Спецкурс на тему "Фотосинтез"

Методична розробка спеціального курсу «Фотосинтез»

для учнів 10 класу

Пояснювальна записка

Цей спецкурс розроблений для десятих класів середньої загальноосвітньої школи й може бути використаний як у загальноосвітніх, спеціалізованих біологічних класах, так і в позаурочній та гуртковій роботі.

 Мета курсу – формувати в учнів біологічне мислення, розширювати уявлення про процес фотосинтезу, фотосинтетичні пігменти, роль процесу для навколишнього середовища.

 Спецкурс розрахований на 12 годин ( +1 година резервна ) і містить такі теми:

Тема 1. Фотосинтез – один із найважливіших процесів на Землі.

Тема 2. Листок як орган фотосинтезу.

Тема 3. Будова хлоропласту.

Тема 4. Фотосинтетичні пігменти.

Тема 5. Характеристика фотосистем.

Тема 6. Світлова фаза фотосинтезу.

Тема 7. Темнова фаза фотосинтезу.

Тема 8. Лабораторна робота № 1.

Тема 9. Перебіг процесу фотосинтезу у різних групах рослин, водоростей і бактерій.

Тема 10. Лабораторна робота № 2.

Тема 11. Значення фотосинтезу для існування біосфери.

Тема 12. Підсумкове заняття.

 Програма передбачає такі вимоги до знань, умінь та навичок, що учні набувають під час вивчення теми:

1. Учень має загальне уявлення про процес фотосинтезу і наводить приклади:

• складу листка;

• фотосинтетичних пігментів;

• процесів, що відбуваються під час фотосинтезу.

2. Учень може охарактеризувати:

• будову пігментів, які поглинають світло;

• фотосистему І і фотосистему ІІ;

• світлову і темнову фази фотосинтезу;

• процес фотосинтезу в еукаріотів і прокаріотів.

3. Учень пояснює:

• взаємозв’язок фотосинтезу з іншими процесами в природі;

• роль фотосинтезу для біосфери.

 Оскільки програмою з біології 10 класу на тему «Фотосинтез» передбачено 1 годину, то програма спецкурсу є її доповненням, розширює можливості курсу біології для 10-го класу, дає змогу формувати біологічне мислення та екологічну культуру.

Орієнтовне календарно-тематичне планування спеціального курсу «Фотосинтез»

Я пропоную зробити цей спецкурс максимально наближеним до звичайного для десятикласників навчального процесу. Саме тому структура заняття відповідає структурі звичайного уроку, проте містить обов’язковий показ відео файлів. Проводити такий курс без відеопідтримки дуже складно, оскільки багато тем потребують відповідного візуального ряду й залишаються без нього незрозумілими. Сьогодні підібрати відеоролики про фотосинтез зовсім не складно. Є чимало американських відео файлів, де цьому важливому процесу приділено достатньо уваги.

Лабораторна робота № 1

Тема. Фотосинтез у кімнатних рослин.

Мета: дослідити чи справді рослинам потрібні добрива; перевірити знання учнів про будову хлорофілу і необхідність різних елементів для їхньої життєдіяльності.

Обладнання і матеріали: 2 кімнатні рослини з коренями (наприклад, бегонії); свіжа вдобрена земля для квітів; вода; 2 квіткові горщики з підставками; 1 лопатка; газетний папір; вата як наповнювач.

Базові поняття на терміни: фотосинтез; хлорофіл; мікро- та макроелементи; фази фотосинтезу; крохмаль; глюкоза.

Тип уроку: урок закріплення знань, лабораторна робота.

Методи навчання: пояснювально-ілюстративні; практичні: лабораторний дослід; дослідницькі.

Структура уроку

І. Організаційний момент     5 хв

ІІ. Актуалізація опорних знань    6 хв

ІІІ. Виконання лабораторної роботи   15 хв

ІV. Обговорення результатів роботи   10 хв

V. Висновки       5 хв

VI. Домашнє завдання      1 хв

VII. Підбиття підсумків уроку    3 хв

Оскільки це довгостроковий експеримент, я пропоную його розпочати заздалегідь. Якщо урок буде проводитись у складу спецкурсу, то підготовку досліду потрібно зробити на першому уроці теми, або дати завдання додому декільком учням.

Хід уроку

 І. Організаційний момент.

Учитель повідомляє тему уроку, пояснює план проведення роботи. Учні формулюють мету роботи і роблять необхідні записи в зошитах для лабораторних робіт. Учитель пояснює принципи оформлення результатів лабораторної роботи в зошитах.

 ІІ. Актуалізація опорних знань.

 ᴥ Бесіда

Після перевірки домашнього завдання вчитель проводить бесіду, протягом якої повторюються знання з теми за такими питаннями:

 • Що таке фотосинтез?

 • В яких органелах відбувається поглинання світла?

 • Які процеси відбуваються під час світлової фази фотосинтезу?

 • Які умови необхідні для здійснення темнової фази?

 • Чому без зелених рослин існування життя стало б неможливим?

 ІІІ. Виконання лабораторної роботи.

 Перед виконання досліду у зошитах слід підготувати записи дій, спостереження та висновків. Під час проведення дослідів вчитель пояснює і демонструє, як слід виконувати деякі дії. Учитель допомагає сформулювати загальний висновок до лабораторної роботи.

 1. Застелити столи газетами.

 2. Посадити одну рослину в горщик зі свіжою вдобреною землею.

 3. Вимити корені другої рослини, щоб на ньому не залишилося землі, і посадити її в горщик наповнений шматками вати.

 4. Поставити обидва горщики з квітами на сонячне місце.

 5. Регулярно поливати обидві рослини й спостерігати за їхнім ростом.

 6. Описати зміни в обох рослинах. Пояснити ці зміни.

 7. Формулювання висновків за результатами лабораторної роботи.

 ІV. Обговорення результатів.

 Обидві рослини ростуть. Однак, за кілька днів(або тижнів) рослина, яка росла у землі розвивається швидше, ніж та, яку ми посадили у горщик із ватою.

 Обидві рослини одержують світло, воду, повітря мають опору в горщиках. Але земля потрібна не тільки для закріплення коріння. Вона також поставляє поживні речовини, які потрібні рослині для росту. Ватяний наповнювач не містить добрив, тому рослина потерпає від нестачі живлення й занедужує, як дитина, яка їсть солодощі, але не одержує вітамінів.

 Люди й тварини повинні їсти, щоб жити. Рослини не їдять, вони самі виробляють поживні речовини (цукри) за допомогою фотосинтезу. За участі сонячної енергії з вуглекислого газу та води вони виробляють сполуки цукрів( виноградний цукор = глюкоза). У процесі фотосинтезу вивільняється кисень, що необхідний тваринам і людям для дихання.

 Щоб рослина живилася та розмножувалася, недостатньо цукру, що вона синтезувала. Додатково рослина має потребу в таких життєво необхідних речовинах, як кальцій, магній, азот, марганець і цинк, які вона одержує із солей, розчинених у воді, усмоктуючи її корінням із землі. Якщо цих речовин не вистарчає, то рослина не може побудувати важливі для фотосинтезу частини клітини. Наприклад, магній – обов’язкова частина хлорофілу. Якщо цього елемента не вистарчає, листки залишаються жовтими. І навіть якщо рослина отримує вдосталь сонця, вуглекислого газу та води, фотосинтез не відбуватиметься.

 Одна частина самостійно виробленого цукру зберігається в рослинах у концентрованому вигляді(у вигляді зерен крохмалю), у спеціальних запасаючих тканинах(наприклад, у кореневищах). У разі необхідності(наприклад, рано навесні, коли листочки ще не сформовані) рослина використовує ці концентровані запаси для одержання енергії. Вона будує цукри й використовує при цьому кисень. Цей процес називається біологічною оксидацією, або внутрішнім диханням. Частини рослини також «дихають», і для дихання їм необхідних кисень, так само, як людям і тваринам.

 VІ. Домашнє завдання.

1. Повторити вивчений матеріал.

2. Пошукати матеріал про перебіг фотосинтезу в еукаріотичних і прокаріотичних організмів.

 VII. Підбиття підсумків уроку.

 ᴥ Бесіда

• Чи досягнуто мети роботи, яку ви ставили на її початку?
• Якого результату ви досягли? Яким чином?
• Які ваші враження від роботи?

Лабораторна робота № 2

Тема: Фотосинтез у воді.

Мета: дослідити чи здатні водяні рослини фотосинтезувати, зокрема водорості.

Обладнання та матеріали: 1 водяна рослина (наприклад, елодея або струмковий мох фонтиналіс) зі ставка або акваріума; вода; 2 порожні склянки; зошити для практичних робіт.

Базові поняття та терміни: еукаріоти; прокаріоти; царства живої природи; фотосинтез; хлорофіл; фотосинтетичні пігменти; будова хлоропласту.

Тип уроку: урок закріплення знань, лабораторна робота.

Методи навчання: пояснювально- ілюстративні; репродуктивні; практичні: лабораторний дослід; дослідницькі.

Структура уроку

І. Організаційний момент.       5 хв

ІІ. Актуалізація опорних знань.      16 хв

ІІІ. Виконання лабораторної роботи.     20 хв

IV. Домашнє завдання.        1 хв

V. Підбиття підсумків уроку.       3 хв

Хід уроку

 І. Організаційний момент.

Учитель повідомляє тему уроку, пояснює план проведення роботи. Учні формулюють мету роботи і роблять необхідні записи в зошитах для лабораторних робіт. Учитель пояснює принципи оформлення результатів практичної роботи в зошитах.

 ІІ. Актуалізація опорних знань.

 ᴥ Експрес тестування

Варіант 1.

1. Хлорофіл розташований у:

 а) мітохондріях;    в) лізосомах;

 б) хлоропластах;    г) комплексі Гольджі.

2. У процесі фотосинтезу молекула АТФ синтезується під час:

 а) темнової фази;    в) молекула АТФ не синтезується;

 б) світлової фази;    г) під час грози.

3. У клітинах фотосинтезуючої тканини листків нижніх гілок дерева міститься менше хлорофілу, ніж у клітинах верхніх листків. Яка причина цього явища?

а) нижні листки гірше провітрюються;

б) верхні листки сильніше нагріваються;

в) у верхніх листках інтенсивніша транспірація;

г) на нижні листки потрапляє менше світла.

4. Установіть відповідність між складовими хлоропласта, позначеними на рисунку цифрами, та їхніми назвами.

а) тилакоїди;

б) грани;

в) кристи;

г) зовнішня мембрана;

д) строма.

Варіант 2

1. Процес фотосинтезу неможливий за відсутності:

 а) вуглекислого газу;    в) світла;

 б) глюкози в клітинах;    г) хлорофілу.

2. Яка речовина є джерелом кисню під час фотосинтезу?

 а) вуглекислий газ;    в) глюкоза;

 б) вода;      г) озон.

3. Хлорофіли - фотосинтезуючі пігменти, у центрі молекули яких міститься атом двовалентного металу. Укажіть його назву.

 а) Кальцій;      в) Ферум;

 б) Магній;      г) Манган.

4. Установіть відповідність між складовими хлоропласта, позначеними на рисунку цифрами, та їхніми назвами.

а) тилакоїди;

б) грани;

в) кристи;

г) зовнішня мембрана;

д) строма.

ІІІ. Виконання лабораторної роботи

1. Наповнити обидві склянки водопровідною водою й почекати близько години, поки вода не стане кімнатної температури.

2. В одну склянку покласти рослину.

3. Поставити обидві склянки на сонце і почекати 1-2 дні.

 За годину по краях обох склянок утворяться дрібні бульбашки. У склянці з рослиною від листочків піднімаються додаткові бульбашки.

 Наземні рослини самі виробляють поживні речовини за допомогою світла, вуглекислого газу і води. При цьому вивільняється кисень. А що роблять водяні рослини? Вони теж фотосинтезують, тому що у воду проникає сонячне світло, і в ній містяться розчинені атмосферні гази. Коли вода нагрівається до кімнатної температури, гази виходять із води у вигляді крихітних бульбашок. У склянці з водяною рослиною утворюються додаткові бульбашки, що складаються з кисню, тому, що у воді у водяних рослинах відбувається фотосинтез. Їхні зелені листки поглинають розчинений у воді вуглекислий газ і виділяють кисень у воду. Нові бульбашки ви можете спостерігати ще кілька днів.

 Отже, формулюємо висновки за результатами лабораторної роботи.

ІV. Домашнє завдання.

1. Повторити пройдений матеріал.

2. Підготувати коротке повідомлення на тему «Фабрика кисню».

V. Підбиття підсумків уроку.

 ᴥ Підсумкова бесіда

• Чи досягнута мета роботи, яку учні ставили на її початку?
• Які враження від роботи?