Гіпермаркет Знань>>Природознавство>>Природознавство 6 клас. Повні уроки>>Природознавство: Обмін речовин та енергії. Повні уроки

Тема. Обмін речовин та енергії.

Мета уроку

• глибше познайомитися з обміном речовин та енергії в живих організмах.

Задачі уроку

• вивчити процес обміну речовин і енергії.

Основні терміни

• гліколіз, метаболізм, пластичний та енергетичний обмін.

Хід уроку

У природі існує постійний взаємозв'язок між організмами. На території усіх природних комплексів (окрім гірських льодовиків і центральної частини Антарктиди) існують живі організми. Вони взаємодіють між собою і з іншими компонентами природи. Але усе розпочинається з кругообігу речовин і енергії в природі.
 
Мал. 1 Схема обміну речовин
Рослинам для життєдіяльності необхідно отримувати з довкілля кисень, вуглекислий газ, воду і мінеральні речовини. При дії сонячної енергії ці речовини з неорганічних або неживих, перетворюються на органічні або живі. На малюнку 2 це детально зображено.
 
Мал. 2 Джерела енергії
Таким чином, яблуня з вуглекислого газу, води і мінеральних елементів створює для нас смачні солодкі плоди. Ці смачні плоди і листя з'їдають гетеротрофні живі організми і отримують для себе поживні речовини. Ці органічні речовини потім, використовуються як будівельний матеріал і джерело енергії. Так відбувається постійний обмін речовин між організмами і оточуючою середою. На малюнку 1 зображено схему обміну речовин.
Обмін речовин і енергії - сукупність тих, що протікають в живих організмах біохімічних преращений речовин і енергії, а також обмін речовинами і енергією з довкіллям - метаболізм. Учні, подивіться на малюнок 3. Що ви бачите?
 
Мал. 3 Метаболізм
Закономірний порядок перетворення речовини і енергії в живих системах, спрямований на їх збереження і самовідтворення - обмін речовин, або метаболізм, - є істотною і неодмінною ознакою життя.
Речовини, що поступають з їжею, піддаються змінам - частково вони перетворюються на речовини самого організму - процес асиміляції (синоніми: пластичний обмін, анаболізм). Зворотний процес - дисиміляція - розщеплювання речовин з виділенням енергії (синоніми: енергетичний обмін, катаболізм).
Енергія витрачається на підтримку температури тіла, синтезу під час росту або для заміни клітин. Особливо збільшується витрата енергії під час м'язової і розумової роботи. Асиміляція і дисиміляція тісно взаємозв'язані, характеризуються високою мірою впорядкованості, організовані в просторі і в часі, утворюють цілісну систему.
У обміні речовин виділяють три етапи:
1) вступ із зовнішнього середовища різних речовин, переварювання до мономерів і всмоктування в кров і лімфу;
2) транспорт поживних речовин і кисню в тканини і клітини, їх специфічні перетворення, синтези, отримання енергії;
3) виділення продуктів розпаду в довкілля бруньками, легенями, кишковиком, потовими залозами.
Діти, давайте уважно розглянемо етапи метаболізму на малюнку 4. Які особливості кожного етапу метаболізму ви можете назвати?
 
Мал. 4 Етапи обміну речовин
У живих клітинах постійно відбувається безперервний рух речовин - із зовнішнього середовища в клітину і з клітини в зовнішнє середовище. Живі системи пропускають через себе потоки речовини і енергії, зберігаючи постійність внутрішнього середовища, тому організми називають відкритими системами. Припинення обміну речовин свідчить про припинення життя.
Під обміном речовин і енергії в живій матерії розуміють послідовне споживання, перетворення, використання, накопичення, втрату речовин і енергії в живих організмах в процесі життя. Обмін речовин лежить в основі самозбереження, росту, розвитку і самовідтворення організмів. Обмін речовин сприяє і допомагає рослинам і тваринам пристосовуватися до умов довкілля, що змінюються.
Обмін усіх класів речовин взаємозв'язаний, проте для кожного з них є свої особливості і фізіологічне значення, тому прийнято розглядати окремо обмін білків, жирів, вуглеводів і водно-солевий.
Крім того, повітря, яким ми дихаємо, завдяки фотосинтезу насичується киснем.
Сумарне рівняння фотосинтезу виглядає так:
вода + вуглекислий газ + світло → вуглеводи кисень
Обмін речовин і енергії одна з важливих властивостей живого організму. Щоб жити, організму необхідно отримувати з довкілля прості і складні речовини: вуглекислий газ, кисень, воду, мінеральні речовини, білки, жири, вуглеводи. Друзі, на малюнку 5 зображено обмін речовин в рослинах.

 
Мал. 5 Обмін речовин в рослинах
Зелені рослини - біологи називають їх автотрофами - основа життя на планеті. З рослин розпочинаються практично усі харчові ланцюги. Вони перетворюють енергію, що падає на них у формі сонячного світла, в енергію, запасену у вуглеводах (див. Біологічні молекули), з яких найважливіше шестивуглецевий цукор глюкоза. Цей процес перетворення енергії називається фотосинтезом. Інші живі організми дістають доступ до цієї енергії, поїдаючи рослини. Так створюється харчовий ланцюг, що підтримує планетарну екосистему.
 
Мал. 6 Фотосинтез
Рослини поглинають вуглекислий газ, що утворився при диханні, і виділяють кисень - продукт життєдіяльності рослин. До того ж, фотосинтез грає найважливішу роль в кругообігу вуглецю в природі. В наступному відео ви побачите процес фотосинтеза.

Відео 1 «Фотосинтез»

http://www.youtube.com/watch?v=lKBDndbTCNA
За наявності ж кисню енергія виділяється в процесі аеробного дихання, коли піровиноградна кислота розщеплюється на молекули вуглекислого газу і води з одночасним вивільненням енергії, що залишилася, запасеної у вуглеводній молекулі. Дихання відбувається в спеціалізованій клітинній органелі - мітохондрії. Спочатку відщепляється один вуглецевий атом піровиноградної кислоти. При цьому утворюється вуглекислий газ, енергія (вона запасається в одній молекулі НАДФ) і двохвуглецева молекула - ацетилова група. Потім реакційний ланцюг поступає в метаболічний координаційний центр клітини - цикл Кребса.
Цикл Кребса є прикладом добре знайомого у біології явища - хімічної реакції, яка починається, коли певна молекула, що входить, з'єднується з іншою молекулою, що виконує функцію "помічника".
Діти, давайте уважно подивимося відео 2 «Цикл Кребса»

http://www.youtube.com/watch?v=mraaYQEgvsA&feature=related
Між тілом тварини і його зовнішнім середовищем відбувається постійний обмін речовин - їжа, питво і кисень вдихуваного повітря, увійшовши до тіла, зазнають тут ряд перетворень, переважно хімічних, і вивергаються геть (легенями, шкірою, бруньками і кишковиком) в зміненому виді. Таким чином, між початком і кінцем цього процесу лежить, так би мовити, увесь хімізм життя.
 
Мал. 7 Обмін речовин у тварин починається з живлення
Первинні стадії його аж до вступу зовнішньої речовини в кров відомі настільки, що можуть бути підведені під наступну коротку формулу: усі головні складові частини їжі (вода, білки, жири, вуглеводи і солі - см Їжа) і кисень вдихуваного повітря переходить в кров, не змінюючи істотно своєї хімічної природи і не вступаючи ні в яку хімічну взаємодію. Але про подальші долі речовини, саме за межами кровоносної системи, в тканинах, відомо порівняно дуже мало.
Обмін речовин у тварин і людини розпочинається зі вступу поживних речовин в шлунково-кишковий тракт і повітря в легені. Діти, подивіться на малюнок 7 і дайте відповідь.
Першим етапом обміну речовин є ферментативні процеси розщеплювання білків, жирів і вуглеводів до розчинних у воді амінокислот, моно- і дисахаридов, гліцерину, жирних кислот і інших з'єднань, що відбуваються в різних відділах шлунково-кишкового тракту, а також всмоктування цих речовин в кров і лімфу.
Давайте розглянемо ще одне відео.

Відео 3 «Живлення тварин»

http://www.youtube.com/watch?v=d_vVsSUm0e0&feature=related
Другим етапом обміну є транспорт поживних речовин і кисню кров'ю до тканин і ті складні хімічні перетворення речовин, які відбуваються в клітинах. У них одночасно здійснюються розщеплювання поживних речовин до кінцевих продуктів метаболізму, синтез ферментів, гормонів, складових частин цитоплазми. Розщеплювання речовин супроводжується виділенням енергії, яка використовується для процесів синтезу і забезпечення роботи кожного органу і організму в цілому.
Третім етапом є видалення кінцевих продуктів розпаду з клітин, їх транспорт і виділення бруньками, легкими, потовими залозами і кишковиком.
Перетворення білків, жирів, вуглеводів, мінеральних речовин і води відбувається в тісній взаємодії один з одним. У метаболізмі кожного з них є свої особливості, а фізіологічне значення їх різно, тому обмін кожного з цих речовин прийнято розглядати окремо.

Контролюючий блок

Завдання. Виберіть правильну відповідь:
1. Процес обміну речовин характерний для:
а) усіх живих організмів;
б) тільки для тварин;
в) тільки для рослин.
2. Обмін речовин і енергії (метаболізм) - це
а) сукупність пластичного і енергетичного обміну;
б) тільки пластичний обмін;
в) енергетичний обмін.
3. Пластичний обмін - це
а) розпад органічних речовин;
б) синтез органічних речовин;
в) виділення енергії.
4. Енергетичний обмін - це
а) синтез органічних речовин;
б) розпад органічних речовин;
в) видалення продуктів розпаду.
5. Місце протікання обміну речовин :
а) кровоносна, дихальна, травна системи;
б) травна,
в) кровоносна.
6. Обмін речовин і енергії здійснюється:
а) в 2 етапи;
б) в 3 етапи;
в) в 5

Список використаної літератури

1) Урок на тему «Дихання та Дыхание у растений и животных» Лотоцкая Е. Г., вчителя біології, Росія, м. Новосибірськ, гімназія № 1.
2)  Урок на тему «Дихання рослин і тварин» Андрєєва Н. Б., вчителя біології,  м. Соль-Ілецьк, сш №2.
3) Урок на тему «Роль дихання для живих організмів»  Гридина О. В.,  м. Новокузнецьк, гімназія №17.
4) Скулачев В.П. Биология глазами школьника. Изд. Высшая школа. М., 2008.
5) Н.И.Сонин, "Биология. Живой организм". Дрофа. Москва. 2008.

Відредаговано та вислано Чепець Т.П.
Над уроком працювали:

Лотоцкая Е.Г

Андрєєва Н.Б.

Гридина О.В.

Чепець Т.П

Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме, где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, а и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования открывает двери для специалистов  высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.