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:
Программа элективного курса предназначена для учащихся 8-го класса. Целесообразность преподавания данного курса обусловлена тем, что в наш информационный век, как ни странно, современные школьники крайне легкомысленно относятся к своему здоровью, особенно в вопросах питания....
17 08 2026 10:23:26
Данный урок является вводным к изучению насекомых в теме «Члeнистоногие»....
16 08 2026 17:29:27
Содержание проводимого мероприятия является развитием, углублением материала, который изучается на уроке. Кроме этого, "Час занимательной биологии" способствует отдыху учащихся от напряженной работы в классе. Игра сопровождается презентацией, которая включает не только слуховую, но и зрительную память учащихся....
15 08 2026 11:24:14
Цифровые диктанты охватывают курс "Анатомия человека" и составлены по разделам. Диктанты включают разделы от "Общего обзора организма человека" до темы "Кровь и кровообращение". Диктанты можно использовать в любой части урока, при работе с любым УМК....
14 08 2026 21:42:25
Урок помогает обобщить, систематизировать и расширить знания по главам "Происхождение человека" и "Строение организма"....
13 08 2026 18:36:24
Урок формирует понятие об оси Земли, Северном и Южном полушарии, экваторе. Учит определять разными способами стороны света, показывает уменьшенную модель планеты Земля....
12 08 2026 8:27:45
Семена – это важнейшее достижение в эволюции высших растений. На уроке даются представления о вегетативных репродуктивных органах и о строении семян. Автор знакомит учащихся с особенностями строения семян двудольных растений....
11 08 2026 2:44:46
Урок поможет учащимся расширить кругозор о методах, используемых при диагностике различных патологических заболеваний, передаваемых по наследству, и их профилактике....
10 08 2026 21:42:36
Отряд насчитывает 17 семейств. Размеры представителей колeблются от 7см до 5м в длину. Обладают большим количеством зубов в форме конуса, поэтому предполагалось, что Кистеперые – хищники....
09 08 2026 17:53:24
Урок проводится в 7-м классе, после темы "Царство Грибы". Сценарий урока подходит ко всем урокам, независимо от программы и авторов учебников. Игровая форма урока помогает охватить как можно больше объема темы, выяснить уровень усвоения темы "Царство Грибов". Формирует культуру умственного труда; умение логически мыслить, последовательно излагать свои суждения, делать правильные выводы. Развивает навыки самостоятельной деятельности. Использование ИКТ на уроке делает урок более оснащенным, интересным, сэкономит время....
08 08 2026 13:54:16
Сценарий мероприятия, посвященного формированию здорового образа жизни. Проводится в форме конференции школьного научного общества. Целью этого мероприятия является профилактика вредных привычек у школьников. Сценарий включает интересные факты, способствующие повышению интереса к данной проблеме....
07 08 2026 19:53:28
Цель урока: повышение интереса учащихся к изучению национальных парков. Задачи: ознакомить с географическим расположением национального парка; расширить кругозор учащихся об особо охраняемой природной территории Кемеровской области; памятниках природы, с конкурсами, проводимыми «Шорским национальным парком; побуждать познавательный интерес к особенностям флоры и фауны, охраняемой государством территории....
06 08 2026 0:39:37
На протяжении всей истории цивилизованное человечество задавалось вопросом о сущности и происхождении жизни. Что же отличает живые тела от неживых? Этот вопрос с давних пор привлекал ученых и мыслителей, которые, желая дать краткое определение понятия «жизнь», «живое тело», старались найти самое существенное, самое хаpaктерное для этих понятий.
...
05 08 2026 16:38:29
Урок с использованием информационных технологий позволяет повысить мотивацию учащихся к изучению животного мира, вызывает интерес к самостоятельному созданию презентаций к урокам, к подбору информации из дополнительных источников. Урок разработан так, что учащиеся видят свои результаты на уроке....
04 08 2026 11:53:23
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.
...
03 08 2026 18:34:44
Урок разработан по программе В.В. Пасечника. Цель урока: углубить и расширить понятие о классе пресмыкающихся на примере представителей отрядов черепах и крокодилов.
...
02 08 2026 11:23:52
Материал урока для 7-го класса знакомит учащихся с общими признаками члeнистоногих, особенностями строения paкообразных на примере речного paка, позволяет рассмотреть черты приспособленности paкообразных к среде обитания....
01 08 2026 15:51:27
Урок охватывает большой объем знаний для повторения и обобщения, построен на обширном наглядном и занимательном материале. На каждом этапе урока учитель использует активные методы организации учебной деятельности. Основная форма работы школьников – групповая, задания – творческие, разноуровневые, позволяющие каждому ученику проявить себя на уроке.
...
31 07 2026 0:33:37
Идею игры можно использовать по любому предмету в любом классе, так как участие в подобных играх развивает интерес и познавательную активность ребят, а также способствует актуализации и закреплению полученных знаний, приобретению новых.
...
30 07 2026 20:13:10
Участникам «Биржи ботанических знаний» предлагаются 88 вопросов о 50 растениях Амурской области. Возраст учащихся неограничен, количество игроков – 20–30 человек. Продолжительность игры 40–60 минут. Школьники в игровой форме знакомятся с растениями Амурской области и их особенностями. Игру можно успешно использовать в качестве внеклассного мероприятия на неделе биологии в школе....
29 07 2026 20:58:28
Воду и минеральные вещества растения получают с помощью корней. Листья обеспечивают органическое питание растений. В отличие от корней они находятся не в почве,...
28 07 2026 0:42:29
Основной задачей является формирование знаний об особенностях строения и образа жизни эвглены зеленой. На уроке используются различные методы активизации познавательной активности учащихся. На основном этапе урока изучение нового материала применяется исследовательский метод. Учащиеся работают в парах, выполняя пpaктическую работу с микроскопом. В конце работы учащиеся самостоятельно приходят к выводу о необычности систематического положения эвглены зеленой и единстве всего живого на Земле....
27 07 2026 13:49:57
Функции коры головного мозга — осуществление сложных рефлекторных реакций, составляющих основу высшей нервной деятельности (поведения) человека....
26 07 2026 1:37:45
Цель занятия: обобщить информацию о витаминах; научиться определять витамин С в различных продуктах питания; познакомиться с основами фитотерапии и рационального приготовления пищи....
25 07 2026 7:31:46
Урок-игра обобщяет и проверяет знания учащихся о законах наследования и их цитологических основах, о закономерностях изменчивости, ее формах, о методах изучения наследственности человека....
24 07 2026 2:55:23
Урок знакомит с историей изобретения микроскопа, схемой его строения, правилами работы с микроскопом и техникой безопасности при проведении лабораторной работы. Учащиеся освоят технику приготовления временного препарата....
23 07 2026 20:39:47
Замысел урока заключается в создании условий для развития интеллектуальных способностей учащихся и максимального влияния образовательного процесса на личность ученика.
...
22 07 2026 19:31:19
Материалы публикации помогут учителям при подготовке проблемных уроков, при подготовке к выступлениям на семинарах, методических объединениях, педагогических советах....
21 07 2026 18:27:16
Клетки разных организмов имеют свои хаpaктерные свойства и строение, но есть общие составляющие присущие всем клеткам: и растительным, и животным....
20 07 2026 23:16:51
Данная работа представляет собой интегрированное внеклассное мероприятие в 5–7 классах. Спектакль составлен на основе различных материалов, но сюжет придуман авторами. Главная идея спектакля – не только использовать и совершенствовать знания учащихся о родном крае, но и показать все индивидуальные способности детей....
19 07 2026 15:36:18
Урок-пресс-конференция в 8-м классе с целью расширить знания учащихся о гигиене органов пищеварения, мерах профилактики желудочно-кишечных заболеваний....
18 07 2026 4:22:54
Урок по зоологии проводится по принципу телевизионной игры "Счастливый случай". На ней учащиеся должны показать свои знания о земноводных. Игра состоит из четырех гeймов, в ней участвуют 2 комaнды....
17 07 2026 3:22:42
Урок по теме "Строение и свойства веществ" является вторым в изучаемой теме. Материал урока подобран так, чтобы учащиеся могли активизировать знания о веществе и сформировать новые. Урок несёт большую информационную нагрузку, т.к. происходит формирование первоначальных знаний (о молекулах, расположении молекул в веществах, зависимости свойств веществ от молекулярного строения), которые будут расширяться и углублляться на последующих уроках....
16 07 2026 19:52:41
Цель викторины - обобщение и закрепление знаний, расширение кругозора по предмету....
15 07 2026 1:54:57
Моделируя в ходе работы возможный фенотип своего будущего ребенка, учащиеся становятся на уровень научного прогнозирования собственной жизни. Необычный способ оформления результатов – в виде детского портрета – провоцирует творческое воображение, предполагает использование учащимся элементов художественного творчества. Цель работы: повторение и закрепление основных генетических закономерностей; развитие интереса к пpaктическому применению генетики....
14 07 2026 7:23:13
Урок способствует развитию творческих способностей учащихся. Весь урок проходит без использования учебника. Кроме учителя, на уроке с новой информацией выступают ученики, которые заранее получили задание. На уроке развиваются пpaктические навыки, ведется постановка проблемных вопросов, на которые ученики должны самостоятельно дать ответы. Дети получают необходимую информацию о пользе плодов, при употрeблении их в пищу....
13 07 2026 10:22:15
Задачи: расширить знания учащихся по особенностям выращивания плодово-ягодных культур; показать межпредметную связь математики и биологии; способствовать развитию приемов умственной деятельности....
12 07 2026 15:44:30
Урок позволяет сформировать у учащихся знания о строении цветка, о его функциях как о органе пoлoвoго размножения. Цель урока – раскрыть биологическое значение частей цветка, познакомить учащихся с классификацией растений по признаку расположения цветов, с классификацией цветов по составу главных частей цветка; научить выявлять приспособленность цветов к опылению. ...
11 07 2026 10:57:49
Урок помогает изучить отделы скелета человека, выявить различия строения скелета млекопитающих и человека, связанные с прямохождением, раскрыть взаимосвязь строения и функций осевого скелета....
10 07 2026 0:40:57
В статье раскрываются приемы и методы работы с незрячими детьми на уроках биологии. В основу работы положены принципы: научности, формирования аналитико-синтетических способностей, принципы наглядности, доступности, усвоение алгоритма, индивидуального подхода, развивающей направленности в обучении....
09 07 2026 13:45:29
Обобщающий урок в 9-м классе по учебнику С.Г. Мамонтова, В.Б. Захарова, Н.И. Сонина позволяет проверить сразу несколько компонентов: теоретические знания, определение понятий и терминов, умения работать с рисунками, схемами, таблицами, решать биологические задачи. «Экран учёта знаний» наглядно показывает учителю и учащимся компоненты знаний, по которым имеются недочёты и пробелы....
08 07 2026 1:39:24
Задачи: расширить знания учащихся по особенностям выращивания плодово-ягодных культур; показать межпредметную связь математики и биологии; способствовать развитию приемов умственной деятельности....
07 07 2026 0:51:15
В работе представлен один из способов, как повысить продуктивность урока - использование фрагментов из лучших отечественных фильмов, которые являются хорошей иллюстрацией к указанным урокам. Кинофрагменты всегда привлекают и удерживают внимание ребёнка. Этот приём позволяет ребёнку видеть, где применимы сложные знания из учебника в реальной жизни, что способствует появлению мотивации для изучения предмета, а знания не оторваны от жизни....
06 07 2026 2:11:54
Статья адресована учащимся, педагогам дополнительного образования, учителям общеобразовательных школ, воспитателям детских садов, специалистам-биологам и содержит сведения по содержанию уголка живой природы....
05 07 2026 23:44:32
На уроке учащиеся узнают о составе почвы, о значении перегноя для плодородия почвы....
04 07 2026 19:38:56
Предлагаемый урок позволяет показать учащимся не только взаимосвязь знаний биологии и химии, но и принципиальную необходимость такого объединения.
Урок охватывает круг вопросов, связанных со строением, свойствами и значением белков, способствует формированию научного мировоззрения учащихся.
...
03 07 2026 6:51:31
Элективный курс по биологии и экологии «Авиация и медицина XXI века» (разработано Л.А.Суриловой, учителем биологии и экологии гимназии № 1519 г. Москвы). Предпрофильная подготовка – это система педагогической, психологической, информационной и организационной деятельности, способствующая самоопределению учащихся в выборе дальнейшей профессии....
02 07 2026 6:27:13
Опираясь на проектную технологию, приготовлена презентация с целью и задачами урока, схемой взаимоотношения между организмами: нейтрализм, симбиоз, антибиоз. Учащимся предложено заполнять таблицу о взаимоотношениях между организмами по мере их знакомства через учебник, презентацию заранее подготовленных учащихся о типах отношений между организмами....
01 07 2026 7:37:17
Урок представлен в форме медико-генетической консультации. В ходе урока рассматриваются методы изучения генетики человека, на примере задачи составляется родословная семьи, обратившейся в консультацию, вероятность рождения в этой семье здоровых детей. Исследовательская работа представлена мультимедиапрезентацией.
...
30 06 2026 14:36:35
Методическая разработка урока составлена на основе учебно-методического комплекса под ред. Н.И. Сонина. Основная цель урока - познакомить учащихся с особенностями строения и функциями кровеносной системы у животных....
29 06 2026 18:26:30
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 ::
