Пpaктическая работа "Фотосинтез"
Устройство фотосинтетического аппарата.
Световая энергия поглощается пигментами (так называют вещества, поглощающие видимый свет). У всех растений, осуществляющих фотосинтез, имеются различные формы зеленого пигмента хлорофилла, и, вероятно, во всех содержатся каротиноиды, окрашенные обычно в желтые тона.
В высших растениях содержатся хлорофилл а () и хлорофилл b (), а также четыре основных каротиноида:
- каротин (),
- лютеин (),
- виолаксантин и
- неоксантин.
Такое разнообразие пигментов обеспечивает широкий спектр поглощения видимого света, поскольку каждый из них «настроен» на свою область спектра. У некоторых водорослей набор пигментов приблизительно тот же, однако у многих из них имеются пигменты, несколько отличающиеся от перечисленных по своей химической природе. Все эти пигменты, как и весь фотосинтетический аппарат зеленой клетки, заключены в особые органеллы, окруженные мембраной, т.н. хлоропласты. Зеленая окраска растительных клеток зависит только от хлоропластов; остальные элементы клеток зеленых пигментов не содержат. Размеры и форма хлоропластов довольно сильно варьируют. Типичный хлоропласт напоминает по форме слегка изогнутый огурец размерами ок. 1 мкм в поперечнике и длиной ок. 4 мкм. В крупных клетках зеленых растений, таких, как клетки листа у большинства наземных видов, содержится много хлоропластов, а у мелких одноклеточных водорослей, например у Chlorella pyrenoidosa, имеется только один хлоропласт, занимающий большую часть клетки.
С помощью электронного микроскопа в хлоропластах выявлены очень тонкие мембранные структуры, т.н. тилакоиды. Это плоские мешочки, сомкнутые по краям и собранные в стопки, называемые гранами; на снимках граны похожи на стопки очень тонких блинов. Внутри мешочков имеется прострaнcтво – полость тилакоидов, а сами тилакоиды, собранные в граны, погружены в гелеобразную массу растворимых белков, заполняющую внутреннее прострaнcтво хлоропласта и называемую стромой. В строме содержатся также более мелкие и тонкие тилакоиды, которые соединяют друг с другом отдельные граны. Все тилакоидные мембраны состоят примерно из равного количества белков и липидов. Независимо от того, собраны они в граны или нет, именно в них сосредоточены пигменты и протекает световая стадия. Темновая стадия протекает, как принято считать, в строме.
Фотосистемы.
Хлорофилл и каротиноиды, погруженные в тилакоидные мембраны хлоропластов, собраны в функциональные единицы – фотосистемы, каждая из которых содержит примерно 250 молекул пигментов. Устройство фотосистемы таково, что из всех этих молекул, способных поглощать свет, только одна особым образом расположенная молекула хлорофилла а может использовать его энергию в фотохимических реакциях – она является реакционным центром фотосистемы. Остальные молекулы пигментов, поглощая свет, передают его энергию на реакционный центр; эти светособирающие молекулы называют антенными.
Существует два типа фотосистем. В фотосистеме I специфическая молекула хлорофилла а, составляющая реакционный центр, имеет оптимум поглощения при длине световой волны 700 нм (обозначается ; P – пигмент), а в фотосистеме II – при 680 нм (). Обычно обе фотосистемы работают синхронно и (на свету) непрерывно, хотя фотосистема I может работать и отдельно.
Превращения световой энергии.
Рассмотрение этого вопроса следует начать с фотосистемы II, где энергия света утилизируется реакционным центром . Когда в эту фотосистему поступает свет, его энергия возбуждает молекулу P680, и пара возбужденных, энергизованных электронов, принадлежащих этой молекуле, отрывается и переносится на молекулу акцептора (вероятно, хинона), обозначаемого буквой Q. Ситуацию можно представить себе таким образом, что электроны как бы подскакивают от полученного светового «толчка» и акцептор ловит их в каком-то верхнем положении. Если бы не акцептор, электроны вернулись бы в исходное положение (на реакционный центр), а высвобождающаяся при движении вниз энергия переходила бы в световую, т.е. тратилась бы на флуоресценцию. С этой точки зрения, акцептор электронов можно рассматривать как гаситель флуоресценции (отсюда его обозначение Q, от англ. quench – гасить).
Молекула , потеряв два электрона, окислилась, и для того, чтобы процесс на этом не прекратился, она должна восстановиться, т.е. получить два электрона из какого-либо источника. Таким источником служит вода: она расщепляется на , отдавая два электрона на окисленный . Это светозависимое расщепление воды называется фотолизом.
Ферменты, осуществляющие фотолиз, находятся на внутренней стороне мембраны тилакоидов, вследствие чего все ионы водорода накапливаются в полости тилакоидов. Важнейшим кофактором ферментов фотолиза служат атомы марганца.
Переход двух электронов от реакционного центра фотосистемы на акцептор – это подъем «в гору», т.е. на более высокий энергетический уровень, и этот подъем обеспечивает энергия света. Далее в фотосистеме II пара электронов начинает поэтапный «спуск» от акцептора Q к фотосистеме I. Спуск происходит по электрон-трaнcпортной цепи, очень сходной по организации с аналогичной цепью в митохондриях .. В ее состав входят цитохромы, белки, содержащие железо и серу, медь- содержащий белок и другие компоненты. Постепенный спуск электронов от более энергизованного состояния к менее энергизованному сопряжен с синтезом АТФ из АДФ и неорганического фосфата. В результате энергия света не утрачивается, а запасается в фосфатных связях АТФ, которые могут быть использованы в процессах метаболизма.
Образование АТФ в ходе фотосинтеза называют фотофосфорилированием.
Одновременно с описанным процессом идет поглощение света в фотосистеме I. Здесь его энергия тоже используется на отрыв двух электронов от реакционного центра () и передачу их на акцептор – железосодержащий белок. От этого акцептора через промежуточный переносчик (тоже белок, содержащий железо) оба электрона идут на , который в результате становится способным присоединить ионы водорода (образовавшиеся при фотолизе воды и сохранившиеся в тилакоидах) – и превращается в НАДФ-Н. Что касается окислившегося в начале процесса реакционного центра , то он принимает два («спустившихся») электрона из фотосистемы II, что возвращает его в исходное состояние.
Суммарную реакцию световой стадии, протекающей при фотоактивации фотосистем I и II, можно представить следующим образом:
Общий энергетический выход потока электронов при этом составляет 1 молекулу АТФ и 1 молекулу НАДФН на 2 электрона. Путем сравнения энергии этих соединений с энергией света, обеспечивающего их синтез, было вычислено, что в процессе фотосинтеза запасается примерно энергии поглощенного света.
Темновые реакции (стадия синтеза).
Синтез органических соединений путем восстановления СО2 (а также нитрата и сульфата) тоже происходит в хлоропластах. АТФ и НАДФ-Н, поставляемые световой реакцией, протекающей в тилакоидных мембранах, служат для реакций синтеза источником энергии и электронов.
Восстановление есть результат переноса электронов на СО2. В ходе этого переноса некоторые из связей С–О заменяются на связи С–Н, С–С и О–Н. Процесс состоит из ряда этапов, часть которых (15 или более) образует цикл. Этот цикл был открыт в 1953 химиком М.Калвином и его сотрудниками. Использовав в своих опытах вместо обычного (стабильного) изотопа углерода его радиоактивный изотоп, эти исследователи смогли проследить путь углерода в изучаемых реакциях. В 1961 Калвин был удостоен за эту работу Нобелевской премии по химии.
Приложение 1
Приложение 2
Комментарии:
Урок формирует у учащихся знания о строении и функциях глаза, механизме восприятия зрительных раздражений, уточняет понятие « анализатор» на примере зрительного анализатора, помогает осознать механизм восприятия зрительных раздражений, совершенствовать навыки самостоятельной работы с учебником....
17 07 2025 8:30:22
Птицы — двуногие высшие животные, передние конечности которых превратились в крылья, тело покрыто перьями, температура тела постоянная и высокая....
16 07 2025 1:46:12
Представлен урок комбинированного типа, который включает в себя письменную проверку знаний по карточкам по предыдущим темам, изучение нового материала с электронной презентацией; для уточнения и систематизации знаний предлагается дидактическая игра....
15 07 2025 7:15:56
В ходе урока учащиеся усваивают закономерности движения крови по сосудам на основе применения знаний по физике о давлении и скорости....
14 07 2025 9:40:42
В ходе урока рассматриваются строение и функции кожи, формируется умение устанавливать взаимосвязь строения и функций кожи, продолжается формирование у учащихся учебно-познавательной, информационной, общекультурной и коммуникативной компетенций. Урок способствует гигиеническому и физическому воспитанию учащихся....
13 07 2025 4:54:43
Работа содержит олимпиадные задания для учащихся 7–8-х классов. Предусмотрены различные формы тестов, которые позволяют более объективно оценить ответы учащихся. Требования к уровню подготовки школьников – базовый уровень....
12 07 2025 6:52:28
Сценарий урока в форме интеллектуальной игры «Своя игра» для учащихся 5-х классов....
11 07 2025 3:56:26
Данный развернутый план-конспект урока поможет учителям биологии в развитии здоровьесберегающих компетентностей учащихся. Учебный материал урока позволит активизировать внимание учащихся на знаниях и умениях, пpaктически значимых в их жизни.
...
10 07 2025 18:39:33
Каждый день, идя на уроки, учитель должен помнить о том, что с каждым годом у детей падает интерес к школьным предметам, в том числе и к биологии. Как заинтересовать учащихся своим предметом? Как расширить их кругозор? Как научить самостоятельно приобретать знания? Одним из способов решения этой проблемы является включение учащихся в проектную и исследовательскую работу, умение учащихся проводить наблюдения.
...
09 07 2025 9:38:22
В курсе дан интересный материал об особенностях строения пpaктически каждого органа нашего тела. Человеческие существа невероятно интересны. Познать самого себя, свои особенности, интересы и склонности, особенности мышления, памяти, внимания. Весь наш организм – это сплошная загадка. Рождение и cмepть, несчастный случай, возможность заболеть и возможность выжить в критической ситуации – все это хотел бы каждый из нас узнать, особенно ребята....
08 07 2025 18:44:14
Технология развития критического мышления, урок-исследование, прием "знаю, хочу знать, узнал". Совместная активная работа, расширение знаний о значении для здоровья правильной осанки, посадки, походки, образа жизни. В фазе вызова - сведения о результатах диспансеризации учащихся. В фазе осмысления - заполняют графы таблицы "знаю, хочу знать, узнал". Работа с текстом, таблицами, выполняя пpaктические задания по оценке своей осанки, посадки, походки. Синквейны....
07 07 2025 15:51:51
Урок разработан для учащихся 6-го класса общеобразовательной школы, занимающихся по авторской линии И.Н. Пономарёвой, с применением личностно-ориентированной педагогической технологии. Интеллектуальные умения развиваются при индивидуальной работе с текстом параграфа и натуральными объектами.
...
06 07 2025 5:16:50
Урок знакомит с фазами митоза и пониманием его биологического значения. У учащихся формируется умение последовательно выстраивать процессы митоза. Создаются условия для осмысления новой учебной информации и ее применения в учебных ситуациях, проверки уровня усвоения системы знаний и умений....
05 07 2025 0:32:36
Урок разработан по программе В.В. Пасечника. Цель урока: углубить и расширить понятие о классе пресмыкающихся на примере представителей отрядов черепах и крокодилов.
...
04 07 2025 12:41:36
Данный урок начинает тему "Жизнь растений". Он позволяет изучить химический состав клетки, овладеть при этом приёмами исследовательской деятельности. Обучающиеся научатся проводить лабораторные опыты, анализировать результаты, делать выводы. На уроке дети будут работать с информационными текстами, схемами и составлять опopные сигналы. Конечным результатом будет связь между целью деятельности и оцениванием собственного вклада в работу на уроке....
03 07 2025 21:38:44
Значение животных в природе предполагает их участие в обмене веществ и преобразовании энергии, они — часть биологических цепочек питания. Одни питаются растениями, другим для выживания необходимы питательные вещества животного происхождения, а некоторые переpaбатывают останки отмерших организмов....
02 07 2025 22:14:31
В ходе занятие школьники расширяют свои знания о представителях типа «моллюски», об их значении в природе и для человека, об их уникальности. Также учащиеся отpaбатывают навыки узнавания представителей моллюсков по фотографиям, рисункам и paковинам....
01 07 2025 17:35:57
После опыления происходит оплодотворение —процесс, в ходе которого цветок превращается в плод. Плоды, как и цветки, очень разнообразны. Оплодотворение Пыльцевое...
30 06 2025 4:33:11
Урок составлен в соответствии с программой и учебником В.В. Пасечника для 6-го класса. При изучении нового материала учитель опирается на знания учащихся о голосеменных из жизненного опыта. Урок имеет пpaктическую и валеологическую направленности, в него включены региональный и экологические компоненты на уроков биологии.
...
29 06 2025 9:45:53
Изучение данной темы в разделе биологии «Обмен веществ и энергии» представляет определенную сложность для учащихся. Рассмотрение гликолиза в цепи процессов метаболизма клетки помогает учащимся лучше понять сущность и значимость этого процесса в энергетическом обмене организма в целом. Наглядность слайдов компьютерной презентации значительно повышает эффективность работы преподавателя....
28 06 2025 2:23:24
Круговороты веществ и превращение энергии в биосфере. Антропогенное влияние на круговороты веществ. Урок знакомит учащихся с сущностью круговоротов веществ и превращения энергии в биосфере, учит их использовать полученные знания для обоснования мероприятий по охране природы. На уроке используется презентация, видеофрагменты, предусмотрена работа учащихся на компьютере с программой Paint....
27 06 2025 7:52:46
Данная работа предлагает ряд разноуровневых заданий по проверке знаний учащихся по теме: "Опopно-двигательная система". Уровневый подход к проверке знаний по предмету позволяет более качественно проверить знания учащихся. Исходя из особенностей дефекта умственно отсталых детей, недоразвития высших форм мышления, учащимся предлагается применение трёх уровней задания: различие, запоминание, понимание....
26 06 2025 21:51:30
На уроке рассматривается строение поперечно-полосатых мышц, сила мышц, дана сущностная хаpaктеристика химических процессов происходящих при сокращении мышц; выделены основные аспекты здорового образа жизни, имеющее значительную роль в профилактике появления и развития заболеваний опopно-двигательного аппарата подростков....
25 06 2025 14:30:21
Изучение флоры и фауны родного края дополняет учебный материал конкретными фактами, способствующими пониманию природы в целом. Одним из средств, вызывающих интерес учеников к предмету, являются коллекции животных. Алгоритм работы с коллекциями включает в себя методику работы с коллекцией, работу с источниками информации, непосредственные наблюдения учащихся.
...
24 06 2025 20:43:52
Все лесные звери в ужасе бегут от пищевого монстра - Колобка, испечённого из опасных для здоровья продуктов. Основная цель сценария "Пищевой Монстр, или Новые приключения Колобка" - призыв к здоровому образу жизни. Используя такие современные педагогические технологии как сказкотерапия, игротерапия, смехотерапия, можно привлечь внимание ребят к вопросу правильного питания как залога долголетия.
...
23 06 2025 9:29:25
При изучении раздела "Пищеварение" целесообразно проведение урока "Гигиенические условия нормального пищеварения", в ходе которого необходимо разъяснить учащимся гигиенические условия нормального пищеварения, познакомить их с профилактикой пищевых отравлений и желудочно-кишечных заболеваний. Особенно важно акцентировать внимание на тех факторах, которые оказывают значительное нeблагоприятное воздействие на организм человека и являются факторами риска. К их числу относится в первую очередь употрeбление алкоголя, а также курение.
...
22 06 2025 3:14:52
Цель урока: повышение интереса учащихся к изучению национальных парков. Задачи: ознакомить с географическим расположением национального парка; расширить кругозор учащихся об особо охраняемой природной территории Кемеровской области; памятниках природы, с конкурсами, проводимыми «Шорским национальным парком; побуждать познавательный интерес к особенностям флоры и фауны, охраняемой государством территории....
21 06 2025 8:12:54
Очевидно, что задания низкого уровня сложности подразумевают репродуктивный тип действий, т.е. это задания на узнавание и требуют простых мыслительных операций для выполнения. В заданиях второго уровня сложности сохранен тестовый способ изложения, однако выбор здесь усложняется, появляется многовариантность ответов, появляются задания с различными рамками ответа. Такие задания требуют более сложных мыслительных операций, а также более детального изучения темы. Задания повышенного уровня сложности предполагают самостоятельный путь решения, активную позицию и значительные интеллектуальные усилия обучающегося....
20 06 2025 9:18:18
Задания для самостоятельной работы учащихся отpaбатывают знание основных фактов, понятий, терминов, закономерностей; обобщают и систематизируют изученное по теме «Система растений и животных ‒ отображение эволюции»....
19 06 2025 1:22:31
Интегрированный урок «Математическое путешествие в мир растений Ульяновской области» расширяет знания о растениях своего края. Учитель проводит с детьми биолого-математический диктант....
18 06 2025 17:56:23
Цели урока: с помощью маленького прекрасного насекомого - бабочки углубить знания по разным предметам; пробудить интерес детей и семьи к данной теме; создать условия для развития и саморазвития ребенка....
17 06 2025 14:42:16
Спецкурс "Человек и человечество" занимает особое место при переходе на профильное обучение. Это итог длительного и пристального изучения человека юношами и дeвyшками десятого класса, достигшими возраста становления, формирования и развития мировоззрения. Каждая школа, исходя из конкретных обстоятельств, определяет: будут ли данный курс изучать десятиклассники, или его лучше перенести на последний год обучения, предложив выпускникам его как итоговое обращение к человеку как предмету научного рассмотрения. Мы предлагаем путь организации духовного поиска, духовного усилия школьника, в котором бы и сочеталось осмысление себя и своей жизни с научным осмыслением человека и eго жизни в том смысле, который подразумевает философия. ...
16 06 2025 7:38:48
Очень много учащихся и студентов задают вопрос о том как провести и грамотно оформить исследовательскую работу. И вопрос этот не праздный, так как знания, полученные самостоятельно в ходе поисковой…...
15 06 2025 14:33:26
Урок биологии в 7-м классе "Роль млекопитающих в природе и жизни человека, их охрана" - это один из заключительных уроков по теме "Млекопитающие". Урок содержит элементы проблемного обучения. Основная цель урока - сформировать экологическую культуру учащихся с элементами краеведения. Использование разнообразных активных методов обучения, проблемное построение урока способствуют развитию познавательного интереса....
14 06 2025 11:47:11
Цель урока: познакомить учащихся с особенностями передвижения воды, минеральных и органических веществ в растении, дать понятие о листопаде....
13 06 2025 1:38:21
Занятие преследует цель углубить и расширить знания учащихся по проблеме влияния психоактивных веществ на организм человека. Большая часть занятия посвящена рассмотрению вопроса механизма воздействия наркотиков на нервную систему. Содержание лекции учителя подкрепляются слайдами презентации....
12 06 2025 13:56:44
![Конспект итегрированного урока по русскому языку и биологии по теме "Буква [е] в суффиксе -ен- в существительных на -мя. Значение семени"](/bio-raw/img/560360100.php.jpg "Конспект итегрированного урока по русскому языку и биологии по теме \"Буква [е] в суффиксе -ен- в существительных на -мя. Значение семени\"")
На уроке учащиеся узнают о правописании суффикса -ен- в существительных на -мя, о значении семян для растений, животных, человека, учатся употрeбллять суффикс -ен- в безударном положении в письменной речи....
11 06 2025 21:56:38
Еще в первой половине XIXв. был получен ряд данных, говорящих о единстве всего органического мира. К ним относятся обнаружение клеточного строения растений, животных и человека....
10 06 2025 5:28:44
В сказке в доступной и запоминающейся форме представлено удивительное свойство краснокочанной капусты – способность менять цвет настоя в зависимости от среды, которая в него попадает. Объяснено значение понятия «индикатор». Предложены варианты демонстрационных опытов с краснокочанной капустой и бытовой химией для проведения их в домашних условиях....
09 06 2025 10:56:19
К отряду Непарнокопытные относятся крупные копытные — лошади, ослы, зебры, носороги и др., у которых хорошо развит третий (средний) палец. Остальные пальцы в ходе эволюции редуцировались....
08 06 2025 2:35:39
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Предлагаемый контрольно-обобщающий урок для 7-го класса знакомит учащихся с удивительным разнообразием внешнего вида и особенностями поведения некоторых рыб, позволяет систематизировать, повторить и закрепить знания учащихся по материалу темы....
07 06 2025 16:54:11
Урок направлен на актуализацию знаний о строении клетки, полученных в 6-м классе, и на построение новых знаний в курсе цитологии. На уроке учащиеся работают в группах, что позволяет развивать коммуникативные навыки; предложенные задания направлены на развитие креативных умений, развитие критического мышления, умения анализировать, обобщать, делать выводы, презентовать свою работу.
...
06 06 2025 4:13:44
Об использовании интеpaктивных медиапособий на уроках биологии с приведением примеров....
05 06 2025 14:29:19
Урок рекомендован для учащихся, изучающих молекулярно-клеточный уровень живой материи. В течение урока учитель опирается на знания, полученные учащимися в 9-м классе. Учащиеся закрепляют строение и функции нуклеиновых кислот, самостоятельно ищут ответы на вопросы. Урок насыщен наглядным материалом, который помогает эффективно усвоить тему....
04 06 2025 5:47:49
Методическая разработка является уроком-игрой, на котором решается проблемный вопрос о грибе, который не похож на другие. Приводится вариант игрового материала о грибах из дополнительной литературы. Все сообщения детей о грибах сопровождаются показом рисунков на компьютере....
03 06 2025 8:32:43
Включение в урок изобретательских задач работает на развитие творческих способностей и детей, и учителя, позволяет осмыслить и закрепить на творческом уровне учебный материал. Выполнение подобных заданий полезно для здоровья учащихся: по ходу работы происходит переключение с левого на правое полушарие головного мозга и обратно, что снижает информационный стресс, вносит в урок эмоциональность, радость творчества.
...
02 06 2025 11:10:52
Урок изучения нового материала. На данном уроке рассматриваются проблемы ВИЧ-инфекции, профилактика вирусных заболеваний, в том числе и СПИДа....
01 06 2025 16:38:49
Весомый вклад в теорию эволюции внесли ученые М.В.Ломоносов, А.Н.Радищев, К.Ф.Вольф, А.А.Каверзнев, И.Е.Дядьковский, К.М.Бэр, К.Ф.Рулье, Н.А.Северцов....
31 05 2025 11:35:26
Основная задача урока: сформировать у учащихся представления о процессе биосинтеза белка, его основных закономерностях; познакомить с «генетическим кодом» и его основными свойствами. Использование презентации в качестве видеоряда позволяет облегчить понимание сложного теоретического материала, сократить время на его объяснение и закрепить изученное решением биологических задач....
30 05 2025 17:50:11
Урок биологии с применением проблемного подхода для развития интеллектуальных и творческих способностей учащихся.
Моей целью как учителя является формирование саморазвивающейся, умеющей принимать самостоятельные правильные решения личности, то есть субъекта деятельности, производящего самого себя. Мотивация, приносящая ребенку радость познания, вызывает устойчивый интерес к учебе....
29 05 2025 1:28:23
Еще:
Биология, химия -1 :: Биология, химия -2 :: Биология, химия -3 :: Биология, химия -4 :: Биология, химия -5 :: Биология, химия -6 :: Биология, химия -7 :: Биология, химия -8 :: Биология, химия -9 :: Биология, химия -10 :: Биология, химия -11 :: Биология, химия -12 :: Биология, химия -13 :: Биология, химия -14 :: Биология, химия -15 :: Биология, химия -16 :: Биология, химия -17 ::
