Программы «Формирование естественно-научного мировоззрения учащихся на основе эволюционно синергетической парадигмы»

Скачать 0.96 Mb.

Название	Программы «Формирование естественно-научного мировоззрения учащихся на основе эволюционно синергетической парадигмы»
страница	4/11
Дата публикации	06.03.2015
Размер	0.96 Mb.
Тип	Документы

100-bal.ru > Математика > Документы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Приложение №4

Урок биологии в 10 классе: “Биоэнергетика клетки”

(продолжение, 2 часть)

Цель урока: продолжить изучение процессов катаболизма клетки ,как пример самоорганизации живых систем.

Оборудование: схемы “Клеточное дыхание”, “Структура АТФ”.

Ход урока:

I. Проверка изученного материала:

На прошлом уроке мы работали по схеме: ”Клеточное дыхание”.

Интеллектуальная разминка:

Проведем активацию системы, сейчас я вас буду “включать”.

Что является энергетической “валютой ” клетки?
Почему АТФ так называется?
Источник энергии клетки?
Этапы.

Посмотрим наши действия по схеме:
Ситуация №1. Вы увидели, что подходит автобус и побежали, почти не дышали. Можем долго бежать? (Какой этап, за счет какой энергии?)
Ситуация №2. Если бежать умеренно, можем бежать долго? Почему?

(Гликолиз + подключается 3 и 4 этапы, начинаются окислительные процессы, бежим долго)

II. Изучение нового материала:

4 этап. Окислительное фосфорилирование.

Этот этап происходит на мембранах митохондрий, в ходе которого образуется энергия в виде АТФ.

АТФ → АДФ + Ф +энергия. Согласно 2 закону термодинамики идет самопроизвольно, а в обратном направлении не будет идти сам. Согласно 2 закону термодинамики необходимо затратить энергию, чтобы снова получить АТФ. АДФ + ФН + энергия →АТФ
Вопрос классу: за счет чего может образовываться энергия? (окисление)

перенос электронов прямое – быстрое окисление

АН + В ВН + А С⁰+ О⁰₂ С4+О^2-₂ + энергия
Fe²⁺ - е Fe³⁺ Горение
Медленное горение

Эта реакция идет самопроизвольно, с выделением энергии, энергия может быть использована на процессы биосинтеза АТФ.
Вопрос: Как природа решила эту проблему сопряжения окисления и фосфорилирования?

Самопроизвольно идет один процесс, а другой? Сопряжение?

О₂

Поскольку в этом процессе окисление сопряжено с фосфорилированием АДФ в АТФ, то его называют окислительным фосфорилированием. Его открыл в 1931 г. русский биохимик Владимир Александрович Энгельгардт(1894-1984 г.г.).

В цепь переноса электронов, которая расположена на внутренней мембране митохондрии, входит ряд последовательно расположенных переносчиков электронов, которые отличаются способностью акцептировать электроны, а самый сильный акцептор электрона – кислород расположен в конце цепи. Среди промежуточных переносчиков электронов – кофермент Q, цитохромы В, С, А, А₃ и О₂.

Пары водородных атомов, идущих с цикла Кребса с НАД·Н₂ находятся в матриксе митохондрий. НАД·Н окисляется, то есть отдает два электрона и один протон группе-переносчику ФП (флавинопротеину), НАД · Н →НАД+, а ФП, акцептировав два электрона и протон принимает дополнительно протон из окружающей среды и восстанавливается до ФП·Н₂. Молекула ФП присоединена к крупному белку, который погружен в митохондреальную мембрану, и возможно, занимает все поперечное сечение мембраны.

Как только 2Н+ высвобождает ФП, два электрона переходят на другие белки, отдав два электрона ФП·Н₂ возвращается в свою исходную форму, которая может снова быть восстановленной НАД·Н.

Кофермент Q забирает два электрона с ФП, и акцентирует 2Н+ из внутренней среды митохондрии, еще раз это повторяется. Все 6Н+ таким образом проходят через наружную мембрану крист. Электроны переходят к цитохрому В, от него к цитохрому С и далее к цитохрому А +А3, а затем переносятся электроны О₂

О₂+ е →О₂-
Элетроны соединяются с кислородом с помощью фермента – оксидазы, в результате чего образуется анион: О₂ + е→О₂-

(Весь процесс носит название “дыхание”, а переносчики водорода и электронов в мембране называются дыхательной цепью.)

Между наружной поверхностью мембраны, где накапливаются катионы Н+, и внутренней, где накапливаются анионы О₂- , возникает разность потенциалов.

Когда разность потенциалов достигает 200mB начинает действовать протонный канал.

Он возникает в молекуле фермента, синтезирующего АТФ – АТФ-синтетаза, которая встроена во внутренней мембране, образующей кристы.

2Н+

НАД Н

2Н⁺ 2е 2Н+
2е 2Н+

АДФ+Фн АТФ

½ О₂ 2е

Высокая

концентрация

протонов

Фосфорилирование

Через протонный канал протоны устремляются внутрь митохондрий,создавая высокий уровень энергии, большая часть которой идет на синтез АТФ из АДФ

АДФ + Фн → АТФ

Согласно 1 закону Термодинамики: электрическая энергия уменьшается и превращается в химическую энергию. Протоны взаимодействуют с активным О₂, образуется вода и молекулярный кислород

4Н+ + 2О₂- 2Н₂О + О₂

Таким образом, кислород из одной молекулы глюкозы при полном окислении образуется 38 АТФ (в дыхательной цепи: 12Н₂ +6О₂ 12Н₂О + 34АТФ)

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ УРОКА:

Клеточное дыхание – это окисление субстрата, приводящее к получению энергии.
Переносчики водорода и электронов в мембране называется дыхательной цепью.
Окислительное фосфорилирование – это образование АТФ за счет окисления органических соединений. Механизм сопряжения – окисление и фосфорилирование.
При окислении одной молекулы глюкозы в сердечной мышце и печени образуется 38 молекул АТФ, в мышечных и нервных клетках 36 молекул.
C₆ Н₁₂О₆ +6О₂ 6СО₂+6Н₂О +38АТФ
Функционирование живых систем подчиняется тем же физико-химическим закономерностям, что и неживые системы.
Клетка как живая система способна к самоорганизации - сохранение индивидуальности при непрерывном обмене веществ и энергии с окружающей средой.

III. Закрепление материала:

Что является горючим материалом для синтеза АТФ?
Кто является переносчиком: атомарным такси, электронным такси?
В чем состоит роль О₂ в процессе клеточного дыхания?
Где находится цепь переноса электронов?
Почему траектория электронов в дыхательной цепи кривая, а не прямая?

IV. Домашнее задание:

Какова роль обмена веществ и энергии в жизни живых существ?
Применимы ли к живым системам законы термодинамики?
Почему энергия, запасенная в глюкозе, не может использоваться прямым образом для обеспечения биологических реакций?
Какова природа энергетической “валюты”?
Какова роль гликолиза, цикла Кребса и цепи переноса электронов в “улучшении” энергии?

Темы рефератов:

Энтропия живых систем.
Происхождение разных типов метаболизма.

Литература:

Захаров Б., Мамонтов С. «Биология: общие закономерности». М., 1996 г.
Коган А. «Биологическая кибернетика». М., 1977 г.
Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 1986 г.
Сивоглазов В., Сухова Т., Козлова Т. «Биология: общие закономерности». М., 1996 г.
Хакен Г. Синергетика. М., 1985 г.
Пехов А. Биология с основами экологии. М., 2000.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Похожие:

	Кафедра естественно-научных дисциплин Межпредметная интеграция на уроках биологии как способ формирования естественно-научного мировоззрения учащихся		Формирование научного мировоззрения учащихся при изучении естественно географических дисциплин Защита состоится 19 ноября 2008 г в 1400 часов на заседании диссертационного совета д 212. 078. 01 при гоу впо «Татарский государственный...
	Рабочая программа по дисциплине Б. 2 Целью дисциплины формирование у студентов системы знаний в области химии, естественно научного мировоззрения и химического мышления,...		5. Наука как вид познавательной деятельности. Основные характеристики научного знания наука Концепции современного естествознания являются основополагающей естественно-научной дисциплиной при подготовке экономистов, юристов,...
	Тема: Класс Птицы (Aves) Цель: обобщить и проверить знания учащихся по теме, продолжить развитие навыков учащихся к самостоятельной работе, продолжить формирование...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель обучения биологии – формирование научного мировоззрения учащихся, обеспечение научного понимания картины мира, роли и места...
	Рабочая программа по информатике и информационным технологиям для... Основная цель изучения информатики в школе – это формирование основ научного мировоззрения учащихся, развитие мышления, создание...		Рабочая программа по дисциплине б 3Аналитическая химия и физико-химические методы анал Цели и задачи изучения дисциплины. Целью изучения курса: является формирование у студентов системы знаний в области неорганической...
	Тема: Тип Членистоногие (Arthropoda). Класс Паукообразные (Arachnida) Цель: обобщить и проверить знания учащихся по теме, продолжить развитие навыков учащихся к самостоятельной работе, продолжить формирование...		Урок по теме «Нервная и гуморальная регуляция» Игра «Биохимическая эстафета» Цель: обобщить и проверить знания учащихся по теме, продолжить развитие навыков учащихся к самостоятельной работе, продолжить формирование...
	Структура учебной программы организационно методический раздел Она имеет сей целью формирование научного мировоззрения студентов и глубинного осмысления ими процессов, происходящих во Вселенной,...		Пояснительная записка Цель: формирование у учащихся на интеллектуальной... Цель: формирование у учащихся на интеллектуальной и эмоционально- чувственной основе сознательно-научного, нравственно-этического...
	Вопросы к зачету Решить эту задачу можно на основе преемственного развития ведущих биологических законов, теорий, идей, обеспечивающих фундамент для...		Заседание №21. 16 мая 2007 г Концепции современного естествознания являются основополагающей естественно-научной дисциплиной при подготовке экономистов, юристов,...
	Решение педсовета протокол № Формирование научного мировоззрения, умения выделять и описывать физические явления, развитие мышления		Российской федерации «Введение в ботанику» являются – формирование представлений об анатомическом и морфологическом строении вегетативных и репродуктивных...

Школьные материалы