Ұстаздар сайты u-s.kz Сайттың атауы www.u-s.kz
» » Фотосинтез


Фотосинтез

Фотосинтез

Цель урока: углубить знания учащихся о способах питания в органическом мире через изучение особенностей процесса фотосинтеза; обосновать космическую роль зеленых растений; раскрыть значение фотосинтеза.
Ход урока. 
I. Проверка знаний
Установите соответствие, вписав в столбцы таблицы номера характеристик этапов дыхания:
подготовительный бескислородный кислородный
1. Может происходить вне клеток.
2. Количество выделившейся энергии равно 0.
3. Необходимы пищеварительные ферменты.
4. Количество выделившейся энергии равно 36 АТФ.
5. Происходит в митохондриях.
6. Может происходить в лизосомах клеток.
7. Происходит в цитоплазме клеток.
8. Необходим кислород.
9. Нет необходимости в кислороде.
10. Химическим результатом может быть глюкоза; аминокис¬лота или глицерин и жирные кислоты.
11. Химическим результатом может быть вода, углекислый га¬з и азотсодержащие соединения.
12. Химическим результатом может быть пировиноградная кис¬лота или молочная кислота.
13. Характерен для всех растений и большинства животных и микроорганизмов.
14. Характерен для организмов, обитающих в бескислородной среде.
15. Необходимы ферменты гликолиза.
16. Необходимы молекулы-переносчики и митохондриальные ферменты.
17. Анаэробный этап.
18. Аэробный этап.
19. Гликолиз.
20. Биологическое окисление в митохондриях.
 
II. Приглашение к размышлению: определите тему урока.
Сегодня мы с вами познакомимся с одним биологическим процессом, уникальным по множеству позиций на нашей планете. Я вам буду их перечислять, а вы догадайтесь, о чем идет речь.
• Огромные успехи в изучении механизмов этого процесса были достигнуты лишь во второй половине XX столетия.
• Если бы для биологических процессов и явлений существовала Книга рекордов Гиннеса, то он занял бы там не один десяток страниц
• Это практически единственный процесс в живой природе, где происходит преобразование одного вида энергии в другую.
• Благодаря этому процессу, существует весь органический ми на нашей планете.
• Благодаря этому процессу создается и поддерживается состав среды, необходимый для обитания всех живых организмов.
• Этот процесс способствует предохранению поверхности Земли от парникового эффекта и образованию защитного озонового экрана вокруг планеты.
• Этот процесс включает в себя, по крайней мере, три важнейших этапа: фотофизический, фотохимический и биохимический.
• В результате этого процесса образуются сложные органические вещества.
• Это единственный процесс, который снабжает кислородом атмосферу и, следовательно, обеспечивает существование аэробных организмов.
• О нем писал в своей книге «Солнце, жизнь и хлорофилл» К.А. Тимирязев.
ФОТОСИНТЕЗ
 
III. Объяснение нового материала
         Фотосинтез характерен только для клеток автотрофных организмов. В клетках растений имеются микроскопические образования — хлоропласты. Именно в них происходит захват световой энергии и превращение ее в энергию химических связей молекул органических соединений. Внутри хлоропластов содержится хлоро¬филл — сложное органическое вещество, способное улав¬ливать энергию света для использования ее в процессах биосинтеза органических веществ. Молекулы хлорофилла и других вспомо¬гательных пигментов располагаются в мембранах тилакоидов хлоро¬пластов.
      В процессе фотосинтеза выделяют две фазы: свето¬вую и темновую. Вторая из них может протекать в тем¬ноте. Однако для того, чтобы это осуществлялось, необ¬ходим предварительный синтез органических веществ (например, АТФ). А этот процесс осуществляется в све¬товой фазе фотосинтеза. Поэтому световая фаза пред¬шествует темновой и является инициатором последней, а также важнейшим условием ее нормального протека-ния. В дальнейшем световая и темновая фазы могут осуществляться одновременно.
 
Световая фаза
Процесс фотосинтеза начинается с освещения хлоропласта видимым светом . Фотон, попав в молекулу хлорофилла, приводит ее в возбужденное состояние: ее электроны перескаки¬вают на высшие орбиты, т. е. на орбиты, более удаленные от ядра. Благодаря этому облегчается отрыв электронов от моле¬кулы. Один из таких возбужденных электронов переходит на молекулу-переносчика, который уносит его и переправляет на другую сторону мембраны. Молекула хлорофилла восстанавливает потерю электрона, отбирая его от молекулы воды.
В результате потери электронов молекулы воды разлагаются на протоны и атомы кислорода. Из атомов кислорода образуется молекулярный кислород, который диффундирует через мембрану и выделяется в атмосферу. Протоны же неспособны к диффузии через мембрану и накапливаются в гране. Таким образом, по одну сторону мембраны собираются положительно заряженные протоны, по другую — частицы с отрицательным зарядом.
По мере накопления по обеим сторонам мембраны противопо¬ложно заряженных частиц нарастает разность потенциалов (про¬тонный потенциал). Так же как в мембраны митохондрий, в мембраны гран 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-синте¬тазы. Освобождающаяся при этом энергия тратится на синтез АТФ. Образовавшаяся АТФ переправляется в те места хлоро¬пласта, где происходит синтез углеводов.
Протоны, оказавшиеся на другой стороне мембраны, встре¬чаются здесь с электронами, доставленными молекулами-пере¬носчиками. Они превращаются в атомы водорода, которые пере¬правляются в те места хлоропласта, где идет синтез углеводов.
Таким образом, энергия солнечного излучения порождает три процесса: образование молекулярного кислорода в результате разложения воды, синтез АТФ, образование атомарного водоро¬да. Эти три процесса происходят на свету и являются составляю¬щими световой фазы фотосинтеза.
 
Темновая фаза 
Дальнейшие реакции фотосин¬теза связаны с образованием углеводов. Они протекают как на свету, так и в темноте и называются темновой фазой. Темновая фаза фотосинтеза представляет собой ряд последовательных реакций. В результате этих реакций из оксида углерода (IV) и воды образуются углеводы.
Для темновых реакций в хлоропласт непрерывно поступают исходные вещества и энергия. Оксид углерода (IV) поступает в лист из окружающей атмосферы, водород образуется в световую фазу фотосинтеза в результате расщепления воды. Источником энергии служит АТФ, которая синтезируется в световую фазу фотосинтеза. Все эти вещества транспортируются в хлоропласт, где и осуществляется синтез углеводов.
6СО2 + 6Н2О        С6Н12О6 + 6О2
 
Значение фотосинтеза для живой природы. 
В изучение роли света и хлорофилла в процессе усвоения углекислого газа — ок¬сида углерода (IV) — при фотосинтезе большой вклад внес круп¬нейший русский ученый К. А. Тимирязев. Непревзойденный популяризатор знаний по фотосинтезу, он писал так: «Это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете». Такое утверждение вполне обосно¬ванно, так как фотосинтез — основной поставщик не только орга¬нических соединений, но и свободного кислорода на Земле.
Общая продуктивность фотосинтеза громадна: ежегодно рас¬тительность Земли связывает 1,7- 108 т углерода. Помимо того, растения вовлекают в синтез миллиарды тонн азота, фосфора, серы, кальция, магния, калия и других элементов. В результате   ежегодно синтезируется около 4- 107 т органических веществ.
    При всей грандиозности масштабов природный фотосинтез — медленный и малоэффективный процесс: зеленый лист использует для фотосинтеза всего около 1% падающего на него солнечного излучения. Продуктивность фотосинтеза составляет примерно 1 г органических веществ на 1 м2 площади листьев в час. Таким образом, летом за сутки 1 м2 листвы вырабатывает примерно 15—16 г органических веществ. Повысить эффективность фото¬синтеза можно вследствие улучшения освещенности, водоснаб¬жения растений и других условий.
Следует напомнить, что растительные клетки, как и все дру¬гие клетки, постоянно дышат, т. е. поглощают кислород и выде¬ляют оксид углерода IV. Днем наряду с дыханием растительные клетки преобразуют световую энергию в химическую: они синте¬зируют органические вещества. При этом в качестве побочного продукта реакции выделяется молекулярный кислород. Количество кислорода, выделяемого растительной клеткой в процессе фото¬синтеза, в 20—30 раз больше, чем кислорода, поглощаемого в одновременно идущем процессе дыхания.
 

Соңғы жарияланған материалдар тізімі
Введение в органическую химию.
Атмосфера – воздушная оболочка Земли
Химия плодов и овощей
Цепи питания, обмен веществ и энергии организмов
Химия плодов и овощей
Растения
Витамины
Тромбоциты. Свертывание крови
Онтогенез. Индивидуальное развитие организмов.
Кислород. Оксиды. Горение
Бөлім: Уроки / Биология | Көрсетілім: 2311 | Қосты: NA | Ілмек сөздер:
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Бөлімдер
История
открытые уроки по истории
Педагогика
открытые уроки по педагогике
Биология
открытые уроки по биологии
Информатика
открытые уроки по информатике
Математика
открытые уроки по математике
Физика
открытые уроки по физике
Химия
открытые уроки по химии
Разное
открытые уроки
География
Открытые уроки по географии
русский язык