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:
Основные идеи открытого урока: развитие познавательного интереса через реализацию межпредметных связей. Образовательная цель урока заключается в раскрытии общих особенностей организации голосеменных растений, формирование умений узнавать данные растения, возможность провести маленькое исследование....
26 04 2024 20:19:10
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Оплодотворение – удивительное явление природы, в результате которого каждый появившийся организм уникален. У учащихся формируется бережное отношение к живым организмам. Познавательные задания можно дать учащимся заранее, чтобы они смогли лучше подготовиться к уроку. Обсуждение темы и объяснения учителя сопровождаются показом слайдов и видеофильмов....
25 04 2024 21:53:18
Цели урока: повторить особенности строения водорослей, как наиболее просто организованных растительных организмов. Особенности размножения водорослей в разных условиях среды; многообразие водорослей; значение водорослей в природе и жизни человека; воспитание интереса к урокам биологии....
24 04 2024 9:54:38
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.
...
23 04 2024 6:21:35
На уроке автор знакомит учащихся с изменениями во внутреннем строении птиц, связанными с полетом. Учит сравнивать между собой птиц и пресмыкающихся. На уроке используются групповые и индивидуальные методы работы, с помощью которых у учащихся формируются умения работать с различными источниками информации, вести монолог и диалог, слушать, анализировать и делать выводы....
22 04 2024 7:40:31
Желудок — вместительное расширение пищеварительного канала, в котором происходит дальнейшее переваривание пищи. Объем желудка взрослого человека 1,5-2л....
21 04 2024 3:59:50
Мною разработана система уроков с применением способа диалектического обучения учащихся и ИКТ.
Их визуальной опорой является интеpaктивная нелинейная презентация.
На каждом этапе урока для создания проблемной ситуации применяются вопросы-суждения.
Актуализация знаний служит основой для выведения учениками темы урока и формирования нового понятия - для этого четко прописан алгоритм. Выдвинутые гипотезы проверяются теоретически и пpaктически.
Недостатком такой системы является то, что ученик может выполнять только те операции, которые ему легче даются и т.д.
Для коррекции таких ситуаций применяется самооценка ученика, взаимопроверка групп по эталону и сравнение результатов, оцениваемых в баллах учениками других групп, работа над ошибками с использованием вопросов-суждений.
...
20 04 2024 5:18:45
Поскольку урок вводный, то главная цель его - вызвать интерес к изучаемому царству животных. Интерес учащихся формируется через групповую и индивидуальную работу с использованием игровых моментов. Урок раскрывает особенности строения, жизнедеятельности животных, многообразие их видов. Знания по географии дают нам в полном объеме представление о распространении животных на Земле....
19 04 2024 23:33:35
Решающим фактором роста ориентации школьников на саморазвитие в учебном процессе является психологический климат класса и психологический климат урока. Поэтому учитываются этапы развития психологического климата: от чувства безопасности–к чувству принадлежности; от чувства принадлежности–к признанию достижений; от признания достижений–к стремлению выразить себя в учебной деятельности.
...
18 04 2024 15:39:53
Проведение устных журналов, где учащимся приходится самим готовить материал, презентации к нему, составлять и решать задачи, отстаивать свою точку зрения – это один из возможных вариантов активизации деятельности учащихся. Данный журнал может быть использован на уроках географии, биологии, истории или как звено в цепочке внеурочных мероприятиях, посвященных истории развития знаний о селекции растений и великих селекционерах....
17 04 2024 17:56:36
Вегетативное размножение — это размножение частями растений: побега, корня, листа либо группами соматических клеток этих органов. Такое размножение — одно из приспособлений для образования потомства там, где затруднено пoлoвoе размножение....
16 04 2024 3:54:52
Биологическая игра предлагается школьникам 6-го класса как обобщающий урок по программе регионального компонента в биологическом образовании. Содержание игры позволит углубить и обобщить знания школьников в области биологии растений Хабаровского края. В процессе игры развиваются творческие способности, интерес и познавательная деятельность школьников, навыки межличностного общения. Воспитать у учащихся любовь к родному краю, желание знать и сохранять его природу - цель игры.
...
15 04 2024 4:54:25
В сказке в доступной и запоминающейся форме представлено удивительное свойство краснокочанной капусты – способность менять цвет настоя в зависимости от среды, которая в него попадает. Объяснено значение понятия «индикатор». Предложены варианты демонстрационных опытов с краснокочанной капустой и бытовой химией для проведения их в домашних условиях....
14 04 2024 18:45:31
Конспект разработан в помощь учителю для проведения проблемно-исследовательского урока здоровья и мотивации учащихся по познанию своего организма. Содержание урока помогает ученикам осознать значимость здорового образа жизни, выявить причины нарушения осанки и влияние ее на красоту и гармоничность тела человека....
13 04 2024 6:15:47
![]("/img/contest-cup-icon.png" "\"Победитель\""){kind=icon}
Презентация для учащихся 7-го класса по теме «Надкласс рыбы». Занятие построено на основе презентации....
12 04 2024 10:13:53
Спинной мозг лежит в позвоночном канале и представляет собой у взрослого человека тяж длиной 41-45см, несколько сплющенный спереди назад. Орган защищен тремя оболочками: твердой, паутинной и мягкой. Спинному мозгу присущи две функции: рефлекторная и проводниковая....
11 04 2024 5:44:33
Цели урока: познакомить с разнообразием и классификацией плодов, процессом их образования; научить различать виды плодов; продолжить формирование умения работать с учебной литературой, коллекциями, натуральными объектами....
10 04 2024 19:59:21
На протяжении всего урока текстовый материал идет на фоне музыки и сопровождается видеофильмом «Байкальские фантазии» о растительном и животном мире озера Байкал. На уроке учащиеся знакомятся с одной из легенд о Байкале, узнают о климате прошлого, о географическом положении Байкала, знакомятся с флорой и фауной Байкала.
...
09 04 2024 17:15:52
Урок биологии в 7-м классе "Роль млекопитающих в природе и жизни человека, их охрана" - это один из заключительных уроков по теме "Млекопитающие". Урок содержит элементы проблемного обучения. Основная цель урока - сформировать экологическую культуру учащихся с элементами краеведения. Использование разнообразных активных методов обучения, проблемное построение урока способствуют развитию познавательного интереса....
08 04 2024 21:59:10
Основная задача урока: сформировать у учащихся представления о процессе биосинтеза белка, его основных закономерностях; познакомить с «генетическим кодом» и его основными свойствами. Использование презентации в качестве видеоряда позволяет облегчить понимание сложного теоретического материала, сократить время на его объяснение и закрепить изученное решением биологических задач....
07 04 2024 13:24:48
Посредством театрализованного представления идет знакомство учащихся начальной школы с историей открытия витаминов, их содержанием в продуктах, значением для сохранения здоровья человека....
06 04 2024 4:10:55
Данная работа представляет собой методическую разработку урока развития речи для учащихся 6–8-х классов. Он направлен на формирование интереса к своему родному краю, землякам. Это должно стать стимулом для изучения истории Нижнего Новгорода, а вместе с ней и истории нижегородской науки, так как многие имена выдающихся ученых, творческих деятелей увековечены в названиях улиц....
05 04 2024 19:31:12
Учебное занятие может быть проведено в урочное время при изучении темы "Опopно-двигательная система". Для формирования у учащихся способности наблюдать за организмом, делать выводы, развития умений применять полученные знания об ОДС в разных ситуациях используется частично-поисковый и исследовательский методы....
04 04 2024 4:59:22
На уроке учащиеся раскрывают особенности внутреннего строения кишечнополостных животных на примере гидры пресноводной; обеспечиваются знаниями об особенностях внешнего строения кишечнополостных; рассматривают их классификацию; формируются умения сравнивать животных между собой; выделять общие хаpaктерные признаки; показывается пpaктическая значимость знаний; прививается любовь к природе, всему живому, что нас окружает....
03 04 2024 7:54:50
Урок помогает сформировать у школьников убеждение в том, что процесс зародышевого развития осуществляется поэтапно и на основе вполне определенных биологических закономерностей....
02 04 2024 23:29:46
Самореализация человека (ученика) на основе его эвристической, продуктивной, рефлексивной деятельности в ходе исследовательской работы во внеурочное время, презентация по итогам – на обобщающих уроках биологии....
01 04 2024 23:31:22
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.
...
31 03 2024 0:45:25
Урок с помощью игровой формы помогает активизировать познавательную деятельность, формирует умение участвовать в обсуждении и принятии коллективного решения, излагать и аргументировать свою точку зрения, развивает интеллектуальные способности.
...
30 03 2024 6:10:47
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.
...
29 03 2024 6:22:20
Зубная щётка - одно из величайших изобретений человечества - это основная составляющая личной гигиены человека. Человек обязательно должен ухаживать ежедневно за полостью рта с помощью зубной щётки, ведь это не только здоровые зубы и дёсны, а это в целом это наше здоровье. Ухаживая за полостью рта с помощью зубной щётки, мы бережём своё здоровье. Презентацию можно использовать на уроке биологии в 8-м классе при прохождении темы "Пищеварительная система человека"....
28 03 2024 3:12:27
В последнее время в СМИ все чаще стали появляться публикации на тему правильного питания. Много говорят как об ожирении, так и об анорексии и булимии. Необходимо знакомить учащихся с основными нормами питания, принципами расчета суточного рациона питания, учить рассчитывать сбалансированный суточный рацион, объяснять необходимость выполнения режима питания.
...
27 03 2024 14:28:43
Урок разработан для учащихся 5-го класса, насыщен новыми терминами, большим объемом нового материала, но использование современной информационной технологии и игровых элементов позволяют сделать урок интересным и легким в восприятии материала.
...
26 03 2024 19:31:31
На первый план в этом уроке выдвигается идея развивающего обучения. Создаются возможности для развития интеллекта, творческих способностей. Ученикам дана возможность принимать решения, самостоятельно мыслить, обрести уверенность в своих силах. В процессе изучения темы использовался словесно-логический метод обучения....
25 03 2024 0:12:26
Урок биологии в 6-м классе ставит перед учащимися проблему: могут ли растения существовать обособленно, без окружающей среды?...
24 03 2024 20:42:13
Урок направлен на изучение наиболее распространенных видов соцветий. Прививает навыки в определении простых и сложных соцветий и в записи их схем. Раскрывает биологическое значение соцветий, формирует эстетическое отношение к окружающему миру....
23 03 2024 1:23:13
Данный урок биологии, проведенный в 7 классе, поможет расширить знания учащихся о многообразии насекомых, ознакомит с первично бескрылыми и крылатыми класса насекомых, покажет их значение в разнообразных природных сообществах, воспитывает бережное отношение к природе.
...
22 03 2024 6:37:46
На уроке учащиеся знакомятся с понятиями "пищевые продукты", "питательные вещества" и строением пищеварительной системы. В процессе урока используется презентация и работа с CD-диском, это развивает навыки наблюдений, обеспечивает прочное усвоение знаний учащимися, повышает интерес к предмету. Урок позволяет обучающимся освоить большую часть информации самостоятельно, проявив поисковые способности....
21 03 2024 8:53:59
Голова пчелы имеет очень подвижное сочлeнение с гpyдью. Глаза сложные, большие. Наряду с ними у большинства перепончатокрылых есть простые глазки (у пчелы их три). На голове расположены различно устроенные усики....
20 03 2024 17:43:39
Обе группы элементов важны для растений, так как входят в состав сложных органических и минеральных соединений, принимающих участие в процессах жизнедеятельности, формировании тканей и органов и пр....
19 03 2024 14:45:29
Материал урока готовится за 7–10 дней до занятия. В подготовке материала участвуют сами дети. Они под руководством учителя проращивают семена, выращивают растения. Такие виды работ развивают у детей любознательность, формируют пpaктические навыки, наблюдательность, учат бережному отношению к природе, развивают логическое мышление. Привлекаются дети из биологического кружка, а также участвуют шестиклассники....
18 03 2024 6:43:33
Презентация и «пресс-конференция», в ходе которой обсуждаются проблемы никотинизации среди молодёжи и его последствия для их здоровья; объясняют сущность рекламы табачных изделий, её несостоятельность; усиливают мотивацию отрицательного отношения к курению у юношей и дeвyшек; доказывают несовместимость курения и здоровья будущих детей....
17 03 2024 3:59:43
Генетика, наука о наследственности и изменчивости живых организмов. Так как эти свойства присущи всем без исключения организмам, они представляют важнейшие...
16 03 2024 23:23:49
Ещё много лет тому назад был высказан главный тезис назначения школы: "Школа должна заниматься поиском индивидуальности". Этот тезис абсолютно верен. Задача семьи состоит в том, чтобы вовремя увидеть, разглядеть способности ребёнка, а задача школы - поддержать ребёнка и развить его способности, подготовить почву для того, чтобы эти способности были реализованы.
...
15 03 2024 9:30:22
Хлорелла — одноклеточная зеленая водоросль, имеет вид микроскопического неподвижного зеленого шарика до 15мкм в диаметре, жгутиков нет. Поверхность клетки покрыта твердой двуконтурной оболочкой целлюлозной породы....
14 03 2024 14:11:34
В ходе урока учащиеся знакомятся с различными теориями, объясняющими происхождение человека, приводят доказательства.. Для более плодотворной работы используются опopно-информационные листы.
...
13 03 2024 20:35:52
Урок по программе В.Б. Захарова, Н.И. Сонина, Е.Т. Захаровой «Биология. Многообразие живых организмов. 7-й класс» с применением технологии модульного обучения. Цель работы – показать, что модули позволяют перевести обучение на субъект-субъектную основу, индивидуализировать работу с отдельными учащимися....
12 03 2024 14:56:29
Цель урока: формирования коммуникативных УУД у учащихся. Использованы приемы: самостоятельная работа с Интернет-ресурсами и создание презентаций, постановка проблемы по слайд-фильму, сообщение и оппонирование, формулирование вопросов, выдвижение гипотез и их обоснование, работа в малых группах....
11 03 2024 8:43:47
Данный урок является интегрированным (биология, информатика). В ходе урока ученики знакомятся с одним из методов изучения наследственности человека на примере родословной А. С. Пушкина, изучают некоторые хаpaктерные признаки ближайших родственников поэта и отpaбатывают навыки работы в СУБД MS Access, составляя базу данных и делая запросы. На уроке используются портреты Ибрагима Ганнибала, Александра Сергеевича Пушкина, Льва Александровича Пушкина, матери и отца поэта, дяди Ивана Абрамовича Ганнибала. При подготовке к уроку учащимися была проведена исследовательская работа по произведениям А. С. Пушкина с целью нахождения морфологических признаков, описания хаpaктеров ближайших родственников поэта. Для обработки полученной информации использовался компьютер.
...
10 03 2024 18:59:34
Урок «Многообразие птиц в природе» построен по принципу интеллектуальной передачи «Своя игра». Развивается познавательный интерес учащихся, анализ и синтез информации, обобщение, сравнение, установление причинно-следственных связей, расширяется кругозор....
09 03 2024 12:38:19
Представлена разработка урока-викторины. Использование игровых приемов создает благоприятный психологический климат, способствует познавательной деятельности всех учащихся. Урок расширяет представление учащихся о многообразии животных форм; развивает интерес к биологии, бережное отношение к животным....
08 03 2024 21:34:31
Еще:
Биология, химия -1 :: Биология, химия -2 :: Биология, химия -3 :: Биология, химия -4 :: Биология, химия -5 :: Биология, химия -6 :: Биология, химия -7 :: Биология, химия -8 :: Биология, химия -9 :: Биология, химия -10 :: Биология, химия -11 :: Биология, химия -12 :: Биология, химия -13 :: Биология, химия -14 :: Биология, химия -15 :: Биология, химия -16 :: Биология, химия -17 ::
Эры и периоды в развитии жизни на Земле
Отряд Приматы: образ жизни, эволюция и классификация
Создание культурных растений человеком, ярусность как признак растительного сообщества
Экологические сказки
Урок биологии по теме "Органы дыхания: строение и функции". 8-й класс
Значение животных в природе и жизни человека
Урок изучения нового материала в 11-м классе по общей биологии по теме "Основные этапы (стадии) эволюции человека — антропогенеза"
Роль гормонов в обмене веществ, рост и развитие организма
Свертываемость крови. Стадии гемостаза, факторы свертываемости
Открытый урок по биологии в 9-м классе "Приспособленность организмов к среде обитания"