Конспект інтегрованого уроку з біології та хімії по темі " Фотосинтез".

Про матеріал

Розробка містить конспект уроку та презентацію до уроку. Матеріал знайомить учнів з будовою та функціями ппластид. Процес фотосинтезу поглибить знання по біології та хімії. В кінці уроку є завдання з хіімії ( розвязати задачі). Конспект уроку містить різного типу завдання.

Зміст архіву
Перегляд файлу

ІНТЕГРОВАНИЙ УРОК  З БІОЛОГІЇ ТА ХІМІЇ.

Тема. Пластиди. Фотосинтез.

Мета уроку: розглянути особливості будови та функції двомембранних органел на прикладі пластид; проаналізувати зв’язок особливостей будови пластид із функціями, які вони виконують; ознайомити учнів із механізмами процесу фотосинтезу.

Обладнання й матеріали: таблиці «Будова рослинної клітини», «Будова тваринної клітини», презентація.

Базові поняття й терміни: клітина, двомембраніорганели, пластиди, хлоропласти, хромопласти, лейкопласти, фотосинтез, тилакоїди, грани, строма, ламели, прокаріотичні рибосоми.

 

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

Питання для бесіди:

1. Які особливості будови мають мітохондрії?

2. Які функції виконують мітохондрії?

3. Які особливості будови мітохондрії дозволяють їй ефективно  виконувати свої функції?

Робота зі слайдами 2,3.

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

Пластиди (від грец. plastos - утворений, виліплений, оформлений) - основні органели рослин та водоростей. Покриті подвійною мембраною і мають в своєму складі багато копій кільцевої ДНК. Сукупність пластид клітини утворює пластидом. Пластиди відповідають за фотосинтез, забарвлення частин рослин  та зберігання харчових запасів. Диференціюються в наступні форми, залежно від потрібної для клітини функції:

- лейкопласти - незабарвлені пластиди (грец. lеіcos — білий), як правило виконують функцію запасання речовин. Наприклад, у лейкопластах бульб картоплі накопичується крохмаль. Лейкопласт вищих рослин може перетворюватися на хлоропласти або хромопласти. Розрізняють: акілопласти, які синтезують і нагромаджують крохмаль; протеїнопласти позбавлені гран, синтезують білки і відкладають їх у вигляді алейронових зерен (у насінні); олеопласти (від лат. oleum — олія), в яких утворюються і відкладаються олії (у клітинах насіння конопель, льону, рицини).

- хромопласти - пластиди, забарвлені в жовтий, червоний або помаранчевий колір (грец. chromos — забарвлений). Забарвлення хромопластів пов'язане з накопиченням в них каротиноїдів. Хромопласти визначають забарвлення осіннього листя, пелюсток квітів, коренеплодів, доспілих плодів. Форма хромопластів різна: куляста, тригранна, колоподібна, місяцеподібна.

- хлоропласти (з грец. chloros — зелений) - пластиди, що містять фотосинтезуючі пігменти — хлорофіли. Мають зелене забарвлення і складну внутрішню структуру. Мають вигляд двоопуклої рідше плоскоопуклої лінзи, діаметром 5–8 мкм. Зовні хлоропласт оточений гладкою ліпопротеїновою мембраною. Внутрішня оболонка утворює систему паралельних вгинань. Між ними знаходиться внутрішній простір - строма, в якій містяться тилакоїди (від грец. tylos — здуття i eidos — вигляд) - замкнуті сплющені мішечки. Великі тилакоїди розташовані поодиноко, а дрібніші зібрані у грани, що нагадують стопки монет. На мембрані тилакоїдів є АТФ-соми – структури, до складу яких входять ферменти, що забезпечують синтез молекул АТФ.

 У процесі розвитку рослин пластиди одного типу можуть перетворюватися на пластиди іншого типу. Це явище поширене в природі й особливо помітне під час достигання плодів, коли змінюється їхнє забарвлення. У більшості водоростей пластиди представлені хроматофорами (у клітині він зазвичай один, значних розмірів і має форму сітки, чаші, спіральної стрічки або зірчастої пластинки).

Ці органели виконують різні функції. У них можуть накопичуватися запасні поживні речовини. З допомогою різних пластид рослини забезпечують забарвлення окремих своїх частин у різний колір. Але найголовнішою функцією є здійснення фотосинтезу. Цю функцію виконують хлоропласти.

Пластиди, як і мітохондрії, є двомембранними органелами. їх форма може бути дуже різноманітною. Виділяють три основні типи пластид — хлоропласти (зелені), хромопласти (червоні, оранжеві або жовті) і лейкопласти (безбарвні). Мембрани пластид бувають зовнішньою і внутрішньою. Внутрішня мембрана хлоропластів утворює вирости — ламели. Ламели можуть утворювати окремі замкнені мішечки — тилакоїди. Тилакоїди можуть об’єднуватися у групи — грани, які з’єднуються між собою з допомогою ламел. Внутрішнє середовище пластид називається стромою. Як і мітохондрії, пластиди мають власну ДНК у формі кільцевих молекул і рибосоми прокаріотичного типу. Розмножуються вони шляхом поділу. У деяких випадках пластиди одного типу можуть перетворюватися на інший. Наприклад, у разі пожовтіння листя восени хлоропласти перетворюються на хромопласти.

Ці органели виконують різні функції. У них можуть накопичуватися запасні поживні речовини. З допомогою різних пластид рослини забезпечують забарвлення окремих своїх частин у різний колір. Але найголовнішою функцією є здійснення фотосинтезу. Цю функцію виконують хлоропласти. У результаті фотосинтезу з вуглекислого газу й води з допомогою сонячної енергії утворюються вуглеводи. Цей процес складається з двох основних фаз — світлової і темнової.

Із історії відкриття фотосинтезу:

- дослід Ван Гельмонта – голландського природослідника, який посадивши гілку верби близько 2 кг у бочку з грунтом близько 72 кг, через 5 років вияснив, що рослина стала масою близько 60 кг, а грунт став легшим лише на 1 кг;

- 1772 р – англ.. хімік Дж.Прістлі проводить досліди з мишами і робить висновок, що повітря зіпсоване гризунами під час дихання можна виправити за допомогою рослин;

-  1779 р. голландець Ян Інгенгауз досліджував елодею і зібрав газ, який виділяє рослина на світлі – кисень;

- 1817 р. фран. Фармацевти Пельтьє та Каванту вперше виділили із листків зелене «начинку» - хлорофіл;

- 1940 р. нім. вчений Ханс Фішер встановив структуру хлорофілу. Він визначив, що хлорофіл подібний до зеленого пуголовка: у цієї молекули плоска і квадратна голова – хлорофілін і довгий «хвіст» - фітол. У центрі голови, ніби око циклопа, красується атом магнію.

До складу хлоропластів входять два види хлорофілів: хлорофіл а та хлорофіл в. Вони відрізняються тим, що у хлорофілу а наявні два зайві атоми водню і відсутній один атом кисню.

Хлорофіл за хімічною природою – це складний ефір дикарбонової хлорофілінової кислоти з двома спиртами: металовим та фітоловим.

Розповідь про фази фотосинтезу та всі хімічні перетворення в зеленому листку.( Хімія).

У результаті фотосинтезу з вуглекислого газу й води з допомогою сонячної енергії утворюються вуглеводи. Цей процес складається з двох основних фаз — світлової і темнової.

У ході світлової фази спочатку кванти світла вловлюються пігментом хлорофілом, який розташований на мембранах тилакоїдів. Енергія квантів переходить до електронів, які захоплюються молекулами-переносниками. Енергія цих електронів використовується в тилакоїдах для синтезу АТФ. Втрачені електрони заміняються електронами з атомів Гідрогену молекул води, які під дією світла, у результаті фотолізу, розпадаються на Гідроген і Оксиген. Звільнені атоми Оксигену взаємодіють між собою й утворюють молекули кисню, що виділяється як побічний продукт реакції. Утворені в результаті відриву електрона від атомів Гідрогену протони підхоплюються іншими молекулами-переносниками. Це молекули динуклеотиди, скорочена назва яких НАДФ. Приєднуючи до себе протони, вони стають акумуляторами хімічної енергії (НАДФ Н2) і можуть використовуватися у відновних процесах.

У темновій фазі фотосинтезу за рахунок енергії НАДФ Н2 і АТФ, які утворилися під час світлової фази з вуглекислого газу, утворюються молекули глюкози. Сукупність реакцій, які задіяні в цьому процесі, називається циклом Кальвіна

У більшості рослин світлова й темнова фази фотосинтезу відбуваються в хлоропласті одночасно, а для фіксації вуглекислого газу використовуються трикарбонові сполуки. Такий тип цього процесу називають С3-фотосинтезом. Проте, ряд рослин, особливо ті, які живуть у жаркому кліматі в умовах дефіциту вологи, використовують інші варіанти фотосинтезу. Вони розносять світлову й темнову фази або в просторі, або в часі. Це дозволяє суттєво економити воду й дає ще деякі переваги.

Фотосинтез за типом товстолистих (така назва дана тому, що цей варіант широко використовують саме рослини родини Товстолисті — каланхое, бріофілюм, очіпок тощо) розводить світлову й темнову фази фотосинтезу в часі. Рослини, які його використовують,інтенсивно поглинають вуглекислий газ через свої продихи вночі.

Удень, для економії вологи, продихи закриваються, а зв’язаний уночі запас С02 використовується у циклі Кальвіна.

Так звані С4-рослини (наприклад, кукурудза) використовують просторове розведення реакцій світлової та темнової фаз фотосинтезу.

Фіксація СО2 з використанням чотирикарбонових сполук і синтез глюкози відбувається в них у різних клітинах. Такий тип фотосинтезу в умовах жаркого клімату є більш ефективним, ніж звичайний його варіант.

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

Тестові питання.( слайд 22).

Робота в групах ( слайд 24).

V. Домашнє завдання

 

 

Зміст слайдів
Номер слайду 1

Девіз уроку: “ Радість бачити і розуміти – найкращий дар природи. ” А. Ейнштейн.

Номер слайду 2

Номер слайду 3

« Колись і десь на Землю упав промінь сонця, упав не на безплідний грунт, він упав на зелену билинку пшеничного паростка, або, краще сказати, на хлорофілове зерно. Вдарившись об нього, він погас, перестав бути світлом, але не зник… В тій чи іншій формі він ввійшов в склад хліба, який для нас став їжею. Він перетворився в наші м’язи, наші нерви… Цей промінь сонця зігріває нас. Він приводить нас в рух.» К. А. Тімірязєв.

Номер слайду 4

Номер слайду 5

Робота з підручником: + знайоме мені - нове для мене ! я думав інакше ? треба дізнатися більше

Номер слайду 6

Мета: розглянути історію дослідження фотосинтезу, сформувати знання про механізми світлової та темнової фаз фотосинтезу, поглибити знання про структурно- функціональні особливості хлоропластів, значення фотосинтезу для розв’язання глобальних проблем людства, космічну роль зелених рослин на Землі, практичне значення вивчення фотосинтезу. Завдання уроку: з’ясувати риси відмінності та схожості між світловою та темновою фазами фотосинтезу. Проблемні питання: 1. Поясніть зміст вислову К. А. Тімірязєва: «…він ввійшов в склад хліба,…він перетворився в наші м’язи…». 2. Продумайте, де можна використовувати знання про фотосинтез у повсякденному житті.

Номер слайду 7

1. Історія дослідження фотосинтезу. 2. Світлова і темнова фази фотосинтезу. 3. Типи фотосинтезу, шляхи підвищення його продуктивності 4. Значення фотосинтезу та його перспективне використання людством.

Номер слайду 8

Номер слайду 9

Номер слайду 10

Номер слайду 11

Номер слайду 12

Номер слайду 13

Номер слайду 14

Номер слайду 15

Номер слайду 16

Питання для порівняння Світлова фаза Темнова фаза Результат Процеси, які відбуваються: 2. За яких умов: 3. Результати процесів: а) утворюється вільний кисень; б) утворюються вуглеводи; в) утворюється вода; г) утворюється АТФ; д) утворюється атом гідро- гену; е) світло, хлорофіл, вода; є) світло чи темрява, фер- менти, атомарний гід- роген, двоокис карбону; ж) збудження електронів, фотоліз води, різниця потенціалів, утворення атомарного гідрогену; з) синтез вуглеводів за ра- хунок енергії АТФ.

Номер слайду 17

Питання для порівняння Світлова фаза Темнова фаза Результат Процеси, які відбуваються: 2. За яких умов: 3. Результати процесів: ж е а; г; д; з є б; в; а) утворюється вільний кисень; б) утворюються вуглеводи; в) утворюється вода; г) утворюється АТФ; д) утворюється атом гідро- гену; е) світло, хлорофіл, вода; є) світло чи темрява, фер- менти, атомарний гід- роген, двоокис карбону; ж) збудження електронів, фотоліз води, різниця потенціалів, утворення атомарного гідрогену; з) синтез вуглеводів за ра- хунок енергії АТФ.

Номер слайду 18

Номер слайду 19

Номер слайду 20

Шляхи підвищення продуктивності фотосинтезу: 1.) Розповсюдження С3 - рослин. 2.) Покращення повітряного живлення : підвищення концентрації вуглекислого газу в повітрі ( у теплицях – спалення тирси, розкладання сухого льоду, в полі – внесення в грунт добрив, активізація життєдіяльності ґрунтових мікроорганізмів, полив водою, насиченою вуглекислим газом ). 3.) Підвищення використання сонячної енергії. 4.) Покращення водопостачання й мінерального живлення рослин. 5.) Підвищення активності фотосинтетичного апарата.

Номер слайду 21

Номер слайду 22

Тестові питання. 1. Де знаходиться хлорофіл у клітинах? а) у цитоплазмі; в) у пластидах; б) у вакуолях; 2. Фотосинтез здійснюють: а) водорості; в) гриби; б) залізобактерії; 3. Світлова фаза фотосинтезу здійснюється у: а) тилакоїдах; в) стромі; б) цитоплазмі; 4. Темнова фаза фотосинтезу здійснюється у: а) тилакоїдах; в) стромі; б) ядрі; 5. Джерелом О2 під час фотосинтезу є: а) Н2О; в) СО2 ; в) С6 Н12 О6 ; 6. За своєю структурою хлорофіл найбільше подібний до: а) актину; в) дезоксирибози; б) гемоглобіну;

Номер слайду 23

Закінчіть речення 1.Молекула хлорофілу складається з… 2.Цикл Кальвіна здійснюється в… 3.Кукурудза належить до… 4.Пшениця і жито належить до… 5.Фосфорилювання – це… 6.Закінчіть рівняння… 6СО2+…— …+6О2 Визначте послідовність етапів фотосинтезу: А фотоліз води; Б Цикл Кальвіна; В відновлення НАДФ+; Г фотофосфорилювання (утворення АТФ)

Номер слайду 24

Робота в групах. 1 Група (Складіть асоціативне гроно по вивченій темі). 2 Група (Складіть асоціативні ланцюжки до слів: хлорофіл, сонячний промінь). 3 Група (Розв`яжіть задачу №1). За добу людина масою 60кг споживає 430г кисню. Одна 25 річна тополя за 5 місяців вегетації поглинає 42кг СО2. Скільки таких дерев необхідно для забезпечення киснем однієї людини на рік? 4 Група (Розв`яжіть задачу №2). Вважають, що шкідливо залишати на ніч кімнатні рослини в кімнаті, бо вони поглинають О2, необхідний для дихання людини. Щоб перевірити, чи правильна ця думка, обчисліть, до якої величини знизиться вміст кисню в кімнаті об`ємом 45м3 за 10 годин внаслідок дихання рослин масою 4кг і середньою інтенсивністю дихання 12мл О2 на 1г за добу (умови нормальні). Початковий вміст кисню – 21%.

Номер слайду 25

Номер слайду 26

Номер слайду 27

Номер слайду 28

Домашнє завдання. Опрацювати § Скласти схему фотосинтезу, використовуючи вивченні поняття. Творчі завдання: 1. Дослідити процеси зовнішньої і внутрішньої регуляції продуктивності фотосинтезу. 2. Які особливості будови і властивостей мітохондрій і хлоропластів дають змогу припустити, що виникнення клітини еукаріотів – це результат симбіозу різних давніх одноклітинних організмів?

zip
Додано
27 липня 2018
Переглядів
6291
Оцінка розробки
Відгуки відсутні
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку