Как животные получают энергию солнца

Преобразование энергии солнечного света и организмы использующие её

Сегодня мы поговорим об организмах, которые используют в своей жизнедеятельности солнечную энергию. Для этого нужно затронуть такую науку, как биоэнергетика. Она изучает способы преобразования энергии живыми организмами и использование её в процессе жизнедеятельности. В основе биоэнергетики лежит термодинамика. Эта наука описывает механизмы преобразования различных видов энергии друг в друга. В том числе, использование и преобразование различными организмами солнечной энергии. С помощью термодинамики можно полностью описать энергетический механизм процессов, происходящих вокруг нас. Но с помощью термодинамики нельзя понять природу того или иного процесса. В этой статье мы попробуем объяснить механизм использования солнечной энергии живыми организмами.

Как живые организмы получают солнечную энергию?

Для описания преобразования энергии в живых организмах или прочих объектах нашей планеты следует рассмотреть их с точки зрения термодинамики. То есть, системы, обменивающейся энергией с окружающей средой и объектами. Их можно подразделить на следующие системы:

Через некоторое время эти вещества разрушаются и обеспечивают организм энергией. Их продукты распада удаляются из организма. Их место в организме заполняют другие молекулы. При этом целостность структуры организма не нарушается. Такое усвоение и переработка энергии в организме обеспечивает обновление организма. Энергетический обмен необходим для существования всех живых организмов. При остановке процессов преобразования энергии в организме он умирает.

4Н ⇒ Не4 + 2е + hv, где

v ─ длина волны гамма-лучей;

h ─ постоянная Планка.

В дальнейшем, после взаимодействия гамма-излучения и электронов, энергия выделяется в виде фотонов. Эту световую энергию излучает небесное светило.

Солнечная энергия при достижении поверхности нашей планеты улавливается и преобразуется растениями. В них энергия солнца превращается в химическую, которая запасается в виде химических связей. Это связи, которые в молекулах соединяют атомы. Примером может служить синтез глюкозы в растениях. Первая стадия этого преобразования энергии ─ фотосинтез. Растения обеспечивают его с помощью хлорофилла. Этот пигмент обеспечивает превращение лучистой энергии в химическую. Происходит синтез углеводов из H₂O и CO₂. Это обеспечивает рост растений и передачу энергии на следующую ступень.

Фотосинтез у растений

Здесь стоит дать ответ на часто задаваемый вопрос: «Какой органоид использует энергию солнечного света?». Это хлоропласты, участвующие в процесс фотосинтеза. Они используют её для синтеза из неорганических веществ органических.

В непрерывном потоке энергии заключается суть всего живого. Он постоянно движется между клетками и организмами. На клеточном уровне для преобразования энергии существуют эффективные механизмы. Можно выделить 2 основные структуры, где происходит превращение энергии:

Человек, как и другие живые организмы на планете, пополняет энергетический запас из продуктов. Причём, часть потребляемых продуктов растительного происхождения (яблоки, картофель, огурцы, помидоры), а часть животного (мясо, рыба и другие морепродукты). Животные, которые мы употребляем в пищу, энергию также получают из растений. Поэтому вся получаемая нашим организмом энергия преобразуется из растений. А у них она появляется в результате преобразования солнечной энергии.

По типу получения энергии все организмы можно разделить на две группы:

• Фототрофы. Черпают энергию из солнечного света;
• Хемотрофы. Получают энергию во время окислительно-восстановительной реакции.

Как преобразуется энергия в живых организмах?

Существует 3 основных разновидности энергии, преобразуемой организмами:

• Преобразование лучистой энергии. Этот вид энергии несёт солнечный свет. В растениях лучистая энергия улавливается пигментом хлорофиллом. В результате фотосинтеза она превращается в химическую энергию. Та, в свою очередь, используется в процессе синтеза кислорода и других реакциях. Солнечный свет несёт в себе кинетическую энергию, а в растениях она превращается в потенциальную. Полученный энергетический запас сохраняется в питательных веществах. К примеру, в углеводах;
• Преобразование химической энергии. Из углеводов и прочих молекул она превращается в энергию макроэргических фосфатных связей. Эти преобразования проходят в митохондриях.
• Преобразование энергии макроэргических фосфатных связей. Она расходуется клетками живого организма для совершения разных видов работ (механическая, электрическая, осмотическая и т. д.).

Преобразование энергии макроэргических фосфатных связей

Использование организмами накопленной энергии

В процессе метаболизма организм получает энергетический запас, расходуемый на совершение биологической работы. Это может быть световая, механическая, электрическая, химическая работа. И очень большая часть энергии организм расходует в виде тепла.

Ниже кратко описаны основные типы энергии в организме:

• Механическая. Характеризует движение макротел, а также механическую работу по их перемещению. Её можно разделить на кинетическую и потенциальную. Первая определяется скоростью передвижения макротел, а вторая ─ их местоположением по отношению друг к другу;
• Химическая. Определяется взаимодействием атомов в молекуле. Она является энергией электронов, которые двигаются по орбитам молекул и атомов;
• Электрическая. Это взаимодействие заряженных частиц, которое вызывает их движение в электрическом поле;
• Осмотическая. Расходуется при передвижении против градиента концентраций молекул вещества;
• Регуляторная энергия.
• Тепловая. Определяется хаотическим движением атомов и молекул. Основной характеристикой этого движения является температура. Этот вид энергии является самым обесцененных из всех, перечисленных выше.

r ─ постоянная Больцмана (1,380*10 -16 эрг/град).
Вернуться к содержанию

Как из питательных веществ освобождается энергия?

В процессе извлечения энергии из питательных веществ есть 3 условных этапа;

• Подготовительный. Этот этап требуется для перевода биополимеров в клетках пищи в мономеры. Эта форма лучше всего подходит для извлечения энергии. Этот процесс (гидролиз) протекает в кишечнике или внутри. Гидролиз идёт с участием лизосом и ферментов цитоплазмы. Энергетическая ценность этого этапа нулевая. На этой стадии высвобождается 1 процент энергетической ценности субстратов, и вся она теряется в виде тепла;
• На втором этапе частично распадаются мономеры с образованием промежуточных продуктов. Образуются кислоты цикла Кребса и ацетил─КоА. Количество исходных субстратов на этой стадии уменьшается до трёх и высвобождается до 20 процентов энергетического запаса субстратов. Процесс идёт анаэробно, то есть, без доступа кислорода. Энергия частично накапливается в фосфатных связях АТФ, а остаток расходуется в форме тепла. Распад мономеров идёт в гиалоплазме, а остальные процессы ─ в митохондриях;
• На заключительном этапе происходит распад мономеров до Н₂O и СO₂ в реакции с участием кислорода. Биологическое окисление происходит с полный высвобождением энергетического запаса. Из 3 трёх метаболитов, которые присутствовали на предыдущем этапе, остаётся лишь H₂. Он является универсальным топливом в цепочке дыхания. На этом этапе освобождаются оставшиеся 80 процентов энергетического запаса. Часть энергии выходит в виде тепла, а остальная накапливается в фосфатных связях. Все реакции этого этапа идут в митохондриях.

Схема освобождения энергии из питательных веществ

Высвобождение энергии в живых клетках происходит постепенно. На всех этапах выделения она может накапливаться в химической форме, удобной для клеток вещества. Энергетическое строение клетки включает 3 разных функциональных блока, в которых идут различные процессы:

• I─процессы (образование субстратов окисления, которые соответствую окислительному ферменту в клетках);
• Блок S-H₂ (субстрат окисления);
• Процессы H генерации водорода. На выходе получается КН₂ (водород с коферментом).

Источник

Презентация для начальных классов на тему «Как живые организмы запасают энергию солнца»

Описание разработки

Вспоминаем то, что знаем.

Может ли энергия исчезать и появляться из ничего?

Энергия никогда не возникает из ничего и не исчезает бесследно. Но она может изменяться и переходить из одной формы в другую.

Можно ли жить, не пополняя запасов энергии?

Почему растения называют «кормильцами»?

Совместное открытие знаний

Каждый организм получает энергию от Солнца. Часть её он тратит на жизнедеятельность и самообновление, а часть запасает в своём теле, увеличивая его размеры.

Объясните, что обозначил художник кружками разного цвета.

Что за жёлтые чёрточки их соединяют?

Художник изобразил, что растения под действием энергии солнечного света соединяют минеральные вещества (углекислый газ и воду) в органические вещества, из которых состоят они сами и поедающие их животные.

Полную информацию смотрите в файле.

Содержимое разработки

Окружающий мир, 3 класс

Учитель начальных классов

Не буду. Миша сказал, что мы все питаемся от Солнца.

На какое противоречие вы обратили внимание?

Какой возникает вопрос?

Как Лена использует энергию Солнца для своего роста?

Тема урока: «Как живые организмы запасают энергию Солнца?»

Может ли энергия исчезать и появляться из ничего?

Энергия никогда не возникает из ничего и не исчезает бесследно. Но она может изменяться

и переходить из одной формы в другую.

Можно ли жить, не пополняя запасов энергии?

Почему растения называют «кормильцами»?

Совместное открытие знаний

Каждый организм получает энергию от Солнца. Часть её он тратит

на жизнедеятельность и самообновление, а часть запасает в своём

теле, увеличивая его размеры.

Объясните, что обозначил художник кружками разного цвета.

Что за жёлтые чёрточки их соединяют?

энергия солнечного света

Художник изобразил, что растения под действием энергии солнечного света соединяют минеральные вещества (углекислый газ и воду) в органические вещества, из которых состоят они сами и поедающие их животные.

Совместное открытие знаний

Прочитайте текст на стр.39 и объясните, откуда у ребят берутся силы, чтобы бегать, прыгать, играть, учиться?

Ребята бегают, играют и учатся за счет энергии, полученной из вещества пищи.

В каком виде находится энергия в дубе?

Энергия находится в виде вещества.

Совместное открытие знаний

Продолжите формулировку вывода: все живые организмы могут…

Сравните с выводом в учебнике.

Живые организмы могут запасать энергию Солнца.

Зачем живым организмам запасать энергию?

Запасенная энергия позволяет живым организмам продолжать жить в ситуациях, когда многие процессы замедляются, например, ночью или зимой.

Выполните в рабочей тетради задание 1(Н) стр.18. Проверьте себя.

С помощью _____________ Солнца растения производят из углекислого газа воздуха, воды и минеральных веществ

почвы органические вещества. Животные используют для

жизни ____________ органических веществ, содержащихся

Выполните в рабочей тетради задание 2(Н) стр.18. Проверьте себя.

Обмен веществ растений и животных ночью ______ останавливается.

Это возможно благодаря способности живых организмов запасать ____________ .

Выполните в рабочей тетради задание 3(П) стр.18. Проверьте себя.

Заяц, телевизор, батарейка, печка, дуб, компьютер, аккумулятор, одуванчик,

автомобиль, тигр, молоток, пила,

расчёска, собака, дрова, газовая плита, дом, вода, уголь, бумага, лошадь,

Выполните в рабочей тетради задание 4(М) стр.18. Проверьте себя.

Берёза, слон, оса, дуб, кит, микробы, подберёзовик, крапива, вишня, крот,

бабочка, мухомор, мох, обезьяна, ясень,

тигр, кабачки, муха, ромашка, майский жук, гриб-трутовик, петрушка, корова,

таракан, лиственница, белый гриб, сыроежка.

1. Тексты, задания и иллюстрации из учебника и рабочей тетради для 3-го класса Окружающий мир «Обитатели Земли» А.А.Вахрушев, Д.Д.Данилов, О.В.Бурский, А.С.Раутиан.

2. Задания из Методических рекомендаций для учителя по курсу окружающего мира для 3-го класса А.А. Вахрушев, Е.А. Самойлова, О.В. Чиханова.

Источник

План урока естествознания по теме: «Как животные получают энергию»

Тема урока: Как животные получают энергию

ФИО учителя: Литвинова Т.В.

Цели обучения, которым посвящен урок:

4.2.1.1 определять роль растений в пищевой цепи
4.2.2.5 объяснять структуру пищевой цепи

4.1.2.2 представлять полученные результаты в форме по выбору учащегося

Все учащиеся смогут:

определять роль растений в пищевой цепи

Большинство учащихся смогут:

объяснять структуру пищевой цепи

Некоторые учащиеся смогут:

представлять полученные результаты в форме по выбору учащегося

Учащиеся могут: определять роль растений в пищевой цепи

Предметная лексика и терминология: энергия

Серия полезных фраз для диалога/письма

— Как животные получают энергию?

Материал прошедших уроков:

Запланированная деятельность на уроке

Создание положительного эмоционального настроя:

Каждый день – всегда, везде,

На занятиях, в игре

Смело, чётко говорим

И тихонечко сидим.

Актуализация знаний. Проверка домашнего задания

-Ребята, давайте вспомним материал прошлого урока.

— На какие группы делится царство животных по типу питания? (травоядные, хищники и всеядные)

— Сейчас я вам загадаю загадки о животных, а вы отгадки распределите по группам.

Это что за зверь лесной

Встал, как столбик, под сосной?

И стоит среди травы —

Уши больше головы. (ЗАЯЦ)

Узнать его нам просто,

Узнать его легко:

Высокого он роста

И видит далеко. (ЖИРАФ)

По реке плывет бревно,

Ох, и злющее оно!

Тем, кто в речку угодил,

Нос откусит… (КРОКОДИЛ)

Царь зверей он и не диво –

Вон какая роскошь – грива!

Хоть кошачий рык, но грозный,

Лапы – мощь, и взгляд серьезный. (ЛЕВ)

Дикий зверь тропой бежит,

То как хрюкнет, завизжит.

С ним детишек караван,

Этот зверь лесной… (КАБАН)

Живёт в глуши лесной.

Иголок очень много,

А нитки ни одной. (ЁЖ)

Родственник домашней киске,

Этот зверь не робкий.

Бродит хищник уссурийский

По таежной тропке. (ТИГР)

Косолапый и большой,

Спит в берлоге он зимой.

Любит шишки, любит мёд,

Ну-ка, кто же назовёт? (МЕДВЕДЬ)

Трав копытами касаясь,

Ходит по лесу красавец,

Ходит смело и легко,

Рога раскинув широко. (ЛОСЬ)

— Распределите этих животных по группам

-Каких животных называют травоядными и почему?

-Каких животных называют хищниками и почему?

-каких животных называют всеядными и почему?

— Вспомните признаки жизни животных.

( Дышат, питаются, двигаются, растут, развиваются, размножаются, умирают).

-А что же необходимо для роста и развития животных? (питание)

Определение темы и целей урока.

— Какие живые организмы называют «кормильцами», производителями? (растения)

— Почему их называют кормильцами? Кого и как они кормят?

— Почему им нужен свет Солнца? (Растения создают органические вещества из неорганических веществ только под воздействием Солнца)

— Как называется этот процесс? (Фотосинтез)

— Во время обсуждения вы использовали понятие «энергия». Вспомните, может ли энергия исчезать и появляться из ничего.

— Можно ли прожить всю жизнь, не пополняя запасов энергии?

— Как получают энергию? ( С пищей)

— А как энергия попадают в пищу? (Затруднение)

— Тема урока: Как животные получают энергию? (слайд)

* познакомиться с запасанием энергии как важнейшим свойством жизни, позволяющим управлять круговоротом веществ;
* определять роль растений в пищевой цепи
* объяснять структуру пищевой цепи (слайд)

IV. Работа по теме

— А как энергия попадают в пищу? (Затруднение)

— Обратимся к нашему помощнику – учебнику. С. 34-35.

(чтение вслух учащимися)

Нашли ответ на вопрос?

-А сейчас более подробно мы узнаем из небольшого фильма «Что такое пищевая цепь»

VI. Закрепление изученного материала.

— Животные питаются растениями или другими животными, поэтому говорят, что живые существа связаны между собой в цепи питания. (слайд)

— Сегодня мы будем учится составлять цепи питания (слайд)

2 звено – растительноядные животные

— Как вы думаете почему?

3 звено – насекомоядные или хищники

— А почему эти животные в третьем звене?

-Цепь питания изображается в виде модели, которая состоит из звеньев (слайд)

— Выполним задание. Составим из данных животных цепь питания (слайд)

— Давайте вместе составим цепь питания .

— Теперь попробуйте сами составить цепи питания.

— У вас на столе лежат разбитые цепи питания, у каждой группы разные.

— Ваша задача составить цепь питания. Еще раз вспомните звенья (растения, растительноядные, насекомоядные или хищники).

Выложите на парту 5 цепочек питания. Потом проверим с помощью слайда

(проверка по слайду)

Итак, животные бывают: растительноядные, насекомоядные, хищные, всеядные.

Животные связаны между собой и растениями как? (В цепи питания.)

VIII. Подведение итого.

— На какие группы делятся животные по способу питания?

— Из каких звеньев состоит цепь питания?

— Какую цель мы поставили на сегодняшнем уроке?

— Достигли ли мы этой цели?

— Какие затруднения были у вас на уроке?

— Что нужно сделать чтобы эти затруднения не

Фильм «Что такое пищевые цепи»

Номер материала: ДБ-792876

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

График ЕГЭ сохраняется на всей территории страны

Время чтения: 1 минута

В Петербурге отменили бал медалистов

Время чтения: 1 минута

Сергей Кравцов доложил Владимиру Путину о ходе реализации ключевых задач в системе образования

Время чтения: 3 минуты

В Рособрнадзоре рассказали о предварительных результатах ЕГЭ-2021

Время чтения: 3 минуты

Правительство выделило дополнительные средства на кешбэк за детский отдых

Время чтения: 1 минута

Итальянский учитель дал детям задание на лето и прославился

Время чтения: 4 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник