План - конспект уроку "Фотосинтез "

План – конспект уроку 

на тему:

« Фотосинтез»

Учитель біології

                                                           Андрущенко С.В.

Мета:  сформувати знання учнів про фотосинтез як пластичний обмін речовин у рослин, про світлову  фазу  фотосинтезу, механізм використання енергії світла у гранах хлоропластів , розщеплення води , утворення кисню, АТФ; про темнову фазу  фотосинтезу, відновлення СО ₂  до С ; про значення  фотосинтезу для живих  організмів на Землі, про шляхи підвищення  його ефективності ; здійснювати  природоохоронне та екологічне виховання.

Обладнання: таблиця «Фотосинтез», портрет К. А. Тімірязєва, рослини кабінету, схема будови хлорофілу, схема циклу Кальвіна, схема «Будова хлоропласта»

Тип уроку: комбінований.

Епіграф уроку:

«Хлорофіл – це  Прометей, який викрав  вогонь з небес і подарував  людям»

                                                                        К.А.Тімірязєв.

Хід уроку

1. Психологічний настрій.

Слова учителя : Добрий день! Я вітаю вас  з ще одним чудовим днем. Ви, звичайно, можете заперечувати : день холодний, похмурий, на вулиці зима. Так. Але нас в житті зігріває не тільки тепло батарей і сонячні промені, а й посмішки, хороший настрій. Тому   поясню: я хочу, щоб цей день  зробили чудовим ваш і мій  хороший настрій , продуктивна праця.

2.Актуалізація  опорних знань учнів:

 Експрес бліц опитування:

1. Що таке обмін речовин (метаболізм)?
2.  З яких процесів складається  метаболізм?
3. Що таке  дисиміляція (енергетичний обмін, розклад вуглеводів)?
4. Що таке асиміляція (пластичний обмін, біосинтез білка)?
5. Що відбувається з енергією під час  цих процесів?
6. Що таке хемосинтез?

7. Заповніть схему:

3. Мотивація навчально - пізнавальної діяльності учнів.

Постановка проблемного питання.

 Прослухайте такі історичні дані:

 1753 р.     вчений             М.В.Ломоносов – одне з найдивовижніших відкриттів 18 століття - явище живлення рослин з повітря.

1771 р. англієць, хімік Джозеф Прістлі показав, що рослини і тварини змінюють склад навколишнього середовища прямопротилежним способом. Тварини  своїм диханням роблять повітря непридатним до життєдіяльності організму, а  рослини своїм диханням відновлюють його.

1779 р. голландець , лікар Ян Інгенхаус виявив, що рослини  виділяють О₂  тільки на світлі.

1782 р швейцарці Сенб’є,

1840 р.                  Соссюр  довели, що іншою речовиною , яка  брала участь  у збільшенні маси  тіла рослинного організму була вода.

1817 р. французькі  фармацевти

            Пельтє, Каванту       вперше виділили  із листка зелену  « начинку» - хлорофіл

1883 р.                        вчений К.А. Тімірязєв досліджував величне явище  природи – процес  створення зеленими   рослинами складних органічних речовин з неорганічних.

Метод « мікрофона»

1. Про відкриття якого явища ви щойно прослухали повідомлення?
2. Що ви знаєте про фотосинтез?

Отже, під час фотосинтезу :

• рослини поглинають вуглекислий газ і воду;
• перетворюють енергію сонця не енергію хімічних зв’язків;
•  поставляють кисень в атмосферу;
• створюють органічні речовини для живлення.

Вчитель.

Значення фотосинтезу:

Щорічно  завдяки  фотосинтезу на землі виділяється понад 200 млрд. т. вільного кисню, який забезпечує  дихання  всіх живих організмів та синтезується  близько 150 млрд. т. глюкози.

Подальше вивчення фотосинтезу зможе допомогти  вченим  розв’язати  глобальні проблеми  людства(енергетичну, екологічну, проблему харчових ресурсів).

-Чи не перебільшуємо ми значення фотосинтезу?

Щоб відповісти на це питання , слід добре вивчити біохімізм фотосинтезу, зокрема:

      - процес перетворення  світла на хімічну енергію органічних сполук.

4. Вивчення нового матеріалу.

Учитель

 (демонстрація)

1) Вивчення будови  хлорофілу

« Я тримаю в руках зелений листок. Це не просто орган рослини, це – хімічна лабораторія фотосинтезу. А де в листку походить  фотосинтез, чи у всіх клітинах?( Тільки там де є хлоропласти, а у них – хлорофіл.)

«Хлорофіл – це  Прометей, який викрав  вогонь з небес і подарував  людям»

                                                                        К.А.Тімірязєв.

Розкрити космічну роль рослин.

Історична довідка

1674 р. –Антон ван Левенгук  вперше спостерігав хлоропласти

1818 р. – французькі фармацевти Пельтьє і Каванту вперше  виділили  із листка  зелену «начинку» – хлорофіл

1940 р. – Ханс Фішер , німецький вчений, встановив  структуру хлорофілу.

 Ознайомлення із будовою молекули хлорофілу.(схема)

Хлорофіл – складний ефір. Магній органічна сполука.(Схожий на пуголовка)

Квадратна «голова» - хлорофілін;

Довгий «хвіст» - фітол;

«око циклопа» - атом Магнію

У природі є  хлорофіл : а, в, с, d.

Молекулярна формула хлорофілу: C₅₅ H ₇₂ O₅ N ₄ Mg

- Атом _Mg зумовлює зелений колір хлорофілу (доведено дослідами)

- за будовою хлорофіл дуже схожий на гемоглобін (єдність рослинного і тваринного світу)

 Цікавий факт:

1). Під час  Другої світової війни замість крові  пораненим бійцям вливали препарат хлорофілу;

2). «Хлорофіліпт» - екстракт  хлорофілу евкаліпта.

Бесіда:

• Чому листок зелений?
• Чому хлорофіл зелений?
• А чому листок зелений, а не  чорний, не червоний?

Якби листок був чорний , то рослини більше поглинали  б сонячної енергії, але чорне листя швидко б перегрілося, 50⁰ – рослина б загинула(білки гинуть при температурі >40⁰

К.А. Тімірязєв довів, що зелений  колір вловлює червоні промені(довжина хвилі яких – 700нм)

2). Вивчення будови хлоропластів.

Бесіда :                                                           Функції:

• Яку   будову має хлоропласт?          - фотосинтез;
• Які функції виконує?                        - ферменти фотосинтезу;

                                                                       Синтез АТФ

                                               1.зовнішня мембрана

 2.внутрішня мембрана

                                             3. грана (купки тилакоїдів)

                                             4. строма (матрикс)

                                               У тилакоїдах містяться пігменти :хлорофіл та інші.

Будова хлоропласта

3.Бохімізм фотосинтезу

Вивчення нового матеріалу з використанням таблиці.

Під час фотосинтезу відбуваються  окисно- відновні реакції

Бесіда :

Що таке АТФ?

Чому АТФ називають універсальним  хімічним акумулятором?

Формування поняття  «фотосистеми»

Фотосистема – пігментна система , яка має особливі структури (так звані реакційні центри) в яких енергія світла  перетворюється  на енергію хімічних зв’язків  синтезованих   сполук.

 Реакційний центр молекули хлорофілу.

Фото система І

1. Фосфорилювання (відновлення)

НАДФ⁺  +е + Н⁺ = НАДФ *Н

     2) АДФ +Н₂РО₄ ^світло_{хлорофіл}    АТФ

Фото система ІІ

1. Фотоліз води (фотоліз – світло, розщеплюю)

                              Н⁺  Н

Н₂О

                              ОН^-  е + ОН

                              4ОН  О₂ + Н₂О

2. Відновлення системи І

Темнова фаза (пояснення циклу Кальвіна) використання схеми і таблиці

Закріплення :

• Що відбувається в світловій фазі?
• Що відбувається в темновій фазі?

Розкрити космічну роль зеленої рослини.( результати пошукової бесіди)

1. Тільки зелені рослини, вірніше хлоропласти , є тією єдиною в світі лабораторією , яка  сонячну енергію  засвоює і зберігає її у вигляді хімічної енергії органічних сполук, що утворюються в процесі фотосинтезу.
2. Зелена рослина утворює поживні  речовини для рослинного і тваринного світу.
3. Виділяючи кисень в процесі фотосинтезу, зелена рослина накопичує кисень в земній атмосфері.
4. Ввібраний сотні мільйонів років назад зеленою рослиною промінь зберігся до наших днів  у вигляді  кам’яного вугілля , газу, нафти. Спалюючи  ці корисні копалини  ми гріємось на сонечку кам’яновугільного періоду.
5. З появою фотосинтезу на землі  змінились умови – з’явилась атмосфера, став можливий вихід на сушу рослин і тварин, виникли нові форми життя.
6. Поява озону забезпечила захист планети від жорстокого ультрафіолету.
7. К.А. Тімірязєв: «Це процес від якого,в космічному результаті, залежать усі появи життя на Землі».

Отже, ми  знаємо, як багато значить  фотосинтез для життя на Землі.

На сьогоднішній день завдяки праці багатьох вчених процес фотосинтезу добре вивчений. Але дослідження продовжуються. Вчені всього світу вирішують інше питання :здійснення фотосинтезу в штучних умовах(промислових умовах). Бо ,ще в свій час фізик – ядерник Фредерік Жиліо – Кюрі зробивши прості  підрахунки , дійшов висновку, що 10% сонячної енергії , яка потрапляє на поверхню сахари,використати для фотосинтезу, то цієї енергії вистачило б для  потреб усієї планети .

« Хоч я вірю в майбутнє атомної енергії і впевнений у важливості цього винаходу, але я вважаю, що  справжній переворот в енергетиці настане тільки тоді, коли зможемо здійснити масовий синтез молекул,  аналогічних хлорофілу».Ф.Жоліо-Кюрі.

1960р - американець Джозеф Кац демонструє сконструйований ним «штучний листок», який «працював» як справжній.

1975р.- американський вчений  Роберт  Вернс Вудворд синтезував  хлорофіл.

Вчені вважають , що  промисловий фотосинтез не за горами.

5.Закріплення вивченого матеріалу.

Робота біля дошки.

Скласти схему фотосинтезу, використавши  терміни:

• світло;
• хлорофіл;
• водо;
• фотохімічні реакції;
• кисень;
• вуглекислий газ;
• пемнові реакції;
•  первинний цукор.

Гра «Хто швидше?»

Клас ділиться на дві команди

1. Які органели клітини здійснюють фотосинтез?
2. Де в хлоропластах знаходиться хлорофіл?
3. Які променя спектра поглинає хлорофіл?
4. У результаті розкладу якої сполуки під час  фотосинтезу виділяється вільний кисень?
5. Під час якої фази утворюється вільний кисень?
6. Що відбувається з АТФ у світлову фазу?
7. В якій фазі утворюється первинний вуглевод?
8. Як витрачається енергія АТФ і НАДФ*Н у темновій фазі?
9. Який вуглевод утворюється в результаті  фотосинтезу?
10.  Як називається процес розщеплення води під дією світла?

6.  Оцінювання .Підсумки.
7. Д.з.