Энергетическое обеспечение клетки. Фотосинтез (10-й класс)
Задачи урока: сформировать новый уровень знаний учащихся об обмене веществ, углубить и конкретизировать понятия типы питания, фотосинтез, роль АТФ и ферментов, познакомить с новым понятием – хемосинтез.
Оборудование: таблица “Схема фотосинтеза”.
План урока-лекции:
- Актуализация знаний о питании живых организмов.
- Типы питания организмов.
- Фотосинтез растений:
– световая фаза
– темновая фаза
– значение фотосинтеза. - Бактериальный фотосинтез.
- Хемосинтез.
- Выводы.
- Домашнее задание.
Конспект урока
1. Если вспомнить данные зоологии о питании живых организмов и составить цепь питания, то окажется, что она начинается с растительных организмов, затем следуют травоядные, хищные животные и падальщики. По цепям питания передается энергия и вещество, расходуемые на жизнедеятельность.
Вспоминая ботанику, мы видим, что растения способны из неорганических соединений (Н2О и СО2) создавать органические (сахара) ; при этом энергия солнечного света, доступная растениям , запасается в виде химической энергии – способной передаваться по цепи питания и быть доступной для всех остальных живых существ.
Таким образом в клетках происходят процессы синтеза веществ и их распада с выделением энергии.
Метаболизм – совокупность химических реакций в живой клетке, складывающихся из противоположных процессов пластического и энергетического обменов.
Пластический обмен – (ассимиляция, анаболизм) – совокупность реакций, обеспечивающих синтез органических соединений в клетке (фотосинтез, биосинтез белков).
Энергетический обмен – (диссимиляция, катаболизм) – совокупность реакций расщепления органических соединений, сопровождающихся выделением энергии.
2. Питание – процесс потрeбления энергии и веществ. Итак, по способу питания, т.е. по способу извлечения энергии и по источникам энергии организмы бывают автотрофами (греч. “аутос” – сам, “трофос” – питание) и гетеротрофами (греч. “гетерос” – различный).
Гетеротрофами называются организмы, не способные синтезировать органические соединения из неорганических, использующие в виде пищи (источника энергии) готовые органические соединения из окружающей среды. Это большинство бактерий, грибы, животные.
Автотрофами называются организмы, создающие из неорганических веществ окружающей среды (почвы, воды, воздуха) органические вещества с помощью энергии света или химической энергии минеральных веществ, используемые для построения их тела. Автотрофы – это некоторые бактерии и почти все растения.
Автотрофные организмы используют различные источники энергии. Для некоторых из них источником энергии служит свет, такие организмы называются фототрофами. Другие используют энергию, освобождающуюся при окислительно – восстановительных реакциях минеральных веществ и называются хемотрофами.
3. Итак фотосинтезировать могут растения, зеленые, сине – зеленые и пурпурные бактерии. Одинаково ли идет процесс фотосинтеза?
Фотосинтез – синтез органических соединений из неорганических, идущий за счет энергии света.
Фотосинтез растений
Фотосинтез мы изучали, знакомясь с растениями. Рассмотрим этот процесс подробнее, итак, суммарное уравнение
Фотосинтез – сложный, многоступенчатый, двухфазный процесс, протекающий с участием хлорофилла хлоропластов растительных клеток.
Световая фаза фотосинтеза.
Центральная роль здесь принадлежит хлорофиллу – органическому веществу, пигменту растительных клеток зеленого цвета, которое преобразует энергию света в энергию химических связей.
Не все клетки растения автотрофные. Не содержат хлоропластов и не способны к фотосинтезу клетки корня, лепестков цветков, камбия и др. Фотосинтезировать могут только зеленые части растений (см учебник стр 48 рис 19, “Схема фотосинтеза” лист – клетка – хлоропласт с гранами – хлорофилл в гране). Молекулы хлорофилла встроены в мембранные структуры хлоропласта (граны) и находятся в окружении молекул белков, липидов и других веществ.
Процесс фотосинтеза начинается с освещения хлоропласта видимым светом и поглощения хлорофиллом кванта красного цвета – установлено К.А.Тимирязевым (объяснение и одновременно рисунок на доске). Фотон, попав в молекулу хлорофилла, приводит ее в “возбужденное” состояние, т.е. обогащает энергией т.к. электроны перескакивают на высшие орбиты, более удаленные от ядра, а значит, облегчается отрыв электронов от молекулы в целом.
Один из таких возбужденных е переходит на молекулу – переносчика, который уносит его и переправляет на другую сторону мембраны. Молекула хлорофилла восстанавливает потерю е , отбирая его от молекулы воды. Эта энергия используется для образования молекул – носителей энергии – АТФ.
Ионы водорода Н+ и электроны е , необходимые для восстановления молекул – носителей энергии образуется при расщеплении молекул воды в хлоропластах белком – ферментом под воздействием света – это фотолиз.
Избыточная энергия части “возбужденных” молекул преобразуется в теплоту или испускается в виде света. Ионы гидроксила ОН– отдают свои электроны другим молекулам и превращаются в свободные радикалы ОН. Радикалы ОН взаимодействуют друг с другом, в результате чего образуются вода и молекулярный О2.
Следовательно, источником свободного О2, выделяющегося в атмосферу, служит вода.
Итак, в конечном итоге, в результате потери электронов молекулы воды разлагаются на протоны и атомы кислорода, из которых образуется молекулярный кислород, диффундирующий через мембрану и накапливаются в гране. Таким образом, по одну сторону мембраны собираются положительные заряженные протоны, по другую – отрицательно заряженные электроны.По мере накопления по обеим сторонам мембраны противоположно заряженных частиц нарастает разность потенциалов (протонный потенциал). В мембраны хлоропластов (граны) встроены молекулы фермента, синтезирующего АТФ (АТФ – синтетаза). Внутри АТФ – синтетазы имеется канал, через который могут пройти протоны. Когда величина протонного потенциала достигает критического уровня, сила электрического поля проталкивает протоны через канал в молекуле АТФ – синтетазы. Освобождающаяся при этом энергия тратится на синтез АТФ.
объяснение по рисунку
Образовавшаяся АТФ направляется в те места хлоропласта, где происходит синтез углеводов.
Протоны, оказавшиеся на другой стороне мембраны, встречаются здесь с электронами, доставленные молекулами – переносчиками. Они превращаются в атомы водорода, которые переправляются в те места хлоропласта, где идет синтез углеводов.
Таким образом, энергия солнечного излучения порождает три процесса: образование молекулярного О2, в результате разложения воды, синтез АТФ, образование атомарного водорода. Эти три процесса происходят на свету и являются составляющими световой фазы фотосинтеза.
Темновая фаза
Дальнейшие реакции фотосинтеза связаны с фиксацией атмосферного СО2 и образованием углеводов (например глюкозы) в строме хлоропласта, они протекают как на свету, так и в темноте и называются темновой фазой.
Темновая фаза представляет собой ряд последовательных реакций (цикл Кальвина), в результате которых из оксида углерода (IV) и водорода образуются углеводы
Для темновых реакций в хлоропласт непрерывно поступают исходные вещества и энергия. Углекислый газ поступает в лист из окружающей атмосферы фиксируемый ферментом рибулозодифосфатом, водород образуется в световую фазу фотосинтеза в результате расщепления воды. Источником энергии служит АТФ, которая синтезируется в световую фазу фотосинтеза.
Значение фотосинтеза
Большой вклад по изучению фотосинтеза внес К.А.Тимирязев, он говорил о космической роли зеленых растений: “Это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете”.
Фотосинтез – основной поставщик не только органических соединений, но и свободного кислорода на Земле.
Фотосинтез в цифрах:
- ежегодно растительность Земли связывает 1,7 ∙108 т углерода;
- извлечение миллиардов тонн азота, фосфора, серы, кальция, магния, калия и т.д.;
- ежегодный синтез примерно 4 ∙10 7 т органического вещества;
- но процесс медленный и малоэффективный: зеленый лист использует для фотосинтеза всего около 1 % падающего на него солнечного излучения;
- продуктивность фотосинтеза 1 грамм органического вещества на 1 м2 листа в час;
- летом за одни сутки 1 м2 листвы выpaбатывает примерно 15 – 16 г органических веществ;
- создание примерно 2000 млрд т кислорода в год, преобразующегося частично в озон;
- повышает эффективность фотосинтеза: улучшение освещенности, водоснабжение, повышение концентрации СО2 (это и повышает урожайность сельскохозяйственных растений).
Растения, как и многие другие аэробные живые существа дышат – т.е. поглощают кислород для окисления органических веществ с высвобождением энергии и выделением углекислого газа.
Днем наряду с дыханием растительные клетки преобразуют световую энергию в химическую: они синтезируют органические вещества. При этом в качестве побочного продукта выделяется молекулярный кислород. Количество кислорода выделяемого растительными клетками в процессе фотосинтеза в 20 – 30 раз больше, чем кислорода, поглощаемого в одновременно идущем днем и ночью дыхании.
4. Бактериальный фотосинтез
Бактериальный фотосинтез в отличие от растительного идет без выделения кислорода, т.к. донором водорода при восстановлении оксида углерода (IV) является не вода, а сероводород, спирты, органические кислоты.
Фотосинтезирующие пурпурные бактерии часто образуют скопления на дне водоемов в виде пурпурного налета, особенно там, где в илах скапливается сероводород.
5. Хемосинтез
Другая группа автотрофных организмов – хемосинтезирующие бактерии – хемотрофы. Хемосинтез открыт русским микробиологом С.Н.Виноградским в 1889 – 1890 годах.
Хемосинтез – синтез органических соединений из неорганических за счет энергии, получаемой при окислении неорганических веществ.
Для биосинтеза они используют энергию химических реакций неорганических соединений. Такие бактерии способны окислять ионы аммония, нитрита, сульфида, Feжелезо2+, элементарную серу, молекулярный водород и СО. Так, разные группы нитрифицирующих бактерий последовательно окисляют аммиак до нитрита, а затем из нитрита образуется нитрат.
нитрифицирующие бактерии
Деятельность всех этих бактерий – нитрифицирующих, окисляющих железо и серу переводит нерастворимые минералы в легко растворимые, а это – играет важную роль в круговороте веществ в природе, образовании полезных ископаемых, накоплении в почве минеральных веществ, повышении плодородия почв и очистке сточных вод.
6. Выводы
составление схемы, беседа по ходу ее составления об отличии фотосинтеза растений от бактериального фотосинтеза и хемосинтеза, типах питания организмов и путях повышения продуктивности сельскохозяйственных растений, значении растений
7. Домашнее задание: § № 11, проработать вопросы.
Литература
- Учебник Общая биология: Учебник для 10–11-х классов общеобразовательных учреждений / Д.К.Беляев, П.М.Бородин, Н.Н.Воронцов и др.; Под ред. Д.К.Беляева, Г.М.Дымшица. – 5-е изд. – М.: Просвещение, АО “Московские учебники”, 2005.
Комментарии:
В данной работе представлен фрагмент урока по элективному курсу "Тайны живой природы". В познавательной для учащихся форме раскрываются такие понятия как "эволюция", "палеонтология". Эволюционный процесс представлен на примере развития лошади. В домашнем задании предлагается смоделировать процесс эволюции с помощью ЭВМ.
...
22 06 2026 0:31:54
Учитель вводит в урок пpaктические действия анализирующего хаpaктера. Пpaктическая работа активизирует и направляет внимание и деятельность детей на активный поиск частей цветка. И после проверки знаний выясняется, что у учащихся имеются четкие представления о строении цветка.
...
21 06 2026 16:31:58
Посредством театрализованного представления идет знакомство учащихся начальной школы с историей открытия витаминов, их содержанием в продуктах, значением для сохранения здоровья человека....
20 06 2026 6:18:50
О необходимости и особенностях использования ИКТ на уроках естественно-научных дисциплин....
19 06 2026 22:49:38
Внеклассное мероприятие проводится в 7-м классе в рамках недели химии и биологии с целью ознакомления учащихся с разнообразием птиц, их значением в природе и жизни человека....
18 06 2026 8:37:10
На уроке показана интеграция таких наук , как биология и экономика. Цель урока: показать взаимосвязь биологии и экономики, изучить круги кровообращения, повторить строение крови, из экономики – денежное обращение, свойства и функции денег.
...
17 06 2026 3:45:57
Представленный урок "Видообразование. Результаты микроэволюции", проведённый в 11-х классе, направлен на комплексное повторение и закрепление знаний учащихся об эволюционных процессах популяций, повторение генетики (полиплоидия, гибридизация, хромосомные мутации). Учащиеся получают представление о путях, типах и скорости видообразования. Постоянно ставятся проблемные вопросы, проводится связь нового материала с ранее изученным, его сравнение, обобщение. На основе наводящих вопросов ребята самостоятельно формируют выводы, умело связывают теоретический материал с пpaктикой жизни....
16 06 2026 0:38:55
Цель урока: сформировать представление о генетике человека.
...
15 06 2026 12:52:53
Цель урока: сформировать у школьников понятие о высших споровых растениях, проследить усложнение их организации....
14 06 2026 13:50:11
Использование презентации, мультимедийного проектора, учебного электронного пособия, опopных схем, условных знаков, алгоритмов действия при решении генетических задач, игры на уроке позволяет быстро вовлечь учащихся в работу, оптимально организовать их деятельность, обеспечивая обратную связь.
...
13 06 2026 12:50:58
Одна из форм внеклассной работы учителя биологии с учащимися - озеленение территории школы, выращивание цветов. В статье описывается принцип выбора цветов для украшения территории училища, их перечень и кратко агротехника выращивания. В заключение статьи приводятся высказывания учащихся о цветущей территории училища....
12 06 2026 4:23:23
На уроке по теме "Многообразие и значение водорослей" в 6-м классе учащиеся знакомятся с классификацией водорослей, особенностями их строения, значением в природе и жизни человека. При проведении урока используются различные методы и приемы развития познавательной активности учащихся.
...
11 06 2026 8:12:15
В последнее время наблюдается снижение интереса к изучению большинства школьных предметов. Привить интерес к сложному предмету можно только через игру. Занимательные мероприятия способствуют обогащению ученика новыми знаниями, расширению кругозора....
10 06 2026 8:27:44
Урок раскрывает особенности движения животных в водной среде, продолжает формирование умений сравнивать, делать выводы, выявлять закономерности, воспитывает самостоятельность мышления....
09 06 2026 11:49:36
На уроке учащиеся получают знания о многообразии грибов, их роли в природе и жизни человека. Урок помогает решить триединую задачу обучения биологии: развитие интереса к предмету, изучение и понимание признаков и свойств живого, понимание места и роли человека в природе....
08 06 2026 4:48:25
Урок рассматривает статистические данные, способы определения пола и закономерности наследования генов, сцепленных с полом; раскрывает причины возникновения сцепленных с полом генетических болезней, формирует представления о различиях мужского и женского организмов. Рекомендуется соблюдать тактичность изложения материала, в классе могут быть учащиеся с наследственными заболеваниями. Используются оптимистические прогнозы о возможных способах лечения заболеваний....
07 06 2026 20:47:59
Предлагаю свой авторский вариант итогового урока ботаники в 6-м классе в игровой форме. В разработке подробно описаны все методические и технические моменты проведения итогового урока по теме "Строение растительной клетки". Предлагаемый урок является завершающим в изучении соответствующей темы по УМК "Биология: растения, бактерии, грибы, лишайники" И.Н. Пономарёвой (М.: Вентана-Граф, 2005)....
06 06 2026 14:19:31
Занятие ставит основной целью формировать знания о современных методах создания и использования биологических объектов, современных методах в селекции....
05 06 2026 5:39:58
На уроке 11-классники изучат основные хаpaктеристики вирусов, опираясь на межпредметные связи, получат пpaктические навыки в ходе изучения оригинальных текстов с помощью технологии критического мышления. Урок построен по принципу исследования, основные этапы которого – теоретический анализ, прогнозирование, мысленный эксперимент, выводы – обучающиеся проживают в группах....
04 06 2026 10:43:12
![]("/img/contest-cup-icon.png" "\"Победитель\""){kind=icon}
Приводится перечень необходимого оборудования и план проведения занятия, показана логическая структура докладов учащихся, даны хаpaктеристики рассматриваемых животных и краткое содержание некоторых сообщений....
03 06 2026 11:45:29
Целью урока является формирование знаний о семействе лилейных растений. Урок построен с учетом психофизических возможностей и способностей учащихся с ограниченными возможностями здоровья. Учитывая умственную пассивность учащихся, связанную с инертностью нервных процессов и другими недостатками психики, на уроке использовано самостоятельное нахождение знаний учащимися из различных источников: при работе с учебником, дополнительной литературы, при выполнении пpaктической работы....
02 06 2026 14:41:12
Представлена разработка игры-викторины для учащихся 5–6-х классов. Игра может проводиться в качестве заключительного урока по курсу «Природоведение» (в 5-м классе) или как внеклассное мероприятие в рамках предметной недели естественных наук (в 5–6-х классах). На вопросы викторины приводятся правильные ответы.
...
01 06 2026 17:46:35
Урок помогает в игровой форме обобщить и систематизировать знания студентов о строении и функциях органоидов, развить умения студентов проводить учебную дискуссию; отстаивать свою точку зрения, анализировать суждения товарищей....
31 05 2026 12:21:47
Голосеменные растения представляют из себе промежуточное состояние между папоротниками и цветковыми растениями. Впервые термин «голосеменные» использовал русский ученый Бекетов....
30 05 2026 7:50:59
На уроке ученики работают в группах, выполняют задания, которые направлены на формирование знаний о многообразии и значении земноводных....
29 05 2026 3:32:33
Цель урока: познакомить учащихся с особенностями строения и жизнедеятельности прокариотических клеток. В сравнительном плане создать представления о двух уровнях клеточной организации: прокариотическом и эукариотическом. Продолжить выработку навыков самостоятельной и исследовательской работ, применение информационных технологий.
...
28 05 2026 3:16:32
В моей работе тесно соединились две области деятельности – учебная и внеклассная. Я смогла их соединить благодаря развитию живого уголка. В основе моей профессиональной деятельности, как учебной, так и деятельности по авторской программе, объединения детей и подростков в школьное биологическое общество «Импульс» лежит развитие живого уголка, природоохранная и исследовательская направленность.
...
27 05 2026 7:47:19
Предлагается четыре варианта задач по генетике. В каждом варианте три задачи по моногибридному скрещиванию, дигибридному скрещиванию и скрещиванию, сцепленному с полом.
...
26 05 2026 1:24:53
В ходе урока учащиеся познакомятся с хаpaктерными признаками грибов, особенностями их строения, многообразием, ролью в природе и жизни человека. Используемые на уроке методические приемы способствуют развитию мыслительных навыков учащихся, необходимых не только в учёбе, но и в обычной жизни....
25 05 2026 23:56:20
Информация урока расширяет представление учащихся о многообразии живых организмов. Знакомит с особенностями строения и жизнедеятельности лишайников в доступной форме. На уроке продолжается совершенствование навыков работы с информацией учебника, природными объектами. Большое внимание уделяется изучению природы Псковского края....
24 05 2026 10:11:37
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Цель урока – сформировать представление о многообразии земноводных; выяснить значение земноводных в природе и жизни человека....
23 05 2026 20:35:26
Урок раскрывает особенности движения животных в водной среде, продолжает формирование умений сравнивать, делать выводы, выявлять закономерности, воспитывает самостоятельность мышления....
22 05 2026 21:52:27
Обобщающий урок предлагается учащимся 6-х классов как биологическая игра с использованием компьютерной презентации. Игра представляет собой виртуальное путешествие по назначенному комaнде маршруту. Останавливаясь на определенных станциях маршрута, ученики обобщают и систематизируют знания о побеге, почке, видоизмененных побегах, о взаимосвязи строения с их функциями, а также их биологическое значение....
21 05 2026 11:37:15
Изучение новой темы проходит в форме путешествия. Эффективность урока повышается за счёт применения информационно-коммуникативной и проектной технологий.
...
20 05 2026 19:49:41
Уроки-экскурсии, это замечательная форма работы учителя с учащимися среднего звена. Благодаря таким урокам, они учатся наблюдать, затем оформлять результаты своих наблюдений, а для того чтобы это сделать, им придется проанализировать, имеющуюся у них информацию, обобщить и сделать выводы....
19 05 2026 23:51:35
Представлена презентация для проведения урока по генетике по теме "Основные закономерности наследственности "(2 часа) и дополнительный материал, который может быть использован для развития познавательной активности на уроках биологии.
...
18 05 2026 7:32:22
На уроке учащиеся узнают о составе почвы, о значении перегноя для плодородия почвы....
17 05 2026 21:29:58
Под действием климата и внешней среды - группы людей были наделены особенностями, которые стали отличать их между собой. Так сформировались расы....
16 05 2026 5:38:48
В работе проанализирован педагогический опыт автора по организации летних домашних заданий по биологии. Обоснована актуальность данность темы, основные методические приемы и формы, разработана система заданий по зоологии беспозвоночных и ботанике. Правильно организованные летние работы, повышают интерес учащихся к живой природе, помогают закрепить знания по биологии и дают весьма ценный иллюстративный материал для урока.
...
15 05 2026 0:21:16
Урок призван познакомить учащихся со строением плодов, их разнообразием и функциями, формировать умения работать с природными материалами, сравнивать их, развивать бережное отношение к природе, работать с учебниками. Урок с показом слайдов рассчитан на 40 минут....
14 05 2026 15:13:17
Работа представляет собой внеклассное мероприятие по литературе и биологии, целью которого является показать интеграцию двух предметов во внеурочной деятельности. Были поставлены следующие задачи: расширение кругозора учащихся; развитие творческих способностей и эстетического вкуса учащихся; воспитание любви и бережного отношения к родной природе....
13 05 2026 12:43:53
Урок по теме «Фотосинтез» проводится для профильной группы 10-го класса. Тема изучается на протяжении 3 уроков. На 1-м уроке изучается история процесса фотосинтеза, вклад ученых в развитие учения о фотосинтезе, фазы фотосинтеза. Урок соответствует новым ФГОС. Ребята сами определяют тему урока, ставят цели, создают мини-проекты....
12 05 2026 7:20:26
Игра, в которую могут играть ученики 5–11-х классов, интересующиеся биологией и другими межпредметными науками, такими как биология – география, биология – литература и т.д. Изменяя задания, возможно, проводить игру на заключительных уроках. Можно проводить на уроке с одним классом или в большом помещении (актовый зал) с параллелями классов (комaндная игра). Игра расширяет кругозор знаний детей и позволяет изучать биологию с большим интересом....
11 05 2026 14:31:10
Цель занятия: знакомство с законами памяти, приемами запоминания информации; усвоение знаний по теме «Земноводные»; формирование умений мотивации, самоорганизации учения; развитие интеллектуальных умений: анализировать, классифицировать факты, выдвигать гипотезу, доказать, обобщать, делать выводы; формирование ценностного отношения к окружающему миру, товарищам, самому себе, своей деятельности....
10 05 2026 15:29:10
В статье представлен вариант использования компьютерных технологий на уроке биологии в 6-м классе. Обобщающий урок по теме "Жизнедеятельность, рост и развитие цветковых растений" проводится по типу телевизионной передачи "Своя игра".
...
09 05 2026 21:44:16
Урок спланирован с учетом реальных возможностей класса, материал подобран к занятию с расчетом на использование ярких образов, проблемных ситуаций, включением в занятие информационно-коммукационных технологий....
08 05 2026 12:58:11
Обобщающий урок-игра для 8-го класса проводится в занимательной форме смотра знаний с целью углубить и закрепить знания учащихся по биологии по темам "Обмен веществ", "Выделение", "Терморегуляция". Через занимательные задания развивается биологическое мышление, устная речь, способность применять имеющиеся знания при поиске решения проблемных ситуаций....
07 05 2026 9:32:19
Визитной карточкой нашего села является сосновый бор. Представленная разработка урока позволяет сформировать определенные биологические понятия на примере природного сообщества «Сосновый бор», что способствует воспитанию любви и бережного отношения к природе родного края....
06 05 2026 1:52:57
Выделяют три основных вида соединительной ткани, которые имеют различное строение и осуществляют определенные функции: собственно соединительная ткань, хрящевая и костная....
04 05 2026 6:12:30
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 ::
