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 на тему «Индивидуальное развитие организмов» для учащихся 9-х классов направлен на углубление и систематизацию знаний об онтогенезе организмов и его этапах....
01 04 2025 22:34:30
В данной статье представлена разработка урока по теме "Пищеварение в ротовой полости" с использованием мультимедийной презентации....
31 03 2025 0:32:22
Урок-конференция, диалоговая дискуссия, обобщение знаний материала по теме «Экосистемный уровень». Представление учащимися результатов исследовательской деятельности в 137 квартале Еткульского участкового лесничества о сохранении биоценозов....
30 03 2025 8:29:33
Направляемые на фестиваль сценарии и материалы выступают против асоциальных явлений и могут быть использованы для проведения внеклассных мероприятий для детей среднего школьного возраста. Все материалы пропагандируют здоровый образ жизни. ...
29 03 2025 15:45:54
Представители класса Коралловые полипы – это беспозвоночные организмы, населяющие глубины морей. В основном, колониальные организмы, иногда одиночные, полиповидной формы....
28 03 2025 23:46:14
Дидактические игры являются неотъемлемой частью учебного процесса в малочисленной школе, где поддерживать интерес учащихся в течение урока и на протяжении нескольких уроков особенно трудно. Дидактическая игра является хорошей основой для установления связей биологии с предметами художественно-эстетического цикла. Игра во многом обеспечивает доступность изучения учебного материала, не нанося ущерба его научности....
27 03 2025 4:52:28
Цели урока – изучить структуру биогеоценоза и биоценоза на примере елового леса; рассмотреть показатели, хаpaктеризующие биоценоз....
26 03 2025 13:10:27
Данная тема всегда вызывает затруднения при изучении её учащимися. Обдумывая каждый этап урока, поняла, что ученики должны сами вовлекаться в изучение нового материала. В этом помогла презентация к уроку. Анимация, использованная на уроке, наглядно показывает сложные процессы обмены веществ....
25 03 2025 8:20:31
Урок призван обобщить знания учащихся об особенностях строения и функциях крови, органов кровообращения в организме, формировать умения: работать с текстом, индивидуально, переключаться с одного вида деятельности на другой, выделять главное, оформлять результаты мыслительных операций в устной и письменной форме, слушать и делать краткие записи в тетради....
24 03 2025 23:51:16
На уроке рассматривается поступление воды в клетку и из клетки через цитоплазматическую мембрану по законам осмоса. Выполняя пpaктическую работу, обучающиеся наблюдают данную функцию плазматической мембраны на примере растительной клетки. Полученные знания примеряют для решения пpaктических вопросов в групповой работе....
23 03 2025 2:13:44
Данная разработка составлена в соответствии с программой Н.И. Сонина для 6-го класса. Она дает представление о выделении как важном процессе жизнедеятельности организма, способах выделения ненужных веществ у беспозвоночных животных....
22 03 2025 17:23:36
Урок представлен как групповой урок, целью которого является доказательство космической роли растений. После повторения процесса фотосинтеза учащиеся разбиваются на группы. Каждой группе дается карточка с вопросами о роли растений, на которые ученики должны самостоятельно найти ответ в учебнике, каждая группа объясняет свои ответы классу и делает вывод. В заключение работы ученики отвечают на вопросы теста....
21 03 2025 23:16:12
Проведение приурочено к 1 декабря (Всемирный день борьбы со СПИДом). Усилия всего прогрессивного человечества направлены на борьбу с вирусом иммунодефицита человека. Самое трудное – начать. В каждой стране, в каждом обществе существует множество проблем, но проблема ВИЧ продолжает входить в круг первоочередных задач мирового масштаба. Поэтому очень важно информировать учащихся об этой проблеме. Предлагаемый сценарий образно и доступно дает представление о том, что такое СПИД....
20 03 2025 2:23:30
Разработка урока-экскурсии представляет собой урок-конструктор и может использоваться для учащихся разного возраста. Для оформления отчета по экскурсии можно использовать еще один урок, на котором предлагаю провести также викторину с использованием интеpaктивной доски. Задания для викторины представлены в приложении.
...
19 03 2025 9:10:59
Работа представляет собой урок природоведения в 5-м классе по теме "Методы изучения природы" по программе А.А. Плешакова и Н.И. Сонина. На данном уроке реализуется принцип деятельностного подхода, используются групповая и индивидуальная формы работы....
18 03 2025 17:32:36
В процессе работы над заданиями ученики должны давать определения понятиям "мутация", "геномные, хромосомные, генные мутации"; классифицировать и объяснять их возникновение в клетке, обобщать и формулировать выводы; научиться работать самостоятельно с материалом, предложенным учителем; выполнять конкретные задания и объективно оценивать свои знания.
...
17 03 2025 11:52:57
Урок проводится в форме изучения нового материала, на котором учащимся отводится активная роль: они готовят сообщение о биографии В.И. Вернадского, выполняют самостоятельную работу, тест. Урок должен проводиться в кабинете, имеющем компьютер с мультимедийным проектором и интеpaктивной доской.
Контроль на уроке предлагается в форме тестирования....
16 03 2025 19:20:41
Урок проводится с применением игровых технологий, как конкурс между двумя комaндами класса. Используются групповые, парные, индивидуальные формы работы. Используется дифференцированный подход: для более слабых - биологическая "рыбалка", для средних и сильных учеников - работа по исправлению ошибок в тексте, для увлекающихся - возможность выступить с докладом, собрать названия рыб....
15 03 2025 13:59:57
Использование разных способов контроля позволяет сделать урок интересным, ярким, занимательным и дает возможность каждому ученику проявить свои способности.
...
14 03 2025 13:43:52
Процесс учебной деятельности таит в себе богатые возможности для умственного развития ребенка и позволяет увлечь его этой деятельностью. Обучение и воспитание должно опираться на любознательность школьников. Задача учителя – увлечь ребенка самим процессом обучения, воспитать внутреннюю потребность учиться. Ребенок, увлеченный процессом учения, не столько озабочен результатом, сколько самим ходом решения....
13 03 2025 0:12:10
Тема "Эволюционное учение" объемна и довольно сложна для понимания. Нам представляется важным проведение урока, цель которого — повторение, систематизация, обобщение знаний по теме. Оценка на данном уроке не обязательна, главное - самооценка учащихся, их подготовка к контрольной или проверочной работе.
...
12 03 2025 8:43:35
Урок построен в иносказательной форме, доступной для учеников 9-го класса. Легко запоминаются сложные термины, по ходу урока идет повторение строения и свойств клетки....
11 03 2025 8:37:55
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....
10 03 2025 13:39:53
Главная цель интегрированных уроков - развитие личности обучающегося при приоритете сохранения его здоровья, одним из факторов которого является создание условий психологического комфорта, предполагающих наличие атмосферы сотрудничества и взаимопомощи, возможности самовыражения и самореализации....
09 03 2025 20:47:54
Во время урока учащиеся знакомятся с представителями животных, их уникальностью. Личностная значимость для учащихся – путешествовать в природе, всё увидеть самому. Методы обучения – поисковый, репродуктивный, проблемный. Форма организации – комбинированный урок. Учащихся работают с презентацией, обобщают и делают выводы.
...
08 03 2025 22:49:15
Материал урока позволяет учителю помочь учащимся в выделении существенных признаков, хаpaктеризующих объекты; специальных признаков объекта при сравнении, что является наиболее сложным для восприятия и понимания у учащихся с нарушением интеллекта. Презентация к уроку возможно применять при изучении тем "Мхи", "Папоротники", "Голосеменные растения".
...
07 03 2025 4:47:51
Тематическое обобщение и систематизация обеспечивают усвоение целой системы или цикла понятий, изучаемых в течение длительного времени и составляющих содержание обширных разделов программы. В статье представлен пример урока.
...
06 03 2025 9:37:12
Цель занятия: формировать экологические знания и экологическую культуру; воспитывать любовь к природе родного края; развивать познавательный интерес к жизни зимующих птиц; прививать любовь к животному миру родного края....
05 03 2025 3:23:23
На представленном уроке-исследовании изучаются понятия "темперамент", "личность", "хаpaктер". Выясняется темперамент учащихся, и какие возможности дает человеку особенности его нервной системы. Урок предназначен для учащихся 8-х классов....
04 03 2025 22:14:20
Урок биологии для учащихся 7-го класса по теме "Класс земноводные (амфибии). Особенности жизнедеятельности лягушки" проходит по методике КСО "Взаимопередача темы". На уроке изучаются три вопроса: внешнее строение лягушки; скелет лягушки; внутреннее строение лягушки. Во время работы используются: алгоритм индивидуальной работы с карточкой; алгоритм работы в паре сменного состава (ПСС); карточки-задания; карточки с названием отделов конечностей лягушки, листы контроля, тест....
03 03 2025 2:12:57
Заполнено ядро жидкостью и несколькими структурными элементами. В нем выделяют оболочку, набор хромосом, нуклеоплазму, ядрышка....
02 03 2025 8:36:50
Урок-импровизация ‒ путешествие в суверенное государство "Человеческий организм". Попытка перевода материальных основ психической деятельности человека, сложной информации о функциях и роли ВНД, нервной системы, анализаторов в духовные составляющие человека. Занятие рассчитано на взрослую аудиторию....
01 03 2025 21:55:13
В статье рассматривается воспитательная и образовательная роль синквейна, методика составления дидактического синквейна, вариантность использования синквейна на уроках. Умение составлять синквейн – показатель того, что учащиеся знают учебный материал, умеют выделять наиболее хаpaктерные особенности изучаемого явления, процесса. Приведены наиболее удачно созданные, художественно оформленные синквейны....
28 02 2025 15:30:48
Использование информационных технологий на уроке позволяет расширить и разнообразить его содержание, сделать более наглядным и интересным, повысить качество образования, способствует развитию интереса к предмету....
27 02 2025 22:55:48
Урок представлен в форме медико-генетической консультации. В ходе урока рассматриваются методы изучения генетики человека, на примере задачи составляется родословная семьи, обратившейся в консультацию, вероятность рождения в этой семье здоровых детей. Исследовательская работа представлена мультимедиапрезентацией.
...
26 02 2025 11:54:43
Урок-путешествие, целью которого является сформировать представление о витаминах и авитаминозах, нормах рационального питания, развивать творческое мышление и интеллектуальные способности учащихся, а также эстетическое и физическое воспитание учащихся....
25 02 2025 10:15:16
Урок разработан в технологии "педагогическая мастерская". В данной технологии для привлечения к процессу познания необходимы личностные мотивации (слово, музыка, действие), важен сам процесс поиска, свобода выбора материала и вида деятельности, ответственность каждого....
24 02 2025 19:18:20
Урок посвящен корню – осевому вегетативному органу листостебельного растения, выполняющего функции почвенного питания и закрепления растения на земле. Способствует формированию понятия об особенностях строения и функционирования корневых систем. Составление общего плана изучения органа растения....
23 02 2025 18:48:22
Мы все любим играть, а дети очень азapтные игроки и всегда с удовольствием включаются в этот процесс. Благодаря игровым приемам удается решить многие важные вопросы, а именно заинтересовать ребят, повысить самооценку, позволить им самовыразиться. Конкурс был создан прежде всего для талантливых и способных детей 6-х классов. ...
22 02 2025 12:47:19
![]("/img/contest-cup-icon.png" "\"Победитель\""){kind=icon}
Курс предназначен для учащихся 9-x классов, владеющих знаниями анатомии, физиологии человека. Данный курс является предметно-ориентационным (пробным), он реализует интерес учащихся к учебному предмету, уточняет готовность и способность осваивать предмет на повышенном уровне. Изучение курса направлено на ориентацию учащихся по профессиям медико-биологического профиля. Рассчитан на 14 часов....
21 02 2025 5:44:56
Здоровьесберегающие технологии снимают эмоциональное напряжение в течение урока. Сочетание различных цифровых образовательных ресурсов позволяет заинтересовать учащихся изучаемым материалом, активизировать работу на уроке....
20 02 2025 1:11:11
Использованная на уроке комбинированная форма опроса учащихся позволит не только проверить и закрепить знания учащихся по теме, но и подготовить их к различной форме проведения вступительных экзаменов в вуз.
...
19 02 2025 4:40:28
Урок ставит целью продолжить формирование у учеников представлений и знаний о природных объектах на примере особенностей и отличительных черт природы Байкала, рассмотрев его геофизические, морфологические особенности, проанализировав основные экологические проблемы и пути их решения, а также научить школьников работать с различными источниками информации.
...
18 02 2025 9:24:27
Внеклассное занятие «Правильное питание – основа здоровья» проводится для учащихся 8-го класса, изучающих биологию человека, при изучении темы «Пищеварительная система». Древняя мудрость гласит: все болезни к нам приходят через рот. Действительно, правильное питание играет важную роль для сохранения здоровья. Что означает правильное питание, школьники узнают на данном мероприятии. Проведенное предварительное анкетирование привлечет интерес учащихся, ведь говорить они будут о том, как питаются сами....
17 02 2025 0:39:15
Урок "Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира." является одним из завершающих уроков предметного курса "Биология.6 кл. Бактерии, грибы, растения" под редакцией В.В. Пасечника. Усвоение материала этой темы важно для дальнейшего развития у учащихся понятия о происхождении органического мира на Земле....
16 02 2025 9:29:28
Данный урок проводится в теме «Рост и развитие растений» в 6-м классе, по программе Н.И. Сонина. По ходу изучения нового материала составляется опopный конспект, а также диаграмма «Жизненный цикл цветкового растения». Задачи урока: познакомить учащихся с условиями прорастания семян, состоянием покоя семян и его биологическим значением, а также с основами роста и развития зародыша, проростка, взрослого растения.
...
15 02 2025 4:51:17
Интегрированный урок по географии и биологии по теме «Приспособления живых организмов к среде обитания на примере Южных материков». Урок развивает и углубляет знания о многообразии строения и приспособленности к условиям жизни; раскрывает существенные признаки понятия «природная зона»....
14 02 2025 19:18:38
В данном уроке отражены вопросы возникновения жизни на Земле. С древних времён и до наших дней существовали различные концепции по этому поводу. В настоящее время живое происходит только от живого, но вопрос возникновения жизни на Земле остаётся открытым.
...
13 02 2025 20:39:22
Урок с ЭОР, размещенных на сайте единой коллекции цифровых образовательных ресурсов http://school-collection.edu.ru. Приводится примерная схема составления технологической карты урока на основе электронно-образовательных ресурсов....
12 02 2025 2:54:37
Использование этой технологии позволяет значительно разнообразить уроки естественно-научных дисциплин. Основная идея технологии «Обучение в сотрудничестве» - учиться вместе.
...
11 02 2025 0:41:14
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 ::
Урок изучения нового материала в 11-м классе по общей биологии по теме "Основные этапы (стадии) эволюции человека — антропогенеза"
Внутреннее строение листьев