Комбінований урок з теми: "Хемосинтез"

Конспект уроку для 9 класу

Тема: Хемосинтез

Мета: сформувати уявлення про особливості хемосинтезу та різних видів хемосинтезуючих організмів.

Тип уроку: засвоєння нових знань

Обладнання: фотографії різних типів хемосинтезуючих бактерій, схема «Фотосинтез», «Хемосинтез», «Дихання».

Хід уроку

1. Організаційний етап (1 хв)

2. Актуалізація опорних знань (7 хв)

Давайте згадаємо попередній матеріал. Зараз я роздаю вам картки з текстом у якому пропущені слова. Ваша задача вибрати з поданих нижче слів правильні та записати їх у порожні місця.

Фотосинтез – це процес утворення в клітинах фотоавтотрофів органічних сполук з неорганічних з використанням енергії світла, у якому приймає участь така органела як хлоропласт. Хлорофіл – це зелений пігмент, що забезпечує процес фотосинтезу. Фотосинтез складається з двох фаз: світлової та темнової. Місцем локалізації першої фази є тилакоїд грани, а другої – строма. Світлова фаза передбачає, по-перше, фотоліз води або її розщеплення на електрони, кисень та протони. По-друге, фотофосфорилювання або синтез АТФ. По-трете, відновлення НАДФ. Основою темнової фази є циклічні реакції під загальною назвою цикл Кальвіна. Темнова фаза передбачає, по-перше карбоксилювання, за якого до пентози (С₅) приєднується вуглекислий газ, з утворення нестійких гексоз (С₆). Останні розкладаються до тріоз (С₃). По-друге, відновлення тріоз, при цьому утворюється глюкоза. Та, по-трете, регенерацію пентоз. Таким чином, джерелом кисню є вода, а джерелом Карбону є вуглекислий газ.

3. Мотивація навчально-пізнавальної діяльності (5 хв)

– Нагадую, що ми продовжуємо вивчати принципи функціонування клітини. Наша сьогоднішня тема стосується поняття хемосинтезу. Ми визначимо які організми здатні до хемосинтезу, виявим їх різноманітність та відзначимо основні відмінності хемосинтезу від фотоситезу.

Ви певно чули такий вислів: Якщо ви відчули, що ви в цьому світі одні, не хвилюйтесь ви не самотні, адже з вами завжди є вони.

Що було зашифровано під словом вони? (бактерії)

Яка наука займається вивченням бактерій? (мікробіологія, бактеріологія).

Бактерії пов’язані безпосередньо з темою нашого сьогоднішнього заняття. Певні бактерії формують групу хемоавтотрофів.

Дослідники еволюції вважають, що перші організми, що населили Землю, були хемоавтотрофами, що виробляли кисень як побічний продукт і пізніше розвилися до гетеротрофних (таких як тварини) та автотрофних фотосинтезуючих організмів (таких як рослини).

Сергій Виноградський – видатний мікробіолог. У 1887 - 1888 рр., він уперше довів можливість отримання енергії за рахунок окислення сірководню і використання її для поглинання вуглецю, відкривши таким чином процес хемосинтезу в мікроорганізмів. До цього єдиними автотрофними організмами вважалися фотосинтезуючі рослини, тому ці роботи забезпечили вченому світове визнання.

3. Вивчення нового матеріалу (20 хв)

Відкриваємо підручник. Параграф 21, сторінка 88. Записуємо у робочий зошит визначення (завдання 1, с. 43):

Хемосинтез – процес утворення органічних речовин із неорганічних завдяки енергії, яка вивільняється під час перетворення цих неорганічних речовин.

Цей процес здійснюють хемоатотрофні бактерії (завдання 2, с. 43):

А. Залізобактерії (2,4).

До них відносяться нитчасті бактерії (такі як Leptothrix ochracea). Залізобактерії окислюють сполуки двовалентного Феруму до сполук тривалентного Феруму.

Вони утворюють поклади залізних руд, спричинюють корозію металів.
Крім цього вони завдають значної шкоди водопровідній мережі. В результаті транспортування води по водопровідним трубам якість її погіршується - збільшується вміст заліза у воді, підвищується мутність і кольоровість. Зазначене явище, має назву вторинного забруднення. Залізобактерії - типові представники мікрофлори підземних вод, які виносяться з джерела водопостачання в водопровідну мережу, після чого закріплюються на стінках трубопроводу. Вони починають окиснювати залізо, яке прикріплюється до стінок труб. Виникає явище корозії.

Ви, певно, чули, про таке поняття як гейзери. Гідротермальне джерело — розлам на поверхні планети, з якого витікає гаряча вода. Як ви гадаєте, чи може існувати в них життя? У 2013 році команда британських океанологів, які досліджують морське дно поблизу Карибських островів, виявила "дивовижний" масив підводних гідротермальних джерел - найглибших з усіх відкритих в світі. Вони випускають потоки чорної води температурою до 400⁰С. Проте, попри це, біля джерел спокійно існують і хемосинтезуючі бактерії.

Б. Сіркобактерії (3,1).

До них відносяться одноклітинні бактерії з великими клітинами (Achromatium oxaliferum). Сіркобактерії окиснюють Сульфур сірководню до молекулярної сірки.

Вони утворюють гірські породи.
А чи знали ви, що існує місце на поверхні Землі, де життя організмів залежить від хемосинтезу? Печера Мовіле — печера, глибиною 20м та протяжністю 240 м. Вона знаходиться в повіті Констанца, Румунія. Відкрита Крістіаном Ласку в 1986 році, за декілька кілометрів від узбережжя Чорного моря. Печера відома за свою унікальну екосистему ґрунтових вод, яка збагачена сірководнем і вуглекислим газом, але з дуже малою кількістю кисню. Життя в печері розвивалось окремо від зовнішнього світу впродовж 5,5 мільйонів років, і використовує хемосинтез на відміну від фотосинтезу.

Як ви гадаєте скільки видів тварин мешкає у цій печері?

Сорок вісім видів тварин (серед них п'явки, павуки, скорпіони і комахи) були знайдені в печері, з яких 33 зустрічаються тільки там і ніде більше. Ланцюг живлення базується на хемосинтезі у формі метано- і сіркобактерій, які в свою чергу виділяють поживні речовини для грибів та інших бактерій. Мешканці печери сліпі і орієнтуються на дотик і по запаху (точніше, за хімічним почуттям), а також вловлюючи найменші вібрації каменю, повітря або води.

В. Нітрифікуючи бактерії (4,2).

До них відносяться бактерії овальної форми (Nitrosomonas picture). Нітрифікуючи бактерії окиснюють амоніак, що виділяється під час гниття органічних речовин, до нітритів та нітратів.

Вони забезпечують доступність Нітрогену для рослин.
Процес нітрифікації був відкритий в середині 20-го століття, перша згадка про участь мікроорганізмів в нітріфикації була зроблена Луї Пастером, проте виділити їх не вдавалося, поки в 1891 році С. Н. Виноградський не застосував для цих цілей селективне середовище, що містило тільки мінеральні компоненти.

Г. Водневі бактерії (1,3)

До них відносяться паличковидні бактерії (Desulfovibrio desulfuricans). Водневі бактерії окиснюють молекулярний водень до води.

Вони беруть участь у колообігу речовин, і дуже широко представлені у ґрунті.

4. Закріплення набутих знань (10 хв)

Зверніть увагу на схему на дошці. Сьогодні ви будете мені допомагати її заповнювати. Крім того, ви також заповнюєте таблицю (завдання 3, с. 43)

Завдання 4, с. 43

5. Інструктаж і Д/з (2 хв)

Підбиття підсумків уроку

«Вам сподобався урок?

Що вам найбільш сподобалось за час проведення уроку?

Щоб ви хотіли на наступне заняття?»

Д/з: параграф 21, р.з.с. 43.

Чи знаєте ви такого вченого як Сергія Виноградського? Він видатний мікробіолог. У 1887—1888 рр., працюючи в лабораторії іншого мікробіолога і бактеріолога Антуана де Барі, він уперше довів можливість отримання енергії за рахунок окислення сірководню і використання її для поглинання вуглецю, відкривши таким чином процес хемосинтезу в мікроорганізмів. До цього єдиними автотрофними організмами вважалися фотосинтезуючі рослини, тому ці роботи забезпечили вченому світове визнання. У такий спосіб учений розпочав новий розділ у науці біології.

1. Що ми вивчали на минулому занятті? (фотосинтез, світлову та темнову фази, фактори, що впливають на продуктивність фотосинтезу тощо)
2. Що таке фотосинтез? (Фотосинтез – процес утворення в клітинах фотоавтотрофних організмів органічних сполук із неорганічних з використанням світлової енергії та за участі фотосинтезуючих пігментів)
3. Як називається пігмент, що забезпечує фотосинтез? (хлоропласт)
4. Який метал входить до його складу? (Мg²⁺)
5. З яких етапів складається світлова фаза? (Фотоліз води, фосфорилювання, відновлення АТФ)
6. Де відбувається світлова фаза? (у тилакоїді грани)
7. З яких етапів складається темнова фаза? (Карбоксилювання, відновлення тріоз, регенерація акцепторів вуглекислого газу)
8. Де відбувається темнова фаза? (у стромі)
9. Які фактори впливають на продуктивність фотосинтезу? (Світло, температура, водний режим, вміст СО₂ та О₂ в повітрі, мінеральне живлення, внутрішні фактори)
10. Яке значення фотосинтезу? (забезпечує утворення рослинної маси; утворений кисень формує озоновий шар; регулює газовий склад атмосфери; захищає планету від перегріву, зниженням концентрації СО₂)