Біологія 10 клас - розробки уроків - Євсеєв Р.С., Задорожний К.М. 2018

Обмін речовин і перетворення енергії
ЕНЕРГЕТИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПРОЦЕСІВ МЕТАБОЛІЗМУ. СПОСОБИ ОТРИМАННЯ ЕНЕРГІЇ В РІЗНИХ ГРУП АВТОТРОФНИХ ТА ГЕТЕРОТРОФНИХ ОРГАНІЗМІВ

Цілі уроку:

освітня: сформувати знання про способи отримання енергії в різних груп автотрофних та гетеротрофних організмів; з'ясувати її подальше використання;

розвивальна: розвивати навички наукового мислення, вміння аналізувати інформацію та знаходити зв'язки між ефективністю біологічних процесів і умовами їх перебігу;

виховна: виховувати розуміння єдності всіх біологічних процесів у живих організмах і важливості цих процесів для існування життя.

Обладнання і матеріали: схеми, що ілюструють отримання та обмін енергії в клітині, організмах.

Базові поняття і терміни: окиснення, фотосинтез, енергія сонячного світла, енергія хімічних зв'язків, АТФ.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою; наукове розуміння природи; уміння аналізувати, формулювати висновки; знання та розуміння фундаментальних принципів біології.

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

ІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І МОТИВАЦІЯ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

Питання для бесіди

1. Наведіть приклади використання енергії в роботі приладів та механізмів. Що є джерелом такої енергії в кожному з випадків?

2. Наведіть приклади використання різних видів енергії живими організмами. Що є джерелом енергії в цих випадках?

3. Чим відрізняються способи отримання енергії гетеротрофними та автотрофними організмами?

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Розповідь учителя з елементами бесіди

1. Способи отримання енергії автотрофними та гетеротрофними організмами

Джерелом енергії на планеті Земля є сонячне світло. Енергія сонячного світла, досягаючи поверхні Землі, вловлюється зеленими рослинами, які запасають її у формі хімічних зв’язків між атомами певних сполук, що синтезуються рослинами (наприклад, глюкози). Це перший етап перетворення енергії — фотосинтез. Зелені рослини здійснюють його за допомогою фотосинтетичних ферментів (зокрема, хлорофілу). Фотосинтетичні системи рослин ступінчасто (порціями) поглинають кінетичну енергію електронів ця хімічна енергія використовується потім для синтезу вуглеводів та інших речовин з карбон(IV) оксиду та води.

Передача енергії на наступний рівень відбувається під час поїдання рослин тваринами або розкладання їх бактеріями. При цьому енергія, що містилась у хімічних зв’язках вуглеводів та інших молекул, під час окиснення цих молекул перетворюється на енергію, що можуть використовувати живі організми.

Кількість вивільненої енергії дорівнює кількості енергії, що витратилася на синтез цих речовин (перший закон термодинаміки) однак частина цієї енергії перетворюється на тепло, що розсіюється, і таким чином не може бути використана у подальшому (другий закон термодинаміки). Інша частина енергії запасається у формі макроенергетичних зв’язків аденозинтрифосфатної кислоти (АТФ).

Тварини отримують енергію з їжі. Частина їжі є рослинною. М’ясо є їжею тваринного походження. Однак тварини, що є джерелом м’яса, у свою чергу, отримали енергію, поїдаючи рослини

таким чином, рослини отримують енергію у вигляді електромагнітного випромінювання Сонця, а тварини використовують енергію, що міститься у хімічних зв’язках органічних молекул, які надходять з їжею.

2. Вивільнення енергії з поживних речовин

Проходить у три фази:

1) Перша фаза — підготовча. Необхідна для перетворення біополімерів, що надходять з їжею, на зручну для отримання енергії форму — мономери. Відбувається за допомогою гідролізу кишечнику або всередині клітини. У цій фазі вивільняється лише 1 % енергії, і вона розсіюється у формі теплоти.

2) Друга фаза — частковий розпад мономерів до проміжних продуктів. У цій фазі вивільняється до 20 % енергії, і це відбувається в анаеробних умовах. Частина цієї енергії акумулюється у зв’язках АТФ, а частина розсіюється у вигляді теплоти. Перетворення мономерів відбувається у гіалоплазмі, а завершальні реакції — в мітохондріях.

3) Третя фаза — остаточний розпад поживних речовин до CO2 та H2O за участі кисню. Ця фаза відбувається з повним вивільненням енергії (приблизно 80 % від усієї енергії хімічних зв’язків). Частина її виділяється у вигляді тепла всі реакції цієї фази відбуваються в мітохондріях.

3. Використання енергії живими організмами

Енергія, що вивільняється у катаболічних процесах, акумулюється у молекулах АТФ. Ця енергія використовується для здійснення більшості клітинних процесів, що відбуваються з витратою енергії.

Енергія, що отримує організм у процесі метаболізму, як ви вже знаєте, витрачається на здійснення біологічних процесів:

• механічна енергія — рух тіл і здатність здійснювати механічну роботу;

• електрична енергія — енергія взаємодії електрично заряджених часток, рух цих часток у електричному полі;

• осмотична енергія — енергія для пересування молекул проти градієнту концентрації;

• хімічна енергія — енергія взаємодії атомів і молекул.

При цьому значна частина отриманої енергії вивільняється організмом у вигляді тепла і розсіюється у навколишнє середовище.

IV. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ І ВМІНЬ УЧНІВ

1. Порівняйте способи отримання енергії автотрофними та гетеротрофними організмами.

2. Як відбувається вивільнення енергії з поживних речовин?

3. Як відбувається перетворення енергії живими організмами?

4. Як живі організми використовують різні види енергії. Чи вся вивільнена енергія використовується при цьому?

V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати відповідний параграф підручника.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити