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:
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Цель занятия: расширение и углубление знаний о голосеменных на примере растений Забайкальского края....
31 08 2025 0:23:10
Цель викторины - обобщение и закрепление знаний, расширение кругозора по предмету....
30 08 2025 5:27:35
Программа курса по выбору актуальна в условиях подготовки учащихся к осознанному выбору учащимися естественно-научного профиля обучения. Она рассчитана на 18 часов и является дополнением к основному курсу экологии и биологии. Направлена на расширение и углубление знаний о многостороннем значении лесов, их распространении, а также знакомит с проблемами взаимодействия леса и человека.
...
29 08 2025 22:58:17
Разработка данного урока явилась результатом обучения на курсах повышения квалификации по программе "Режиссура урока в современной школе" Педагогического университета "Первое сентября". Основная задача урока состоит скорее не в усвоении знаний по теме, а в пробуждении активного интереса к изучению материала, вовлечению в работу всех учеников. Интерес к уроку поддерживается неожиданностью создаваемых ситуаций.
...
28 08 2025 7:24:52
В ходе данного урока-презентации удается сформировать знания учащихся о закономерностях влияния различных факторов среды на организм. Ученики 7-го класса учатся выявлять в природе основные факторы среды и давать им краткую сущностную хаpaктеристику. Форма урока необычна, поскольку включает исследовательскую работу (проект) с привлечением самих школьников....
27 08 2025 11:53:15
Под высшей нервной деятельностью И.П.Павлов понимал деятельность больших полушарий с близлежащей подкоркой, которые обусловливают рефлексы....
26 08 2025 1:25:48
Знание студентами медицинских колледжей и медицинских училищ темы «Эволюция человека» важно как с позиций формирования мировоззрения, так и востребованности знаний в будущей профессии. В работе показана эффективность использования приема эвристической беседы для достижения образовательных целей занятия; рассмотрена методическая реализация представленного технологического приема; приведен анализ выполненных студентами проверочных работ....
25 08 2025 23:30:18
Предлагается разработка урока по теме «Рыбы – водные позвоночные животные» с применением элементов технологии ТРИЗ – теории решения изобретательских задач. Учащиеся учатся работать с текстом, решать биологические задачи, находя в них проблему, противоречие, выдвигая свои гипотезы для решения данной проблемы.
...
24 08 2025 0:12:11
Урок в 7-м классе знакомит учащихся с особенностями внешнего строения и опopно-двигательной системой птиц. Сопровождается презентацией....
23 08 2025 12:14:38
Целью данного курса является профильная ориентация учащихся на обучение в профильных классах, расширение знаний, выработка рекомендаций по ведению здорового образа жизни. На занятиях учащиеся узнают о специфике медицинских профессий, о причинах возникновения некоторых заболеваний, познакомятся с основными понятиями и терминологией. Школьники научатся оказывать первую медицинскую помощь при несчастных случаях, накладывать повязки, выполнять профилактические мероприятия для поддержания организма в здоровом состоянии....
22 08 2025 17:22:31
Данная разработка составлена для УМК Пономаревой И.Н. Урок разработан для учащихся 5-го класса. На уроке используется самостоятельная работа учащихся с текстом учебника, дополнительной литературой, таблицами, муляжами, рисунками, для самопроверки знаний используется тестирование. К уроку предусмотрена подготовка сообщения учителем по теме, что способствует развитию познавательного интереса к предмету, формирует умения учащихся логически излагать изученный материал....
21 08 2025 21:54:15
Предлагается разработка урока для 9-го класса, проводимого в рамках ежегодного экологического мecячника. На уроке учащиеся знакомятся не только с учебным программным материалом о таких факторах, как температура, свет, влажность, но и с дополнительным – проблемой исчезновения озонового слоя планеты. Они узнают об основных причинах разрушения озонового слоя о том, что делается для того, чтобы уменьшить влияние этих факторов о том, что ежегодно 16 сентября в мире проводится Международный день борьбы за защиту озонового слоя; осознают необходимость личного вклада каждого человека в сохранение окружающей среды, своего здоровья и здоровья окружающих его людей....
20 08 2025 10:51:11
Материал содержит подробный план-конспект урока в 8-м классе, изучающий особенности строения ротовой полости. Цели урока: раскрыть процессы пищеварения в ротовой полости, показать роль ферментов и нервно-гумopaльную регуляцию этих процессов; продолжить формирование умений сравнивать, выделять главное, обобщать, способствовать развитию логического мышления, речевой деятельности....
19 08 2025 6:56:27
Цель урока: познакомить учащихся с представителями хлебных злаковых культу, особенностями строения и значением в природе и для человека....
18 08 2025 21:39:26
Внеклассное мероприятие по биологии, форма проведения – театрализованная сказка. Интеграция биологии и дополнительного образования позволила включить в сценарий творческие музыкальные номера. Рекомендовано для реализации на 2-й ступени обучения в общеобразовательных учреждениях, лицеях, гимназиях....
17 08 2025 8:35:10
В статье рассматривается то, что находится и должно находиться в кабинете биологии и как это влияет на ход обучения учеников по данному предмету.
...
16 08 2025 11:11:38
Урок по теме "Особенности строения и жизнедеятельности члeнистоногих. Класс Paкообразные" построен с использованием технологии личностно-ориентированного обучения. Цель урока не только познакомить с программным материалом, но и способствовать развитию интеллекта учащихся....
15 08 2025 6:28:32
Урок формирует представление у учащихся о происхождении жизни на Земле. Дает знания о живых организмах на разных стадиях развития жизни на Земле. Прививает интерес к изучаемой теме и предмету в целом. Развивает умение работать творчески, умение мыслит и рассуждать. Воспитывает культуру слушателя. Формирует уважительное отношение учащихся ко всему живому на Земле.
...
14 08 2025 10:57:17
В ходе урока осуществляется формирование у учащихся глубокого убеждения в том, что злоупотрeбление наркотиками и другими психотропными веществами не является панацеей решения жизненных проблем. Урок может показать что это тупик, из которого в дальнейшем очень сложно выйти....
13 08 2025 19:59:37
На семинаре доказывается, что вид, человек разумный принадлежит к царству животных и прошел несколько этапов развития: древнейшие, древние и современные люди. Изучаются эмбриологические, сравнительно-анатомические, палеонтологические доказательства происхождения человека....
12 08 2025 14:15:41
Автор знакомит учащихся с информацией о курении, влиянии никотина на организм. Развивает критическое отношение к курению....
11 08 2025 20:18:12
Бесчисленное разнообразие методов обучения лишь подтверждает принцип: ни один из них не подходит для всех учащихся. Какими бы достоинствами ни обладал тот или иной метод, универсального «ключика», с помощью которого можно достичь выдающихся результатов у всех учеников класса, не существует. Успех наших детей зависит от того, насколько их способности соответствуют применяемым методам обучения и смог ли учитель увлечь ребенка своим предметом.
...
10 08 2025 3:23:51
В руки ребят попал старинный мaнycкрипт, некоторые участки которой со временем оказались утерянными. Для их восстановления требуется совершить виртуальное путешествие в сказочную страну Растений-Легенд. Путь туда лежит через четыре "долины" - "Долину Загадок", "Долину Свитков", "Долину Мифов", "Долину Прагматиков"....
09 08 2025 13:55:59
Интересно и увлекательно проходил урок состязаний в 8-м классе по теме "Рыбы" – "Особенности рыбной ловли", разработку которого я предлагаю вашему вниманию.
Целью урока были не только закрепление, углубление и систематизация знаний учащихся об особенностях строения и жизнедеятельности рыб как водных позвоночных животных, но и приобщение учащихся к активному обучению, развитие их учебно-познавательных умений и навыков.
Разнообразие конкурсных заданий вносит оживление и эмоциональную окраску в учебную работу, снимает утомление, развивает внимание, сообразительность, чувство соревнования, взаимопомощь. Уроки по игровой методике существенно повышают интерес учащихся к предмету, позволяют им лучше запоминать формулировки, определения, "раскрепощают" ученика, его мышление. Кроме того, урок, проведенный в игровой форме, может служить отправной точкой в возникновении у ребят интереса к изучаемому предмету.
...
08 08 2025 9:56:54
Современное общество предполагает развитие знаний, которые помогут каждому человеку выжить в экстремальной ситуации. Овладение наукой выживания необходимо современному человеку, поэтому обучающимся предлагается заранее подготовиться к преодолению и осознанию различных психофизиологических факторов.
Предлагается разработка интегрированного урока по ОБЖ и биологии для 6-классников. В данном уроке используются различные формы: работа в группах, рассказ с элементами беседы. Работа в группах объединяет детей и помогает логически выстроить ответ, причем обосновать его. На уроке раскрываются понятия таких психофизиологических факторов, как страх, боль, переутомление, уныние, холод, жара, жажда и голод. Знания этих факторов помогут обучающимся не растеряться в экстремальной ситуации.
Для лучшего усвоения понятий урок сопровождается презентацией, что позволяет обучающимся активизировать свое внимание.
...
07 08 2025 8:10:14
Учащиеся знакомятся с представителями Красной книги, с самой книгой, узнают о причинах резкого сокращения численности отдельных видов, поэтому учителю предстоит хорошая возможность убедить детей бережно относиться к братьям нашим меньшим, в необходимости рационального природопользования.
...
06 08 2025 2:24:46
Наследование признаков осуществляется с помощью элементарных единиц наследования – генов. Совокупность генов определяет генотип организма....
05 08 2025 2:16:36
Данный урок является продолжением урока интегрированного плана указанной выше темы. Учащиеся обсуждают вкусовые качества мёда, виды мёда, диетологию продукта питания, его исторические факторы. На данном уроке показана интеграция биологии, истории, кулинарии, химии, диетологии. Учащиеся проводят различные исследования мёда. Особое место отводится правильному питанию по диетологии.
...
04 08 2025 14:25:45
Необычность, метафоричность аналогий не обеспечивает приобретения полных, исчерпывающих научных знаний, но будит воображение, помогает взглянуть на привычное под новым углом зрения и обеспечивает успешное усвоение сложных теоретических сведений.
...
03 08 2025 13:34:29
На занятии дается понятие митоза как универсального способа сохранения постоянства числа хромосом, формируются знания о механизмах клеточного деления....
02 08 2025 16:54:22
Интегрируя уроки биологии и ИЗО, помогаю учащимся продумывать и правильно использовать приемы изобразительной деятельности при выполнении творческих пpaктических заданий, в применении методов исследования природных объектов. Самостоятельно разработала интегрированные уроки биологии и ИЗО по темам "Соцветия", "Побег. Расположение почек и листьев на стeбле", "Строение листа. Разнообразие листьев" для проведения в 6-м классе.
...
01 08 2025 14:37:42
Самостоятельная работа способствует развитию мыслительных умений и навыков, предполагает проявление инициативы студентов в процессе освоения материала. Новые ФГОСы способствуют развитию именно самостоятельной работы, т.к. произошло уменьшение аудиторных часов по анатомии и физиологии. Таким образом, самостоятельная работа становится одним из главнейших условий для подготовки грамотного специалиста....
31 07 2025 9:11:42
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....
30 07 2025 6:30:50
Данная статья представляет собой сценарий внеклассного мероприятия "Путешествие Незнайки по страницам Красной книги", посвященного проблемам экологии. Мероприятие проводится в форме сказки, где роли исполняют сами ученики. Такая форма является наиболее доступной и интересной для учащихся 1–5-х классов.
...
29 07 2025 18:54:39
В статье вы познакомитесь с пауками, их общей хаpaктеристикой, эволюцией, анатомией, ростом, строительной, пищедобывательной, пoлoвoй и оборонительной деятельностью.
...
28 07 2025 11:53:10
Урок проводился с учащимися 9-го класса, которые имеют различные отклонения в развитии. Учащиеся данного класса имеют значительный недостаток уровня интеллекта, стойкое недоразвитие уровня познавательной способности, мышления и речи.
...
27 07 2025 14:24:31
Цель урока: познакомить учащихся с наукой вирусологией, ролью вирусов в природе и жизни людей; раскрыть особенность внутриклеточного паразитизма вирусов; сообщить сведения об опасности заражения вирусом СПИДа и другими вирусными заболеваниями....
26 07 2025 8:32:18
Лабораторные работы учащиеся выполняют самостоятельно по инструктивным карточкам. Карточки включают не только задания, но и вопросы для анализа, размышления, а также дополнительные пояснения в связи с рассмотренным материалом. Во время занятия наблюдаю за выполнением заданий, оказываю учащимся при необходимости помощь, перед сильными учениками ставлю дополнительные вопросы, направляющие их на более глубокое познание. Слежу, чтобы рисунки и записи к ним были четкими. По рисунку я во многом определяю понимание учащимися изучаемых явлений, объектов....
25 07 2025 13:35:31
Цель урока: изучение выделительной системы животных в процессе эволюционного развития....
24 07 2025 15:38:27
Урок построен в виде игры «Звездный час». В 1-м туре учащиеся повторяют строение покрытосеменных растений. Во 2 туре систематизируются знания о классификации покрытосеменных растениях. В 3-м туре обобщаются и повторяются изученные классы покрытосеменных растений и их строение. Урок завершается подведением итогов и оцениванием ответов детей....
23 07 2025 11:25:39
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.
...
22 07 2025 22:14:20
В статье автор рассказывает об опыте применения групповой работы на уроках, которая повышает интерес учащихся к предмету....
21 07 2025 14:58:50
Мероприятие проводится по принципу телепередачи "Жить здорово!" с главной ведущей Еленой Малышевой. Данное мероприятие проводится с целью пропаганды здорового образа жизни, можно проводить на классных часах, на занятиях кружка и т.д....
20 07 2025 23:40:29
Цели урока: познакомить детей с малоизвестными интересными животными, способствовать развитию у детей любви к животным, бережному отношению к природе, к животному миру....
19 07 2025 11:40:59
При изучении нового материала проводится беседа о науке как одной из сфер человеческой деятельности, ее целях и методах, об особенностях научных знаний, фактов. Для лучшего усвоения учебного материала учащимся необходимо иметь представление о научных методах в биологических науках. В заключение урока выступление ученика об этапах научного исследования, сборе фактов, выдвижении гипотезы, проведении экспериментов, оформлении теории....
18 07 2025 2:27:50
Представлен конспект урока биологии в 8-м классе. Применение новых информационных технологий позволяет включать в работу разные сенсорные системы учащихся, для аудиалов будет интересным звуковое сопровождение видеофрагментов и флэш-клипов; для визуалов - крупные качественные цветные иллюстрации (вместо старых и тусклых таблиц на бумажной основе); полем деятельности для кинестетиков являются все возможные интеpaктивные средства флэш-клипов и, безусловно, возможности смарт-доски....
17 07 2025 13:41:34
Лишайники – своеобразная и уникальная форма жизнедеятельности организмов. Кейс по теме «Лишайники» может быть рекомендован при изучении разных тем в зависимости от поставленных учителем целей. Наиболее эффективен кейс для работы с учащимся 10–11-х классов при изучении тем «Формы взаимодействия популяций разных видов», «Приспособленность – результат эволюции», «Основы современной систематики»....
16 07 2025 22:11:48
Урок биологии решает задачи формирования у учащихся понятий "микориза", "антибиотики", показывает роль грибов в системе живых организмов, раскрывает влияние и значение грибов в жизни человека
а также воспитывает бережное отношение к природе....
15 07 2025 9:47:38
Внеклассное мероприятие разработано для учащихся 7–8-х классов. Целью игры является воспитание у учащихся потребности здорового образа жизни, развитие интереса к предмету биология. Большое внимание уделено самостоятельной подготовке школьников к игре....
14 07 2025 19:50:49
Для разработки данного занятия были использованы элементы адаптивной системы обучения, которая предусматривает разные формы индивидуальной и групповой работы, а также навыки исследовательской работы. Например, статистическая пара – совместная работа учащихся, сидящих за одной партой. В данном случае работа на минилаборатории NOVA 5000....
13 07 2025 18:32:26
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 ::
