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:
В обществе во многом не сформированы ценностные оценки здоровья, что является одной из причин массового распространения саморазрушающих форм поведения, начиная от гиподинамии до алкоголизма и наркотизации. В наш информационный век, как ни странно, школьники обладают скудными знаниями о возможностях поддержания здоровья, а под ЗОЖ они понимают только отсутствие вредных привычек. ...
26 04 2024 18:41:25
Представлена система уроков по учебнику Мамонтова С.Г., Захарова В.Б., Сонина Н.И. Биология. Общие закономерности. 9-й класс. Используется одна презентация на все уроки. Имеются гиперссылки на схемы, таблицы, флэш-анимации. Урок сопровождается системой контроля знаний учащихся в виде интеpaктивных тестов. Приводится полный конспект вводного урока "Неорганические вещества, входящие в состав клетки".
...
25 04 2024 11:20:15
Данный материал раскрывает свойства и особенности белков. Выполняется пpaктическая работа в парах. Итог занятия – проведение теста....
24 04 2024 1:16:33
Урок биологии в 6-м классе по УМК Н.И.Сонина с применением модульной технологии и ИКТ....
23 04 2024 0:11:37
В настоящее время состояние образования вызывает противоречивые мнения, но школа обеспечивает получение востребованного образования. Его цели и задачи направлены на формирование общей культуры, духовно-нравственное, социальное, личностное развитие детей, их саморазвитие и самосовершенствование, социальную успешность, развитие творческих способностей, сохранение и укрепление здоровья....
22 04 2024 10:29:47
Использование проектной технологии на уроках биологии разнообразит учебный процесс, несёт в себе мотивационный и творческий потенциал, формирует познавательный интерес и познавательную активность обучающихся, включает их в информационно-коммуникативную деятельность и помогает самостоятельно организовать свою работу, свободно ориентироваться в информационном прострaнcтве.
...
21 04 2024 15:48:55
Цель урока: выяснить степень усвоения учащимися знаний по пройденной теме, закрепить знания, знать значение терминов, используемых по данной теме, убедиться в том, что значение системы кровообращения в организме велико и от ее работы зависит состояние работы нашего организма.
...
20 04 2024 16:24:21
Разработка урока включает лабораторную работу, состоящую из 2-х частей. Для проведения урока предполагается наличие лабораторного и мультимедийного оборудования, а также традиционных плаката и учебника. Работа учащихся на уроке оценивается при проверке изученного ранее материала и по итогам выполнения лабораторной работы....
19 04 2024 22:37:21
Гидра — типичный представитель класса—достигает и длину 1 см. Форма тола ее цилиндрическая. На одном полюсе имеется рот, окруженный щупальцами, которых у различных видов бывает от 6 до 12. На противоположном полюсе у гидр расположена подошва, служащая для прикрепления животного к субстрату....
18 04 2024 13:13:59
Представленный урок составлен на основе программы Н.И. Сонина для 7-го класса. Чтобы повысить интерес учащихся к теме, урок интегрирован с математикой. Задание по определению темы урока (угадывание букв) вызывает у детей интерес и мотивирует их дальнейшую деятельность на уроке. Урок обучает детей работе с учебником. Формирует навыки составления схем и умение делать самостоятельно выводы. Учитель привлекает на урок очень интересный дополнительный материал из книги "За страницами учебника"....
17 04 2024 23:33:58
Предлагаются несколько вариантов заданий с ответами для проведения зачета по биологии по теме "Пищеварение".
...
16 04 2024 13:19:28
Представлен конспект урока-игры в 5-м классе: "Через тернии - к Звездам". Эта игра проводится после изучения главы "Вселенная". Игра - одна из форм проведения обобщающего урока в моей педагогической пpaктике. Пpaктически каждая пройденная глава в 5-х и 6-х классах обобщается именно в игровой форме. Игра побуждает учащихся к знаниям, к победе, учит коллективной форме работы, определенным правилам и нормам поведения, а главное - прививает интерес к предмету....
15 04 2024 11:34:38
Урок поможет доказать, что клетка - самостоятельная живая система, имеющая объём; научит сравнивать одноклеточные и многоклеточные организмы по сложности организации, выявит черты сходства и различия.
...
14 04 2024 16:10:23
Задачи урока направлены на то, чтобы познакомить и сформировать у учащихся представление о внутриклеточных паразитах, механизмах проникновения и воздействия вирусов на клетку хозяина, а также профилактику и меры борьбы с вирусами, вызывающими болезни растений, животных и человека....
13 04 2024 3:45:59
Предлагается план урока на тему "Клетки крови. Эритроциты и лейкоциты. Малокровие". На уроке с учащимися проводится познавательная игра, выполняется лабораторная работа и также присутствует творческий мини-проект.
...
12 04 2024 15:25:48
В последнее время в школьную пpaктику входят более эффективные методы и средства обучения, способствующие активации познавательной деятельности учащихся. К ним можно отнести такой дидактический материал, задания которых составлены таким образом, что могут быть предложены для выполнения отдельному ученику, группе учащихся или всему классу, что позволяет реализовать дифференцированный подход в обучении и с помощью задания выявить подготовку на разных уровнях....
11 04 2024 6:20:44
Урок завершает тему "Класс рыбы", "Класс земноводные", "Класс пресмыкающиеся". Урок обобщения, закрепления и коррекции знаний проводится по модульной технологии, используются разные формы работы: индивидуальная, групповая, парная....
10 04 2024 0:35:25
На уроке учащиеся узнают о составе почвы, о значении перегноя для плодородия почвы....
09 04 2024 8:14:51
В данной разработке отражен творческий подход к преподаванию раздела биологии-зоологии, что поможет учителям качественно подготовиться к проведению уроков. К уроку имеется мультимедийное приложение (СD-диск) в виде презентации. Методическая разработка предназначена для учителей-предметников; для учеников, стремящихся расширить свой кругозор....
08 04 2024 21:23:13
Данная разработка позволит познакомить учащихся с многообразием земноводных, интересными представителями, значением их в жизни человека, экологическим значением, познакомить с земноводными, обитающими на территории Нижегородской области, сформировать бережное отношение к земноводным как части живой природы.
...
07 04 2024 5:40:46
Человек неразрывно связан с природой. Он обладает разумом и способен к научному познанию. От его деятельности зависит разнообразие живых организмов и сохранение...
06 04 2024 22:21:27
Урок-обобщение, в ходе которого систематизируются уже полученные знания по теме, показываются различия и взаимосвязь всех сторон метаболизма, выясняется, что является источником энергии для живых организмов, по каким законам термодинамики осуществляется превращение энергии....
05 04 2024 15:53:38
Урок биологии в 10-м классе проходит в форме конференции, на котором выясняются факторы, влияющие на снижение продолжительности жизни людей.
...
04 04 2024 11:57:51
Основной задачей является формирование знаний об особенностях строения и образа жизни эвглены зеленой. На уроке используются различные методы активизации познавательной активности учащихся. На основном этапе урока изучение нового материала применяется исследовательский метод. Учащиеся работают в парах, выполняя пpaктическую работу с микроскопом. В конце работы учащиеся самостоятельно приходят к выводу о необычности систематического положения эвглены зеленой и единстве всего живого на Земле....
03 04 2024 4:50:10
Одно из ведущих положений теории деятельности для эффективного обучения предполагает такую его организацию, при которой ученик сам оперирует учебным содержанием, и только в этом случае оно усваивается осознанно и прочно, а также идет процесс развития интеллекта ученикам. Новая парадигма состоит в том, что ученик должен учиться сам, а учитель – осуществлять мотивационное управление его учением.
...
02 04 2024 11:19:26
Урок рассчитан на развитие самостоятельной работы учащегося, умение оценивать свою работу и работу своих товарищей. В урок включены творческие, самостоятельные формы работы, а также работа с видеоматериалом. При определении заданий для учащихся, учитываются их способности. Принцип построения урока можно использовать как в среднем, так и в старших классах....
01 04 2024 5:56:59
Классный час на тему проводится в форме информационного ринга....
31 03 2024 6:16:59
Урок направлен на формирование целостного представления о цветке как органе семенного размножения. Применение различных стратегий текстовой деятельности позволяют учителю активизировать деятельность учащихся на этапе работы с учебником и осмысления прочитанного....
30 03 2024 0:35:23
Данная разработка может быть полезной для учителей, использующих технологии открытого образования на уроках и во внеурочной деятельности. Игра в технологии "Дебаты" по теме "Содержание птиц в неволе недопустимо" проводится в качестве обобщающего урока и позволяет решить следующие задачи: закрепить и актуализировать полученные ранее знания, овладеть новыми знаниями; способствует формированию культуры спора, терпимости; способствует развитию интеллектуальных и творческих способностей; способствует формированию навыков совместной деятельности. В статье приводится подробное описание игры и структуры кейсов утверждающей и отрицающей сторон. ...
29 03 2024 17:57:24
В ходе подготовки и проведения мероприятия учащиеся знакомятся c разнообразием красящих пигментов растений, приобретают навыки работы с дополнительной литературой, биологическим оборудованием и химическими реактивами. Происходит формирование монологической речи и опыта выступления перед аудиторией, воспитание бережного отношения к природе и чувства прекрасного....
28 03 2024 15:19:39
В статье автор рассказывает об опыте применения групповой работы на уроках, которая повышает интерес учащихся к предмету....
27 03 2024 5:11:12
Учащиеся знакомятся с некоторыми страницами жизни и творчества великого Ч.Дарвина. Дарвин – человек, наделенный неутомимым терпением при собирании многочисленных фактов, имеющий удивительную способность выводить заключения, обладающий бесподобным слогом – словом, человек совершенный, способный для громадного труда, который он предпринял и выполнил. В материалы урока включены: презентация ученицы 11-го класса, сообщения учащихся, лабораторный пpaктикум, тест.
...
26 03 2024 18:42:41
Организация такого урока предполагает:
– большую степень самостоятельности обучающихся в приобретении новых знаний;
– наличие у обучающихся сформированных навыков работы с литературой;
– достаточное количество литературы (и другого материала) для изучения на уроке;
– наличие четкого плана действий для каждой группы.
...
25 03 2024 4:50:26
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Урок проводится в форме интеллектуальной передачи «Своя игра». На мероприятии развивается познавательный интерес учащихся, расширяется кругозор, развиваются такие УУД, как анализ и синтез информации, обобщение, сравнение, установление причинно-следственных связей....
24 03 2024 10:22:34
Урок проведен в форме игры-путешествия по станциям. Тему учащиеся разбирают на протяжении нескольких уроков. Знакомятся с разными отрядами класса насекомых. Узнают особенности их внешнего и внутреннего строения, поведения, образа жизни и основных представителей отрядов насекомых. На уроке использовались технологии: частично-поисковой, индивидуальная и групповая работа, развивающее обучения, ИКТ, личностно-ориентированное обучение....
23 03 2024 19:58:45
В статье представлена разработка урока по данной теме.
...
22 03 2024 14:48:10
Слизистая оболочка содержит множество мелких слюнных желез. В нее открываются протоки трех пар крупных слюнных желез: околоушных, подчелюстных, подъязычных....
21 03 2024 4:57:25
Формируя нравственную культуру учащихся и создавая системы ценностей ребенка, нужно помнить, что он – члeн социума. Ещё В.А. Сухомлинский обращал внимание на то, что дети, лишенные родительского общения, не только вырастают жестокими, но и теряют «иммунитет» жить в семье. Наша задача – сохранить или даже создать этот «иммунитет», показать роль семьи в современном обществе и в жизни каждого человека.
...
20 03 2024 15:50:15
Представлен конспепкт урока-прогноза "Путь к долголетию"....
19 03 2024 23:37:32
Обобщающе-интегрированный урок по биологии для учащихся 7-го класса на тему «Тип Члeнистоногие. Неизвестное об известном» обобщает, систематизирует и закрепляет изученный материал по теме Члeнистоногие, проверяет полноту, гибкость и осознанность усвоения учащимися новых знаний и умений реализовывать вновь приобретенные знания, выявление пробелов в ЗУН для последующей коррекции....
18 03 2024 11:26:41
Интегрированный урок по географии и биологии знакомит учащихся 8-го класса с природой озера Байкал. В нестандартной форме учащиеся получают представление об уникальной природе озера, взаимосвязях компонентов природы. Предусматривается самостоятельная подготовка к уроку: ребята могут выбрать представителей эндемичных животных и составить свой рассказ или презентацию по этой теме....
17 03 2024 3:15:43
Я большое внимание в своей работе уделяю обучению школьников заботе о своем здоровье, ведению здорового образа жизни. Работаю над проблемой "Здоровьесберегающие образовательные технологии на уроках биологии". Традиционная организация учебного процесса создает у школьников постоянные стрессовые перегрузки и способствует развитию хронических болезней. В своей работе использую различные формы и методы проведения уроков, способствующие снижению уровня эмоционального напряжения школьников (мозговой штурм, групповая дискуссия, ролевое моделирование и т.д.) и включаю специальные профилактические приемы....
16 03 2024 1:58:10
Методическая разработка интегрированного занятия элективного курса «Окружающая среда и здоровье человека» (биология + литература) для учащихся 9-х классов.
Педагогическая новизна методической разработки темы заключается уже в постановке проблемы, так как рассматриваемые пристрастия (привычки) оцениваются большинством как нейтральные (невредные) привычки, не оказывающие негативного влияния на физиологическое, психологическое и социальное благополучие человека....
15 03 2024 19:31:16
Использование информационных технологий на уроке позволяет расширить и разнообразить его содержание, сделать более наглядным и интересным, повысить качество образования, способствует развитию интереса к предмету....
14 03 2024 9:20:14
Цель урока: познакомится со строением шляпочных грибов и многообразием шляпочных грибов. Задачи: познакомить школьников с особенностями строения, многообразием и значением грибов; научить распознавать грибы по хаpaктерным признакам....
13 03 2024 13:37:12
Цели урока: познакомить с многообразием листьев, развивать морфологические понятия; развивать умения проводить сравнения, выявлять общие и отличительные признаки простых и сложных листьев, распознавать листья по типам жилкования, форме листовой пластинки, форме края, расположения на стeбле....
12 03 2024 3:47:45
Высшие растения имеют сложную тканевую структуру. Она представлена проводящими и механическими тканями. Также отличительным признаком является наличие трахей, трахеид и ситовидных трубок, которые быстро доставляют питательные вещества от корня к листьям, соцветиям, стeблям....
11 03 2024 12:35:23
Статья адресована учащимся, педагогам дополнительного образования, учителям общеобразовательных школ, воспитателям детских садов, специалистам-биологам и содержит сведения по содержанию уголка живой природы....
10 03 2024 9:20:12
Урок "38 недель в своем мире" ‒ рассказ о тех сложных и необычайно важных процессах, которые предшествуют рождению ребенка. По ходу урока ребята самостоятельно составляют "кодекс" здорового образа жизни будущих родителей и приходят к пониманию того, что каждый делает свою жизнь сам и каждый в ответе за собственное счастье....
09 03 2024 20:13:24
"ИСУД" (индивидуальный стиль учебной деятельности ученика) является частным случаем развивающего обучения. Эта технология специально спроектирована как открытая система для добавления новых приёмов и форм работы и для корректирования и модернизации системы ресурсов учебного успеха ученика. В статье показано использование приёмов ИСУД на уроке биологии в 10-м классе по учебнику В.Б. Захарова, Н.И. Сонина.
...
08 03 2024 14:41:58
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 ::
Эры и периоды в развитии жизни на Земле
Отряд Приматы: образ жизни, эволюция и классификация
Создание культурных растений человеком, ярусность как признак растительного сообщества
Экологические сказки
Урок биологии по теме "Органы дыхания: строение и функции". 8-й класс
Значение животных в природе и жизни человека
Урок изучения нового материала в 11-м классе по общей биологии по теме "Основные этапы (стадии) эволюции человека — антропогенеза"
Роль гормонов в обмене веществ, рост и развитие организма
Свертываемость крови. Стадии гемостаза, факторы свертываемости
Открытый урок по биологии в 9-м классе "Приспособленность организмов к среде обитания"