Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Фотосинтез

1.

Обмен веществ и превращение
энергии в клетке.
Фотосинтез.

2.

Актуализация знаний
Решение биологических задач:
Задача №1
При беге на дистанцию 100 м вам стало жарко и
участилось дыхание, но не сразу, а лишь после 50 м
пробега. Почему?
Задача № 2
АТФ – постоянный источник энергии для клетки. Его
роль можно сравнить с ролью аккумулятора. Объясните, в
чём заключается сходство.
Задачам № 3.
Обоснуйте вред курения, применяя знания об
энергетическом обмене.

3.

Обмен веществ
или метаболизм
Распад веществ с
выделением
энергии
АНАБОЛИЗМ
Синтез веществ с
затратой энергии
АТФ
+
КАТАБОЛИЗМ
БИОРАСПАД
БИОСИНТЕЗ
Е+
Е-
В клетке постоянно происходят процессы биосинтеза и распада органических соединений. Как правило
процессы распада осуществляются с участием кислорода, который расходуется на окисление органических
веществ.
Энергия АТФ используется для энергетических затрат клетки, в частности для обеспечения
процессов биосинтеза. Синтез и распад представляют собой две стороны единого процесса обмена веществ и
превращения энергии в клетке – метаболизма.

4.

Способы получения органических
веществ
Автотрофы –
используют
энергию
солнечного света
Гетеротрофы –
используют готовые
органические
вещества
Основным источником энергии для всех живых организмов
служит солнечный свет. Однако непосредственно использовать
энергию солнца могут только автотрофные организмы. Они сами
синтезируют органические вещества, получая из окружающей
среды СО2 и Н2О. Этот процесс получил название фотосинтеза.

5.

Фотосинтез
– это процесс синтеза органических веществ из
неорганических (углекислый газ и вода), идущий в
хлоропластах растений за счёт солнечной энергии с
выделением кислорода.
свет
хлорофилл
6 СО2 + 6 Н2О--------С6Н12О6 +6О2

6.

История открытия
фотосинтеза

7.

Ян ван Гельмонт
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.
1577-1644

8.

Джозеф Пристли
В 1772 г. Джозеф Пристли
установил, что растения
«исправляют» воздух,
«испорченный горящей
свечёй.
1733-1804

9.

Ян Ингенхаус
Спустя семь лет Ян Ингенхаус
обнаружил, что растения могут
«исправлять» плохой воздух
только на свету.
1730-1799

10.

ТеодорВильгельм
Энгельман
В 1883 г. Энгельман открыл
пурпурные бактерии, для
которых характерен фотосинтез
без выделения кислорода.
1843-1909

11.

Сергей
Николаевич
Виноградский
В 1887 г. С.Н. Виноградский
открыл хемосинтезирующие
бактерии, превращающие
углекислоту в органические
соединения в темноте.
1856-1953

12.

Хлоропласт
Фотосинтезирующим
и органоидами
растений служат
хлоропласты,
которые содержат
зеленый пигмент
хлорофилл. Этот
пигмент обладает
особой химической
структурой, которая
позволяет ему
улавливать энергию
света.

13.

Фазы фотосинтеза
Световая:
Темновая:
1. Протекает на
1. Протекает как днем,
внутренних мембранах
так и ночью в строме
хлоропластов
хлоропластов
2. Продукты – АТФ, H+ , 2. Из углекислого газа и
водорода образуется
О2↑
3. Фотолиз – распад воды
глюкоза, которая
превращается в
под действием света
2H2O →4 H+ +4e- +O2 ↑
крахмал

14.

Схема фотосинтеза

15.

Космическая роль фотосинтеза
Наводящие вопросы:
- Чем опасен избыток СО2 в атмосфере?
- Какова функция фотосинтеза?
- Почему любая цепь питания начинается
растением?
- Какой тип питания возник раньше в процессе
эволюции?

16.

КЛИМЕНТ АРКАДЬЕВИЧ ТИМИРЯЗЕВ (1843-1920)
«Все органические вещества, как
бы они ни были разнообразны, где
бы они ни встречались, в растении
ли, в животном или человеке,
прошли через лист, произошли от
веществ, выработанных листом.
Вне листа или, вернее, вне
хлорофиллового зерна в природе
не существует лаборатории, где бы
выделялось органическое
вещество. Во всех других органах и
организмах оно превращается,
преобразуется, только здесь оно
образуется вновь из вещества
неорганического.»

17.

Хемосинтез
Хемосинтез — это тип автотрофного питания, при
котором органические соединения синтезируются из
неорганических с использованием энергии,
высвобождаемой вследствие определенных химических
реакций.
К хемосинтезирующим организмам, или хемотрофам (от
греч. хемейя - химия и трофр - питание), относятся
некоторые группы бактерий: нитрифицирующие,
железобактерии, бесцветные серобактерии и пр.
Процесс хемосинтеза открыл в 1887 г. выдающийся
русский микробиолог С.Н. Виноградский.

18.

Нитрифицирующие бактерии поэтапно окисляют аммиак
сначала до нитритов (соли азотистой кислоты), а затем нитратов (соли азотной кислоты).
Значение этих процессов трудно переоценить, поскольку
нитраты нужны растениям для полноценного питания.
Железобактерии получают энергию за счет окисления
соединений двухвалентного железа до трехвалентного.
А бесцветные серобактерии окисляют сероводород и
другие соединения серы до серной кислоты.

19.

Какова роль хемотрофных организмов в
природе?
Прежде всего, они принимают участие в процессах
круговорота определенных химических элементов в
экосистемах.
***Круговоротом веществ называют закономерное перемещение
(миграцию) определенных соединений между живой и неживой частями
экосистем и биосферы в целом.
Преобразование многих химических элементов в
биосфере происходит лишь при участии хемотрофных
организмов, способных синтезировать органические
соединения из неорганических в тех частях биосферы,
куда не достигает свет.
В частности, железобактерии участвуют в создании
залежей железных руд.

20.

Закрепление
Решение биологических задач:
• Задача №1
• Как вы понимаете выражение «Зелёные
растения – источник энергии для всех
организмов на Земле»?
• Задача №2
• Как человек может использовать знания о
фотосинтезе в практике сельского
хозяйства. Приведите 2-3 примера.

21.

Письменно в тетради ответьте на вопросы:
Обмен веществ складывается из процессов _______________
По способу получения вещества и энергии организмы делят на
___________________
3. Типичными автотрофами являются ______________________
4. В основе фотосинтеза лежит превращение энергии света в
______________________
5. Фотосинтез включает фазы _______________________
6. Хлоропласт состоит из ____________________________
7. Световая фаза фотосинтеза протекает под действием света на
_____________________
8. Продуктами световой фазы являются ___________________
9. Темновая фаза фотосинтеза протекает в _________________
10. Продуктами темновой фазы является ________, которая превращатся в
__________________
11. Космичаская роль фотосинтеза заключается в ______________________
12. В процессе хемосинтеза, в отличие от фотосинтеза__________________
1.
2.