“
Тема урока Фотосинтез
Структура урока:
- Организационный момент – 1 мин.
- Актуализация прежних знаний – 10 мин.
- Изучение нового материала (с поэтапным закреплением) – 20 мин (+ 10 мин).
- Домашнее задание – 2 мин.
- Итог урока – 2 мин.
Ход урока
I. Организационный момент
Приветствие, проверка готовности к уроку, позитивный настрой на работу.
II. Актуализация прежних знаний
Хлорофилл – это Прометей, который выкрал огонь с небес и подарил людям».
К.А.Тимирязев.
(Сообщение темы, цели урока, обсуждение эпиграфа урока.)
Да, действительно, растение – это посредник живого между небом и землёй. Оно – настоящий Прометей, который украл огонь с небес. Украденный им луч солнца приводит в действие маховик могучей паровой машины, и кисточку художника, и перо поэта…
Судьба зелёного растения – это судьба человечества.
1) Подведение к теме (формулирование эвристического вопроса на основании рассказа учителя об опыте учёного).
Ребята, биологию вы изучаете с шестого класса и за это время научились объяснять суть многих процессов и явлений, происходящих в природе. 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?
- Предположите, как исследователь объяснил результаты опыта? (Выслушать варианты ответов 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.
- Как вы объясните результаты опыта? Чего не учёл бельгийский естествоиспытатель? (Выслушать варианты ответов 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» (запись темы урока).
Для работы на уроке мы будем использовать рабочие листы, которые имеются у каждого из вас на парте. Часть предложенных заданий выполним на уроке, остальные – дома для закрепления материала. В верней колонке вы самостоятельно отмечаете любым значком (например, галочкой) данные вами правильные устные ответы. Чем больше галочек наберёте, тем выше будет оценка за урок.
2) Исходные вещества и продукты фотосинтеза (работа с иллюстрациями и описанием опытов с последующей беседой).
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? (Слайд ).
(Предполагаемые ответы:
Фотосинтез – это процесс образования кислорода зелёными растениями на свету.
Фотосинтез – это образование на свету в листьях из углекислого газа и воды органических соединений (определение, данное в 70-е годы XIX столетия К.А. Тимирязевым).
Что является самым важным в процессе фотосинтеза? (Ответ: образование органических веществ из неорганических).
Задание 1 в рабочих листах (на установление соответствия). Рассмотрите имеющиеся иллюстрации опытов или их описание. Подумайте и ответьте на вопрос, что доказывает каждый из предложенных опытов?
п/п
Опыты
Что доказывает
1
Опыт Джозефа Пристли(с мышонком)
Выделение растениями кислорода, необходимого для дыхания живых организмов.
2
Опыт с лучинкой
Зелёные растения выделяют кислород только на свету.
3
Опыт с окаймлённой геранью
Органические вещества образуются только при наличии хлорофилла.
4
Опыт со щёлочью под колпаком
Необходимость углекислого газа для фотосинтеза.
5
Опыт с надписью на листе герани
Образование крахмала в листьях на свету.
(Выслушать ответы учащихся после выполнения задания). (Слайды ).
Давайте ещё раз уточним:
- Какие вещества необходимы для процесса фотосинтеза? (Ответ: углекислый газ, вода, хлорофилл).
- Какие вещества образуются в результате данного процесса? (Ответ: углеводы (глюкоза, крахмал) и кислород).
- При каком условии протекает процесс фотосинтеза? (Ответ: на свету).
3) Фазы фотосинтеза (беседа). (Плакат»Фотосинтез»)
- Что нового о фотосинтезе вы узнали в 9-м классе?
(Ответ: фотосинтез происходит в хлоропластах и включает две последовательные фазы: световую и темновую).
- Что происходит во время световой фазы?
(Ответ: энергия солнца запасается в виде АТФ. В атмосферу выделяется кислород).
- Что происходит в темновую фазу?
(Ответ: образование углеводов из углекислого газа и воды за счёт энергии, запасённой в световую фазу).
III. Изучение нового материала (с поэтапным закреплением материала)
1) Сообщение учителя о предстоящей работе.
Итак, на сегодняшний день вам хорошо известна схема:
растение – лист – фотосинтезирующая ткань (паренхима) – клетки – пластиды (хлоропласты) – тилакоиды, содержащие пигмент хлорофилл.
В этих маленьких структурах и происходит один из важнейших процессов в природе – фотосинтез.
Чтобы понять механизм процесса фотосинтеза, нам потребуются знания не только биологии, но и химии, и физики. Каждая наука раскрывает свою сторону процесса, но только объединившись, они дают целостную картину мира.
2) Механизм процесса фотосинтеза (рассказ с использованием плаката, поэтапное закрепление).
а) Световая фаза
Световая фаза – это стадия, для протекания реакций которой требуется поглощение кванта солнечной энергии. В ходе реакций энергия света преобразуется в энергию химических связей.
Молекулы хлорофилла поглощают красные и сине-фиолетовые лучи светового спектра. При этом одни молекулы улавливают свет с длиной волны 700 нм и образуют фотосистему I. Другие молекулы воспринимают волны длиной 680 нм и образуют фотосистему II.
Молекулы хлорофилла фотосистемы I поглощают квант солнечной энергии и переходят в активное состояние. В результате эти молекулы теряют электроны и окисляются. Электроны попадают на наружную мембрану гран и включаются в окислительно-восстановительные реакции.
Молекула хлорофилла стремится закрыть образовавшиеся «электронные дырки». Где же взять электроны? Из фотосистемы II.
Под действием света молекулы хлорофилла фотосистемы II тоже переходят в активное состояние и теряют электроны, которые закрывают «электронные дырки» в фотосистеме I. Но в этом случае «дырки» образуются в фотосистеме II. Чем же их закрыть?
Оказывается, под влиянием электронов, имеющих избыток энергии за счёт фотореакций, происходит процесс фотолиза воды (от лат. «фото» – свет, «лизис» – разложение):
2Н2О → 4Н+ + 4е- + О2 ↑ (под действием энергии света)
- Что происходит с продуктами реакции фотолиза воды? Кислород выделяется в атмосферу, электроны направляются в фотосистему II и закрывают «электронные дырки». А катионы водорода накапливаются на внутренней поверхности мембраны гран.
Итак, на внешней поверхности мембраны накопились электроны, несущие отрицательный заряд, на внутренней поверхности – катионы водорода, несущие положительный заряд.
