Фотосинтез: світлова та темнова фази.

Дата_____                                                                                                             Клас____

Тема: Фотосинтез: світлова та темнова фаза. (слайд 1)

Мета: розглянути історію відкриття та дослідження фотосинтезу, сформувати знання про механізми світлової та темнової фаз фотосинтезу; ознайомити з допоміжним апаратом фотосинтезу; поглибити знання про будову та функціонування хлоропластів, значення фотосинтезу, космічну роль зелених рослин на Землі;

розвивати вміння знаходити причино-наслідкові зв’язки; формувати ключові компетентності;                                               

виховувати в учнів науковий світогляд, ціннісне ставлення до природи.

Обладнання: ноутбук, проектор, мультимедійна презентація, таблиця «Фотосинтез», картки із завданнями  для учнів. 

Методи та методичні прийоми роботи: бесіда, розповідь, заповнення таблиці, проблемні питання, побудова  асоціативного куща, перегляд мультимедійної презентації, формулювання висновків.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Хід уроку

І. Організаційний етап

ІІ. Актуалізація та мотивація пізнавальної діяльності учнів.

     Проблемні питання:

•    Яка речовина дарує життя на нашій планеті? (слайд 2)
•    Чому не зменшується кількість кисню в атмосфері, який використовується для дихання всіх живих організмів? (слайд 3)

Оголошення теми, мети  уроку.

ІІІ. Засвоєння нового матеріалу.

План (слайд 4)

1. З історії дослідження фотосинтезу.
2. Допоміжні системи фотосинтезу.
3. Світлова і темнова фази фотосинтезу.
4. Значення фотосинтезу та його перспективне використання людством.

1.З історії дослідження фотосинтезу:

Ван Гельмонт  посадив гілку верби (2,25 кг) у бочку з ґрунтом (90 кг). Упродовж 5 років доглядав за рослиною, поливав її дощовою водою. Через 5 років обережно витягнув деревце, очистив корені від ґрунту, зважив – 71.6 кг, а маса грунту становила 89,9 кг. Він зробив висновок – рослина живилася тільки водою. (слайд 5)

Джозеф Прістлі посадив живу мишу під скляний ковпак. Досить швидко вона померла. Тоді він помістив під такий самий ковпак іншу мишу, але разом з гілочкою м’яти. Упродовж багатьох днів миша залишалася живою. Він зробив висновок: усі рослини виділяють газ, потрібний для дихання тварин і людини, тобто кисень. (слайд 6)

Ян Інгенгауз  проводив досліди з елодеєю. Йому вдалося зібрати газ, який рослини виділяють на світлі – кисень. Також він довів, що рослини при недостатньому освітленні кисень не виділяють. (слайд 7)

К.А. Тімірязєв вперше висловив думку про космічну роль зелених рослин у колообігу речовин і перетворенні енергії. Згідно з цим положенням зелені рослини є посередниками між космосом та землею в процесах перетворення енергії. Вони вловлюють енергію сонця і перетворюють її в енергію утворення органічних речовин. Частина цієї енергії використовується самими рослинами, а частина надходить у інші організми з їжею. Крім того, за рахунок виділеного кисню утворюється озоновий шар, який поглинає шкідливі для всіх істот ультрафіолетові промені.

2. Допоміжні системи фотосинтезу. (слайд 8)

Особливості анатомії, морфології та фізіології листка повною мірою забезпечують здійснення його основної функції – фотосинтезу. Листки, в більшості випадків тонкі і володіють максимальною поверхнею на одиницю маси.

Засвоєння вуглекислого газу відбувається в зелених пластидах – хлоропластах, які містять хлорофіл. Кількість хлоропластів у клітині може коливатись від 1 до 100 і більше. Загальна сумарна поверхня їх перевищує площу листків у десятки, навіть сотні разів.

Пігментний апарат. Сукупність різного кольору речовин, які вловлюють певний спектр світла для ефективного засвоєння світла.

•    хлорофіли a, b, c, d.
•    бактеріохлорофіли a, b, c, d
•    каротини
•    ксантофіли
•    фікобіліни (слайд 9)

3.Світлова і темнова фази фотосинтезу.

Робота учнів з таблицею: (слайд 10)

Світлова фаза відбувається в тилакоїдах хлоропластів на світлі. Фотон, потрапивши в молекулу хлорофілу, надає їй збудженого стану. Її електрони «перескакують» на вищі орбіти. Молекула хлорофілу відновлює втрачені електрони за рахунок фотолізу молекул води.

У результаті втрати електронів молекули води розкладаються на протони і атоми Оксигену. З атомів Оксигену утворюється молекулярний кисень, який виділяється в атмосферу. Протони нагромаджуються в гранах. У  мембранах гран містяться молекули ферменту, який синтезує АТФ. Цей процес має назву фосфорилювання. Енергія, що накопичується в АТФ, пізніше використовується для синтезу вуглеводів. Також електрони передаються сполуці НАДФ, що відновлюється до  НАДФН⁺, згодом постачає гідроген, необхідний для синтезу глюкози.

Отже, у світловій фазі відбуваються процеси утворення молекулярного кисню (фотоліз води), синтез АТФ, утворення гідрогену для синтезу глюкози. (слайд 11)

А) Фосфорилювання

АДФ + Н₃РО₄ + енергія → АТФ

Б) Відновлення НАДФ

НАДФ + 2Н⁺ →  НАДФ*Н₂

В) Фотоліз води

Н₂О → Н⁺ + ОН^-

Н⁺ + е^- → Н

ОН^- → е^- + ОН

4ОН → О₂ + 2Н₂О

Темнова фаза відбувається в стромі, не вимагає світла. Енергія накопичена у світловій фазі витрачається на синтез глюкози. Для цього синтезу потрібний карбон, який фіксується з вуглекислого газу у циклі Кальвіна.

Сумарне рівняння фотосинтезу:

6СО₂ + 6Н₂О = С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Учні аналізують заповнені таблиці

ІV. Рефлексивно-оцінювальний етап.

Метод «Незакінчені речення…»

1.Молекула хлорофілу містить метал…

2.Цикл Кальвіна здійснюється в…

3.Який газ виділяється при фотосинтезі…

4.Коли відбувається темнова фаза…

5.Фосфорилювання – це…

6.Який вуглевод утворюється при фотосинтезі

V. Підведення підсумків.

  Учні спільно виправляють та коректують асоціативний кущ.

Заключне слово вчителя:

Отже сьогодні ми дізналися про, на перший погляд, непомітний, але надзвичайно важливий та глобальний процес – фотосинтез.

VI. Домашнє завдання: 

Опрацювати §

Додаток