Конспект урока. Энергетический обмен
план-конспект урока по биологии (11 класс) на тему

Конспект урока

Педагогическая мастерская построения знаний (по реконструкции)

Школа: МБОУ «И СОШ № 1 им. Н. П.Наумова»

Учитель: Крутякова Т. В.

Предмет: биология

Класс: 11

Девиз: Восстанавливая – понимаю!

Тема: Энергетический обмен

Цель: Создать содержательные и организационные условия для личностного саморазвития учащихся, понимания ими других людей, закономерностей живой природы.

Задачи: 1. Сформировать у учащихся правильное представление об этапах внутриклеточного энергетического обмена и его значении.

              2. Научить школьников сравнивать этапы энергетического обмена и выявлять причины их сходства и различия.

              3. Развивать память, произвольное внимание, ассоциативное и логическое мышление учащихся.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, таблицы.

Этапы мастерской

1. Лекция с мультимедийной презентацией (выполнением схем, рисунков на доске). Озвучивание условий слушания лекции: главное – ничего не записывать, только слушать и запоминать!

1.1.  Индукция: Что вы сделали, войдя в класс, сев за парту, поприветствовав учителя?

Затратили энергию: организм состоит из клеток, а все проявления жизнедеятельности, все функции клетки осуществляются с затратой энергии. Энергия необходима для движения, биосинтеза органических веществ, переноса веществ через клеточные мембраны, для любых форм клеточной активности.

   Итак, освобождающаяся при расщеплении АТФ энергия обеспечивает любые виды клеточных функций – движение, биосинтез, механическую работу, проведение нервных импульсов, рост и деление клеток, свечение и др.:

            АТФ + Н2О       АДФ + Н3РО4 + 40 кДж

  Однако, концентрация АТФ в клетке мала – 0,04%, в скелетных мышцах – 0,5% - этого достаточно для 20 – 30 сокращений, но мышца может работать часами, производя тысячи сокращений. Следовательно, по мере убыли АТФ в клетке, она должна восстанавливаться, т. е. синтезироваться.

  В действительности так и происходит. В клетках человека, многих животных и некоторых микроорганизмов главным источником энергии для синтеза АТФ является глюкоза (как энергетическое вещество), при окислении которой выделяется энергия, запасающаяся в молекулах АТФ.

   Глюкоза образуется в клетках растений в процессе фотосинтеза (рис. 1), в результате множества ферментативных реакций она превращается в крахмал, который является запасным источником энергии, у животных эту роль выполняет гликоген.

При недостаточном поступлении органических веществ извне, гликоген и крахмал расщепляются ферментами клетки до глюкозы, которая окисляется в них с выделением энергии, запасаемой в молекулах АТФ.

    Таким образом, совокупность реакций расщепления высокомолекулярных соединений, при которых выделятся энергия, запасающаяся в макроэргических связях молекул АТФ, называется энергетическим обменом (катаболизмом, диссимиляцией).

   Энергетический обмен происходит в три этапа (Таблица 1).

Таблица 1

Этапы энергетического обмена

         Таким образом, биологический смысл второго и третьего этапов энергетического обмена заключается в  том, что энергия, освобождающаяся в результате химических реакций окисления углеводов и других органических веществ, используется для синтеза молекул АТФ, т. е. для пополнения энергии в клетке. Синтез АТФ осуществляется, главным образом, в митохондриях, поэтому их и называют «силовыми станциями» клетки.

2. Разъяснение наиболее непонятного материала и второе слушание.

         Энергетическим обменом называется совокупность реакций расщепления, идущих с выделением энергии, запасающейся в макроэргетических связях молекул АТФ.

         Энергетический обмен проходит в три этапа. Первый называется подготовительным и проходит в органах пищеварения – у многоклеточных организмов и в лизосомах – у одноклеточных. Здесь под влиянием ферментов происходит расщепление пищи с выделением энергии: белки расщепляются на аминокислоты, углеводы – на моносахариды (крахмал – глюкоза), жиры – на глицерин и жирные кислоты. Энергия, выделившаяся при этом, рассеивается в виде тепла.

      Бескислородный (анаэробный) этап – гликолиз (второй этап) происходит в цитоплазме клетки. В процессе этого этапа молекула глюкозы, образовавшаяся на первом этапе, расщепляется на 2 молекулы молочной кислоты, при этом большая часть (60%) энергии рассеивается в виде тепла, а часть синтезируется в виде двух молекул АТФ (40%). В данном случае энергия аккумулируется в химических связях АТФ.

      У различных организмов энергетический обмен сходен с гликолизом. Это спиртовое брожение (в клетках дрожжевых грибов и растений) и молочнокислое брожение (в мышцах многоклеточных животных при выполнении длительной работы в условиях недостатка кислорода).

      Третий этап – кислородный (аэробный) – этап полного окисления происходит в митохондриях, он идет с участием кислорода, поэтому и носит такое название. В процессе третьего этапа происходит расщепление трехуглеродных кислот до конечных продуктов - углекислого газа и воды, поэтому его называют клеточным дыханием. Большая часть энергии – 55%, аккумулируются в 36 молекулах АТФ.

        Таким образом, энергия, освобождающаяся в процессе расщепления 1 молекулы глюкозы, аккумулируется в 38 молекулах АТФ, т. е. клетка запасает 1520 кДж (38х40 кДж) энергии. Синтез АТФ происходит в основном в митохондриях в процессе расщепления органических веществ.

3. Воспроизведение таблицы:

- индивидуально;

- в парах;

- микрогруппах (на отдельных листах, там же записать и возникающие вопросы).

           Первые восстановившие конспект– восстанавливают запись на доске.

4. Общая социализация – уточнение деталей, полная реконструкция на доске        ( презентации), объяснение друг другу.

5. Восстановление и подробная запись в тетрадях (презентация включена).

6. Рефлексия (Приложение 1).

Приложение 1

Рефлексия

Какие чувства, ощущения возникли у Вас в ходе мастерской____________________________

________________________________________________________________________________

Ваше мнение по предложенному ходу работы_________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Предложения по усовершенствованию конструкции мастерской_________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________