Цель: изучение  сущности процесса обмена веществ и энергии в клетке

На семинаре формируются

знания:

— типов питания живых организмов;

— процессов, протекающих в световую и темновую фазу фотосинтеза и его роли в биосферных процессах;

— основных этапов процесса энергетического обмена в клетке;

— значения энергетического обмена для живых организмов.

умения:

— анализировать процессы ассимиляции и диссимиляции;

— классифицировать организмы по типу питания;

— составлять схемы энергетического обмена;

— работать со схемами и таблицами

компетенции:

ОК – 1-  владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке целей и выбору путей ее достижения;

— ОК – 11-  использованием основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности;

— ОК – 19 — сочетает наблюдательность натуралиста и изобретательность инженера.

Материально-техническое оборудование:

мультимедийный проектор, ноутбук, презентация «Обмен веществ и энергии в клетке», портрет К.А. Тимирязева

План

1. Типы питания живых организмов
2. Фотосинтез и его роль в биосфере.
3. Строение АТФ.
4. Пути передачи энергии в клетке.
5. Дыхание, гликолиз, брожение.

Глоссарий

Выучите определения следующих терминов: автотрофы, анаболизм, ассимиляция, брожение, гетеротрофы, гликолиз, дыхание, катаболизм, метаболизм, окислительное фосфорилирование, субстратное фосфорилирование, хемиосмотическая теория Митчела, хемотрофы, фототрофы, фотоны, фотосистема — I, фотосистема -II цикл Кребса, цикл Кальвина

Вопросы для обсуждения

 (параллельно с вопросами осуществляется показ соответствующего фрагмента презентации»

1. Известно, что источником энергии в любом организме является пища. Каковы способы питания у зеленой водоросли, белого гриба, гнилостной бактерии, бычьего цепня, волка, кабана, КРС, человека? (ОК – 1,ОК -11, ОК – 19)
2. Какой способ питания появился на Земле раньше — хемотрофный или фототрофный? Объясните почему? (ОК – 1)
3. 130 лет назад Большая аудитория музея прикладных знаний (ныне – Политехнического музея) в Санкт-Петербурге бывала переполнена. Здесь читал лекции из цикла «Жизнь растений» молодой русский профессор, ставший впоследствии почетным доктором многих европейских университетов, Климент Аркадьевич Тимирязев. Одну из лекций он начал так: «Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка. …Ударяясь о него, луч потух, перестал быть светом, но не исчез… В той или другой форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы… Этот луч солнца согревает нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу».

ª Действительно ли жизнедеятельность всех организмов осуществляется за счет  энергии  солнечного света? Как это происходит?

ªПрав ли К.А.Тимирязев? Каким же образом солнечная  энергия  обеспечивает жизнедеятельность организмов? (ОК – 1, ОК- 11)

4. Какие структуры и вещества принимают участие в световой фазе фотосинтеза? (ОК – 1, ОК- 11)
5. Какие структуры и вещества принимают участие в темновых реакциях фотосинтеза? (ОК – 1, ОК- 11)
6. Можно ли считать, что фотосинтез включает в себя два процесса – ассимиляцию и диссимиляцию и почему? (ОК – 1, ОК- 11)
7. Почему роль зеленых растений на Земле К.А. Тимирязев назвал космической? (ОК – 1, ОК- 11)
8. Какое соединение является универсальным источником энергии   в   клетках? (ОК – 1, ОК- 11)
9. В результате какого процесса, происходящего в митохондриях синтезируется АТФ? (ОК – 1, ОК- 11)
10. Проследите последовательные преобразования крахмала и энергии в процессе диссимиляции. Назовите конечные продукты диссимиляции белков, жиров, углеводов. (ОК – 1, ОК- 11)
11. В чем заключается сущность процессов дыхания, гликолиза и брожения? Сравните эти процессы. (ОК – 1, ОК- 11)

 

Задания                        

Общие

Задание 1. Русский народ всегда отличался мудростью и наблюдательностью, очень точно выражал замеченные закономерности в коротких и ёмких фразах – пословицах и поговорках. (ОК —  1, ОК – 19) Объяснить смысл поговорок:

«Тощий живот ни в пляску, ни в работу».

«Хорошо поел – словно шубу надел».

Приведите свои примеры.

Задание 2. На чашу весов помещают мышь под металлическую сетку и уравновешивают весы. Животное активно перемещается по чашке, карабкается по сетке. Примерно через 30 минут после начала опыта чашка с мышью поднялась вверх. Почему? (ОК —  1, ОК – 19)

Индивидуальные

 

1. Почему под действием молочнокислых бактерий молоко и  квашенная капуста приобретают кислый вкус? (ОК — 1, ОК – 11, ОК – 19)
2. У трёх зайцев, обладающих разной скоростью бега, наблюдается различная скорость окисления глюкозы и образования АТФ в мышцах. Объясните, как предположительно будет действовать естественный отбор среди этих животных (при равенстве остальных признаков у них). (ОК — 1, ОК – 11)
3. При беге на дистанцию 100 метров вам стало жарко и  участилось дыхание, но не сразу, а только после 50 метров пробега. Почему? (ОК — 1, ОК – 11)
4. Почему при разрушении митохондрий в  клетке  будет наблюдаться снижение уровня активности, а затем  и  приостановка жизнедеятельности клетки? (ОК —  1, ОК – 11)
5. Большинство клеток в процессе биологического окисления (дыхания) используют в первую очередь углеводы. Клетки головного мозга вообще не способны использовать в процессе дыхания ничего, кроме глюкозы. Почему? (ОК — 1, ОК – 11)
6. Быстрый бег на короткие дистанции вызывает отдышку. Почему? (ОК — 1, ОК – 11)
7. Накопление большого количества молочной кислоты в мышцах тормозит их сокращение и вызывает быстрое утомление. Кроме того, при бескислородном расщеплении расходуется много глюкозы, АТФ образуется мало. Объясните, что происходит с человеком, у которого слабое сердце, если во время бега или иной физической нагрузки из-за недостаточного обеспечения мышц кислородом, в них будет преобладать бескислородное расщепление глюкозы? Объясните с научной точки зрения выражения «устал», «сил не хватило». (ОК — 1, ОК – 11)
8. Летом 2012 г. состоятся олимпийские игры в Лондоне. Одним из олимпийских видов спорта является марафон на 50 км. Что бы вы предложили марафонцу для поддержания сил – горячий сладкий чай или кусок мяса? Объясните. (ОК — 1, ОК – 11)
9. У человека со слабым нетренированным сердцем, кислорода, доставляемого к мышцам во время бега, хватает лишь на окисление половины молочной кислоты. Объясните, к чему это приведёт. (ОК — 1, ОК – 11)
10. Правильно ли будет, если, говоря о «клеточном дыхании», данный термин заменить на газообмен? Ответ обоснуйте. (ОК — 1, ОК – 11)
11. Запасной жир у одной группы животных откладывается под кожей более или менее равномерным слоем по всему телу (кит, морж, тюлень, свинья, суслик, барсук, пингвин, гусь и др.), а у другой группы – лишь на определенных участках тела, образуя специальный «склад» жира (у верблюдов горб, у курдючных овец – курдюк под хвостом). Объясните: а) в какой среде и в каких климатических условиях живет та или иная группа животных; б) какое биологическое приспособительное значение имеет откладывание жира у этих двух групп животных; в) как произошли, по теории Дарвина, такие приспособления и какие факторы эволюции принимали участие в формировании этих признаков. (ОК — 1, ОК – 11)

Тестовые

А1.Энергетический отличается от пластического  обмена   тем , что при энергетическом  обмене  происходит

1) расходование энергии, заключенной в АТФ

2) аккумулирование энергии в макроэргических связях АТФ

3) синтез углеводов и липидов

4) синтез белков и нуклеиновых кислот

А2.Вовлечение органических  веществ  в энергетический  обмен  по мере их исчерпания происходит в организме в следующей последовательности:

1) углеводы – жиры – белки   2) белки – жиры – углеводы  3) жиры – углеводы – белки

4) углеводы – белки – жиры

А3.К процессам пластического  обмена  относят:

1) окислительное фосфорилирование; 2) гликолиз;  3) фотосинтез; 4) фотолиз воды.

А4. В темновой фазе фотосинтеза происходит:

• синтез АТФ; 2) образование СО; 3) синтез углеводов; 4) фотолиз воды.

А5. В основе фотосинтеза лежит процесс превращения энергии света в:

1) электрическую энергию;

2) энергию химических связей органических соединений;

 

3) тепловую энергию;

4) энергию  химических связей неорганических соединений.

А6.  Энергия возбуждённых электронов в световой стадии используется для:

1) синтеза АТФ; 2) синтеза глюкозы; 3) синтеза белков; 4) расщепления углеводов.

А7. Фотосинтез не может продолжаться в темноте, если: 1) в клетках отсутствует АТФ; 2) нет кислорода; 3) повышено содержание СО; 4) снижено содержание АДФ.

А8. Смысл анаэробного гликолиза заключается в: 1) образовании ПВК, АТФ, воды и переносчиков водорода;2) образовании глюкозы, АДФ, СО; 3) образовании 36 молекул АТФ, глюкозы, воды;       4) бескислородном распаде белков на аминокислоты.

А9. Конечными продуктами окисления органических веществ являются:

1) АДФ и вода; 2) аммиак и углекислый газ; 3) вода и углекислый газ; 4) АТФ и кислород.

А10.Окислительным фосфорилированием называют процесс:

1) расщепления глюкозы; 2) синтеза АТФ из АДФ и фосфорной кислоты; 3) анаэробный гликолиз; 4) присоединение фосфорной кислоты к глюкозе.

А11.  Во время гликолиза синтезируется: 1) 1 молекула АТФ; 2) 2 молекулы АТФ; 3) 36  АТФ; 4) 38   АТФ.

А12.  Какие организмы относят к хемосинтезирующим:

1) человек; 2) растения; 3) грибы;  4) железобактерии.

А13.  Где протекает второй этап катаболизма – неполное окисление или безкислородный:

1) в кишечнике; 2) в лизосомах;  3) в цитоплазме; 4) в митохондриях.

А14.  В клетках каких организмов при недостатке кислорода протекает молочнокислое брожение:

1) дрожжей; 2) растений; 3) животных; 4) вирусов.

Выбери несколько правильных ответов:

А15.  Какие процессы относятся к безкислородному этапу  обмена   веществ :

1) происходит в цитоплазме клетки;  2) происходит в митохондриях;

3) завершается образованием ПВК или этилового спирта;

4) энергетический эффект 2 молекулы АТФ;

5) завершается образованием АТФ, углекислого газа, воды;

6) энергетический эффект 36 молекул АТФ.

А16.  Какие организмы – гетеротрофы:

1)   вирусы;   2) бактерии;  3) грибы;  4) растения;  5) животные;  6) все перечисленные.

А17.  Выбери признаки, отличающие гетеротрофные организмы от автотрофных:

1)        для питания используется энергия солнечных излучений;

2)        наличие в клетках особых органоидов – хлоропластов;

3)        выделение кислорода и образование углеводов;

4)        использование для получения энергии органических веществ;

5)        в основном активное перемещение в поисках пищи;

6)        выделение воды и углекислого газа.

18. Установите соответствие. Какие процессы соответствуют каждому из составных частей метаболизма:

Процессы: 1) дыхание; 2) фотосинтез; 3) хемосинтез; 4) синтез белка; 5) гликолиз; 6) брожение.

Части метаболизма: а) энергетический обмен; б) пластический обмен.

а — ……….                   б — ……….