitet osobina.

126. Zašto čovjek u posebnim laboratorijama uzgaja male insekte iz reda Hymenoptera - jajojede i jahače?

odgovor:
1) ovi insekti grabežljivci polažu jaja u jaja i larve štetočina insekata;
2) na taj način smanjuju broj štetočina u poljoprivredi.

127. Zašto čovjek bez opasnih posljedica jede bjelančevine u obliku mesa, ribe, jaja, ali ni u kojem slučaju ne bi trebalo da se proteini ubrizgavaju direktno u krv da bi se nahranili bolesnici?

odgovor:
1) proteini u digestivnom traktu, u želucu, u kiseloj sredini se razlažu na aminokiseline pomoću enzima peptidaze;
2) aminokiseline već ulaze u krv i prenose se do ćelija tkiva;
3) unošenje stranih proteina u krv će izazvati imunološku reakciju, odbacivanje, čak je moguća i smrt pacijenta.

sažetak ostalih prezentacija

"Pitanja Jedinstvenog državnog ispita iz biologije 2013" - Genotip organizma. simbiotski odnos. proteinski molekul. Osnovne greške. Duvanski dim. Sličnosti i razlike između mutacijske i kombinativne varijabilnosti. Nukleotid. Koliko ćelija nastaje kao rezultat mejoze. Proteinski molekuli. Krvna grupa. Downov sindrom. Triplet nukleotida. Faze energetskog metabolizma. Konsultacije iz biologije. trombociti. Varijabilnost kombinacije. Sposobnost hemo-autotrofne ishrane.

"Bolesti sistema za izlučivanje" - Cistitis. Uretritis. dijabetička nifropatija. Nefrogena anemija. Urolitijaza bolest. Pijelonefritis. Hidronefroza. Policistična bolest bubrega. Bubrežne kolike. Amiloidoza bubrega. Akutne bolesti ekskretornog sistema. Prostatitis.

"Paleogenski period" - Klima. Klima je bila čak i tropska. Kenozojska era. Koštana riba. oligocen. Početak paleogena. Životinjski svijet. Diatryma. Paleogen. Lepezaste bezube ptice. Gornji eocen. Paleogenski period.

"Pitanja Jedinstvenog državnog ispita iz biologije" - Procvat klase ptica. Koja je vrsta reprodukcije aseksualna. Koja struktura hloroplasta sadrži enzime. Uspostavite korespondenciju između znaka i organa. somatske mutacije. izgled tkiva. Percepcija iritacije. Kod kičmenjaka, organ sluha se promijenio u procesu evolucije. Analiza rezultata ispita iz biologije. Placentacija. Pojava pluća. Struktura oka. Koliko autosoma ima u jezgrima somatskih ćelija.

"Pravila zdrave ishrane" - Organizacija menza punog ciklusa. Implementacija programa. Piletina. Rezultati implementacije programa. Protein. Pravilna ishrana je način života. Zdrava hrana. Pravilna ishrana. Teorije ishrane. Školski obroci. Klasična teorija uravnotežene prehrane. Sveobuhvatna reorganizacija sistema školske ishrane. Dijeta. Ciljevi i zadaci programa. Postoje 2 opcije za izradu plana školskog obroka.

"Proizvodnja mliječnih proizvoda" - Studija kvaliteta mlijeka. Izgradnja. stočarska industrija. Izveštaj sa turneje. Određivanje ugljikohidrata u mlijeku. Fabrika maslaca i sira Staritsky. Rečenica. Radovi kritičara i analitičara. Proizvedeno mlijeko. Doprinos velikog naučnika. Doprinos Dmitrija Ivanoviča Mendeljejeva razvoju mliječne industrije. Pravi naučnik. Red. Razvoj sira. Ideje. Definicija masti. Svojstva sastojaka mlijeka.

Nadaleko je poznato da je Sunce nebesko tijelo (zvijezda), a sunčeva energija je, u stvari, rezultat njegove vitalne aktivnosti. Procesi koji se na njemu odvijaju oslobađaju ogromnu količinu energije, bacajući je nevjerovatnom brzinom prema našoj planeti. Korištenje energije sunčeve svjetlosti ljudi rade i svjesno i nesvjesno. Kupajući se zrakama Sunca, ne razmišljamo o tome da energija ove zvijezde pokreće niz važnih procesa u našem tijelu (npr. vitamin D se proizvodi u našoj koži); zahvaljujući njemu dolazi do fotosinteze u biljkama; Kruženje vode u prirodi je također „njeno djelo“. Mi to uzimamo zdravo za gotovo. Ali ovo je samo dio uloge solarne energije u našim životima.

Praktična upotreba solarne energije

Najjednostavniji i svima najpoznatiji upotrebe solarne energije- njegovu upotrebu u modernim kalkulatorima (na vrlo kompaktnim solarnim baterijama) i za potrebe domaćinstva (suvo voće, grijanje vode u vanjskom tušu na selu). Kretanje zraka zagrijanog sunčevom toplinom osigurava rad ventilacionog sistema i dimnjaka. Sunčevi zraci se koriste kao isparivač za desalinizaciju morske vode. Sunce je jedan od glavnih izvora energije za dugotrajan rad satelita, kao i uređaja koji se koriste za proučavanje svemira. Automobili na električnu energiju sve više se uvode u naše živote.

Dobivanje i pretvaranje sunčeve energije

Sunčeva energija ulazi na našu planetu u obliku tri vrste talasa zračenja: ultraljubičastog, svjetlosnog i infracrvenog.

Korišćenje solarne energije prvenstveno se koristi za proizvodnju topline ili električne energije. Upravo infracrveni talasi, koji padaju na posebnu površinu koju su razvili naučnici, pretvaraju se u ono što nam treba.

Dakle, za izdvajanje topline koristi se kolektor koji apsorbira infracrvene valove, uređaj za skladištenje koji je akumulira i izmjenjivač topline u kojem se zagrijava.

Prilikom proizvodnje električne energije koriste se posebne fotoćelije. Oni upijaju zrake svjetlosti, a odgovarajuće instalacije prerađuju te zrake u električnu energiju.

Načini korištenja solarne energije može se podijeliti ovisno o vrsti elektrane za njegovu preradu. Ukupno ih je šest.

prva tri: toranj (dizajn u obliku crne kule sa vodom unutra i ogledalima uokolo), parabolični (podsjeća na satelitske antene sa ogledalima unutra), tanjir (izgleda kao drvo od metala sa lišćem od ogledala). Mogu se kombinirati, jer imaju isti princip rada: hvataju određenu količinu svjetlosti, usmjeravaju je u rezervoar tekućine, koji se zagrijava i oslobađa paru, koja se zauzvrat koristi za proizvodnju električne energije.

Četvrto- oprema sa fotoćelijama. Najpoznatiji tip, jer njegove dimenzije mogu varirati ovisno o potrebi. Mali solarni paneli se koriste za potrebe privatnih domaćinstava, veći za industrijske potrebe. Princip rada je stvaranje električne energije iz sunčevih zraka koje apsorbira fotoćelija zbog razlike potencijala unutar nje.

Peto- vakuum. Konstruktivno je to zemljište pokriveno okruglim staklenim krovom, unutar kojeg se nalazi toranj sa turbinama u osnovi. Princip rada je zagrijavanje zemlje ispod ovog krova i pojava promaje zraka zbog temperaturne razlike. Lopatice turbine rotiraju i stvaraju energiju.

Istorija proučavanja fotosinteze datira još od avgusta 1771. godine, kada je engleski teolog, filozof i prirodnjak amater Joseph Priestley (1733-1804) otkrio da biljke mogu "ispraviti" svojstva zraka koji mijenja svoj sastav kao rezultat sagorijevanja ili zivot zivotinja. Priestley je pokazao da u prisustvu biljaka "pokvareni" zrak ponovo postaje pogodan za spaljivanje i održavanje života životinja.

U toku daljih istraživanja Ingenhausa, Senebiera, Saussurea, Bussenga i drugih naučnika, ustanovljeno je da biljke, kada su osvetljene, oslobađaju kiseonik i apsorbuju ugljen-dioksid iz vazduha. Biljke sintetiziraju organske tvari iz ugljičnog dioksida i vode. Ovaj proces je nazvan fotosinteza.

Robert Majer, koji je otkrio zakon održanja energije, sugerisao je 1845. godine da biljke pretvaraju energiju sunčeve svetlosti u energiju hemijskih jedinjenja nastalih tokom fotosinteze. Prema njegovim riječima, "sunčevi zraci koji se šire u svemiru se "hvataju" i čuvaju za dalju upotrebu po potrebi". Nakon toga, ruski naučnik K.A. Timiryazev je uvjerljivo dokazao da najvažniju ulogu u korištenju sunčeve energije od strane biljaka imaju molekuli klorofila prisutni u zelenom lišću.

Ugljikohidrati (šećeri) koji nastaju tokom fotosinteze koriste se kao izvor energije i građevinski materijal za sintezu različitih organskih spojeva u biljkama i životinjama. U višim biljkama procesi fotosinteze odvijaju se u hloroplastima - specijalizovanim organelama biljne ćelije koje pretvaraju energiju.

Šematski prikaz hloroplasta prikazan je na sl. jedan.

Ispod dvostruke ljuske hloroplasta, koja se sastoji od vanjske i unutrašnje membrane, nalaze se proširene membranske strukture koje formiraju zatvorene vezikule zvane tilakoidi. Tilakoidne membrane se sastoje od dva sloja molekula lipida, koji uključuju makromolekularne fotosintetske proteinske komplekse. U hloroplastima viših biljaka, tilakoidi su grupirani u grane, koje su gomile tilakoida u obliku diska, spljoštenih i usko pritisnutih jedan uz drugog. Intergranalni tilakoidi koji strše iz njih su nastavak pojedinačnih tilakoida grane. Prostor između membrane kloroplasta i tilakoida naziva se stroma. Stroma sadrži RNK, DNK, molekule hloroplasta, ribozome, škrobna zrna i brojne enzime, uključujući i one koji osiguravaju unos CO2 od strane biljaka.

Publikacija je nastala uz podršku Sushi E'xpress-a. Kompanija Sushi E'xpress pruža usluge dostave suši u Novosibirsku. Naručivanjem sushija od Sushi E’xpress-a brzo ćete dobiti ukusno i zdravo jelo koje pripremaju profesionalni kuhari koristeći najsvježije proizvode najvišeg kvaliteta. Posjetivši Sushi E’xpress web stranicu, možete se upoznati sa cijenama i sastavom rolnica u ponudi, što će Vam pomoći da se odlučite za izbor jela. Za narudžbu za dostavu suši pozovite 239-55-87

Svetle i tamne faze fotosinteze

Prema modernim konceptima, fotosinteza je niz fotofizičkih i biohemijskih procesa, kao rezultat kojih biljke sintetiziraju ugljikohidrate (šećere) koristeći energiju sunčeve svjetlosti. Brojne faze fotosinteze obično se dijele u dvije velike grupe procesa – svijetle i tamne faze.

Uobičajeno je da se svjetlosne faze fotosinteze nazivaju skupom procesa, uslijed kojih se, zahvaljujući energiji svjetlosti, sintetiziraju molekule adenozin trifosfata (ATP) i formira reducirani nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADPH), a spoj sa visokim potencijalom redukcije. Molekuli ATP-a djeluju kao univerzalni izvor energije u ćeliji. Poznato je da se energija visokoenergetskih (tj. energetski bogatih) fosfatnih veza molekula ATP-a koristi u većini biohemijskih procesa koji troše energiju.

Svjetlosni procesi fotosinteze odvijaju se u tilakoidima, čije membrane sadrže glavne komponente fotosintetskog aparata biljaka - pigmentno-proteinski i elektronski transportni kompleksi koji sakupljaju svjetlost, kao i kompleks ATP-sintaze, koji katalizira stvaranje ATP-a. od adenozin difosfata (ADP) i neorganskog fosfata (F i) (ADP + F i → ATP + H 2 O). Dakle, kao rezultat svjetlosnih faza fotosinteze, energija svjetlosti koju biljke apsorbiraju pohranjuje se u obliku makroergijskih hemijskih veza molekula ATP-a i jakog redukcionog agensa NADP H, koji se koriste za sintezu ugljikohidrata u tzv. tamne faze fotosinteze.

Tamne faze fotosinteze obično se nazivaju skupom biokemijskih reakcija koje rezultiraju asimilacijom atmosferskog ugljičnog dioksida (CO 2) od strane biljaka i stvaranjem ugljikohidrata. Ciklus tamnih biohemijskih transformacija koje dovode do sinteze organskih jedinjenja iz CO2 i vode naziva se Calvin-Bensonov ciklus po autorima koji su dali odlučujući doprinos proučavanju ovih procesa. Za razliku od transporta elektrona i kompleksa ATP sintaze, koji se nalaze u tilakoidnoj membrani, enzimi koji katalizuju "tamne" reakcije fotosinteze otopljeni su u stromi. Kada se membrana kloroplasta uništi, ovi enzimi se ispiru iz strome, uslijed čega kloroplasti gube sposobnost apsorpcije ugljičnog dioksida.

Kao rezultat transformacije niza organskih jedinjenja u Calvin-Bensonovom ciklusu, od tri molekule CO 2 i vode u hloroplastima nastaje molekul gliceraldehid-3-fosfata, koji ima hemijsku formulu CHO–CHOH–CH2O– PO 3 2-. Istovremeno, tri molekula ATP i dva NADP H molekula troše se na jedan molekul CO 2 koji je uključen u gliceraldehid-3-fosfat.

Za sintezu organskih jedinjenja u Calvin-Bensonovom ciklusu koristi se energija koja se oslobađa tokom hidrolize makroergijskih fosfatnih veza molekula ATP (reakcija ATP + H 2 O → ADP + F i) i jak redukcioni potencijal NADP H molekula Glavni dio molekula formiranih u hloroplastu Gliceraldehid-3-fosfat ulazi u citosol biljne ćelije, gdje se pretvara u fruktozo-6-fosfat i glukoza-6-fosfat, koji se u daljnjim transformacijama, formiraju saharofosfat, prekursor saharoze. Od molekula gliceraldehid-3-fosfata preostalih u hloroplastu, sintetizira se škrob.

Konverzija energije u fotosintetskim reakcionim centrima

Fotosintetski kompleksi biljaka, algi i fotosintetskih bakterija koji pretvaraju energiju dobro su proučavani. Utvrđen je hemijski sastav i prostorna struktura proteinskih kompleksa koji transformišu energiju i razjašnjen redosled procesa transformacije energije. Uprkos razlikama u sastavu i molekularnoj strukturi fotosintetskog aparata, postoje zajednički obrasci u procesima konverzije energije u fotoreakcionim centrima svih fotosintetskih organizama. U fotosintetskim sistemima biljnog i bakterijskog porijekla, jedinstvena je strukturna i funkcionalna karika fotosintetskog aparata. fotosistema, koji uključuje antenu za prikupljanje svjetlosti, fotokemijski reakcioni centar i molekule povezane s njim - nosače elektrona.

Razmotrimo prvo opće principe pretvorbe energije sunčeve svjetlosti koji su karakteristični za sve fotosintetske sustave, a zatim ćemo se detaljnije zadržati na primjeru funkcioniranja fotoreakcionih centara i lanca transporta elektrona hloroplasta u višim biljkama.

Antena za prikupljanje svjetlosti (apsorpcija svjetlosti, migracija energije u reakcioni centar)

Prvi elementarni čin fotosinteze je apsorpcija svjetlosti od strane molekula klorofila ili pomoćnih pigmenata koji su dio posebnog pigmentno-proteinskog kompleksa koji se naziva antena za prikupljanje svjetlosti. Antena za prikupljanje svjetlosti je makromolekularni kompleks dizajniran za efikasno hvatanje svjetlosti. U hloroplastima, antenski kompleks sadrži veliki broj (do nekoliko stotina) molekula hlorofila i određenu količinu pomoćnih pigmenata (karotenoida) koji su snažno povezani sa proteinom.

Na jakoj sunčevoj svjetlosti, jedan molekul hlorofila apsorbira kvante svjetlosti relativno rijetko, u prosjeku ne više od 10 puta u sekundi. Međutim, budući da jedan fotoreakcioni centar čini veliki broj molekula hlorofila (200-400), čak i pri relativno niskom intenzitetu svjetlosti koja pada na list u uvjetima zasjenjenja, reakcioni centar se aktivira prilično često. Skup pigmenata koji apsorbiraju svjetlost, zapravo, igra ulogu antene, koja zbog svoje prilično velike veličine efikasno hvata sunčevu svjetlost i usmjerava svoju energiju u reakcioni centar. Biljke koje vole sjenu obično imaju veće antene za prikupljanje svjetlosti od biljaka koje rastu u uvjetima jakog osvjetljenja.

Molekuli klorofila su glavni pigmenti koji sakupljaju svjetlost u biljkama. a i hlorofil b apsorbuje vidljivu svetlost talasne dužine λ ≤ 700–730 nm. Izolovani molekuli hlorofila apsorbuju svetlost samo u dva relativno uska pojasa Sunčevog spektra: na talasnim dužinama od 660–680 nm (crveno svetlo) i 430–450 nm (plavo-ljubičasto svetlo), što, naravno, ograničava efikasnost korišćenja cijeli spektar sunčeve svjetlosti pada na zeleni list.

Međutim, spektralni sastav svjetlosti koju apsorbira antena za prikupljanje svjetlosti je zapravo mnogo širi. To se objašnjava činjenicom da je apsorpcioni spektar agregiranih oblika hlorofila, koji su dio antene za prikupljanje svjetlosti, pomjeren prema dužim valnim dužinama. Uz hlorofil, antena za prikupljanje svjetlosti uključuje i pomoćne pigmente koji povećavaju njenu efikasnost zbog činjenice da apsorbiraju svjetlost u onim spektralnim područjima u kojima molekule klorofila, glavni pigment antene za prikupljanje svjetlosti, relativno slabo apsorbiraju svjetlost.

U biljkama, pomoćni pigmenti su karotenoidi koji apsorbuju svetlost u opsegu talasnih dužina λ ≈ 450–480 nm; u ćelijama fotosintetskih algi to su crveni i plavi pigmenti: fikoeritrini u crvenim algama (λ ≈ 495–565 nm) i fikocijanini u plavo-zelenim algama (λ ≈ 550–615 nm).

Apsorpcija kvanta svjetlosti od strane molekule klorofila (Chl) ili pomoćnog pigmenta dovodi do njegove ekscitacije (elektron prelazi na viši energetski nivo):

Chl + hν → Chl*.

Energija pobuđene molekule klorofila Chl* prenosi se na molekule susjednih pigmenata, koji je zauzvrat mogu prenijeti na druge molekule antene koja sakuplja svjetlost:

Chl* + Chl → Chl + Chl*.

Energija ekscitacije može migrirati kroz pigmentnu matricu sve dok ekscitacija na kraju ne dođe do fotoreakcionog centra P (šematski prikaz ovog procesa je prikazan na slici 2):

Chl* + P → Chl + P*.

Imajte na umu da je trajanje postojanja molekula hlorofila i drugih pigmenata u pobuđenom stanju vrlo kratko, τ ≈ 10–10–10–9 s. Stoga postoji izvjesna vjerovatnoća da se na putu do reakcionog centra P energija tako kratkotrajnih pobuđenih stanja pigmenata može beskorisno izgubiti – raspršiti se u toplinu ili osloboditi u obliku svjetlosnog kvanta (fenomen fluorescencije). U stvarnosti, međutim, efikasnost migracije energije do fotosintetskog reakcionog centra je vrlo visoka. U slučaju kada je reakcioni centar u aktivnom stanju, vjerovatnoća gubitka energije u pravilu nije veća od 10-15%. Ovako visoka efikasnost korišćenja energije sunčeve svetlosti posledica je činjenice da je antena za prikupljanje svetlosti visoko uređena struktura koja obezbeđuje veoma dobru interakciju pigmenata jedni sa drugima. Zbog toga se postiže visoka brzina prijenosa energije ekscitacije od molekula koji apsorbiraju svjetlost do fotoreakcionog centra. Prosječno vrijeme "skoka" energije pobude s jednog pigmenta na drugi, po pravilu, iznosi τ ≈ 10–12–10–11 s. Ukupno vrijeme migracije ekscitacije u reakcioni centar obično ne prelazi 10–10–10–9 s.

Fotohemijski reakcioni centar (transfer elektrona, stabilizacija odvojenih naelektrisanja)

Modernim idejama o strukturi reakcionog centra i mehanizmima primarnih faza fotosinteze prethodili su radovi A.A. Krasnovsky, koji je otkrio da u prisustvu donora i akceptora elektrona, molekule klorofila pobuđene svjetlošću mogu biti reverzibilno reducirane (prihvatiti elektron) i oksidirati (donirati elektron). Kasnije su u biljkama, algama i fotosintetskim bakterijama Kok, Witt i Duizens otkrili posebne pigmente klorofilne prirode, zvane reakcioni centri, koji se oksidiraju pod djelovanjem svjetlosti i zapravo su primarni donori elektrona tokom fotosinteze.

Fotohemijski reakcioni centar P je poseban par (dimer) molekula hlorofila koji deluju kao zamka za energiju pobude koja luta kroz pigmentnu matricu antene koja sakuplja svetlost (slika 2). Baš kao što tečnost teče od zidova širokog levka do njegovog uskog vrata, energija svetlosti koju apsorbuju svi pigmenti antene koja sakuplja svetlost usmerena je ka reakcionom centru. Ekscitacija reakcionog centra pokreće lanac daljih transformacija svetlosne energije tokom fotosinteze.

Redoslijed procesa koji nastaju nakon pobuđivanja reakcionog centra P i dijagram odgovarajućih promjena energije fotosistema shematski su prikazani na sl. 3.

Uz P dimer hlorofila, fotosintetski kompleks uključuje molekule primarnih i sekundarnih akceptora elektrona, koje ćemo konvencionalno označavati simbolima A i B, kao i primarni donor elektrona, molekulu D. na njegov susjedni primarni akceptor elektrona A. :

D(P*A)B → D(P + A –)B.

Tako se kao rezultat vrlo brzog (t ≈ 10–12 s) prijenosa elektrona sa P* na A ostvaruje drugi fundamentalno važan korak u konverziji sunčeve energije tokom fotosinteze – razdvajanje naboja u reakcionom centru. U tom slučaju nastaju jak redukcioni agens A - (donor elektrona) i jak oksidant P+ (akceptor elektrona).

Molekuli P + i A - nalaze se u membrani asimetrično: u hloroplastima, reakcioni centar P + je bliži površini membrane okrenutoj unutar tilakoida, a akceptor A - nalazi se bliže van. Stoga, kao rezultat fotoinduciranog razdvajanja naboja, na membrani nastaje razlika u električnim potencijalima. Odvajanje naelektrisanja izazvano svjetlom u reakcionom centru slično je stvaranju razlike električnog potencijala u konvencionalnoj fotoćeliji. Međutim, treba naglasiti da je, za razliku od svih fotokonvertera energije poznatih i široko korištenih u tehnici, efikasnost rada fotosintetskih reakcionih centara vrlo visoka. Efikasnost razdvajanja naboja u aktivnim fotosintetskim reakcionim centrima po pravilu prelazi 90-95% (za najbolje uzorke fotoćelija efikasnost ne prelazi 30%).

Koji mehanizmi osiguravaju tako visoku efikasnost konverzije energije u reakcionim centrima? Zašto se elektron prebačen na akceptor A ne vraća nazad u pozitivno nabijeni oksidirani centar P+? Stabilizacija razdvojenih naboja je obezbeđena uglavnom zahvaljujući sekundarnim procesima transporta elektrona nakon transfera elektrona sa P* na A. Iz redukovanog primarnog akceptora A, elektron vrlo brzo (za 10–10–10–9 s ) ide do sekundarnog akceptora elektrona B:

D(P + A –)B → D(P + A)B – .

U ovom slučaju ne dolazi samo do uklanjanja elektrona iz pozitivno naelektrisanog reakcionog centra P+, već se primetno smanjuje i energija čitavog sistema (slika 3). To znači da će elektron prenijeti u suprotnom smjeru (prijelaz B – → A), trebati savladati dovoljno visoku energetsku barijeru ΔE ≈ 0,3–0,4 eV, gdje je ΔE razlika u nivou energije za dva stanja sistem u kome se elektron nalazi na nosaču A odnosno B. Iz tog razloga, da bi se elektron vratio nazad, sa redukovanog molekula B na oksidovani molekul A, bilo bi potrebno mnogo više vremena nego za direktni prelaz A - → B. Drugim riječima, u smjeru naprijed, elektron se prenosi mnogo brže nego obrnuto. Stoga, nakon prijenosa elektrona na sekundarni akceptor B, vjerovatnoća njegovog povratka nazad i rekombinacije sa pozitivno nabijenom "rupom" P+ značajno opada.

Drugi faktor koji doprinosi stabilizaciji odvojenih naboja je brza neutralizacija oksidiranog fotoreakcionog centra P+ zbog elektrona koji dolazi u P+ od donora elektrona D:

D(P + A)B – → D + (PA)B – .

Nakon što je primio elektron od donatorske molekule D i vratio se u prvobitno redukovano stanje P, reakcioni centar više neće moći da prihvati elektron iz redukovanih akceptora, ali je sada spreman da ponovo pokrene - donira elektron oksidirani primarni akceptor A koji se nalazi pored njega.To je slijed događaja koji se dešavaju u fotoreakcionim centrima svih fotosintetskih sistema.

Lanac transporta elektrona hloroplasta

U hloroplastima viših biljaka postoje dva fotosistema: fotosistem 1 (PS1) i fotosistem 2 (PS2), koji se razlikuju po sastavu proteina, pigmenata i optičkim svojstvima. Antena za prikupljanje svjetlosti PS1 apsorbira svjetlost talasne dužine λ ≤ 700–730 nm, a PS2 apsorbuje svetlost talasne dužine λ ≤ 680–700 nm. Oksidacija reakcijskih centara PS1 i PS2 izazvana svjetlom praćena je njihovom promjenom boje, koju karakteriziraju promjene u njihovim apsorpcijskim spektrima na λ ≈ 700 i 680 nm. U skladu sa svojim optičkim karakteristikama, reakcioni centri PS1 i PS2 dobili su nazive P 700 i P 680 .

Dva fotosistema su međusobno povezana putem lanca nosilaca elektrona (slika 4). PS2 je izvor elektrona za PS1. Odvajanje naboja inicirano svjetlom u fotoreakcionim centrima P 700 i P 680 osigurava prijenos elektrona iz vode razložene u PS2 do konačnog akceptora elektrona, NADP+ molekula. Lanac transporta elektrona (ETC) koji povezuje dva fotosistema uključuje molekule plastokinona, poseban kompleks proteina za transport elektrona (tzv. b/f kompleks) i vodotopivi protein plastocijanin (Pc) kao nosače elektrona. Na sl. 4.

U PS2, elektron se prenosi iz pobuđenog centra P * 680 prvo na primarni akceptor feofetina (Phe), a zatim na molekulu plastokinona Q A, čvrsto vezan za jedan od proteina PS2,

Y(P* 680 Phe)Q A Q B → Y(P + 680 Phe –)Q A Q B → Y(P + 680 Phe)Q A – Q B .

Zatim se elektron prenosi na drugu molekulu plastokinona Q B, a P 680 prima elektron od primarnog donora elektrona Y:

Y(P + 680 Phe)Q A – Q B → Y + (P 680 Phe)Q A Q B – .

Molekul plastokinona, čija je hemijska formula i lokacija u lipidnoj dvoslojnoj membrani prikazana na Sl. 5 može prihvatiti dva elektrona. Nakon što se reakcioni centar PS2 dvaput aktivira, molekula plastokinona Q B će primiti dva elektrona:

Q B + 2e – → Q B 2– .

Negativno nabijena molekula Q B 2– ima visok afinitet za vodikove jone, koje hvata iz stromalnog prostora. Nakon protonacije redukovanog plastohinona Q B 2– (Q B 2– + 2H + → QH 2), formira se električni neutralni oblik ovog QH 2 molekula, koji se naziva plastohinol (slika 5). Plastohinol igra ulogu mobilnog nosača dva elektrona i dva protona: nakon napuštanja PS2, molekula QH2 može se lako kretati unutar tilakoidne membrane, osiguravajući vezu između PS2 i drugih kompleksa za transport elektrona.

Oksidirani reakcioni centar PS2 P 680 ima izuzetno visok afinitet prema elektronima; je veoma jak oksidant. Zbog toga se voda, hemijski stabilno jedinjenje, raspada u PS2. Kompleks za cijepanje vode (WRC) uključen u PS2 sadrži u svom aktivnom centru grupu jona mangana (Mn 2+), koji služe kao donori elektrona za P 680 . Donirajući elektrone oksidiranom reakcionom centru, ioni mangana postaju "akumulatori" pozitivnih naboja, koji su direktno uključeni u reakciju oksidacije vode. Kao rezultat uzastopne četverostruke aktivacije reakcionog centra P 680, četiri jaka oksidirajuća ekvivalenta (ili četiri "rupe") akumuliraju se u aktivnom centru WRC-a koji sadrži Mn u obliku oksidiranih jona mangana (Mn 4+) , koji u interakciji s dvije molekule vode katalizuju reakciju razgradnje vode:

2Mn 4+ + 2H 2 O → 2Mn 2+ + 4H + + O 2 .

Dakle, nakon uzastopnog prijenosa četiri elektrona iz WRC-a na P 680, dolazi do sinhrone dekompozicije dvije molekule vode odjednom, praćene oslobađanjem jedne molekule kisika i četiri vodikova iona, koji ulaze u intratilakoidni prostor hloroplasta.

Molekul plastohinola QH2 formiran tokom funkcionisanja PS2 difunduje u lipidni dvosloj tilakoidne membrane do b/f kompleksa (slike 4 i 5). Nakon sudara sa b/f kompleksom, molekul QH 2 se vezuje za njega i zatim mu prenosi dva elektrona. U ovom slučaju, za svaku molekulu plastohinola oksidiranu b/f kompleksom, dva vodikova jona se oslobađaju unutar tilakoida. Zauzvrat, b/f kompleks služi kao donor elektrona za plastocijanin (Pc), relativno mali protein rastvorljiv u vodi čiji aktivni centar uključuje ion bakra (reakcije redukcije i oksidacije plastocijanina su praćene promenama valencije bakra ion Cu 2+ + e – ↔Cu+). Plastocijanin djeluje kao veza između b/f kompleksa i PS1. Molekul plastocijanina se brzo kreće unutar tilakoida, osiguravajući prijenos elektrona iz b/f kompleksa u PS1. Iz redukovanog plastocijanina, elektron ide direktno u oksidirane reakcione centre PS1 – P 700 + (vidi sliku 4). Dakle, kao rezultat zajedničkog djelovanja PS1 i PS2, dva elektrona iz molekule vode razložene u PS2 na kraju se prenose kroz lanac transporta elektrona do NADP + molekule, osiguravajući formiranje jakog redukcionog sredstva NADP H.

Zašto su hloroplastima potrebna dva fotosistema? Poznato je da fotosintetske bakterije, koje koriste različita organska i neorganska jedinjenja (na primjer, H 2 S) kao donor elektrona za smanjenje oksidiranih reakcionih centara, uspješno funkcioniraju s jednim fotosistemom. Pojava dva fotosistema najvjerovatnije je posljedica činjenice da energija jednog kvanta vidljive svjetlosti nije dovoljna da osigura razgradnju vode i efikasan prolazak elektrona cijelim putem duž lanca molekula nosača od vode do NADP-a. + . Prije otprilike 3 milijarde godina na Zemlji su se pojavile plavo-zelene alge ili cijanobakterije, koje su stekle sposobnost korištenja vode kao izvora elektrona za smanjenje ugljičnog dioksida. Vjeruje se da PS1 potječe od zelenih bakterija, a PS2 od ljubičastih bakterija. Nakon što je PS2 "uključen" u jedan lanac transporta elektrona zajedno sa PS1 tokom evolucijskog procesa, postalo je moguće riješiti energetski problem - prevazići prilično veliku razliku u redoks potencijalima kisika/vode i NADP+/NADP H parova. Pojava fotosintetskih organizama, sposobnih za oksidaciju vode, postala je jedna od najvažnijih faza u razvoju divljeg svijeta na Zemlji. Prvo, alge i zelene biljke, "naučivši" da oksidiraju vodu, ovladale su nepresušnim izvorom elektrona za redukciju NADP+. Drugo, razlaganjem vode ispunili su Zemljinu atmosferu molekularnim kiseonikom i tako stvorili uslove za brzi evolutivni razvoj organizama čija je energija povezana sa aerobnim disanjem.

Povezivanje procesa transporta elektrona s prijenosom protona i sintezom ATP-a u hloroplastima

Prijenos elektrona duž CET-a je, po pravilu, praćen smanjenjem energije. Ovaj proces se može uporediti sa spontanim kretanjem tela duž nagnute ravni. Smanjenje nivoa energije elektrona u toku njegovog kretanja duž CET uopšte ne znači da je prenos elektrona uvek energetski beskoristan proces. U normalnim uslovima funkcionisanja hloroplasta, većina energije koja se oslobađa tokom transporta elektrona ne odlazi u otpad, već se koristi za rad posebnog kompleksa za pretvaranje energije koji se zove ATP sintaza. Ovaj kompleks katalizuje energetski nepovoljan proces stvaranja ATP-a iz ADP-a i neorganskog fosfata F i (reakcija ADP + F i → ATP + H 2 O). S tim u vezi, uobičajeno je reći da su energetski donirajući procesi transporta elektrona povezani sa procesima sinteze ATP-a koji primaju energiju.

Procesi transporta protona imaju najvažniju ulogu u obezbjeđivanju energetske konjugacije u tilakoidnim membranama, kao iu svim drugim organelama koje pretvaraju energiju (mitohondrije, hromatofore fotosintetskih bakterija). Sinteza ATP-a usko je povezana s prijenosom tri protona preko ATP sintaze od tilakoida (3H u +) do strome (3H out +):

ADP + F i + 3H in + → ATP + H 2 O + 3H izlaz +.

Ovaj proces postaje moguć jer, zbog asimetričnog rasporeda nosača u membrani, funkcionisanje ETC hloroplasta dovodi do akumulacije viška količine protona unutar tilakoida: vodikovi ioni se apsorbuju izvana u fazama NADP + redukcija i formiranje plastohinola i oslobađaju se unutar tilakoida u fazama razgradnje vode i oksidacije plastohinola (sl. 4). Osvjetljenje hloroplasta dovodi do značajnog (100-1000 puta) povećanja koncentracije vodonikovih jona unutar tilakoida.

Dakle, razmatrali smo lanac događaja tokom kojih se energija sunčeve svetlosti pohranjuje u obliku energije visokoenergetskih hemijskih jedinjenja - ATP i NADP H. Ovi proizvodi svetlosnog stadijuma fotosinteze se koriste u tamnim fazama za formiranje organski spojevi (ugljikohidrati) iz ugljičnog dioksida i vode. Glavni koraci konverzije energije, koji dovode do stvaranja ATP i NADP H, obuhvataju sledeće procese: 1) apsorpciju svetlosne energije pigmentima antene koja sakuplja svetlost; 2) prenos energije pobude u fotoreakcioni centar; 3) oksidacija fotoreakcionog centra i stabilizacija odvojenih naelektrisanja; 4) prenos elektrona duž lanca transporta elektrona, formiranje NADP H; 5) transmembranski prenos vodonikovih jona; 6) ATP sinteza.

1. Alberts B., Bray D., Lewis J., Roberts K., Watson J. Molekularna biologija ćelije. T. 1. - M.: Mir, 1994. 2. izd.
2. Kukuškin A.K., Tihonov A.N. Predavanja iz biofizike fotosinteze biljaka. – M.: Izdavačka kuća Moskovskog državnog univerziteta, 1988.
3. Nichols D.D. Bioenergetika. Uvod u hemiosmotičku teoriju. – M.: Mir, 1985.
4. Skulachev V.P. Energija bioloških membrana. – M.: Nauka, 1989.

Ovaj način proizvodnje električne energije zasniva se na sunčeva svetlost, nazvan u udžbenicima kao - Fotoni. Za nas je to interesantno jer, kao i zračna struja koja se kreće, svjetlosna struja ima energiju! Na udaljenosti od jedne astronomske jedinice (149.597.870,66 km) od Sunca, gdje se nalazi naša Zemlja, gustina toka sunčevog zračenja iznosi 1360 W/m 2. A prošavši kroz Zemljinu atmosferu, tok gubi svoj intenzitet zbog refleksije i apsorpcije, a na površini Zemlje je već jednak ~1000 W/m 2 . Ovdje počinje naš posao: iskoristiti energiju svjetlosnog toka i pretvoriti je u energiju koja nam je potrebna u svakodnevnom životu – električnu energiju.

Misterija ove transformacije odvija se na malom pseudokvadratu sa zakošenim uglovima, koji je izrezan iz silicijumskog cilindra (sl. 2), prečnika 125 mm, a zove se . U kom smislu?

Odgovor na ovo pitanje dobili su fizičari koji su otkrili fenomen kao što je fotoelektrični efekat. Fotoelektrični efekat je fenomen izvlačenja elektrona iz atoma materije pod uticajem svetlosti.

Godine 1900 Njemački fizičar Max Planck pretpostavio je da se svjetlost emituje i apsorbira u odvojenim dijelovima - quanta(ili fotona). Energija svakog fotona određena je formulom: E =h∙ ν (jasen gol) gdje h- Plankova konstanta, jednaka 6.626 × 10 -34 J∙s, ν - frekvencija fotona. Plankova hipoteza objasnila je fenomen fotoelektričnog efekta, koji je 1887. otkrio njemački naučnik Hajnrih Herc, a eksperimentalno proučavao ruski naučnik Aleksandar Grigorijevič Stoletov, koji je sumirajući dobijene rezultate ustanovio sledeće tri zakona fotoelektričnog efekta:

1. Uz konstantan spektralni sastav svjetlosti, jačina struje zasićenja je direktno proporcionalna svjetlosnom fluksu koji pada na katodu.
2. Početna kinetička energija elektrona izbačenih svjetlošću raste linearno sa frekvencijom svjetlosti i ne zavisi od njenog intenziteta.
3. Fotoelektrični efekat ne nastaje ako je frekvencija svjetlosti manja od određene vrijednosti karakteristične za svaku supstancu, koja se naziva crvena granica.

Teoriju fotoelektričnog efekta, koja razjašnjava misteriju koja vlada u FEP-u, razvio je njemački naučnik Albert Ajnštajn 1905. godine, objašnjavajući zakone fotoelektrični efekat pomoću kvantne teorije svjetlosti. Na osnovu zakona održanja i transformacije energije, Ajnštajn je zapisao jednačinu za energetski bilans u fotoelektričnom efektu:

gdje: h∙ ν je energija fotona, ALI- radna funkcija - minimalni rad koji je potrebno obaviti za oslobađanje elektrona iz atoma tvari. Dakle, ispada da česticu svjetlosti - foton - apsorbira elektron, koji dobiva dodatnu kinetičku energiju ½m∙v 2 i obavlja posao izlaska iz atoma, što mu daje mogućnost da se slobodno kreće. A usmjereno kretanje električnih naboja je električna struja, ili, tačnije, elektro pogonska sila nastaje u supstanciji - E.D.S.

Ajnštajn je 1921. dobio Nobelovu nagradu za jednačinu fotoelektričnog efekta.

Vraćajući se iz prošlosti u naše dane, vidimo da je "srce" solarne baterije solarna ćelija (poluprovodnička fotoćelija), u kojoj se ostvaruje zadivljujuće čudo prirode - fotoelektrični efekat ventila (VFE). Sastoji se od pojave elektromotorne sile u p-n spoju pod djelovanjem svjetlosti. VFE, ili fotoelektrični efekat u sloju barijere, - pojava u kojoj elektroni napuštaju tijelo, prolazeći kroz međusklop u drugo čvrsto tijelo (poluprovodnik).

Poluprovodnici- to su materijali koji po svojoj specifičnoj vodljivosti zauzimaju srednje mjesto između vodiča i dielektrika i razlikuju se od provodnika po jakoj ovisnosti specifične provodljivosti o koncentraciji nečistoća, temperaturi i raznim vrstama zračenja. Poluprovodnici su supstance sa zazorom od nekoliko elektron volti [eV]. Pojasni pojas je razlika u energijama elektrona u poluvodičkom kristalu između donjeg nivoa vodljivog pojasa i gornjeg nivoa valentnog pojasa poluprovodnika.

Poluprovodnici obuhvataju mnoge hemijske elemente: germanijum, silicijum, selen, telur, arsen i druge, ogroman broj legura i hemijskih jedinjenja (galijum arsenid itd.) Najčešći poluprovodnik u prirodi je silicijum, čine oko 30% zemljine kore.

Silicijum je bio predodređen da bude materijal za upotrebu zbog svoje široke rasprostranjenosti u prirodi, lakoće, pogodnog pojasa od 1,12 eV da apsorbuje energiju sunčeve svetlosti. Danas su kristalni silicijum (oko 90% svetskog tržišta) i tankoslojne solarne ćelije (oko 10% tržišta) najzapaženiji na tržištu komercijalnih sistema za zemaljske aplikacije.

P-n spoj je ključni element u dizajnu kristalnih silicijumskih fotonaponskih pretvarača (PVC). U pojednostavljenom obliku, solarna ćelija se može predstaviti kao "sendvič": sastoji se od slojeva silicijuma dopiranih da bi se dobio p-n spoj.

Jedno od glavnih svojstava p-n spoja je njegova sposobnost da bude energetska barijera za nosioce struje, odnosno da ih prođe samo u jednom smjeru. Na tom efektu se zasniva stvaranje električne struje u solarnim ćelijama. Zračenje koje pada na površinu elementa stvara nosioce naboja različitih predznaka u masi poluvodiča - elektrone (n) i rupe (p). Zbog svojih svojstava, pn spoj ih "razdvaja" prolazeći svaki tip samo na "svoju" polovicu, a nosioci naboja koji se nasumično kreću u zapremini elementa završavaju na suprotnim stranama barijere, nakon čega se mogu prenijeti. na vanjsko kolo za stvaranje napona na opterećenju i električne struje u zatvorenom kolu spojenom na solarnu ćeliju.