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:
Цели урока: образовательная – познакомить с особенностями строения и функциями клеточных структур эукариотических клеток, определить роль каждого органоида в жизни клетки, сформировать представление о клетке, как о целостной самовоспроизводящейся живой системе, научиться распознавать органоиды по внешнему виду; развивающая – развить у учащихся интерес к биологической науке, предметное мышление, умение анализировать и сопоставлять факты, выделять главное в тексте, логическое мышление, различные виды памяти; воспитательная – формирование у учащихся бережного отношения ко всему живому на нашей планете, представления об уникальности каждого организма....
31 05 2025 20:27:18
Разработка урока с помощью методических рекомендаций «Уроки зоологии», автор Н.С.Филатова. На уроке продолжают формироваться понятия о живом организме, об эволюции и даются новые: о простейшей диффузной нервной системе, рефлексе, регенерации, лучевой симметрии. В зависимости от местных условий урок можно проводить с помощью живых организмов....
30 05 2025 14:41:34
Урок разработан в соответствии с учебно-методическим комплектом "Сферы". Разработка включает конспект урока, презентацию и интеpaктивный тест. Презентация к уроку составлена так, что ее можно использовать в разных организационных формах урока. Материал красочный, много качественных фотографий, хороший иллюстративный материал.
...
29 05 2025 0:37:42
Игра состоит из 6-ти разделов, каждый из которых включает в себя по восемь вопросов, это: «Животные разных континентов», «Кошачьи», «Холоднокровные животные», «Члeнистоногие», «Птицы», «Вымершие животные». На экране показаны шесть животных, ребята, отвечая на вопрос учителя, показывают номер животного. ...
28 05 2025 15:34:10
Урок знакомит учащихся с многообразием кишечнополостных, общностью их организации и образом жизни; значением в природных сообществах, в жизни человека....
27 05 2025 2:10:14
Интеллектуальная игра по экологии родного края «Звёздный час» расширяет кругозор школьников о родном крае, создает условия для развития их интереса к изучению биологии и экологии, краеведческого материала, умений проявлять индивидуальные качества, способствует проявлению творческих способностей детей. Использование презентации позволяет познакомиться не только с теоретическим материалом, но запомнить внешний вид растений и животных, о которых идет речь в игре....
26 05 2025 20:21:22
Целью работы является показать положительное влияние искусства на здоровье человека, дать студентам представление о различных методах укрепления здоровья музыкой и пением....
25 05 2025 9:14:15
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Интегрированный урок литературы и биологии в 6-м классе знакомит учащихся с изображением растительного мира в русской поэзии XIX века....
24 05 2025 16:42:45
Игра – активный метод обучения и воспитания, который помогает учащимся глубже усвоить изучаемый материал, расширить кругозор, развить познавательный интерес. За основу занятия в творческом объединении "Природа и человек" взята популярная телевизионная игра "Поле чудес"....
23 05 2025 3:54:51
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.
...
22 05 2025 7:17:19
Основная цель данных уроков развить умения учащихся работать с источниками информации, выполнять эксперименты и наблюдения, повторить основные приёмы работы с биологическими объектами, а также мотивация их на изучение предмета. Сам раздел "Введение" не достаточно интересен учащимся, кроме того после летних каникул они ещё не втянулись в работу, большой компонент, связанный с лабораторными и пpaктическими действиями, способствует обычно продуктивной деятельности уже в самом начале учебного года....
21 05 2025 7:35:14
Цель урока: систематизировать и углубить знания по изученному предмету, развивать познавательный интерес к предмету, логическое мышление; прививать навыки коллективного общения. Урок проводится в игровой форме.
...
20 05 2025 6:26:54
Разнообразные формы внеклассных мероприятий способствуют появлению интереса к предмету анатомии. Яркие формы проведения, загадочные вопросы требуют знания анатомических понятий. Это вызывает у студентов поисковый интерес и способствует формированию интереса к изучаемой дисциплине, развивает самостоятельность, творческие способности, активизирует познавательную деятельность, формирует профессиональный интерес, способствует закреплению и углублению знаний, развивает логическое мышление....
19 05 2025 16:49:56
Лекция призвана сформировать понятие крови как разновидности внутренней среды организма....
18 05 2025 11:36:35
Обобщение знаний по теме «Класс Птицы» проводится всегда интересно, ярко, красочно. Урок проводится в форме путешествия по материкам. Использование при проведении этого урока метода информационных листов сделает его еще и результативным, т.к. поможет систематизировать уже имеющиеся знания....
17 05 2025 15:38:29
Целью урока биологии в 8-м классе является активизация мыслительной деятельности учащихся, формирование осознанного интереса к предмету, выработка активности и самостоятельности. Урок направлен на развитие творческого потенциала учащихся, их логического и аналитического мышления, а также умения применять полученные знания на пpaктике.
...
16 05 2025 20:17:41
Цель урока: формировать у учащихся представления о здоровом образе жизни; разъяснить, как влияет на организм человека никотин и алкоголь; сформировать отрицательное отношение к табаку и алкоголю; воспитывать бережное отношение к здоровью как к главной ценности....
15 05 2025 18:32:24
Педагогическая идея урока заключается в использовании дифференцированного обучения, способствующего созданию оптимальных условий для выявления задатков, развитие интересов и способностей, усвоение материала на различных уровнях, в процессе групповой, индивидуальной деятельности и работы в парах....
14 05 2025 17:56:31
Обобщение изученного материала проводится в виде конкурса. Состоит из восьми этапов. На каждом из них учащиеся выполняют различные задания и отвечают на вопросы, связанные с темой. Во время урока не только закрепляются знания и умения по пройденному материалу, но и развивается кругозор учащихся....
13 05 2025 13:32:58
Урок относится к типу изучения и первоначального закрепления новых знаний, построен на основе реализации дидактических принципов развивающего обучения. Принцип научности осуществляется на этапе объяснения нового материала, закрепления полученных знаний, на этапе контроля за качеством ЗУН учащихся. Обучение на высоком уровне трудности и доступности реализуется при подаче фактического материала посредством углубления теоретических знаний.
...
12 05 2025 19:25:11
Изучение фотосинтеза занимает важное место в курсе изучения ботаники. Предложенные схемы помогут учащимся усвоить суть процесса фотосинтеза и осознанно применять знания для объяснения значения фотосинтеза для жизни на Земле....
11 05 2025 12:27:23
Внеклассное мероприятие, посвященное охране природы, знакомству с Красной книгой, ее страницами, животными и растениями. С помощью презентации дети узнают о редких и исчезнувших животных и растениях. Презентация содержит видеофрагменты о мерах сохранения природы, о животных. Данное мероприятие можно проводить как на уроке, так и во внеурочное время (на занятиях кружка, на классном часе и т.д.).
...
10 05 2025 2:24:37
Урок биологии в 6-м классе знакомит учащихся со строением и составом семян, используя субъективный опыт учащихся....
09 05 2025 16:59:45
Урок "Экологические группы птиц" проводится для учащихся 7-го класса обучающихся по программе Н.И. Сонина. Раскрываются такие вопросы, как: основные группы птиц, экологические типы птиц, экологические группы птиц, значение птиц в природе и жизни человека....
08 05 2025 23:36:57
На данном уроке по теме «Эритроциты» представлена презентация, которую подготовили ученики....
07 05 2025 12:28:35
Внеклассное мероприятие для обучающихся 3–6-х классов — аналог телевизионной передачи "Своя игра". Все вопросы по растительному и животному миру родного края представлены в виде загадок. Игра дает возможность каждому ученику проявить своей интеллект и способности....
06 05 2025 21:27:36
Данный урок биологии является обобщающим при изучении органов и систем органов животных. До того момента, когда учащиеся начнут изучать все системы органов более подробно, они должны себе чётко представлять, что является органом и системой. На этом уроке ребята не только вспоминают название систем органов, но и называют органы, представляющие каждую систему у разных групп организмов....
05 05 2025 16:36:34
Генетика очень интересная наука, чтобы ее понять, надо хорошо знать генетический язык. Учащиеся уже многое знают из других тем, а на этом уроке все соединяется в одно целое. Знание генетического языка будет закрепляться при решении задач....
04 05 2025 3:50:47
Данная работа предлагает проведение нестандартного урока по теме "Вода" (учебник для 5-го кл. "Природа. Неживая и живая": В.М.Пакулова, Н.В.Иванова) с целью активизации познавательной деятельности учащихся. Основа урока – групповая игра. В ходе урока дети узнают много нового материала, преподнесенного в занимательной форме, учатся бережному отношению к воде. Информация, полученная на этом уроке, легко воспринимается учащимися и надолго остается в их памяти....
03 05 2025 0:29:41
В пpaктике работы учителей наблюдается различный подход к проверке знаний, умений и навыков учащихся. Некоторые учителя отводят ей значительную часть урока, проводя привычные и надоевшие контрольные работы. Другие, наоборот, недооценивают проверку, сводя её преимущественно к фронтальной устной или письменной формам на 10–15 минут.Что легче – заставить учеников зубрить материал, введя их в «психический трaнc» на контрольной, а потом тратить огромное количество личного времени на проверку работ и получать не всегда ожидаемые результаты или применить иную методику?...
02 05 2025 3:25:49
Урок знакомит учащихся с представителями одноклеточных организмов; их строением, питанием, значением....
01 05 2025 5:14:23
В представленной разработке предложен один из вариантов использования информационных технологий на уроке биологии. В материале применяются компьютерные модели, которые позволяют визуализировать процессы, происходящие в живой клетке. Из пpaктики преподавания известно, что материал по теме "Сцепленное наследование признаков" всегда вызывает затруднения у школьников, а компьютерные модели позволяют оптимизировать процесс освоения материала. Урок был разработан для учащихся 11-х классов (по программе И.Н. Пономаревой)....
30 04 2025 4:22:54
Урок является уроком интегрированного плана. Учащиеся ведут рассуждения об истории происхождения мороженного, вкусовых качеств, диетологии продукта питания. Здесь показана интеграция химии, биологии, кулинарии, диетологии, истории. На этом уроке учащиеся делают хаpaктерные реакции на белки, жиры, углеводы, показывая тем самым наличие этих веществ в продуктах питания. Особое место отводится правильному питанию по диетологии....
29 04 2025 20:56:33
Учебный процесс как поиск новых познавательных ориентиров невозможен без применения на уроках биологии технологии исследовательского обучения. Дети сталкиваются с новыми явлениями и представлениями в пpaктических опытах, прежде чем они излагаются на занятии, самостоятельно постигают ведущие понятия и идеи. Данный урок способствует развитию познавательного интереса к предмету, развивает у учащихся навыки самоконтроля и самооценки через выполнение дифференцированных заданий....
28 04 2025 14:59:57
Урок изучения нового материала проводится в 6-м классе по программе И.Н. Понамаревой. Создание на уроке ситуации интеллектуального затруднения, использование проблемных задач способствует творческому мышлению, столь необходимому каждому в повседневной жизни. На уроке создаются условия для развития познавательных, творческих, коммуникативных и рефлексивных способностей учащихся. Объяснение нового материала на уроке происходит с использованием компьютерной презентации. Это обеспечивает активное восприятие нового учебного материала, позволяет учителю организовать новые, нетрадиционные формы учебной деятельности, широко использовать методы активного, деятельностного обучения в организации творческой работы учащихся, сделав изучение биологии более мобильным....
27 04 2025 13:11:31
Вашему вниманию предлагается опыт работы школы по внедрению и распространению здорового образа жизни среди учащихся. Цель такой работы: привлечь внимание детей к одним из самых острых проблем общества (курению, алкоголизму, наркомании), показать, что это зло может коснуться и их, научить, как можно ему противостоять; формировать сознательное и ответственное отношение школьников к собственному здоровью....
26 04 2025 14:12:48
Учитель формирует представления учащихся об основных физических процессах: росте и развитии растений. Ребята изучают особенности роста и развития растительного организма, роль семян в индивидуальном развитии цветковых растений....
25 04 2025 10:34:22
Завершающий урок "Обобщение знаний о строении дыхательной системы человека, о вреде курения". На уроке разбираются кратковременные и долговременные воздействия курения на организм человека, предлагается анализ социологического опроса «Выявление основных хаpaктеристик курильщика», разбираются особо актуальные вопросы, связанные с влиянием курения на организм человека....
24 04 2025 8:32:15
Урок посвящен многообразию земноводных, способствует систематизации и обобщению знаний по теме. В целях повышения мотивации применяются здоровьесберегающие, ИКТ-технологии, технологии сотрудничества и проектной деятельности....
23 04 2025 18:11:42
Обобщающий урок проводится в форме игры, в ходе которой учащиеся применяют знания, полученные при изучении данной темы. Для победы в игре учащиеся должны целенаправленно наблюдать, выделять существенные признаки, делать умозаключения, анализировать. Такая форма способствует повышению интереса к предмету, позволяет осмыслить пройденный материал. В работе представлен иллюстративный материал.
...
22 04 2025 0:22:49
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.
...
21 04 2025 19:16:34
Программа факультативного курса рассчитана на учащихся 6-го или 7-го класса и предполагает знакомство с основными критериями видов животных и растений. Учащиеся приобретут навыки определения натуральных объектов с помощью определителей.
...
20 04 2025 5:13:53
Урок биологии в 10-м классе проходит в форме конференции, на котором выясняются факторы, влияющие на снижение продолжительности жизни людей.
...
19 04 2025 9:54:33
Урок разработан для учащихся 6-го класса. Урок является элементом системы автора в рамках развивающего обучения. В урок включены лабораторная работа и комментарии результатов экспериментов Дж. Пристли и Ван Гельмонта. Кроме того, урок включает чтение по ролям басни И.А. Крылова "Листы и корни". Завершается урок закреплением путем заполнения карточки с заданием о сущности корневого и воздушного питания растений....
18 04 2025 5:24:37
На уроке содержание обучения представляется в информационных блоках, усвоение которых осуществляется в соответствии с целью. Каждый ученик получает от учителя советы в письменной форме, как рациональнее действовать, где найти нужный учебный материал и т.д....
17 04 2025 0:12:43
Факультативный курс предназначен для учеников 6-го класса. Материал, знание которого необходимо для сдачи ЕГЭ по биологии, включен в программу данного курса (строение и химический состав клетки, строение растительных тканей, внутреннее строение стeбля и корня, циклы развития мхов, папоротников, голосеменных и покрытосеменных растений). Предусмотрено выполнение пpaктических работ и проведение экскурсий....
16 04 2025 20:47:55
Естественный отбор — процесс, обеспечивающий выживание сильных особей, которые передают благоприятные признаки следующим поколениям, при этом нeблагоприятные свойства подвергаются элиминации. Естественный отбор действует на уровне популяции....
15 04 2025 14:19:40
Особенностью представленного урока является его интеграция с предметом "Химия", предметом, который учащиеся 8-го класса только начали изучать. Цель данного типа интеграции: развитие познавательного интереса к предмету "Химия", подтверждение единства наук естественного цикла, их тесной взаимосвязи, а также доказательство того, что организм – сложная система, работа которой основана в том числе и на химико-биологических процессах....
14 04 2025 22:36:32
Проблема происхождения пoлoвых различий, механизм определения пола и поддержание определённого соотношения полов в популяции увлекательна и вместе с тем очень важна для теоретической биологии. Вопросы о том, почему мальчики и дeвoчки рождаются примерно в равном количестве, по какой причине это же соотношение полов наблюдается у большинства животных из поколения в поколение, не могли не волновать ученых....
13 04 2025 8:22:27
Урок проводится за счет резервного времени с учетом повторения, обобщения, систематизации и контроля знаний учащихся. Учащиеся должны хорошо усвоить особенности жизненных процессов основных отделов низших и высших растений. Урок способствует развитию речи, логического мышления, коммуникативных способностей учащихся и воспитывает экологическую культуру.
...
12 04 2025 8:49:50
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 ::
