"Фотосинтез"

Тема урока «Фотосинтез»

Развивающие задачи:

• расширить и углубить представление о воздушном питании растений,

• раскрыть сущность процесса фотосинтеза,

• подробно изучить химизм и механизм световой и темновой фаз фотосинтеза,

• рассмотреть значение фотосинтеза в природе и жизни человека;

Образовательные задачи:

• закрепление и проверка знаний, полученных в ходе изучения данной темы;

• формирование понятия «фотосинтез»;

• формирование связей между знаниями, информацией, полученных в разные годы обучения;

• формирование межпредметной связи: биология, химия, физика.

Воспитательные задачи:

• воспитание ответственного отношения к окружающей среде;

Оборудование: таблица "Фотосинтез", самодельная схема фотосинтеза: фотосистема I и фотосистема II, электронный урок "Фотосинтез", компьютер, мультимедийный экран.

Ход урока

1. Организационный момент

2. Изложение нового материала

Перенесёмся в XVII век. Но давайте мысленно перенесёмся лет на четыреста назад, в 1600 год. Именно тогда бельгийский естествоиспытатель Ян Ван-Гельмонт решил узнать, благодаря чему растёт растение. Для этого он поставил опыт: посадил побег ивы в кадку с землёй, предварительно взвесив побег и землю. В течение пяти лет он поливал растение чистой дождевой водой, не содержащей минеральных солей. Взвесив иву, через пять лет, ученый обнаружил, что её вес увеличился на 65 килограммов, а вес земли в горшке уменьшился всего на 50 граммов. Откуда растение добыло 64 кг 950 г питательных веществ?

Проблемный вопрос: Предположите, как исследователь объяснил результаты опыта?

Ответы учащихся. Ван-Гельмонт решил, что всё дело в поглощённой растением воде. Так возникла водная теория питания растений.

Результаты проведённого опыта очень заинтересовали других учёных, а вот объяснение, предложенное Ван-Гельмонтом, их совсем не устроило. И начался активный поиск ответа на поставленный вопрос.

Возвращаемся в XXI век.

Проблемный вопрос Как вы объясните результаты опыта? Чего не учёл бельгийский естествоиспытатель?

Ответы учащихся: Исследователь не учёл возможности воздушного питания растений, т.е. существование процесса фотосинтеза.

Детальному изучению данного процесса мы посвятим сегодняшний урок, тема которого так и звучит: «Фотосинтез».

Ребята, какие задачи мы перед собой ставим?

Ответы учащихся

1. Раздел, который мы изучаем - метаболизм. Значит, сегодня по теме фотосинтез мы должны раскрыть способность растительного организма синтезировать органическое вещество в процессе ассимиляции.

2. Т.к процесс ассимиляции не может идти без диссимиляции, значит мы должны еще раскрыть процесс образования энергии в процессе фотосинтеза.

3. Если рассматриваем механизм процесса фотосинтеза, то нужно рассмотреть и значение фотосинтеза.

Для работы на уроке мы будем использовать лабораторные листы, которые имеются у каждого из вас на парте.

Работаем группами. У каждой группы свое задание. (задание на партах)

1группа.

Задание – рассмотреть готовый препарат мякоти листа. Определить строение хлоропласта.

2 группа

Задание- рассмотреть световую фазу фотосинтеза. Раскрыть основные процессы данной фазы.

3 группа

Задание - рассмотреть темновую фазу фотосинтеза. Раскрыть основные процессы данной фазы.

4 группа

Задание –раскрыть строение АТФ.

5 группа

Задание- значение фотосинтеза в природе и жизни человека.

Знакомиться с процессом фотосинтеза вы начали ещё в начальной школе, а более подробно изучать – в курсе биологии шестого класса. Как вы тогда объясняли, что такое фотосинтез?

Ответы учащихся:

1. Фотосинтез – это процесс образования кислорода зелёными растениями на свету.

2. Фотосинтез – это образование на свету в зеленых растениях из углекислого газа и воды органических соединений , т.е. углеводов.

Чтобы это доказать в каких частях растения образуется органическое вещество , я предлагаю вам провести виртуальный опыт .

ОПЫТ : Образование органических веществ в зеленых частях растениях. (3-4 мин)

К доске ______________

Вывод 1: В какой части листа произошло окрашивание?

Окрашивание произошло в центре листа, края не окрасились.

Вывод 2: Качественная реакция на крахмал произошла в части листа, содержащей хлоропласты с хлорофиллом. Белая полоса по краю листа не окрасилась, т.к. в ней нет хлорофилла, значит , органические вещества образуются только в зеленых частях растения.

Общий вывод: органическое вещество в процессе фотосинтеза образуется только в хлоропластах.

Работа в группах.

1 группа выступление (прочитать задание)

1. рисунку рассказать строение хлоропласта.

Примерный ответ: Хлоропласт – это двумембранный органоид, содержащий хлорофилл. Хлоропласты высших растений имеют форму двояковыпуклой линзы, это позволяет ему больше улавливать свет. Хлоропласты покрыты наружной гладкой мембраной, а внутренняя мембрана образует тилакоиды формирующие граны. В одной гране может быть до 50 тилакоидов. Пространство между тилакоидами заполнено стромой, состоящей из белков, липидов и углеводов.

Примерный ответ – хлоропласты-это полуавтономные органоиды, т.е. имеют собственную кольцевую молекулу ДНК, рибосомы для синтеза белков и размножается делением пополам.

2 группа выступление(прочитать задание)

Ученик (ответ по таблице у доски) - Световая фаза – это стадия, для протекания реакций которой требуется поглощение кванта солнечной энергии. В ходе реакций энергия света преобразуется в энергию химических связей.

Квант света, падающий на лист, поглощается молекулой хлорофилла. В результате этого молекула на очень короткое время переходит в возбужденное состояние, т.е. один из электронов молекулы хлорофилла получает избыток энергии. Возбужденный электрон перемещается по цепи сложных органических соединений, теряя энергию, которая расходуется на синтез АТФ из АДФ и фосфата. Потеряв избыток энергии, электрон возвращается к молекуле хлорофилла, которая теперь способна захватить новый квант света.

Ученик – в световую фазу под действием энергии солнечного света происходит процесс разложения воды или фотолиз воды.

Реакция _______________________________________ (написать на доске)

На самом ли деле в световую фазу выделяется кислород выяснить в ходе опыта

ОПЫТ: Образование кислорода в процессе фотосинтеза

Вывод 1. Наблюдаем, что присходит? (выделение пузырьков)

Вывод 2. Что происходит с лучиной? Почему? (лучина горит, т.к. в пробирке есть кислород, поддерживающий горение.)

Общий вывод : доказать выделение кислорода растениями можно при помощигорящей лучины.

3 группа выступление(прочитать задание)

_______ Темновая фаза представляет собой процесс превращения углекислого газа в глюкозу и протекает в строме хлоропласта. Последовательность происходящих при этом окислительно-восстановительных реакций была впервые описана учёным Кальвином и получила название цикла Кальвина. Восстановителем в большинстве реакций является водород, доставляемый НАДФ•Н. Каждая реакция в цикле Кальвина идёт при участии своего фермента за счёт энергии АТФ, запасённой в световую фазу фотосинтеза.

Написать суммарное уравнение фотосинтеза

_СВЕТ

6СО₂+6Н₂О С₆Н₁₂О₆+6СО₂

^{ХЛОРОФИЛЛ}

Чтобы доказать, что наличие углекислого газа является обязательным условием, мы проведем следующий опыт.

ОПЫТ Необходимость углекислого газа для фотосинтеза.

Вывод 1 Что произошло с окраской спирта? (Спирт окрасился в зеленый цвет).

Вывод 2 Произошло ли окрашивание листа? (нет. Не произошло)

Общий вывод качественная реакция на раствор йода не наблюдается , т.к. в листе не образовался крахмал. Для его образования растению необходим углекислый газ.

4 группа выступление(прочитать задание)

(Рассказать по рисунку 12 стр. 33 учебника.)

АТФ –это нуклеотид состоящий из азотистого основания аденина, углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты. Содержится в митохондриях, пластидах и ядрах.

Между остатками фосфорной кислоты образуется макроэргическая связь, при разрыве которой выделяется 40 кДж энергии.

5 группа выступление (прочитать задание)

_Выделяя кислород в процессе фотосинтеза, зелёное растение накапливает кислород в атмосфере, без которого мы не сможем прожить.

______ С точки зрения продуктивности нет ничего, что могло бы сравниться с фотосинтезом.

_______В результате фотосинтеза на земле образуется 150 млрд. т органического вещества и выделяется около 200 млрд.т. О₂ в год. Для сравнения все заводы нашей планеты выпускают цемента - 300 млн.т, а все сталелитейные заводы мира выпускают в год около 350 млн.т. стали.

_______Фотосинтез создал (около 3 млрд. лет назад) и поддерживает состав атмосферы, необходимый для жизни на Земле. Он препятствует увеличению концентрации СО₂ в атмосфере, предотвращая перегрев Земли (парниковый эффект).

_____Созданная за счет фотосинтеза кислородная атмосфера защищает живое от губительного коротковолнового УФ-излучения (озоновый экран атмосферы).

Историческая справка:

_______1960 год – американский химик-органик Роберт Вернс Вудворт осуществляет синтез хлорофилла.

Учёные считают, что через 30 лет может стать реальностью промышленное производство хлорофилла и стеклянных листьев. Подобный прогноз может быть очень смелым, но хлорофилл уже синтезирован!

______----------------------------------------------------------------------------------------------________

Закрепление тренажер (контроль)

Вывод урока

Д/з § 2.11

1. Написать сказку о фотосинтезе. «Инопланетяне решили уничтожить жизнь на планете Земля. Они выяснили, чтобы уничтожить жизнь, необходимо уничтожить фотосинтез…».

2. Ответить на вопрос. Если бы человек был способен к фотосинтезу, как бы изменилась его внешность, привычки, жизнь?

О фотосинтезе можно говорить не только на уроках биологии и химии. Если по-настоящему любить природу, можно описать этот процесс красивым литературным языком. Послушайте выдержку из работы К.А. Тимирязева (предложить учащимся закрыть глаза и мысленно нарисовать картинку к тексту).

«Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зелёную былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез… В той или другой форме он вошёл в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши

мускулы, в наши нервы. Этот луч солнца согревает нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем сознании».