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:
Активизация познавательной деятельности – целенаправленная педагогическая деятельность учителя по повышению уровня учебной активности школьников. Урок-исследование – это урок, который максимально повышает уровень познавательной активности школьников, побуждает их к старательному учению. Все учащиеся класса на уроке работают интенсивно, с интересом и желанием....
27 11 2024 4:16:21
В основе представленного урока лежит деятельностная система обучения, которая опирается на сотрудничество на уроке между учителем и учеником. Она предполагает принятие индивидуальной ответственности за сделанный выбор, повышает уровень индивидуальной культуры работы с информацией, даёт возможность учителю создать условия для осознания и осмысления учащимися новой учебной информации....
26 11 2024 23:27:41
На данном уроке проводится исследовательская работы по определению соответствия условий школьного кабинета СанПиН: определение цветовой гаммы кабинета, его озеленение, вентиляционный режим, коэффициент аэрации, освещенность, а также объем и площадь на одного ученика. Это позволяет показать важность учебных теоретических знаний для жизни, помогает объединить знания из нескольких учебных дисциплин....
25 11 2024 3:47:37
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....
24 11 2024 10:21:23
Цель урока: раскрыть общие особенности жизнедеятельности клетки, отличающие их от организации других царств живой природы (растения, животные); дать биологические понятия (обмен веществ и энергии, дыхание, питание, размножение); воспитывать любовь к природе....
23 11 2024 5:21:52
Каким должен быть современный урок, его структура, форма, методика? Каким требованиям он должен отвечать? Результаты работы учителя оцениваются умениями его учеников, уровнем самодеятельности учащихся на уроке, отношением учащихся к предмету, учителю, друг к другу. Добиться хороших успехов в обучении можно только путем повышения интереса к своему предмету. Автор использует современные педагогические технологии, в том числе информационно-коммуникационные....
22 11 2024 21:17:29
Урок проводится в 11-м классе при изучении раздела «Основы генетики». В ходе урока учащимся предлагаются различные виды работ: сообщения, составление плана, рассказы по родословным, решение задач, проверочная работа.
...
21 11 2024 1:42:37
Данный материал можно использовать как для изучения нового материала в 9-м классе, так и для изучения данной темы в старшей школе. С помощью информационных технологий осуществляется проверка пройденного ранее материала, актуализируются теоретические знания учащихся по теме. Для изучения нового материала используются схемы, таблицы, фотографии, а также интеpaктивные задания.
...
20 11 2024 2:24:44
Цель урока: формирование знаний об особенностях внешнего и внутреннего строения земноводных как первых наземных организмов, но не порвавших связь с водной средой обитания; об особенностях размножения; о значении земноводных в природе и жизни человека и необходимости их охраны....
19 11 2024 9:21:45
На данном уроке учащиеся узнают анатомо-физиологические понятия о сердечном цикле и автоматизме работы сердца.
...
18 11 2024 8:28:38
Форма тела ресничных червей продолговатая, иногда в виде листа. Снаружи черви укрыты однослойным ресничным эпителием. Во время взросления реснички теряются, поэтому взрослые особи вовсе их лишены....
17 11 2024 21:41:39
Урок проводится в виде деловой игры - интеллектуального турнира. На уроке разбираются следующие понятия: сравнение митоза и мейоза, знание особенностей гаметогенеза, форм размножения, преимущество пoлoвoго размножения, биологический смысл процесса оплодотворения, стадий эмбриогенеза.
...
16 11 2024 23:10:15
Цель урока – закрепить знания учащихся о многообразии цветковых растений на Земле, об отличительных признаках растений различных классов....
15 11 2024 17:54:51
Урок "Удивительное царство - грибы" проводится с целью ознакомления с многообразием грибов, их пpaктическим значением в различных областях народного хозяйства, в жизни человека и природе в целом. Урок проходит в форме конференции, на которой выступают люди разных профессий....
14 11 2024 1:31:43
Учитель вводит в урок пpaктические действия анализирующего хаpaктера. Пpaктическая работа активизирует и направляет внимание и деятельность детей на активный поиск частей цветка. И после проверки знаний выясняется, что у учащихся имеются четкие представления о строении цветка.
...
13 11 2024 14:30:31
Заполнено ядро жидкостью и несколькими структурными элементами. В нем выделяют оболочку, набор хромосом, нуклеоплазму, ядрышка....
12 11 2024 6:51:48
Урок изучения и первичного закрепления новых знаний. Основной акцент сделан на работу с текстом в микрогруппах. Текст подобран в соответствии основным группам витаминов (А; Б; С; Д) изучаемым на уроке. Задания составлены наподобие материалов ГИА-9 части «С». Для закрепления учебного материала предлагается тест. К уроку прилагается презентация. В качестве домашнего задания предлагается небольшая исследовательская работа....
11 11 2024 8:43:43
В статье автор рассматривает организацию проектной деятельности учащихся при изучении биологии в школе. Как увлечь учащихся проектной деятельностью? Как правильно организовать работу учащихся над проектом? Основные этапы работы над проектом и основные требования к оформлению. Использование компьютерных технологий в работе школьников и результативность создания проекта.
Работа учащихся с проектами апробирована автором, используется в работе школьного НОУ по биологии и как один из этапов подготовки к итоговой аттестации....
10 11 2024 12:54:27
Урок по данной теме разработан с использованием модульную технологию. Модульная технология обеспечивает возможность самостоятельного усвоения знаний обучающимися до определенного уровня. Она призвана освобождать педагога от выполнения информационной функции и создавать условия для более яркого проявления консультативно-координирующей функции.
...
09 11 2024 9:22:41
Интегрированный урок по основам безопасности жизнедеятельности и биологии с использованием компьютерных технологий. Тема урока связана с профилактикой наркомании, с целью дать учащимся представление о наркомании как о факторе, разрушающем здоровье. Задачи урока – формировать у учащихся стойкое неприятие к наркотикам, показать опасность принятия даже одной дозы, ознакомить с уголовной ответственностью в области наркомании, а также сформировать необходимые жизненные навыки....
08 11 2024 11:20:12
Учащиеся знакомятся с процессами обмена веществ, выделяются ключевые реакции брожения (гликолиза), фотосинтеза, хемосинтеза, аэробного энергетического процесса. Прослеживается возможность происхождения и эволюция обменных процессов прокариот. Определяется значение этих процессов в природе, в жизни человека....
07 11 2024 14:11:11
Урок позволяет раскрыть особенности строения и образа жизни птиц разных экологических групп.
...
06 11 2024 21:41:10
Занятие с целью изучения что происходит с пищей в ротовой полости, какие химические изменения пищи происходят в желудке....
05 11 2024 12:11:42
Жизнь на Земле существует несколько миллиардов лет благодаря способности организмов к размножению — воспроизведению себе подобного потомства. Способы...
04 11 2024 5:44:35
В 6-м классе учащиеся начинают изучать биологию. Главная задача первых уроков - вызвать интерес у учащихся к предмету, показать значимость этого предмета в понимании окружающего мира. Первые уроки должны быть яркими, необычными, запоминающимися....
03 11 2024 15:34:21
В работе представлен опыт работы по организации самостоятельной работы учащихся. Все этапы усвоения знаний, умений выполняются лично каждым школьником, его умственным трудом. Переход на такую систему работы привел к накоплению большого количества оценок, отказу от домашних заданий, повышению познавательной активности и работоспособности.
...
02 11 2024 3:14:53
На уроке учащиеся знакомятся со строением цветка, многообразием строения цветов, их значением в жизни растений. Расширяются знания обучающихся о разнообразии цветковых растений....
01 11 2024 8:12:13
Раздел является одним из наиболее сложных для понимания в школьном курсе общей биологии. В экзаменационной работе ЕГЭ по биологии данный раздел проверяется на базовом, повышенном и высоком уровне, что требует от выпускников не только воспроизводить свои знания, но и уметь применять их в новой ситуации. Урок обобщения знаний направлен на развитие умений обобщать и анализировать информацию, давать аргументированную оценку суждений....
31 10 2024 19:56:28
Интеграция тем: «Генеалогический метод анализа и составление родословной» и «MS WORD. Вставка и форматирование графических изображений» дает возможность использовать приобретенные студентами знания и методику составления родословной во встроенном графическом редакторе офисных программ семейства MS Office....
30 10 2024 22:42:44
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Урок общей биологии с доской SMART Вoard. Цель: изучение нового материала, закрепление и систематизация материал по теме, формирование общебиологических понятий – основные свойства живых организмов, химический состав клетки, наука цитология; формирование навыков работы в паре и группе по закреплению и систематизации материала....
29 10 2024 4:34:19
Данный урок знакомит учащихся с домашними животными, обитающими в Казахстане. Знакомит с их разнообразием, с народными понятиями, связанными с животноводством. Углубляет знания о коневодстве и верблюдоводстве их значение в жизни человека, прививает любовь к животным, уважение к труду животноводов и дает профессиональную ориентацию....
28 10 2024 17:14:48
Важным аспектом данного урока является выход за рамки узкопредметного восприятия изучаемого материала. Организация и проведение игры "Предприимчивость" направлена на развитие функции самореализации личности, на рост мотивации и познавательного интереса, а также на включение учащихся в самостоятельную деятельность. Созданные в игре реальные жизненные ситуации требуют разрешения с учетом экономических интересов и потребностей общества и экологической этики учащихся....
27 10 2024 21:15:55
Цель урока: выявление хаpaктерных черт строения и процессов жизнедеятельности простейших; формирование у учащихся познавательного интереса к изучению жизнедеятельности животных....
26 10 2024 21:28:45
В первой половине XIX в. уже был собран огромный материал из различных областей естествознания, свидетельствующий в пользу эволюции....
25 10 2024 4:36:24
Цели урока: ознакомить учащихся с хаpaктерными особенностями семейства пасленовые; выяснить причины распространения или запрета растений в России; провести связь между бытом, жизнью людей и природы; расширить знания о свойствах и многообразии семейства; побудить учащихся к самостоятельному изучению растений.
...
24 10 2024 20:39:51
Экскурсия поможет учителям биологии и экологии, воспитателям, классным руководителям воспитывать у учащихся бережное отношение к природе, сообщить дополнительные сведения о древнейших группах наземных позвоночных животных....
23 10 2024 2:48:23
Взаимодействие человека и природы – это комплексное воздействие антропогенных факторов на природу и природных факторов на здоровье и хозяйственную деятельность человека. Метод проектов позволяет развивать познавательные интересы учащихся, умения самостоятельно конструировать свои знания, собирать информацию, обpaбатывать её при помощи компьютерной техники.
...
22 10 2024 0:56:54
В статье автор рассказывает об опыте применения групповой работы на уроках, которая повышает интерес учащихся к предмету....
21 10 2024 16:10:54
В современных условиях понимание образования не сводится только к формированию систематических знаний, умений и навыков, школа нацелена на интеллектуальное и нравственное развитие ребенка, формирование у него творческого мышления, умение работать с информацией.
Исследовательская компетентность – способности, связанные с анализом и оценкой ситуаций. На уроках у учащихся формируются навыки самостоятельной работы с источниками; умения сравнивать факты, оценки; обсуждаются проблемные вопросы, развивается критическое мышление.
...
20 10 2024 8:37:52
Формирование у обучающихся представления, что без сохранения жизни на Земле во всем многообразии её систем невозможно выживание и развитие человечества, заставляют учителя делать так, чтобы экологическая составляющая биологических знаний воспринималась ребятами как особо значимая, осознанно присваивалась учениками, а не навязывалась. Все, что мы изучаем на уроках, должно породить новые человеческие отношения и сформировать правильные поведенческие нормы....
19 10 2024 12:56:28
Усики и колючки — надземные видоизменения стeбля. Они располагаются в пазухах листьев либо на листовом узле супротивно листу....
18 10 2024 4:25:22
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 10 2024 15:36:42
Представленный конспект урока позволяет изучить внутреннее и внешнее строение рыб в форме пpaктической работы с использованием натуральных объектов (живые аквариумные рыбки, влажные препараты), что способствует повышению познавательной активности и, как следствие, повышению качества знаний учащихся....
16 10 2024 3:28:31
Разработка урока для 7-х классов с использованием мультимедийной презентации. Цели урока: расширить, углубить и систематизировать знания учащихся о животных из класса Земноводные, особенностях их жизнедеятельности и использовании их человеком; продолжить формирование умений устанавливать причинно-следственные связи, анализировать, сравнивать, делать выводы, применять полученную информацию в новых условиях....
15 10 2024 12:25:46
Презентация подготовлена к уроку биологии в 6-м классе. Она помогает закрепить знания о строении и значении цветка, плода; познакомить с разнообразием и классификацией плодов.
...
14 10 2024 19:52:56
Многообразие пород домашних животных и растений было создано по воле человека и в соответствии с его пожеланиями. Это и есть искусственный отбор....
13 10 2024 0:37:48
Разработанный технологический пакет к уроку биологии с использованием видеоматериала из видеоряда коллекции Национального географического общества «Крылья над Серенгети / жизнь и cмepть на африканских равнинах» позволяет акцентировать эмоции учащихся, сообщить материал и обеспечить полисенсорность познания. Отрывок фильма демонстрируется после объяснения учителя. После просмотра следует обсуждение увиденного. Разработано тестирование на разных этапах урока и представлен углубленный вариант....
12 10 2024 14:16:32
В статье рассказывается о том, каким материалом должен владеть учитель и как вести подготовку учащихся к ЕГЭ. Составлен примерный тематический план повторения учебного материала. Обращается внимание на пpaктическую направленность курса. Приводится перечень методических пособий для подготовки к экзамену. Предлагается план самостоятельной подготовки учащихся. Даны рекомендации по оформлению стенда "Как готовиться к ЕГЭ". Предлагается план работы на уровне районных методических объединений....
11 10 2024 14:19:28
Я предлагаю вашему вниманию методическую разработку по решению генетических задач различной степени сложности.
Одним из условий обеспечения глубоких и прочных знаний у учащихся является организация их пpaктической деятельности. Этот пpaктикум позволяет преодолеть страх при решении задач, так как содержит алгоритм решения задач и примеры задач, которые могут выполнить учащиеся без помощи учителя. Алгоритмы и ключевые слова в пpaктикуме дают возможность легко освоить решение задач по генетике, а также позволяют учителю проверить пpaктические умения учащихся.
...
10 10 2024 23:13:10
Цели урока: обобщить знания учащихся о строении и функциях органов пищеварительной системы, познакомить их с различными системами питания, заинтересовать учащихся проблемами рационального питания, осуществить взаимосвязь науки и народного творчества через знакомство учеников с пословицами и поговорками о питании....
09 10 2024 20:33:43
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
Урок-пpaктическая работа в 9-м классе по теме "Сравнение строения бактериальной, грибной, растительной и животной клеток"
Тканевая жидкость, лимфа, кровь. Их функции и состав
Внутреннее строение листьев
Класс Сцифоидные медузы: строение, размножение, жизненный цикл
Формы естественного отбора
Особенности строения голосеменных растений (6-й класс)
Хвойные растения: хаpaктеристика, представители и значение
Свертываемость крови. Стадии гемостаза, факторы свертываемости
Функции желез внутренней секреции. Гормоны