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:
Мероприятие представлено конспектом, заданиями и презентацией MS PowerPoint. Способствует развитию интереса к предмету и познавательной активности у учащихся. ...
09 05 2026 7:52:25
Урок природоведения с использованием компьютерных технологий в 5-м классе....
08 05 2026 2:57:55
К органам чувств рыбы относятся: зрение, слух, боковая линия, электрорецепция, обоняние, вкус и осязание. Разберем устройство каждого органа по отдельности, значение и принцип их работы....
07 05 2026 7:12:56
Пpaктическая работа по биологии с использованием компьютерной технологии. На уроке ученики углубляют знания о метаболизме на основе изучения фотосинтеза как одного из вариантов пластического обмена. Привлечение учащихся к цели урока происходит через включение их в самостоятельную работу.
...
06 05 2026 8:28:17
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Целью урока является обобщение знаний учащихся по теме. Урок проводится в форме телевизионной передачи «Своя игра». Увлекательная форма, интересные задания, большой иллюстративный материал помогут учащимся в систематизации знаний. Урок проводится с помощью презентации....
05 05 2026 22:33:27
![]("/img/contest-cup-icon.png" "\"Победитель\""){kind=icon}
Мир живой природы разнообразен и уникален. Это и простейшие одноклеточные организмы, и многоклеточные: растения, грибы, животные. Материал можно использовать фрагментами на различных уроках с 5-го по 7-й класс для ознакомления с представителями живой природы....
04 05 2026 2:22:32
Цель урока: продолжить формирование представлений о многообразии и единстве животного мира.
...
03 05 2026 5:28:46
Представлен конспект урока по теме "Гумopaльная регуляция" для учащихся 8-го класса. Дидактическая цель: Создать условия для первичного осознания и осмысления блока новой информации и закрепления ее....
02 05 2026 13:19:50
Урок "Как нам жить" ставит своей целью создание условий для осознания личной ответственности за состояние природы. Считаю необходимым учить детей вести дискуссию, уметь защищать свое мнение, формировать способность к рефлексии и совершенствовать коммуникативные навыки.
...
01 05 2026 8:40:57
Анализирующее скрещивание проводят для того, чтобы на основании расщепления по фенотипическим признакам судить о расщеплении по генотипу....
30 04 2026 1:37:28
Урок способствует формированию интеллектуальных умений; умений выделять отличительные особенности в строении цветка различных групп растений, развитию инициативы и логического мышления.
...
29 04 2026 15:49:48
Валеологическая тетрадь разработана в помощь учителю для проведения проблемно-исследовательского урока здоровья и для мотивации учащегося по познанию себя. В разработке представлены разные задания (творческие, познавательные, экспериментальные, рефлексивные), валеологический самоанализ, паспорт здоровья, рекомендации ЗОЖ.
...
28 04 2026 2:50:39
На уроке учащиеся изучают особенности строения и жизнедеятельности иглокожих, их значение в природе и жизни человека. Изучают особенности каждого класса, устанавливают хаpaктерные черты типа. Урок способствует воспитанию бережного отношения к природе, формированию научного мировоззрения. В необычной форме «Магического лабиринта» помогает проконтролировать усвоение учащимися предыдущего материала. Урок разработан в соответствии с программой по биологии для 7-х классов....
27 04 2026 6:36:29
Урок биологии обобщает и систематизирует знания учащихся об основных отрядах млекопитающих; их приспособленности к средам обитания; значении в природе и жизни человека....
26 04 2026 2:18:44
Форма организации урока с использованием технологий критического мышления позволяет объединить две функциональные задачи: объяснение нового учебного материала и развитие познавательного интереса к предмету. Эти технологии можно использовать на уроке любого типа, но в данном случае предлагается разработка урока-объяснения нового материала для 8-го класса по теме "Анализаторы. Зрительный анализатор". Это урок раздела анатомии "Координация и регуляция", первый в теме "Анализаторы"....
25 04 2026 7:19:21
Цель работы: показать роль насекомых как переносчиков возбудителей болезней человека и паразитов сельскохозяйственных животных, используя элементы технологии РКМЧП (развитие критического мышления через чтение и письмо)....
24 04 2026 4:51:29
Данный развернутый план-конспект урока поможет учителям биологии в развитии здоровьесберегающих компетентностей учащихся. Учебный материал урока позволит активизировать внимание учащихся на знаниях и умениях, пpaктически значимых в их жизни.
...
23 04 2026 18:25:54
Урок биологии разработан для 7-го класса с применением основ гуманной педагогики. Тип урока – изучение и первичное закрепление знаний. На уроке создаются условия для развития у учащихся положительной мотивации к обучению биологии. Целью данного урока является не только усвоение новых знаний учащимися, но и развитие умения видеть и чувствовать красоту, воспитание бережного отношения к окружающему миру....
22 04 2026 20:51:14
Представленный урок завершает изучение темы «Развитие жизни на Земле». Использование игровых моментов на уроке делает его интересным и запоминающимся. При проведении урока были использованы презентация учителя, использующаяся на разных этапах урока, и презентация учащихся – как опережающее задание по изучению нового материала....
21 04 2026 23:52:58
Неделя биологии, географии, химии влияет на развитие интереса учащихся к изучаемому предмету, повышает их образовательный уровень, самостоятельность и творчество, выявляет способных учащихся по предмету....
20 04 2026 16:25:47
На уроке стоит задача: узнать где происходит фотосинтез (локализация), как (при каких условиях) и для чего (его значение).
...
19 04 2026 6:30:40
Русский язык и математика, история и география, литература и биология - эти, и все
остальные дисциплины, преподаются в школе изолированно друг от друга и, к сожалению,
ученики воспринимают каждую науку как обособленную от других, хотя все школьные
предметы, по сути дела, изучают разные стороны одного и того же многогранного мира. В
своей работе я хочу предложить различные варианты включения элементов устного
народного творчества на различных этапах изучения материала....
18 04 2026 4:40:24
Урок знакомит с понятием "краснокнижные растения". Учитель создает условие для знакомства с историей появления "Красных книг" в мире, стране и регионе. Учащиеся знакомятся с краснокнижными растениями своего края. Ребята изучают проблему "Жизнь под угрозой" через знакомство с причинами, угрожающими распространению видов растений....
17 04 2026 23:10:37
Статья посвящена формированию универсальных учебных действий на уроках биологии – метапредметным, проектным и информационным технологиям обучения....
16 04 2026 19:41:58
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....
15 04 2026 22:54:53
Статья содержит план-конспект урока, на котором ученики выполняют два варианта тестовой проверки домашнего задания, знакомятся с ключевыми понятиями темы, решают проблемные вопросы, выполняют лабораторную работу в группах. Поскольку на данном уроке более глубоко рассматриваются виды рефлексов и рефлекторных дуг, его можно проводить в классах с углубленным изучением биологии....
14 04 2026 1:46:16
Цель данного курса - поднять уровень осмысления конкретных знаний до такого, на котором все разнообразие живой природы воспринимается как единая система с общими законами происхождения, развития, закономерностями строения и жизнедеятельности.
...
13 04 2026 9:50:59
В ходе урока учащиеся применяют полученные знания о модификационной изменчивости на пpaктике, проводят мониторинг первоцвета - весеннего горицвета, с использованием различных методик, в полевых условиях. На уроке воспитываются патриотические чувства, активная жизненная позиция, осуществляется природоохранная деятельность, реализуются творческие способности. Учащиеся самостоятельно приобретают знания, работают с научной литературой, мультимедийными источниками информации, различные сведения об адонисе узнают из Интернета, учатся понимать и ценить красоту, богатство природы....
12 04 2026 23:30:39
Курс "Собака в городе" имеет комплексный хаpaктер, так как включает в себя основы зоологии, генетики, селекции, учения о высшей нервной деятельности животных, экологии. В программу включены основные темы, которые необходимы подросткам для развития творческих и натуралистических умений, гуманности, формирования экологической культуры. Прослушав элективный курс, школьники смогут научиться правильно содержать и воспитывать собаку, оказывать ей первую медицинскую помощь, узнают права и обязанности владельца собаки, что поможет стать им стать культурными и дисциплинированными людьми. ...
11 04 2026 9:49:30
Урок развивает у учащихся учебно-познавательные компетенции, умение сравнивать, обобщать, анализировать....
10 04 2026 6:49:41
На уроке, учитывая возрастные особенности пятиклассников, формируются представления о дубильных веществах, фитонцидах и витаминах, понятие о здоровом образе жизни и рациональном питании, умение использовать текст и рисунки при решении поисковых задач, навыки самостоятельной работы с текстом учебника и ИКТ....
09 04 2026 14:55:29
Урок для учащихся 6-го класса по программе Н.И. Сонина позволяет познакомить учащихся с особенностями переноса веществ в организме животных, строением кровеносных систем, сердца, сосудов и составом крови....
08 04 2026 9:27:27
Данная тема всегда вызывает затруднения при изучении её учащимися. Обдумывая каждый этап урока, поняла, что ученики должны сами вовлекаться в изучение нового материала. В этом помогла презентация к уроку. Анимация, использованная на уроке, наглядно показывает сложные процессы обмены веществ....
07 04 2026 23:44:59
Из дикорастущих человек вывел все культурные растения, которые он выращивает на полях и огородах, применяя основные методы селекции — гибридизацию и отбор....
06 04 2026 5:33:21
Цель урока: познакомить с одноклеточными представителями животного мира – инфузориями, рассказать об их внешнем и внутреннем строении, процессах жизнедеятельности. Также идет повторение строения растительной клетки, значения растений в жизни животного мира....
05 04 2026 15:41:57
"Счастье – это быть с природой, видеть ее, говорить с ней" – писал более ста лет назад Лев Толстой. "Далекий отголосок хора мне слышать иногда дано..." – говорил Борис Пастернак. Эти писатели любили природу, очень важно, чтобы и мы имели возможность наслаждаться природой. Ее нужно беречь и приучать всех людей бережно к ней относиться, заботиться о животных и растениях. Где нет любви к природе, там нет любви и к человеку....
04 04 2026 1:48:21
Цель урока: изучить биографию Н.И.Вавилова; показать взаимосвязь между основными проблемами романа и жизнью ученого.
...
03 04 2026 21:28:46
Массовый отбор основан на отборе по фенотипу. Индивидуальный базируется на выделении особей с известным генотипом, определенным по продуктивности потомства....
02 04 2026 18:58:22
Урок является первым в данной теме. Этот урок включает в себя лабораторную работу. Нестандартная наглядность привлечет обучающихся к изучении темы. Выступление медицинского работника на уроке расширяет кругозор подростков.
...
01 04 2026 8:43:28
Это заболевание собак, которое вызывают грибковые микроорганизмы. Для болезни хаpaктерно появление на коже безволосых участков с четким контуром....
31 03 2026 13:58:49
Урок построен с учетом психофизических возможностей и способностей учащихся с ограниченными возможностями здоровья. Содержание урока не ограничено учебной программой, можно увидеть применение дополнительной информации по данной теме. Прослеживается связь с жизненным опытом учащихся. К уроку прилагается презентация....
30 03 2026 20:48:24
Цель урока: обобщить и систематизировать знания по теме «Кровь и кровообращение»...
29 03 2026 3:53:38
Урок помогает изучить отделы скелета человека, выявить различия строения скелета млекопитающих и человека, связанные с прямохождением, раскрыть взаимосвязь строения и функций осевого скелета....
28 03 2026 19:53:35
Человек пользуется голосом столько, сколько сам существует на земле, и достиг в искусстве владение им необыкновенного совершенства! Голос - метод идентификации личности, аналогично отпечаткам пальцев. Урок содержит материал об анатомическом образования голоса, раскрывает механизмы образования голоса, методики лечения голосового расcтройства, вопросы профилактики сохранения голоса....
27 03 2026 10:22:11
Урок знакомит учащихся с представителями одноклеточных организмов; их строением, питанием, значением....
26 03 2026 10:25:20
Автор проверяет у учащихся знания основных терминов и понятий; пpaктические умения по распознаванию органов растения; умение применять свои знания на пpaктике. Урок направлен на развитие коммуникативной компетентности и исследовательских навыков....
25 03 2026 6:40:56
Состояние кожи напрямую отражается на здоровье человека. Поэтому гигиена кожи, одежды и обуви имеет большое значение при профилактике различных заболеваний....
24 03 2026 20:31:57
Урок "Модификационная изменчивость" является последующим продолжением изучения темы "Закономерности изменчивости". Изучение данной темы рационально распределить на два урока, включив в них пpaктическую работу по вариационной статистике с использованием информационных технологий. Использование электронных таблиц является повторением материала, изучаемого в первом полугодии 10-го класса.
...
23 03 2026 20:35:26
Это урок, в задачу которого входит детальное изучение современных теорий происхождения жизни на Земле. У учащихся отpaбатываются умения самостоятельно совершить выбор той гипотезы, которая, по их мнению, верна и пpaктически доказуема. Отpaбатываются умения выделять главное, сравнивать, отстаивать свое мнение
...
22 03 2026 4:32:29
Курс выявляет и объясняет биологические и экологические объекты, процессы и явления в поэзии, развивает интерес учащихся к биологии, экологии и литературе. Подробное изучение биологических аспектов помогает понять главную мысль стихотворения....
21 03 2026 1:28:22
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 ::
