Темновая стадия фотосинтеза. Хемосинтез

Переходом к объяснению сущности темновой стадии фотосинтеза служит постановка вопроса о превращениях диоксида углерода, который используется в этом процессе. При формировании знаний о темновых реакциях фотосинтеза учитель говорит о применении метода меченых атомов, с помощью которого удалось проследить путь углерода при фотосинтезе. Цикличность темновых реакций учитель объясняет, выделяя три основных этапа: 1) присоединения диоксида углерода к пентозе, предварительно активированной в результате реакции с АТФ – продуктом световой стадии; 2) восстановления этого соединения за счет энергии АТФ в результате взаимодействия с ферментом – переносчиком водорода; 3) синтеза молекул пентозы, к которой снова присоединяется диоксид углерода. Для конкретизации связей между темновыми и световыми реакциями можно записать уравнение реакций одного оборота цикла восстановления диоксида углерода (только для иллюстрации, а не для запоминания):

При изучении темновых реакций школьники просматривают кинофрагмент «Механизм фотосинтеза» или «Фотосинтез». Чтобы оценить роль фотосинтеза в природе, перед учащимися необходимо нарисовать картину того своеобразного «кислородного мира», в котором мы живем. Атомы кислорода, соединенные в молекулу кислорода, обладают большой химической активностью и как бы стремятся оторваться друг от друга и обрести устойчивость при соединении с другими элементами. Окисление – постоянная угроза всему живому, ибо состояние «органические вещества+кислород» с энергетической точки зрения значительно менее устойчиво, чем состояние системы «диоксид углерода+вода+минеральные соединения». Но окисление в то же время двигатель жизни, источник энергии для многочисленных процессов жизнедеятельности. Живые организмы рано или поздно умирают, заключенная в них энергия переходит в тепловую, которая безвозвратно рассеивается в космическом пространстве. Однако жизнь на Земле не прекращается. Для постоянного ее возобновления необходимо, чтобы химические элементы, рассеянные при окислении, могли бы вновь соединиться, а растраченная энергия возместилась бы. На Земле нет источников свободной химической энергии, необходимой для поддержания жизни во всем многообразии ее форм и проявлений. Такой источник существует лишь в космосе – это Солнце. Растения – единственная производительная группа среди всего живого населения Земли, способная усваивать энергию солнечного света. Фотосинтез – уникальный процесс, в результате которого бедные энергией вещества переходят в энергетически богатые. «Связь между солнцем и зеленым листом, – писал К. А. Тимирязев, – приводит нас к самому широкому, самому обобщающему представлению о растении. В ней раскрывается перед нами космическая роль растений. Зеленый лист, или, вернее, микроскопическое зеленое зерно хлорофилла, является фокусом, точкой в мировом пространстве, в которую с одного конца притекает энергия солнца, а с другого берут начало все проявления жизни на Земле».

Большое мировоззренческое и политехническое значение имеет ознакомление школьников с перспективами искусственного фотосинтеза, с осуществлением которого перед человечеством откроются беспредельные возможности синтеза продуктов питания.

Процесс хемосинтеза изучается в ознакомительном плане. Учитель рекомендует школьникам самостоятельно ознакомиться с его сущностью по тексту учебника.

Для проверки знаний о фотосинтезе учитель использует следующие вопросы и задания: каковы строение и функции хлоропластов? Охарактеризуйте световую и темновую фазы фотосинтеза. Сравните электролиз воды с ее расщеплением при фотосинтезе. Какова роль АТФ в процессах фотосинтеза и дыхания? Какие стадии анаболизма описываются понятием «фотосинтез»? Дайте сравнительную характеристику фотосинтеза и дыхания.

Срочный ремонт компьютеров, подробнее на нашем сайте.


Учителю биологии на заметку:

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
Оплодотворение
Методика обучения общей биологии