Презентація "Клітинне дихання в мітохондріях. Фотосинтез у хлоропластах" 9 клас, хімія НУШ

Біологія 9 клас НУШТема 3. Клітинна будова – фундаментальна властивість живого. Урок 21: Клітинне дихання в мітохондріях. Фотосинтез у хлоропластах

Звідки взялася енергія для руху?Ви зараз сидите спокійно. Але ваш мозок працює, серце працює, дихальні м'язи працюють. Навіть коли ви спите, клітини витрачають енергію. Звідки клітина її бере?Як рослина одночасно створює органічні речовини за допомогою світла й отримує енергію для власного життя?Сьогодні ми простежимо шлях енергії від Сонця до АТФ.

1. Що відбувається?2. Яка енергія використовується?3. Де вона запасається?

«Дві лабораторії в одній клітині»Уявіть два підприємства. Перше використовує сонячну енергію, щоб утворювати органічні речовини. Друге розщеплює органічні речовини й забезпечує клітину доступною енергією. У рослинній клітині цим образам відповідають хлоропласти та мітохондрії. Хлоропласт — сонячна фабрика. Використовує світлову енергію для синтезу органічних речовин. Мітохондрія — енергетична станція. Забезпечує утворення значної частини АТФ під час клітинного дихання.

Чи потрібна рослині енергія вночі?Чи дихає рослина, коли не отримує світла?Чи може фотосинтез відбуватися без світла?Чи означає утворення кисню під час фотосинтезу, що рослина не використовує кисень для дихання?Наприкінці уроку поверніться до цих запитань і перевірте, як змінилися ваші відповіді.

Дослідницька станція № 1. Мітохондрії — «енергетичні станції» клітини. Як побудована мітохондрія?Зовнішня мембрана відмежовує органелу від цитоплазми. Внутрішня мембрана утворює складки — кристи, які збільшують площу поверхні для процесів клітинного дихання. Матрикс — внутрішнє середовище мітохондрії, у якому відбувається частина реакцій клітинного дихання. Мітохондрії мають власні ДНК і рибосоми та можуть утворювати частину власних білків.

Що відбувається під час клітинного дихання?Клітина поступово перетворює енергію органічних речовин на енергію АТФ — молекул, які забезпечують багато клітинних процесів. Під час аеробного клітинного дихання глюкоза окиснюється за участю кисню. Частина етапів відбувається в цитоплазмі, а основні етапи аеробного процесу — у мітохондріях. Узагальнене рівняння: C6 H12 O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2 O + energy. Частина вивільненої енергії запасається в АТФ, а частина розсіюється у вигляді тепла.

Запам’ятай: клітинне дихання — не просто «вдихання кисню». Це сукупність біохімічних реакцій, унаслідок яких клітина отримує доступну енергію з органічних речовин.

Мінігра «Куди витрачається АТФ?»чи потрібна для перелічених процесів енергія:скорочення м’язів;активне перенесення речовин крізь мембрану;синтез білків;ріст клітини;рух джгутика. Висновок: усі ці процеси потребують енергії безпосередньо або опосередковано. АТФ є одним із головних її переносників у клітині.

Дослідницька станція № 2. Хлоропласти — «сонячні фабрики»Як побудований хлоропласт?Зовнішня та внутрішня мембрани обмежують органелу. Строма — внутрішнє середовище хлоропласта. Тилакоїди — мембранні структури, у яких відбуваються світлові реакції фотосинтезу. Грани — стоси тилакоїдів. Хлорофіл — зелений пігмент, що поглинає світлову енергію. Хлоропласти також мають власні ДНК і рибосоми.

Як відбувається фотосинтез?Під час фотосинтезу рослини використовують енергію світла, щоб утворювати органічні речовини з вуглекислого газу та води. У процесі виділяється кисень. Узагальнене рівняння фотосинтезу:\[ \mathrm{6 CO_2 + 6 H_2 O + light \rightarrow C_6 H_{12}O_6 + 6 O_2} \]Це спрощене рівняння загального результату процесу. Фотосинтез відбувається у два взаємопов’язані етапи: Світлові реакції — енергія світла використовується для утворення АТФ і НАДФН; під час розщеплення води виділяється кисень. Цикл Кальвіна — використовуючи АТФ і НАДФН, клітина фіксує вуглекислий газ і утворює органічні сполуки, з яких надалі синтезуються вуглеводи.

Інтерактивне дослідження «Що обмежує фотосинтез?»Що відбувається, якщо світла недостатньо?Як на фотосинтез впливає нестача вуглекислого газу?Чому навіть за достатнього освітлення посуха може сповільнити фотосинтез?Висновок: швидкість фотосинтезу залежить від кількох чинників. Якщо одного необхідного ресурсу бракує, він може обмежувати інтенсивність процесу.

Розщеплення

Ознака. Фотосинтез. Клітинне дихання. Основне значення. Утворення органічних речовин із використанням світлової енергіїВивільнення енергії з органічних речовин. Де відбувається. У хлоропластах рослинних клітин та інших фотосинтезувальних еукаріотів. Частина реакцій — у цитоплазмі; основні етапи аеробного дихання — у мітохондріях. Вихідні речовини узагальненого процесу. Вуглекислий газ і вода. Глюкоза й кисень. Основні продукти узагальненого процесу. Органічні речовини й кисень. Вуглекислий газ, вода та енергія, частково запасена в АТФРоль енергіїСвітлова енергія перетворюється на хімічну. Енергія органічних речовин використовується для утворення АТФКоли відбувається. Світлові реакції потребують світла. Відбувається і вдень, і вночі, якщо клітина жива та має необхідні умови. Біологічний батл «Фотосинтез проти клітинного дихання»Учні об’єднуються у дві команди: «Хлоропласти» та «Мітохондрії». Кожна команда має пояснити свій процес, а потім знайти зв’язки між ними.

Ситуаційні задачі «Біологія в реальному житті»Ситуація 1. Рослина в темній кімнатіРослину надовго залишили без світла. Чому з часом її ріст погіршується, хоча клітинне дихання продовжується?

Ситуація 2. Біг на фізкультуріПід час інтенсивного бігу м’язам потрібно більше енергії. Як реагує організм і яку роль відіграють мітохондрії?

Ситуація 3. Рослина вночіЧи припиняє рослина клітинне дихання після заходу сонця?

У якій органелі відбуваються основні етапи аеробного клітинного дихання?А. У хлоропластіБ. У мітохондріїВ. У вакуоліПідсумковий тест «Енергетичний код клітини»

2. Який пігмент поглинає світлову енергію під час фотосинтезу?А. Гемоглобін. Б. Меланін. В. Хлорофіл

3. Який газ виділяється під час фотосинтезу?А. Кисень. Б. Вуглекислий газ. В. Азот

4. Яка головна роль АТФ у клітині?А. Зберігати спадкову інформацію. Б. Передавати й забезпечувати клітину доступною енергією. В. Надавати клітині зеленого кольору

5. Коли відбувається клітинне дихання рослини?А. Лише вдень. Б. Лише вночіВ. І вдень, і вночі

Фотосинтез і клітинне дихання — це взаємопов’язані процеси, які забезпечують життя рослин і підтримують кругообіг речовин у природі. Під час фотосинтезу хлоропласти перетворюють світлову енергію на хімічну, утворюючи органічні речовини та кисень, які можуть використовуватися під час клітинного дихання.

У процесі клітинного дихання органічні речовини за участю кисню розщеплюються, а енергія вивільняється й частково запасається в молекулах АТФ. При цьому утворюються вуглекислий газ і вода, які можуть бути використані рослинами під час фотосинтезу.

Отже, ці процеси пов’язані обміном речовин і перетворенням енергії, але фотосинтез і клітинне дихання не є простим обертанням однієї реакції в іншу. Разом вони забезпечують рослин органічними речовинами та енергією, необхідними для росту, розвитку й життєдіяльності.

§ 19 вчити. Заповнити таблицю порівняння фотосинтезу й клітинного дихання. Творчий рівень. Створити інфографіку «Дві енергетичні системи клітини»: показати мітохондрію, хлоропласт, вихідні речовини, продукти та роль АТФ. Дослідницький рівень. Письмово відповісти на запитання: «Чому рослина не може повністю замінити клітинне дихання фотосинтезом?» Навести два аргументи.