Особенности обмена веществ в растительной клетке

Проверка знаний энергетического обмена позволяет отметить общность этого процесса в клетках животных и растений. Учащиеся вспоминают, как образуется крахмал в клетках растений. В связи с этим учитель вводит определение фотосинтеза, затем устанавливает различия между разными типами питания организмов: при гетеротрофном питании организмы поглощают вещества, имеющие запас химической энергии, при автотрофном организмы используют энергетически бедные вещества и энергию света (фотосинтез) или несложных химических реакций (хемосинтез). После краткого раскрытия истории фотосинтеза учитель записывает на доске суммарное уравнение этого процесса и ставит проблему: каким образом из энергетически бедных веществ на свету образуется богатое энергией вещество – глюкоза?

Для решения этой проблемы внимание школьников обращается на строение и свойства органического пигмента – хлорофилла, способного улавливать лучи света.

Для формирования четких знаний хлорофилла при возможности учитель демонстрирует извлечение и разделение пигментов листа методом бумажной хроматографии. В ступке растирает порошок сухих листьев крапивы. К полученной массе приливает несколько миллилитров спирта и растирание продолжает. Полученную смесь фильтрует, затем несколько капель вытяжки наносит в середину кружка фильтровальной бумаги. Когда пятно высохнет, в его центре делает небольшое отверстие (диаметром 2–3 мм). Из чистого кусочка фильтровальной бумаги готовит трубочку – фитилек длиной 7–8 см и вставляет ее в отверстие в центре пятна. Затем бумажный кружок с фитильком кладет на стаканчик со смесью спирта с водой или бензином так, чтобы фитилек соединял эту смесь с поверхностью пятна. Когда диаметр расплывшегося пятна достигнет 4–6 см, кружок освобождает от фитилька и просушивает. На получившейся хроматограмме заметны зеленые и желтые пигменты, входящие в состав листьев крапивы.

Возникает необходимость в повторении знаний строения и функций хлоропластов, мембранная структура которых обеспечивает пространственное разграничение реакционноспособных веществ, возникающих при поглощении хлорофиллом фотонов. Ознакомление с процессами полного окисления в митохондриях облегчает школьникам понимание роли ферментов в световых реакциях фотосинтеза. Как и в митохондриях, в хлоропластах за счет разности потенциалов между начальными и конечными участками переноса электронов идет синтез молекул АТФ. Таким образом, школьники постигают сущность световой стадии фотосинтеза, в результате которой на свету происходит синтез молекул АТФ и расщепление молекул воды.

Учитель сообщает, что в 1941 г. русский ученый А. П. Виноградов открыл природу кислорода, выделяемого в процессе фотосинтеза; Было доказано, что это кислород воды, а не диоксида углерода, как считалось.

Для закрепления знаний световой фазы фотосинтеза целесообразно продемонстрировать кинофрагмент «Механизм фотосинтеза» или фрагмент фильма «Фотосинтез». Кроме того, учитель задает вопросы: чем характеризуется световая стадия фотосинтеза? Как синтезируются молекулы АТФ в процессе фотосинтеза? Как образуется кислород при фотосинтезе? Как осуществляется энергетический обмен в растительных клетках?


Учителю биологии на заметку:

Темновая стадия фотосинтеза. Хемосинтез
Биосинтез белков и его значение
Сборка белковой молекулы на рибосоме
Авторегуляция химических процессов в клетке
Важные задачи темы
Деление клетки – основа размножения и индивидуального развития организмов. Митоз
Митоз и мейоз
Спирализация хромосом
Формы размножения организмов. Развитие половых клеток
Мейоз как он есть
Составляем схему мейоза
Методика обучения общей биологии