«Келісілді»

Колледж әдіскері

____ Г. Жаутикова

№20 Оқу сабағының жоспары

Сабақ тақырыбы: Фотосинтездің жарық кезеңі. Фотофосфорлану.

Модуль: Жалпы білім беру пәндер

Пән атауы: Биология

Педагог: Матаева Алтынай Кожановна

2023 жылғы " "

1. Жалпы мәліметтер

Курс, топ: 1 курс (9 сынып)

Сабақтың түрі: Аралас сабақ

Сабақтың әдісі: Миға шабуыл сұрақтар, презентация, білімдерін тексеру

Пәнаралық байланыс: Анатомия, физиология

2. Мақсаты, міндеттері:

Білімділік: Оқушы меңгеруі және білуі тиіс:

Фотоцинтездің жарық кезеңінде өтетін процес;

Фотоцинтездің жарық кезеңі;

Фотофосфарлану механизмі;

Тәрбиелік:

құрал-жабдықтармен оқулықтарды таза ұстауға үйрету;

өз ісіне жауапты болуға, ұқыптылыққа, тапқырлыққа, белсенділікке, шапшаңдыққа баулу;

оқу орнын қадірлеуге тәрбиелеу.

ой өрісін кеңейту:

тәжірибе сабағы мен байланыстыра білуге үйрету;

өз пікірін дұрыс жеткізуіне көңіл бөлу;

тақырыпты дұрыс баяндай білуіне назар аудару;

Дамытушылық:

Сабақтан алған ақпараттарды талдап үйрену;

ой өрісін биология пәні бойынша дамыту;

ғылыми оқу және анықтамалық әдебиеттер мен өзбетінше жұмыс істеп білуг еүйрету;

Құндылық:

-сыни және креативті ойлау;

-білуге жаңаны тануға құштар болу;

-дұрыс қарым қатынас ортата білу;

-«Мәңгілік ел» – зайырлы қоғам және жоғары руханият

2.1. Оқу-жаттығу процесінде білім алушылар меңгеретін,күтілетін нәтижелер және кәсіби дағдылар тізбесі

2.2. Күтілетін нәтижелер

І және ІІ фотожүйелердің жұмыс істеу механизмі;

фосфорланудың негізгі жеті сатысы;

фотоцинтездің жарық кезеңінің сұлбасы;

2.3. Қажетті ресурстар: Оқу жұмыс бағдарлама, оқу сабақ жоспар, тақта, стикер, ноутбук, кітап, тақта, бор т.б

3. Сабақты жабдықтау

3.1. Оқу-әдістемелік құрал-жабдықтар, анықтамалық әдебиеттер

Сабақты жабдықтау

Материалдық: Биология оқулығы 1-2 бөлім 10 сынып, оқу жұмыс бағдарламасы, күн тақырыптық жұмыс.

Оқу-әдістемелік құрал-жабдықтар, анықтамалық әдебиеттер

Негізі: Н.Т. Аблайханова, А.М. Калыбаева, А.М. Паримбекова, Биология, 11 сынып – Алматы: 2019, Мектеп https://www.okulyk.kz/10-class

Қосымша: 1. Н.Г. Асанов, А.Р. Соловьева, Б.Т. Ибраимова, Биология, 10 сынып.– Алматы: 2019, Атамұра https://www.okulyk.kz/10-class

3.2.Техникалық құралдар, материалдар

Техникалық-программалық: СD диск, видеоролик, интерактивті тақта

4. Сабақтың барысы:

I. Ұйымдастыру кезеңі (оқушыларды түгелдеу, формасын тексеру, бөлме

тазалығын тексеру) -3 минут.

II. Үй тапсырманы сұрау -35 минут.

III. Жаңа тақырыпты түсіндіру (іс-әрекетті демонстрациялау) -35 минут.

ІV. Жаңа сабақты бекіту -10 минут.

V. Сабақты қорытындылау, баға қою -5 минут.

VI. Үйге тапсырма беру -2 минут

І. Ұйымдастыру кезеңі (оқушыларды түгелдеу, формасын тексеру, бөлме

тазалығын тексеру) -3 минут.

Оқытушы оқу бөлмесінің тазалығына, оқушылардың киіміне назар аударады. Оқушылардың сабаққа қатысуы мен дайындығын тексеріп, оларды сабақтың бағдарламасы және мақсатымен таныстыру. Танысу үшін әр студент өзінің ата-жөнін және өзіне тән ең жақсы қасиеттерін айтады.

ІІ. Үй тапсырманы сұрау -35 минут.

Дәріс сабағында оқушылардан өтілген тақырыпты сұрайды. Оқушылардың білім деңгейін тексеріледі.

Миға шабуыл сұрақтар

1. Тилакоидты граналардан бос кеңістікті не деп атайды?

2. Хлоропласт денесінің қанша %-ы су болып келеді?

3. Пластидтерде нуклеин қышқылдарын тапқан ғалымдар?

4. Хлоропластың денесі қанша %-ға дейін белоктан тұрады?

ІІІ. Жаңа тақырыпты түсіндіру (іс-әрекетті демонстрациялау) -35 минут.

Жаңа сабақтың жоспары:

Фотосинтездің жарық кезеңі өсімдік жапырақтарында күн сәулесі түскен кезде ғана жүзеге асады және негізгі процестері тилакоидтердің мембранасында жүреді. Оған хлорофилл, электрон тасымалдаушы нәруыздар, АТФ-синтетаза және күн сәулесі қатысады.

Реакция механизмінің сипаттамасы. Күн сәулесі өсімдіктің жасыл жапырақтарына түскенде олардың құрамындағы хлорофилдің теріс зарядталған электрондары қозып, белсенді күйге ауысады да, пигмент молекуласын тастап, мембранасы теріс зарядталған тилакоидтердің сыртқы жағына көшеді. Хлорофилл молекулалары тотығады және жапырақ құрамындағы судан электрондарын тартып алып тотықсызданады. Бұл процестің нәтижесінде су молекулалары ыдырап, фотолиз нәтижесінде түзілген су иондары өз электрондарын беріп, реакцияны одан әрі жүргізетін ОН радикалдарына айналады. Кейін осы реакцияға қабілетті ОН радикалдары бірігіп, толыққанды су және оттек молекулаларын қалыптастырады. Бос оттек сыртқы ортаға бөлінеді. Осындай реакциялар мен түрленулер нәтижесінде жапырақ тила коиді мембранасының бір жағы оң зарядталады (Н+ ионы есебінен), ал екінші жағы теріс зарядталады (электрондар есебінен). Осы зарядтар арасындағы айырма 200 мВ-тан асқанда АТФ-синтаза ферментінің арнайы өзектері арқылы өтеді де, АДФ АТФ-ке айналады (фосфорла ну процесі нәтижесінде). Судан босап шыққан сутек атомы НАДФ-ті НАДФ Н-ге дейін тотықсыздандырады. Фотосинтездің жарық кезеңінде үш негізгі процесс жүзеге асады:

* АТФ синтезі;

* НАДФ Н, түзілуі;

* бос оттек түзілуі.

Оттек атмосфераға бөлінеді, ал НАДФ Н, мен АТФ фотосинтездің қараңғы кезеңіне қатысады. Күндіз өсімдіктер күн батареялары ретінде жұмыс істейді күн сәулесі энергиясын жинақтайды:

* НАДФ коферменті түзіледі.

Кофермент (коэнзим) тотығу-тотықсыздану процестерінің жүруін бағыттап, жылдамдататын табиғаты нәруыз емес биологиялық катализатор. Кофермент процестің қараңғы кезеңінде қажет болады.

* Су ыдырайды: 2Н2О = 4Н1 + 4е + О2, өсімдік оттек бөліп шығарады. Процесс барысында электрондар энергиясының бір бөлігі шығын- далады, бір бөлігі АТФ синтезі мен НАДФ түзілуіне жұмсалады. Осы лайша күн энергиясы химиялық байланыстар энергиясына айналып, әрі қарай органикалық заттар түзу үшін қараңғы кезеңде пайдаланылады.

Фотосинтездің жарық кезеңін дайындық кезеңі деп атауға болады. Пигменттер, ферменттер мен коферменттер электрон тасымалдаушы тізбекті қүрайды. Кейбірі мембранада қозғалыссыз орналасады, кейбірі электрондар мен протондарды тасымалдаушы ретінде қозғалады. Алайда фотосинтездің жарық кезеңіндегі реакциялары тек тилакоид мембранасында ғана жүзеге аспайды. Жарық фотондары су фотолизін іске қосады.

Фотолиз нәтижесінде су сутек протондарына (Н*), электрондарға (е) және оттек атомына (О) ыдырайды. Оттек атомдары жұптасып бірігіп, жасушадан молекулалық оттек (02) түрінде бөлініп шығады.

Мүнда екі фотожүйе жұмыс істейді: І және ІІ фотожүйе. Оның әрқай сысы күн энергиясын қабылдайды да, әрқайсысынан қозған электрон- дар шығып, оларды өз акцепторлары қабылдайды.

Фотожүйелерде электрон жетіспеушілігінен электрондық тесіктер пайда болады. Жүйелердің реакциялық орталығының хлорофилдері оң зарядталады. Жүйе қайта жұмыс істей алуы үшін бүл тесіктерді сырттан келген электрондар ағынымен жабады.

Өсімдіктерде фотосинтездің жарық кезеңі былай уйымдасқан: 1 фотожүйе тесіктерді ІІ фотожүйеден тасымалданған электрондар- мен толтырады, ал ол су фотолизі кезінде түзілген электрондарды қабылдайды. 1 фотожүйеден шыққан электрондар электрон тасымалдау- шы тізбек арқылы НАДФ-ке жетеді, мұнда кофермент тотықсызданып, теріс зарядталады. Кейін сутек протондарын өзіне тартып, НАДФ Н айналады. Осылайша су фотолизі протондар мен электрондар алу үшін қажет. Жинақталған электрхимиялық градиент мембрананың екі жағындағы зарядтар айырмасы есебінен электрондар П фотожүйеден 1 фотожүйеге өтетін жолда АТФ синтезделеді.

17-суретте көрсетілген фотосинтездің жарық кезеңінің қысқаша сұлбасын карастырайық.

Су фотолизіне жарық энергиясынан бөлек "сутотықтырғыш кешен" деп аталатын фермент қажет. Ол фотожүйе құрамында болады. Түзілген протондар люменде қалып, электрондар ІІ фотожүйеге барады (П ФЖ). Суретте электрондар ағыны көк нүкте сызықпен көрсетілген.

ЖТ680 және ЖТ700 сандары фотожуйеде жарық толқындарының ұзындығын білдіреді. Фотожүйелердің құрылысы күрделі. Оларда электрондарды шығаратын реакциялық орталықтан басқа жарық жинақтайтын кешен болады.

І ФЖ-ден электрондар пластохинон коферментіне беріледі. Олар теріс зарядталып, стромалардан протондарды қосып алады. Суретте протондар ағыны қызыл нүкте сызықпен көрсетілген.

Пластохинон электрондар мен протондарды цитохром-bf фермент кешеніне дейін тасымалдайды. Ол пластохинонды тотықтырады. Цитохром-bf протондарды люмендерге айдаса, ал электрондарды келесі кофермент-тасымалдаушы пластоцианинге тасымалдайды. Люменде стромадан алынған және су фотолизі нәтижесінде түзілген протондардың есебінен АТФ-синтаза ферменті іске қосылуы үшін қажет оң заряд жинақталады, оның өзектері арқылы протондар тилакоид мембранасының сыртына бағытталады. Бүл энергияны АТФ синтаза АДФ пен фосфор қышқылынан АТФ синтездеу үшін пайдаланады.

Пластоцианин электрондарды І ФЖ-ге тасымалдайды да, оны тотық сыздандырады. Осы жерден электрондар ферредоксинге беріледі. Ферредоксин бірқатар метаболикалық реакцияларда электрон тасымал дайтын нәруыз. Ферредоксин НАДФ-редуктаза ферментінің әсерінен НАДФ-ті тотықсыздандырады. Бүл кезде де хлоропласт стромасында орналасқан протондар пайдаланылады. Олар мүнда АТФ-синтаза өзек- тері арқылы да келеді.

Фотофосфорлану - жарық энергиясы есебінен АДФ-тен АТФ-ті синтездеу процесі. Фотофосфорлану барлық фототрофты эукариот тар, бактериялар мен архейлерде болатын фотосинтездің өте ежелгі формасы. Фотофосфорлану процесі барысында жарық энергиясын пайдаланып АТФ синтезделеді (18-сурет).

Фотофосфорланудың екі түрі бар: циклсіз және циклді.

Циклсіз фосфорлану 1 және ІІ фотожүйе қатысатын күрделі процесс.

Циклсіз фотофосфорлануды 1957 жылы Д. Арнон ашқан. Бұл реак ция кезінде электрондар судан мембраналық және нәруыздық тасымал- даушылар арқылы НАДФ-ке өтеді.

Бұл процесс жеті негізгі сатыдан тұрады.

1. І ФЖ-де су молекуласының фотолизі жүреді, түзілген электрон- дардың біреуі фотожүйенің реакциялық орталығы а хлорофилл молекуласына түседі. П ФЖ жарық квантын сіңіргенде а хлорофилл моле куласы осы квант энергиясын түзілген электронға береді, нәтижесінде ол энергияға бай қозған күйге айналады.

2. Энергияға бай бұл электрон реакциялық орталықтан ІІ фотожүйенің тасымалданады.

3. Феофитиннен бастап электрон бірінші электрон тасымалдаушы тізбек бойымен бір акцептордан екіншісіне ауыса бастайды. Осы ауы су процесі барысында электрон біртіндеп энергиясын жоғалтады, бъд энергия сол сәттеақ АТФ синтезіне пайдаланылады.

4. Жинакталған барлық энергиясын берген электрон сонгы вицев тор платоцианиннен 1 фотожүйеге беріледі де, оның реакциялых орталығына а хлорофилл молекуласына түседі. І ФОК жарық кванты сініргенде сол кванттың энергиясы электронға беріледі де, ол кайтада энергияға бай күйге кошеді.

5. Бұл электрон реакциялық орталыктан 1 фотожүйенің бірінші акцепторы ферредоксинге беріледі.

6. Электрон дал солай АТФ синтезіне энергия бере отырып, екінші ЭТТ (фотосинтездің электрон тасымалдаушы тізбегі) бойымен жүреді.

7. Сонында екінші рет бар энергиясыя берген электрон сонгы ак пептор сутек тасымалдаушысы НАД немесе НАДФ молекуласына беріледі; осы молекулаға сол электрон бөлінген протон жалғанып, тасымалдаушы молекулаға сутек атомы қосылады.

Осылайша циклсіз фосфорлану кезінде су молекуласынан электров алдымен П фотожүйеге, одан 1 фотожуйеге жене соңында протонмев косылып, НАД немесе НАДФ-ке беріледі. Екі электрон тасымалдау ты тізбектің бойымен электронныя жылжу процесі барысында белгілі молшерде АТФ молекулалары түзіледі. Электронның жолы тұйықтал мағандықтан, фосфорлану циклсіз деп аталады.

Циклді фосфорлану энергия АТФ түрінде жинакталатын ең ежелгі процестердің бірі. Фотофосфорланудын бул жагдайында электрон 1 фотожуйемен кабаттаса орналаскан циклді электрон тасымалдаушы тізбекті бойлай козғалады. Бұл жағдайда электрон түйықталған жол- мен айналады, ал барлық энергия тек кана АТФ синтезіне жүмсалады. Кейде жасушада фотосинтездің караңғы кезеңі үшін сутек жеткілікті, ал АТФ жеткіліксіа болады. Мұндай жағдайда жасушаларда сутек түзбей АТФ-ті синтездеу циклді фотофосфорлану механизмі жүреді. Циклді фосфорлану циклета фосфорлануға карағанда қарапайым: бар-жоғы екі сатыдан тұрады.

1. Электрон 1 ФЖ реакциялық орталығына түседі, жарық энергия- сыя алады да, козған күйге кошеді.

2. Екінші ЭТТ аркылы қозғалудын орнына электрон бірінші ЭТТ-га секіріп, соның бойымен "домалан" энергиясын беріп, кайтадан 1 фос Форлану жүйесіне түседі.

Осылайша циклді фосфорлану кезінде бір электрон тоқтаусыз шеңбер бойымен козгалады, онын козғалу процесі барысында АТФ синтезделеді. Сәйкесінше циклді фосфорлану нотижесінде сутек түзілмейді. Циклді фосфорлану - фотосинтез үшін АТФ жеткіліксіздігі кезінде іске Косылатып косымша жол.

Осылайша жарық кезеңі реакцияларының бәрі дерлік электрон- ды бір тасымалдаушыдан келесі тасымалдаушыға жеткізіп отыра ды. Мүндай тасымалдау мүмкін болуы үшін электрон тасымалдау- шылардың молекулалары бір-біріне жақын орналасуы керек. Сол үшін жарықтағы кезең міндетті түрде мембраналарда жүреді: еркін күйінде тасымалдаушылардың бәрі бір-бірінен "шашырап" кетер еді, сондықтан оларды міндетті түрде мембраналарда белгілі бір орында үстап түру керек.

ІV. Жаңа сабақты бекіту -10 минут.

Білімдеріңді тексеріңдер

1. Фотосинтездің жарық кезеңі дегеніміз не?

2. Жарық кезеңінде үш негізгі процесс жүзеге асады, соларға жеке-жеке тоқталыңдар.

3. Фотосинтездің жарық кезеңін дайындық кезеңі деп атауға бола ма?

4. Фотофосфорланудың 7 негізгі кезеңін түсіндіріп беріңдер.

4. Циклсіз электрон тасымалдауды талдаңдар.

5. Фотофосфорланудың қысқаша сұлбасын құрастырыңдар.

6. Циклсіз және циклді фотофосфорланудың айырмашылықтарын талдаңдар

7. Д.Арнон туралы қысқаша мәлімет жинаңдар.

V. Сабақты қорытындылау, баға қою -5 минут.

Өткен және жаңатақырыптарды игергендігі бойынша білім деңгейі тексеріліп, критериге сәйкес қойылған бағалар оқушыларға мәлімделеді.

VI. Үйге тапсырма беру -2 минут

Тапсырма: Фотосинтездің жарық кезеңі тақырыбындағы Д.Арнон туралы қысқаша мәлімет жинаңдар.

Н.Абылайханова, А.Қалыбаева, А.Пәрімбекова, Б.Үсіпбек, Е.Швецова. 46- 51 беттер