Биосинтез углеводов фотосинтез 9 класс кратко

Обновлено: 30.06.2024

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Цель: сформировать знания о сущности процесса биосинтеза углеводов - фотосинтезе

-образовательные: сформировать у учащихся представление о световой и темновой фазах фотосинтеза;

воспитательные: продолжить формирование научного мировоззрения на основе изученной темы.

развивающие: способствовать формированию мышления, овладению приёмами анализа, обобщения на основе изучаемого материала.

Методы и приёмы: рассказ, объяснение, индивидуальный опрос.

приветствие

1. Организационный момент

Повторение учениками д/з

2. Актуализация изученного материала

1.Понятие о биосинтезе. Этапы синтеза белка в клетке.

2.Первый этап биосинтеза – транскрипция.

3. Второй этап биосинтеза – трансляция.

Запись учениками темы урока

Объяснение нового материала учителем

Запись в тетрадь

3. Изучение нового материала

Ни Ванн Гельмонт, ни Пристли не смогли до конца исследовать удивительное явление фотосинтеза. Русский ученый К.А. Тимирязев доказал, что благодаря хлорофиллу растения способны усваивать энергию солнечного света и из углекислого газа и воды образовывать органические вещества.

Синтез углеводов идет принципиально иначе от синтеза белка. В клетках растений моносахариды образуются из углекислого газа и воды под действием энергии солнечного света. Этот процесс называется фотосинтезом. Фотосинтез — это процесс синтеза органических веществ из неорганических за счет энергии солнечного света.

Образующийся в результате фотосинтеза первичный продукт — глюкоза – используется для синтеза полисахаридов. Фотосинтез происходит в клетках зеленых растений, водорослей и некоторых бактерий. Он осуществляется с помощью пигментов (например, хлорофилла). У растений большая часть хлорофилла находится в листьях растений в хлоропластах. Хлоропласты — внутриклеточные органоиды (пластиды), которые благодаря хлорофиллу окрашены в зеленый цвет.

Давайте поговорим о строении хлоропластов. От цитоплазмы хлоропласт отделен двойной мембраной, которые обладают избирательной проницаемостью. Внутреннее пространство хлоропласта заполнено бесцветным содержимым, стромой. В строме хлоропласта обнаруживаются молекулы ДНК, РНК, белки и рибосомы. Там же происходит первичное отложение запасного полисахарида — крахмала – в виде крахмальных зерен. Внутренняя мембрана хлоропласта врастает в строму, образуя мешковидно-уплощенные структуры — тилакоиды. На мембране тилакоида размещаются молекулы хлорофилла и других вспомогательных пигментов (каратиноидов). Тилакоиды собраны в пачки и расположены друг на друге, как стопка монет, — граны. Все граны хлоропласта соединены между собой ламеллами — одиночными тилакоидами.

Фотосинтез – процесс сложный и многоступенчатый. Исследования показали, что фотосинтез включает две основные стадии: световую и темновую. Световая стадия — квант красного цвета, поглощенный хлорофиллом, переводит электрон в возбужденное состояние. Он приобретает большой запас энергии и перемещается на более высокий энергетический уровень. Его можно сравнить с камнем, поднятым на высоту, набирающим потенциальную энергию. Он теряет ее, падая с высоты. Перемещаясь с одной ступени на другую, электрон теряет энергию, которая используется для синтеза молекулы АТФ. Этот электрон замещается на электрон воды, так как вода под действием света подвергается фотолизу. Фотолиз происходит в полости тилакоида. Участие света на данной стадии является обязательным условием, поэтому данную стадию часто называют стадией световых реакций. Кислород, образуемый в результате расщепления (фотолиза) воды, является побочным продуктом реакции и удаляется из клетки или частично расходуется на процессы дыхания. Кроме того, на данной стадии образуется довольно большое количество энергии в виде молекулы АТФ, которая затем расходуется в темновых реакциях.

Вторая стадия фотосинтеза — темновая . В темновой стадии используются образовавшиеся в световой стадии продукты. Происходит преобразование углекислого газа в простые углеводы — моносахариды. Их создание идет путем большого количества реакций за счет энергии АТФ. В результате этих реакций образуются молекулы глюкозы, из которых в дальнейшем образуются полисахариды (например, крахмал). Так как эти реакции происходят без участия света, стадия названа темновой. Она проходит в строме хлоропластов.

Итак, первая стадией фотосинтеза (световая) проходит на мембране хлоропластов (тилакоидах), а вторая стадия проходит в строме хлоропластов. Суммарное уравнение фотосинтеза выглядит следующим образом:

6CO2 + 6H2O ---> C6H12O6 (глюкоза) + 6O2

На скорость фотосинтеза влияют внешние условия: свет, температура, концентрация углекислого газа. Если эти параметры достигают оптимальных величин, то происходит усиление фотосинтеза. Благодаря фотосинтезу 1-1,5% энергии солнца запасается в виде органических молекул.

Фотосинтезирующие организмы дают пищу гетеротрофам, а также кислород, необходимый для дыхания всем живым существам на планете. Установлено, что 21% кислорода в атмосфере является в основном продуктом фотосинтеза.

Фотосинтез — это уникальный процесс создания органических веществ из неорганических, который может протекать как на суше, так и в воде. Ежегодно растения фиксируют 1,7 миллиардов тонн углерода, образует 150 миллиардов тонн органического вещества и выделяет 200 миллиардов тонн кислорода.

Фотосинтез — это единственный процесс, при котором происходит превращение солнечной энергии в энергию химических связей органических соединений. Таким образом, энергия из космоса накапливается в виде углеводов, белков и жиров, обеспечивая процессы жизнедеятельности всех организмов на планете Земля.

Опрос учащихся

4.Закрепление изученного материала

1.Назовите приспособления растений к процессу фотосинтеза.
2.Укажите условия, необходимые для процесса фотосинтеза.
3.Назовите продукты фотосинтеза.
4.В чем заключается сущность процесса фотосинтеза?
5.Каково значение процесса фотосинтеза для Земли?

Учащиеся записывают д/з

5.Домашнее задание . На дом вам остается параграф 11

6. Подведение итогов урока.

учащиеся получают оценки за урок. На этом наш урок закончен. Можете быть свободны, до свидания.

Затем глю-6-ф превращается в глю-1-ф. В процессе активации глю-1-ф участвуют уридиннуклеотиды. В ходе этого процесса два концевых фосфорных остатка УДФ освобождаются в виде неорганического пирофосфата͵ остаток УМФ соединяется с глю-1-ф, образуя УДФ-глюкозу.

Глюкоза как моносахарид свободно диффундирует через мембрану печеночных клеток, она не может служить резервом углеводородов в печени. Так как фосфатные эфиры глюкозы и фруктозы не столь легко проникают через мембраны, фосфорилирование этих сахаров создает как бы ловушку для них, эффективно изолируя реакции гликолиза и фосфоглюконатного пути в пределах внутриклеточного отсека. Тем не менее фосфаты сахаров не могут накапливаться в больших количествах в печени, так как благодаря осмосу увеличение их запасов будет сопровождаться накоплением больших количеств воды.

Обмен гликогена

Реакции пентозофосфатного пути протекают в цитозоле.

Образование АТФ.

По другому вторичному пути катаболизма глюкозы в животных тканях образуются два специализированных продукта: D-глюконат, важная роль которого связана с обезвреживанием и выведением из организма чужеродных органических веществ, и L-аскорбиновая кислота (витамин С).

Взаимосвязь пентозного пути и гликолиза.


В печени происходит превращение избытка углеводов в нерастворимый полимер – гликоген. Эта резервная форма глюкозы может составлять одну десятую всœей массы печени. При голодании запас гликогена почти полностью истощается.

Обмен гликогена включает в себя 2 процесса: гликогенез или синтез гликогена и гликогенолиз или распад гликогена.

Гликогенез – синтез гликогена — ϶ᴛᴏ анаболический процесс, требующий затраты энергии в форме как АТФ, так и уридинтрифосфата (УТФ). Исходным источником для синтеза гликогена является глю, d под действием глюкокиназы превращается в глю-6-фосфат.

Глю-6-ф занимает ключевое положение как общий промежуточный продукт ряда процессов углеводного обмена: он способен к обратимому превращению в пируват путем гликолиза или глюконеогенеза, а также к необратимому – в пентозы в ходе фосфоглюконатного пути. Глю-6-ф может обратимо превращаться в гликоген.

Источником глю при синтезе гликогена является УДФ-глю, d образуется из глюкозо-1-ф и УТФ:

Глю-1-ф + УТФ УДФ=глю + Н4Р2О7

На следующей стадии происходит перенос остатка глю с УДФ-глю на затравку гликогена с помощью гликогенсинтетазы:

УДФ-глю + (глю)n УДФ +(глю)n+1

Гликогенсинтетаза катализирует образование только -1,4-гликозидных связей. ʼʼВетвящийʼʼ фермент образует -1-6 гликозидные S (точки ветвления).

Гликогенолиз – распад гликогена идет путем фосфоролиза.


Гликолиз, пентозофосфатный путь, гликогенолиз — ϶ᴛᴏ катаболические пути, которые сходятся в цикле лимонной кислоты, чтобы передать свои богатые энергией электроны в дыхательную цепь. Перемещаясь по дыхательной цепи к кислороду, эти электроны поставляют энергию для синтеза АТФ. Теперь нам предстоит рассмотреть анаболические пути. На этих путях химическая энергия в форме АТФ и НАДФН используется для синтеза клеточных компонентов из простых предшественников.

Анаболизм прокариот

Основные компоненты прокариотной клетки состоят из органических веществ-полисахаридов, белков, нуклеиновых кислот, липидов, большинство из которых (исключая липиды) являются полимерами. Образованию полимеров предшествует биосинтез мономеров, их составляющих. На процессы биосинтеза мономеров и реакции их полимеризации расходуется большая часть энергии, получаемой клеткой в процессах катаболизма.

Биосинтез углеводов.Прокариоты способны синтезировать моно-, олиго-, и полисахариды, а также и другие соединения, в состав которых входят углеводы.

Для прокариот-автотрофов исходным продуктом для синтеза углеводов является СО2.

Фотосинтезирующие автотрофные микроорганизмы фиксируют СО2 и осуществляют биосинтез углеводов также, как растения при фотосинтезе, через восстановительный пентозофосфатный цикл, или цикл Кальвина. Из клеток автотрофных прокариот выделены два специфических фермента этого цикла:

1. Фосфорибулокиназа, фосфорилирующая рибулозо-5-фосфат при участии АТФ в рибулозо-1,5-дифосфат, выступающий далее акцептором СО2.

Рибулозодифосфаткарбоксилаза, катализирующая реакцию фиксации СО2 рибулозо-1,5-дифосфатом с образованием двух молекул
3-фосфоглицериновой кислоты. 3-ФГК подвергается различным превращениям до получения глюкозы.

Подобным образом фиксируют СО2 и ведут синтез углеводов хемосинтезирующие автотрофные микроорганизмы.

Но они используют энергию АТФ, получаемую клеткой в результате реакций окисления неорганических веществ субстрата.

Моносахариды, образовавшиеся в результате фиксации СО2, используются на синтез олиго- и полисахаридов.

Биосинтез углеводов

Биосинтез полисахаридов осуществляется путем трансгликозилирования (переноса остатков моносахаридов на конец растущей цепи полисахарида) и всегда сопровождается затратой энергии.

Прокариоты-гетеротрофы способны синтезировать углеводы из С2 и С3-соединений, используя при этом реакции гликолитического пути, идущие в обратном направлении.

Все гетеротрофные микроорганизмы, помимо усвоения органических углерод содержащих веществ, фиксируют углекислый газ и используют его в реакциях анаболизма и катаболизма.

Включение СО2 в вещества клетки у гетеротрофных микроорганизмов происходит в реакциях карбоксилирования. В большинстве случаев акцепторами СО2 выступают органические кислоты, например реакции карбоксилирования пировиноградной кислоты с образованием щавелевоуксусной (ЩУК) или яблочной кислот:

СН3-СО-СООН + СО2 +АТФ пируваткарбоксилазаНООС-СН2-СО-СООН + +АДФ+Фн.

СН3-СО-СООН +СО2 +НАД(Ф)Н малатдегидрогеназа НООС-СН2-СНОН-СООН +НАД(Ф)+

Как осуществляется биосинтез углеводов?

Биосинтез крахмала начинается с глюкозо-6-фосфата. Донором глюкозы служит сахароза. На первой стадии синтеза глюкозо-6-фосфат превращается в глюкозо-1-фосфат.

На второй стадии образуется донор активированной глюкозы:

АТФ + глюкозо-1-фосфат АДФГ + пирофосфат

Для большинства растений донором активированной глюкозы является АДФГ.

На третьей стадии синтеза осуществляется перенос активированной глюкозы от АДФГ на акцептор.

Акцептором, или затравкой, в данном случае служит небольшая молекула полисахарида, состоящая иногда всего лишь из 3-4 остатков глюкозы, соединенных гликозидными связями. Реакцию катализирует фермент из подкласса гликозилтрансфераз.

В результате затравка постепенно удлиняется. Так происходит биосинтез амилозы. Затем часть амилозы используется для биосинтеза амилопектина.

Синтез амилопектина подразделяется на синтез неразветвленной и разветвленной частей. Неразветвленная часть образуется аналогично амилозе.

В синтезе разветвленной части участвует ветвящий фермент (Q-фермент), который отщепляет от неразветвленной цепочки фрагмент, построенный из остатков глюкозы, соединенных а-1,4-гликозидными связями, и переносит его к шестому атому углерода одного из остатков глюкозы неразветвленной части амилопектина.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Липиды

Липиды имеют очень большое значение в метаболизме клетки. Все липиды — ϶ᴛᴏ органические водонерастворимые соединœения, присутствующие во всœех живых клетках. Необходимо отметить, что по своим функциям липиды разделяются на три группы:

— структурные и рецепторные липиды клеточных мембран

— энергетическое ʼʼдепоʼʼ клеток и организмов

— витамины и гормоны ʼʼлипиднойʼʼ группы

Основу липидов составляют жирные кислоты (насыщенные и ненасыщенные) и органический спирт – глицерол.

Основную массу жирных кислот мы получаем из пищи (животной и растительной). Животные жиры — ϶ᴛᴏ смесь насыщенных (40-60%) и ненасыщенных (30-50%) жирных кислот. Растительные жиры наиболее богаты (75-90%) ненасыщенными жирными кислотами и наиболее полезны для нашего организма.

Основная масса жиров используется для энергетического обмена, расщепляясь специальными ферментами – липазами и фосфолипазами.

В результате получаются жирные кислоты и глицерин, которые в дальнейшем используются в реакциях гликолиза и цикла Кребса.С точки зрения образования молекул АТФ — жиры составляют основу энергетического запаса животных и человека.

Эукариотическая клетка получает жиры с пищей, хотя сама может синтезировать большинство жирных кислот (за исключением двух незаменимых– линолевой и линоленовой).

Синтез начинается в цитоплазме клеток с помощью сложного комплекса ферментов и заканчивается в митохондриях или гладком эндоплазматическом ретикулуме.

Исходным продуктом для синтеза большинства липидов (жиров, стероидов, фосфолипидов) служит ʼʼуниверсальнаяʼʼ молекула – ацетил-Коэнзим А (активированная уксусная кислота), являющаяся промежуточным продуктом большинства реакций катаболизма в клетке.

Жиры есть в любой клетке, но особенно много их в специальных жировых клетках – адипоцитах, образующих жировую ткань. Контролируется жировой обмен в организме специальным гормонами гипофиза, а также инсулином и адреналином.

Углеводы (моносахариды, дисахариды, полисахариды) являются важнейшими соединœениями для реакций энергетического обмена.

В результате распада углеводов клетка получает большую часть энергии и промежуточные соединœения для синтеза других органических соединœений (белков, жиров, нуклеиновых кислот).

Основную массу сахаров клетка и организм получает извне – из пищи, но может синтезировать глюкозу и гликоген из неуглеводных соединœений.

Субстратами для разного вида углеводного синтеза выступают молекулы молочной кислоты (лактат) и пировиноградной кислоты (пируват), аминокислоты и глицерин. Эти реакции идут в цитоплазме при участии целого комплекса ферментов – глюкозо-фосфотаз. Для всœех реакций синтеза требуется энергия – синтез 1 молекулы глюкозы требует 6 молекул АТФ!

Основной объём собственного синтеза глюкозы протекает в клетках печени и почек, но не идет в сердце, мозге и мышцах (там нет необходимых ферментов).

По этой причине нарушения углеводного обмена в первую очередь сказываются на работе этих органов. Углеводный обмен контролируется группой гормонов: гормонами гипофиза, глюкокортикостероидными гормонами надпочечников, инсулином и глюкагоном поджелудочной желœезы. Нарушения гормонального баланса углеводного обмена приводит к развитию диабета.

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Биосинтез углеводов - фотосинтез

Биосинтез белка создает полимерную молекулу из готовых мономеров – аминокислот, уже имеющихся в клетке. Этот процесс осуществляется за счет внутренней энергии клетки (АТФ).

Биосинтез углеводов идет принципиально иначе. В клетках растений мономеры – моносахариды – образуются из неорганических веществ (углекислого газа и воды). Осуществляется этот процесс с помощью энергии света, поступающей в клетку из внешней среды. Этот процесс называют фотосинтезом (от греч. photos – "свет" и synthesis – "соединение").

Созданные в клетке моносахариды (глюкоза, фруктоза) как первичные продукты фотосинтеза используются затем для биосинтеза различных полисахаридов, сложных белковых соединений, жирных кислот, нуклеиновых кислот и многих других органических соединений.

Фотосинтез – процесс, чрезвычайно важный для всего живого населения планеты. Он происходит в клетках зеленых растений с помощью пигментов ( хлорофилла и других), находящихся в пластидах.

Хлоропласты – это внутриклеточные органоиды (пластиды), которые благодаря пигменту хлорофиллу окрашены в зеленый цвет. В растительной клетке обычно содержится от 15 до 50 хлоропластов.


Фотосинтез – сложный многоступенчатый процесс. Начало ему задает свет. Многолетние исследования фотосинтеза показали, что он включает в себя две стадии: световую и темновую.


Первая стадия фотосинтеза – световая. Под действием энергии света молекулы хлорофилла (и других соединений, называемых переносчиками) возбуждаются и теряют электроны. Часть электронов, захваченных ферментами, способствует образованию АТФ путем присоединения остатка фосфорной кислоты (Ф) к АДФ. Другая часть электронов принимает участие в расщеплении (разложении) воды на молекулярный кислород, ионы водорода и электроны. Разложение воды происходит внутри хлоропласта.

Образовавшийся при расщеплении воды водород с помощью электронов присоединяется к веществу, способному транспортировать водород в пределах хлоропласта. Таким веществом является сложное органическое соединение из группы ферментов – окисленный никотинамидаденин-динуклеотидфосфат, или НАДФ. Присоединив водород, НАДФ восстанавливается до НАДФ • Н. В такой химической связи запасается энергия, и заканчивается первая стадия фотосинтеза.



Участие энергии света здесь является обязательным условием. Поэтому данную стадию называют еще стадией световых реакций.

Кислород, образующийся на первой стадии фотосинтеза как побочный продукт при расщеплении воды, выводится наружу или используется клеткой для дыхания.

Вторая стадия фотосинтеза – темновая. Здесь используются образовавшиеся в процессе световых реакций продукты. С их помощью происходит преобразование углекислого газа в простые углеводы – моносахариды. Их создание идет путем большого количества реакций восстановления СО2 за счет энергии АТФ и восстановительной возможности НАДФ • Н. В результате этих реакций образуются молекулы глюкозы (С6Н12О6), из которых путем полимеризации создаются полисахариды – целлюлоза, крахмал, гликоген и другие сложные органические соединения. Поскольку все реакции на этой стадии идут без участия света, ее называют стадией темновых реакций.

Все световые реакции (первая стадия фотосинтеза) происходят на мембранах хлоропласта – в тилакоидах, а темновые (вторая стадия фотосинтеза) – между мембранами внутри хлоропласта – в строме.

Сложный поэтапный процесс фотосинтеза идет непрерывно, пока зеленые клетки получают световую энергию.

На скорость фотосинтеза влияют внешние условия среды: интенсивность освещения, концентрация углекислого газа и температура. Если эти параметры достигают оптимальных величин, происходит усиление фотосинтеза. Благодаря фотосинтезу примерно 1–1,5% энергии Солнца, получаемой зелеными растениями, запасается в органических молекулах. Фотосинтезирующие организмы дают пищу гетеротрофам, а также кислород, необходимый для дыхания всем живым существам на планете. Установлено, что 21% кислорода в современной атмосфере Земли создан главным образом путем фотосинтеза.

Фотосинтез – уникальный процесс создания зелеными клетками органических веществ из неорганических, притом идущий в огромных масштабах на суше и в воде. Ежегодно растения связывают 1,7 млрд т углерода, образуя при этом более 150 млрд т органического вещества и выделяя около 200 млрд т кислорода.

Фотосинтез – единственный на нашей планете процесс превращения энергии солнечного света в энергию химических связей органических веществ. Таким способом энергия Солнца, поступившая из космоса, преобразуется и запасается клетками зеленых растений в углеводах, белках и липидах, обеспечивая жизнедеятельность всего гетеротрофного населения живого мира – от бактерий до человека.

Вот почему выдающийся русский ученый–естествоиспытатель К. А. Тимирязев эту роль зеленых растений для жизни на Земле назвал космической.

При биосинтезе белка полимерная молекула строится из готовых мономеров - аминокислот, уже имеющихся в клетке. Этот процесс осуществляется за счет внутренней энергии клетки - АТФ.

Биосинтез углеводов идет иначе, В клетках растений мономеры углеводов - моносахариды - образуются из неорганических веществ (углекислого газа и воды). Осуществляется этот процесс с помощью энергии света, поступающей в клетку из внешней среды. Этот процесс называется фотосинтезом.

Созданные в клетке моносахариды (глюкоза, фруктоза) как первичные продукты фотосинтеза используются затем для биосинтеза различных полисахаридов, сложных белковых соединений, жирных кислот, нуклеиновых кислот и многих других органических соединений.

Фотосинтез - процесс, важный для всего живого населения планеты. Он происходит в клетках зеленых растений с помощью пигментов (хлорофилла и других), находящихся в пластидах.

Фотосинтез - сложный многоступенчатый процесс. Начало ему задает свет. Фотосинтез включает в себя две стадии: световую и темновую.

Под действием энергии света молекулы хлорофилла возбуждаются и теряют электроны. Часть электронов, захваченных ферментами, способствует образованию АТФ путем присоединения остатка фосфорной кислоты к АДФ. Другая часть электронов принимает участие в расщеплении воды на молекулярный кислород, ионы водорода и электроны.

Образовавшийся при расщеплении воды ион водорода с помощью электронов присоединяется к веществу, способному транспортировать его в пределах хлоропласта. Таким веществом является сложное органическое соединение из группы ферментов НАДФ. Присоединив водород, НАДФ восстанавливается до НАДФ • Н. В такой химической связи запасается энергия, и этим заканчивается первая стадия фотосинтеза.

Кислород, образующийся на первой стадии фотосинтеза как побочный продукт расщепления воды, выводится наружу или используется клеткой для дыхания.

Таким образом, световые реакции фотосинтеза помимо молекулярного кислорода дают два богатых энергией соединения - АТФ и НАДФ • Н.

Здесь используются продукты, образовавшиеся в световой фазе. С их помощью происходит преобразование углекислого газа в простые углеводы - моносахариды. Их создание идет путем большого количества реакций восстановления СО2 за счет энергии АТФ и восстановительной возможности НАДФ • Н. В результате этих реакций образуются молекулы глюкозы С6Н12О6, из которых путем полимеризации создаются полисаха-риды - целлюлоза, крахмал. Поскольку эти реакции идут без участия света, их называют темновой фазой.

Световая фаза проходит на внутренней мембране хлоропласта - в тилакоидах, а темновая - в строме хлоропласта.

На скорость фотосинтеза влияют внешние условия среды: интенсивность освещения, концентрация углекислого газа и температура. Если эти параметры достигают оптимальных величин, происходит усиление фотосинтеза. Благодаря фотосинтезу 1-1,5 % энергии Солнца, получаемой зелеными растениями, запасается в органических молекулах.

ВложениеРазмер
Разработка урока Биосинтез углеводов фотосинтез 35 КБ
Презентация к уроку Биосинтез углеводов фотосинтез 623.5 КБ

Предварительный просмотр:

Тема. БИОСИНТЕЗ УГЛЕВОДОВ – ФОТОСИНТЕЗ

Тип урока: комбинированный

Цель: сформировать знания о сущности процесса биосинтеза углеводов - фотосинтезе.

Задачи: 1) сформировать у учащихся представление о световой и темновой фазах фотосинтеза;

2) развивать умения выделять главное, сравнивать, применять знания для решения биологических задач;

3) осуществлять патриотическое воспитание учащихся.

I. Актуализация знаний.

1. Объясните, какова роль цитоплазмы в биосинтезе белка.

2. Охарактеризуйте роль различных видов РНК в биосинтезе.

3. Почему процесс биосинтеза молекул белков может осуществляться только в живой кл етке?

II. Изучение нового материала.

1.История открытия фотосинтеза.

17 век. - Ван Гельмонт (масса вербы за 5 лет увеличилась на74,4 кг, а масса грунта убыла на 57г).

1771г. - Джозеф Пристли (растения исправляют воздух).

1778г. – Я. Ингенхауз (растения это делают только на свету). Почему?

2. Понятие фотосинтеза.

При биосинтезе белка полимерная молекула строится из готовых мономеров - аминокислот, уже имеющихся в клетке. Этот процесс осуществляется за счет внутренней энергии клетки - АТФ.

Биосинтез углеводов идет иначе, В клетках растений мономеры углеводов - моносахариды - образуются из неорганических веществ (углекислого газа и воды). Осуществляется этот процесс с помощью энергии света, поступающей в клетку из внешней среды. Этот процесс называется фотосинтезом.

Созданные в клетке моносахариды (глюкоза, фруктоза) как первичные продукты фотосинтеза используются затем для биосинтеза различных полисахаридов, сложных белковых соединений, жирных кислот, нуклеиновых кислот и многих других органических соединений.

Фотосинтез - процесс, важный для всего живого населения планеты. Он происходит в клетках зеленых растений с помощью пигментов (хлорофилла и других), находящихся в пластидах.

Хлоропласты - органоиды, которые благодаря пигменту хлорофиллу окрашены в зеленый цвет.

Фотосинтез - сложный многоступенчатый процесс. Начало ему задает свет. Фотосинтез включает в себя две стадии: световую и темновую.

3. Световая фаза фотосинтеза.

Под действием энергии света молекулы хлорофилла возбуждаются и теряют электроны. Часть электронов, захваченных ферментами, способствует образованию АТФ путем присоединения остатка фосфорной кислоты к АДФ. Другая часть электронов принимает участие в расщеплении воды на молекулярный кислород, ионы водорода и электроны.

Образовавшийся при расщеплении воды ион водорода с помощью электронов присоединяется к веществу, способному транспортировать его в пределах хлоропласта. Таким веществом является сложное органическое соединение из группы ферментов НАДФ. Присоединив водород, НАДФ восстанавливается до НАДФ • Н. В такой химической связи запасается энергия, и этим заканчивается первая стадия фотосинтеза.

Участие света здесь является обязательным условием. Поэтому данную стадию и называют световой.

Кислород, образующийся на первой стадии фотосинтеза как побочный продукт расщепления воды, выводится наружу или используется клеткой для дыхания.

Таким образом, световые реакции фотосинтеза помимо молекулярного кислорода дают два богатых энергией соединения - АТФ и НАДФ • Н.

4. Темновая фаза фотосинтеза.

Здесь используются продукты, образовавшиеся в световой фазе. С их помощью происходит преобразование углекислого газа в простые углеводы - моносахариды. Их создание идет путем большого количества реакций восстановления СО 2 за счет энергии АТФ и восстановительной возможности НАДФ • Н. В результате этих реакций образуются молекулы глюкозы С 6 Н 12 О 6 , из которых путем полимеризации создаются полисаха-риды - целлюлоза, крахмал. Поскольку эти реакции идут без участия света, их называют темновой фазой.

Световая фаза проходит на внутренней мембране хлоропласта - в тилакоидах, а темновая - в строме хлоропласта.

На скорость фотосинтеза влияют внешние условия среды: интенсивность освещения, концентрация углекислого газа и температура. Если эти параметры достигают оптимальных величин, происходит усиление фотосинтеза. Благодаря фотосинтезу 1-1,5 % энергии Солнца, получаемой зелеными растениями, запасается в органических молекулах.

Читайте также: