Главные вкладки

    Фотосинтез.Преобразование энергии солнечного излучения в энергию химических связей.
    план-конспект урока по биологии (10 класс) по теме

    Рассматривание процесса фотосинтеза как пластический обмен веществ у растений. На уроке дети раскрывают сущность световой и темновой фаз фотосинтеза

    Скачать:

    ВложениеРазмер
    Файл otkrytyy_urok_v_10_klasse.docx26.43 КБ

    Предварительный просмотр:

    Открытый урок в

    10 классе

    на тему:

    Фотосинтез. Преобразование энергии

    солнечного излучения в энергию

    химических связей.

                                                    Учитель биологии

                                    I квалификационной категории

                                                     МАОУ «СОШ №16»

                                             Мамедкулыева Гульджахан Мурадовна

    г.Альметьевск

    Открытый урок на тему: Фотосинтез. Преобразование энергии солнечного излучения в энергию химических связей.

    Цель урока: рассмотреть процесс фотосинтеза как пластический обмен веществ у растений; раскрыть сущность световой и темновой фаз фотосинтеза; определить значение фотосинтеза для живых организмов на Земле, пути повышения его эффективности.

    Оборудование: таблицы, иллюстрирующие фотосинтез; рисунок 18 в учебнике «Схема фотосинтеза»

    Ход урока:

    I. Изучение нового материала. Лекция с элементами беседы.

    1. Для нормальной жизнедеятельности организмов необходимы питательные вещества.

    Вопрос:

    -Какие вам известны типы питания организмов?

    (гетеротрофные, автотрофные)

    При гетеротрофном питании организмы поглощают вещества,

    имеющие большой запах химической энергии, а при автотрофном

    организмы используют энергетически бедные вещества и энергию света.

    Вопрос:

    -Приведите примеры автотрофных и гетеротрофных организмов. (Автотрофы: зеленые растения, водоросли, некоторые микроорганизмы; гетеротрофы: животные, в т.ч. человек, грибы, большинство микроорганизмов).

    Для всех организмов характерен обмен веществ.

    Вопрос:

    -Вспомните, какие виды обмена веществ вам известны? (Пластический и энергетический)

    Пластический обмен веществ - это совокупность реакций биологического синтеза. В результате пластического обмена из простых веществ, поступающих в клетку, образуются вещества, подобные веществам клетки, т.е. происходит ассимиляция.

    Энергетический обмен веществ — это совокупность реакций расщепления, т.е. диссимиляция. При этих процессах выделяется энергия. В клетках же растений и животных пластический и энергетический обмены сходны, но в клетках растений, содержащих хлорофилл, кроме бескислородного и кислородного процессов протекают еще специфические процессы, очень значимые для живой природы. Растительные клетки способны синтезировать

    органические вещества из неорганических (СО2 и Н2О), используя

    энергию солнечного излучения

    Вопросы:

    -Как называется этот процесс? (Фотосинтез)

    -Дайте определение фотосинтеза.

    (фотосинтез-это синтез органических веществ из неорганических,

    идущий за счет солнечной энергии с выделением кислорода).

    2. История открытия фотосинтеза.

    В 1630 г. Ян ван Гельмонт показал, что растения способны сами

    образовывать органические вещества, а не получать их из почвы - так

    было положено начало изучению фотосинтеза.

    В 1772 г. Джозеф Пристли установил, что растения «исправляют»

    воздух, «испорченный» горящей свечой. Спустя семь лет Ян Ингенхауз обнаружил, что растения могут «исправлять» «испорченный» воздух только на свету. В 1883 г. Энгельман открыл пурпурные бактерии, для которых

    характерен фотосинтез без выделения кислорода. В 1887 г. С.Н. Виноградский открыл хемосинтезирующие бактерии, превращающие углекислоту в органические соединения в темноте. Фотосинтез - многоступенчатый процесс. Важнейшая роль принадлежит хлорофиллу-магний органическому веществу, преобразующему энергию солнечного света, в энергию химических связей. Молекулы хлорофилла состоят из атомов углерода и азота, соединенных в сложное кольцо. Они встроены в мембранные структуры хлоропласта-граны и окружены молекулами белков,

    липидов и других веществ. Приспособление листьев зеленых растений к фотосинтезу:

    -плоская поверхность листовой пластинки, увеличивающая S для

    восприятия солнечного света;

    -прозрачная кожица лита, листовая мозаика. Процесс фотосинтеза

    состоит из 2-х фаз - световой и темновой.

    3. Световая фаза

    – фотохимическая происходит в гранах хлоропластов. В хлоропластах содержится хлорофилл, его молекулы способны поглощать красные и синие лучи видимой части спектра, а зеленые отражать, поэтому хлорофилл, хлоропласт, в общем, лист зеленого цвета.

    Квант света выбивает некоторые подвижные электроны (ê) на более высокий энергетический уровень и приводят в возбужденное состояние. Часть возбужденных ê возвращается на прежний уровень, другая часть присоединяется к ионам водорода (H+). Эти ионы появляются в результате фотолиза воды.

    Фотолиз воды - расщепление молекул воды под действием кванта света - открыл А.П. Виноградов.

    н2он++он-

    Н++ êН°       Н°   захватываются органическим веществом

    НАДФ+НАДО ННАДФ Н2°

    Это вещество богато энергией, которая необходима будет в темновой фазе.

    ОН- оставшись без противоположных заряженных частиц теряют ê и

    превращаются в радикалы, которые, попарно соединяясь, образуют

    воду и молекулярный кослород

    ОН- - êОН-                                                                                                                                                                                                                                                                                                     4ОН02О+О2

    Молекулярный кислород диффундирует через устьица листа в окружающую атмосферу, т.е. атмосферу Земли. Некоторые из «возбужденных» ê хлорофилла и ê от ОН- участвуют в образовании макроэргической связи в АТФ, т.е. ê, обладает большим запасом энергии:

    АДФ + Ф + энергия  êАТФ

    Вопрос:

    -Каковы продукты фотосинтеза световой фазы?

    2, АТФ, НАФ Н).

    Итоги световой фазы:

    1)             фотолиз Н2ОН++ОН-

    2)             восстановление НАДФ++2Н°НАДФ Н2°

    3)             синтез АТФ: АДФ+ФАТФ

    4. Темновая фаза фотосинтеза.

    (рассказ с использованием таблиц, рис. 18, стр. 50).

    Темновая фаза - ферментативная, происходит в строме хлоропластов. В этой фазе происходит ряд ферментативных реакций, в результате которых из СО2 и Н2О образуется глюкоза. При это используется энергия АТФ и водород, полученные в световую фазу. Цикл Кольвина (М. Кольвин - американский биохимик, изучивший процесс темновой фазы фотосинтеза). СО2 из воздуха поступает в строму хлоропласта и вступает в соединение с пентозой (рибулозой-5-фосфатом), находящийся в клетке. Предварительно этот сахар формируется с образованием рибулодифосфата, которыйкарбоксилируется путем присоединения СО2. Образуется нестойкое шестиуглеродное соединение, в результате гидролиза расподающееся на два трехуглеродное соединение фосфоглицериновой кислоты. Эти молекулы восстанавливаются в присутствии НАДФ Н и АТФ с образованием трехуглеродного сахара - триозы. В результате конденсации 2-х таких триоз образуется молекула гексозы, которая может включатьсяв молекулу крахмала, и т.о. откладывается в запас.

    6 СО2 + НАДН 2Н+2АТФС6Н12О6+НАДФ++2АДФ

    6СО2+6Н2ОС6Н12О6+6 О2        

    Фотосинтез — основной поставщик органических соединений и свободного кислорода на Земле. Фотосинтез препятствует увеличению концентрации СО2 в атмосфере, предотвращая перегрев Земли, а созданный озоновый слой защищает все живое от губительного У-излучения. Кроме того, растения вовлекают в круговорот миллиарды тонн азота, фосфора, серы, магния, кальция, калия.

    5. Хемосинтез.

    Способность синтезировать органические вещества из неорганических свойственна также некоторым видам бактерий, только он иной, чем у растений. Этот тип обмена был открыт русским ученым микробиологом С.Н. Виноградским. Бактерии обладают специальным ферментом, позволяющим им преобразовывать энергию химических реакций, в частности энергию реакций окисления неорганических веществ, в энергию синтезируемых органических соединений. Этот процесс называют хемосинтезом.

    Из микроорганизмов, осуществляющих хемосинтез, важны азотфиксирующие и нитрифицирующие бактерии. Источником энергии у одной группы этих бактерий служит реакция окисления

    NH3 в HNO3

    HNO2HNO3

    Fe2+Fe3+

    H2SH2SO4

    N2NH3

    II. Закрепление изученного материала.

    1. В каких органоидах клетки протекает фотосинтез?

    2. Как преобразуется энергия излучения Солнца в хлоропласте?

    3. Какие процессы происходят в световую фазу фотосинтеза?

    4. Какие процессы происходят в темновую фазу фотосинтеза?

    5. Охарактеризуйте значение зеленых растений для жизни на Земле? Можно проводить в виде тестовой работы, которую учащиеся проверяют сами (самоконтроль).

    Тест

    Вариант 1

    1. Организмы, живущие за счет неорганического источника углерода:

    А) автотрофы

    Б) гетеротрофы

    В) хемотрофы

    Г) фототрофы

    2. Пигмент хлорофилл сосредоточен:

    А) в оболочке хлоропласта

    Б) в строме

    В) в гранах

    3. В хлоропластах световые реакции протекают:

    А) только в квантосомах

    Б) в гранах и строме

    В) в гранах и тилакоидах

    Г) в тилакоидах и строме

    4. На какой стадии в хлоропласте образуется первичный углевод:

    А) световая стадия

    Б) темновая стадия

    5. Какую роль играют ферменты при фотосинтезе:

    А) нейтрализуют

    Б) катализуют

    В) расщепляют

    6. Конечными продуктами световых реакций фотосинтеза являются:

    А) АТФ, вода, О2

    Б) АТФ, углеводы, О2 

    В) НАДФ Н2, АТФ, О2

    Г) НАДФ Н2, Н2О, О2

    Вариант 2

    1. Организмы, живущие за счет органического источника углерода:

    А) автотрофы

    Б) гетеротрофы

    В) хемотрофы

    Г) фототрофы

    2. В каких органеллах клетки осуществляется процесс фотосинтеза:

    А) в митохондриях

    Б) в рибосомах

    В) в хлоропластах

    Г) в хромопластах

    3. В какую стадию фотосинтеза образуется свободный кислород?

    А) в темновую

    Б) в световую

    В) постоянно

    4. Что происходит с АТФ в световую фазу?

    А) синтез

    Б) расщепление

    5. Расщепляются ли молекулы СО2 при синтезе углеводов:

    А) да

    Б) нет

    6. В хлоропласте темновые фазы фотосинтеза протекают в:

    А) в строме

    Б) в гранах и строме

    В) в гранах и тилакоидах

    Г) тилакоидах и строме

    III. Домашнее задание:

    §10, задание №5 выполнить в тетради.


    По теме: методические разработки, презентации и конспекты

    Конспект урока "Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии"

    Урок с использованием ЭОР. Приводится полный конспект урока, таблица с используемыми ЭОР....

    Презентация по теме"Энергия. Кинетическая и потенциальная энергия. Вывод закона сохранения механической энергии"

    Презентация по теме"Энергия. Кинетическая и потенциальная энергия. Вывод закона сохранения механической энергии"...

    «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии»

    Урок изучения нового материала с применением ИКТ в 8 классе....

    Солнечные батареи-источник энергии будущего

    Солнечные батареи становятся все более и более доступными и открывают множество возможностей. На этом занятии ученики узнают о солнечных батареях, от открытия фотоэффекта до возможного применения солн...

    Презентация к уроку химии в 8 классе "Химическая связь. Виды химической связи"

    Презентация к уроку химии в 8 классе "Химическая связь. Виды химической связи"...

    Тест по теме "Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии. Виды теплопередачи"

    Тест составлен для обучающихся 8 класса; включает в себя 2 варианта; в тесте имеются задания  с выбором ответа, а также задания, предполагающие развернутый ответ....