Урок на тему: «Космічний процес – фотосинтез»

КОНСПЕКТ УРОКУ БІОЛОГІЇ.

Розділ : «Загальна біологія»,

Тема : « Космічний процес – фотосинтез»

 

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 фотосинтезу; 

Розвивати вміння користуватися біологічною термінологією; вміння застосовувати набуті знання на практиці; встановлювати міжпредметні зв’язки, пізнавальну активність;                                                    

Виховувати в учнів любов до предмета, емоційно-ціннісне ставлення до природи, до себе, до людей, уміння встановлювати гармонійні стосунки з природою на основі поваги до життя, як найвищої цінності.

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

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Форма проведення: урок-дослідження.

Міжпредметні зв’язки: хімія, екологія.

 

Перебіг уроку

 

 

  Організаційний момент : Добрий день, всі готові до проведення уроку . Дякую, сідайте.

Презентація.

  Слайд  1.

   Мотивація : Зверніть увагу на тему нашого уроку, зараз ви почуєте історію і, мабуть, здогадаєтесь: про що піде мова ?

  Історія

Слайд  2 – 6

Біля 5 – 6 млрд. років тому в круговому вихорі газів та космічних пилинок утворилися Сонце, Земля та інші планети Сонячної системи. Земля протягом часу охолоджувалася, затвердівшу її кору оточували гази – аміак, метан, водень, сірководень – водяна пара. Вони утворювали первинну атмосферу планети. Охолоджуючись, пара випадала дощами і створювала первинний океан Землі. В його верхньому шарі  4 млрд. років тому появились перші організми, вони отримували енергію і матеріал для будови свого тіла тільки із органічної їжі. З часом їх кількість росла,  почалася конкуренція за їжу. В цей період з’явилася чудо – молекула в деяких клітинах, її поява викликала на Землі цілу біохімічну революцію.

  З участю цієї молекули із звичайної води і вуглекислого газу в клітинах організмів йшов процес самостійного утворення органічної речовини для будови тіла і енергії. А вода на світлі розчеплювалася до Нідрогену і Оксигену. В результаті чого атмосфера збагатилася Оксигеном. Пройшло багато мільйонів років до того часу, коли цим процесом зацікавилися учені.

Слайд 7  

  В 1630 році голландський лікар Ян Батист Ван Гальмонт помітив, що верба, яка росла в горщику, за 5 років збільшила свою вагу на 74 кг, а вага грунту зменшилась на 57 г. Учений зробив висновок, рослина сама для себе виробляє органічні речовини.

  1752 рік – М.В. Ломоносов був першим, хто почав розуміти роль зеленої рослини на нашій планеті, але не встиг експериментально перевірити свої думки.

  Англійський хімік Д. Прістлі в 1771 році зібрав газ, який виділяють рослини і доказав, що цей газ підтримує життя.

  Швейцарці Сенаб’є (в 1782 р.), а Соссюр в 1807 році визначили умови, які необхідні для проведення цього процесу.

  Пізніше, через 10 років два французи Пельте і Кованту зробили витяжку із рослин і отримали зелений порошок, якому дали назву хлорофіл.

  З 1835 по 1840 рік була досліджена хімізація цього явища. Французький академік Буссенго склав остаточну реакцію цього явища, він також довів, що СО₂ в рослину попадає через уст’їця.

  І тільки в 60- х роках ХІХ ст. російський вчений Климент Аркадійович Тімірязєв доказав, що вирішальну роль в цьому процесі відіграють молекули хлорофілу, після його блискучих робіт високі успіхи були досягнуті у вивченні цього процесу і в Росії.

 Слайд 8

Так про яке явище ведеться мова ?         Відповідь :    фотосинтез.

Слайд 9

Запишіть тему в зошит:  «Космічний процес – фотосинтезу». Отже, ви здогадалися, що це за явище. Молодці!  

Слайд 10

  Перед  нами сьогодні стоїть мета: дізнатися, де проводиться фотосинтез (локалізація), як (при яких умовах), для чого (його значення). 

Слайд 11

Схема в зошиті                            ФОТОСИНТЕЗ

 

 

           ДЕ ?                                          ЯК ?                            ДЛЯ ЧОГО ?

Викладач : цей  процес нами вивчався вже раніше на уроках ботаніки, давайте згадаємо визначення, що таке Фотосинтез ?

Слайд 12

Відповідь:  разом згадаємо ВИЗНАЧЕННЯ. (грец. ФОТОС – світло, СИНТЕЗ – утворення) . Молодці !   

Викладач : Згадаємо, для яких організмів по способу живлення характерний цей процес ? до якого царства живої природи вони належать ?

Слайд 13

Відповідь :  Для рослин, автотрофів – організми здатні самі синтезувати органічні речовини із неорганічних (грец. аутос – сам. трофо – живлення)

   Слайд 14

Викладач : А тепер зверніть увагу на вірш в інструктивній карті, прочитавши його, ви знайдете умови, які необхідні для фотосинтезу. Обов’язкові завдання – згідно з встановленою кількістю балів, додаткові бали  - за активність.  

Слайд 15

• записуємо в зошит:

УМОВИ ФОТОСИНТЕЗУ

• СВІТЛО (hv )
• ХЛОРОФІЛ
• ВОДА
• ВУГЛЕКИСЛИЙ ГАЗ

За кожну правильну відповідь 1 бал(max.- 4 бали)

Викладач : Повернемося до схеми, ми з’ясували, що фотосинтез характерний для рослинних організмів, а де він проходить ? який орган рослини пристосований до нього? Містить хлорофіл, поглинає сонячне світло, поглинає воду і вуглекислий газ.

Відповідь:  Листя.

Викладач : Правильно, це головний фото синтезуючий орган вищих рослин, давайте згадаємо його будову, тому що вона тісно пов’язана із функціями, ви самі в цьому  преконаєтесь.  Слайд 16.

В зошиті запишемо ПРИСТОСУВАННЯ ЛИСТЯ ДО ФОТОСИНТЕЗУ (див. умови).

Слайд 17

1. ПРОЗОРА КОЖУРА (ЕПІДЕРМІС)
2. СПОВПЧАСТА ПАРЕНХІМА З ВЕЛИКОЮ КІЛЬКІСТЮ ХЛОРОПЛАСТІВ
3. УСТ’ЇЦЯ для ГАЗООБМІНУ
4. ЖИЛКА для ПРОВЕДЕННЯ ВОДИ І МІНЕРАЛЬНИЙ СОЛЕЙ
5. ПЛОСКА ФОРМА ЛИСТЯ для ЗБІЛЬШЕННЯ ПЛОЩІ ПОГЛИНАННЯ СОНЯЧНОГО СВІТЛА
6. ЛИСТЄВА МОЗАЇКА
7. ПОВЕРТАННЯ ЛИСТЯ НА ЧЕРЕНКОВІ ДО СОНЦЯ (фототаксис).

Приклад: показати горщик з кімнатними рослинами, поворот розсади.

Викладач : Отже, ми знайшли орган повітряного живлення, дійсно листя пристосовані до фотосинтезу, мається хлорофілоносна тканина (а ми продовжуємо відповідати на питання ДЕ?, а точніше в яких органоїдах здійснюється цей процес?)

Відповідь : В хлоропластах.

Слайд 18

Викладач : Давайте згадаємо будову хлоропластів, послухаємо цікаву інформацію для нас на цю тему.  (розповідь учня про будову хлоропластів, їх різновиди).

З локалізацією з’ясували. Тепер детальніше розберемо умови, дамо відповідь на питання: ЯК проходить фотосинтез ?

Взагалі, питання, пов’язані з будовою, функціонуванням живих організмів і систем, складно помістити в межі одного предмету біологія, тому вони вивчаються разом з Природознавством, сьогодні на нашому уроці присутні викладачі фізики і хімії, вони допоможуть нам розібрати процес   живлення рослин з усіх сторін, тому що фізика – наука про природу, а хімія вивчає суть, хімізм усіх життєво-важливих процесів.  

Слайд 19

Вчитель хімії: Хлорофіл одночасно можливо рахувати і місцем, і умовою фотосинтезу пігменту зеленого кольору, має складну будову, як і будь-яка органічна речовина.

Назва молекули хлорофілу (від грец. «хлорос» - зелений і «філон» - листя). Хлорофіл – пігмент зеленого кольору. З їхньою допомогою рослини схоплюють енергію сонячного світла і здійснюють фотосинтез.

Молекула хлорофілу складається з атомів Вуглецю і Азоту , з’єднані в складне кільце. Таку ж структуру мають і інші важливі біологічні з’єднання (гемоглобін, міоглобін). В центрі кільця знаходиться атом магнію, який зв’язаний з чотирма атомами Азоту (це реакційний центр молекули). Молекули хлорофілу мають довгий «хвіст», який являє собою залишок фітону – спирту, який в своєму складі має ланцюг із 20 атомів Вуглецю(виконує функцію світлозбираючої «антени»). У різних хлорофілів (їх 4 види –а, b,c, d) різні бічні ланцюги, і це трохи змінює їх спектри поглинання. Хлорофіл а – фотосинтетичний пігмент, який представлений в найбільшій кількості, це єдиний пігмент, який є у всіх фотосинтезуючих рослинах і відіграє у них нейтральну роль у фотосинтезі.               

Слайд 20

Викладач: Дякую, із вірша ми дізналися, що світло необхідне для фотосинтезу, а експериментна група з’ясувала це дослідницьким шляхом.

Слайд 21 – 30 (звіт групи по слайдах, з демонстрацією результатів).

Слайд 31  (група робить висновки по своїй роботі)

Викладач : Світло – необхідна умова середовища для фотосинтезу, а яка його природа? На це питання відповісти поки що складно.

Слайд 32  

Про природу світла нам розповість вчитель фізики.

Слайд 33

Дослід по розкладу світла (спектральний аналіз).

Слайд 34  ГРАФІК ПО АКТИВНОСТІ ХЛОРОФІЛУ (коментують учні).

Слайд 35 – 36

Підсумки, висновки про природу світла.

Викладач : ДЯКУЮ, ще однією умовою фотосинтезу є вода, без неї (див. рівняння) реакція не може проходити. Як ви гадаєте, вся вода, яка потрапила в рослину, йде на фотосинтез ? Якщо ні, для чого використовується ще ?

Відповідь :  Ні  1 бал.     Так  0 балів.

Викладач :  в інструктивних картах задача, рішіть її, для того щоб переконатися в цьому.

Слайд 37

ЗАДАЧА:  Вчені підрахували, що на 1000 л води, яка потрапила в рослину, приблизно 0,2% використовується на процес фотосинтезу.

Підрахуйте :

• Скільки літрів води проходить через рослину, щоб заповнити її тканини водою і відшкодувати втрату води від випаровування? (998 л відшкодування води від випаровування).  

Слайд 38 – 39    Відповіді на слайді (самоперевірка).

Слайд 40

Викладач : вгадайте, про що йде мова ?

При зміні концентрації цієї речовини можливо регулювати врожайність рослин, але у відкритому грунті це зробити не можливо, збільшення концентрації до 1,5% веде до росту фотосинтезу, а концентрація 5% - яд для рослин. 

Слайд 41

Відповідь: вуглекислий газ (1бал)

Слайд 42

Викладач : виходячи із умови фотосинтезу,  подайте пропозиції для збільшення врожайності.

Слайд 43

В зошит :  УМОВИ ЗБІЛЬШЕННЯ ВРОЖАЙНОСТІ

1.СО₂  ІЗ БАЛОНІВ

2.СПАЛЮВАННЯ ТИРСИ

3.ПІДЖИВЛЕННЯ Н₂ СО₃ (водний розчин)

4.СУХИЙ ЛІД

5.РЕГУЛЯЦІЯ ОСВІТЛЕННЯ

6.МІНЕРАЛЬНЕ ПІДЖИВЛЕННЯ

Слайд 44

Фаза фотосинтезу	Місце	Рівняння реакції	Джерело енергії	Підсумок, результат. Сутність фази

 

Розглянемо хімізм процесу, фотосинтез протікає за 2 фази (світову і темнову), світова фаза залежить від світла, іде в темноті і на світлі. На світлі йде процес фотолізу води, в результаті чого утворюється побічні продукти фотосинтезу – Оксиген, а Вуглець з носієм НАДФ переходить в темнову фазу, де реагує з вуглекислим газом і утворює Вуглець – глюкозу. Енергія, у вигляді АТФ, для цього синтезу поступає із світлової фази (в процесі розповіді заповнюється таблиця).

Слайд 45

• Перевірка таблиці на слайді (взаємоперевірка в інших парах)

Слайд 46

• Записати в зошит визначення «фотосинтезу».

Слайд 47

Не дивлячись на просторову і часову локалізацію світової і темнової фази,вони взаємозв’язані між собою. На схемі укажіть, як вони зв’зані.

 

 

 

Слайд 48

Перевірте себе по слайду і оцініть.

Н₂О                 О₂

                                                        АТФ, НАДФ  Н₂

  Світлова фаза                                                                                          темнова фаза

 

 

Слайд 49

Відповісти на запитання про зв’язок світової і темнової фаз фотосинтезу : Чи проходить темнова фаза на світлі?

Слайд 50                              світло, хлорофіл

6 Н₂ О   +   6 СО₂                                                                                     С₆ Н₁₂ О₆  +    6 О₂      

Слайд 51

Викладач :  Тімірязєв К.А. стверджував, що фотосинтез відіграє космічну роль на планеті Земля, згодні ви з ним чи ні ? Свою відповідь обґрунтуйте. 

Слайд 52

Порівняйте свою відповідь зі слайдом і дайте оцінку в балах.

Космічна роль фотосинтезу

1. Виділення Оксигену для дихання живих організмів.
2. Поглинання вуглекислого газу, підтримання постійного газового стану.
3. Утворення органічної речовини – живлення гетеротрофів.
4. Перекачка сонячної енергії із Космосу на Землю.
5. Утворення озонового шару, захисного екрану від УФП.

 

Викладач: Таким чином, ми можемо зробити висновок, що без фотосинтезу живі організми не можуть існувати на Землі, це означає що фотосинтез необхідний процес.

Слайд 53

Рефлексія

Викладач : А тепер уявіть таку ситуацію, ваш друг здає іспит з біології, і він отримав питання про фотосинтез, як йому допомогти ? ви можете відправити коротке SMS – повідомлення, не більше 10 слів, на протязі 2 – 3 хв. Працюйте !

(заслуховуємо декілька повідомлень і оцінюємо).

Слайд 54

Викладач: Підведемо підсумки уроку, для цього повернемося до мети. Нам необхідно було дізнатися де? Як ? і для чого проходить фотосинтез? Дізналися ?  Мета досягнута.

Слайд 55

Викладач: Підрахуйте бали, виставить оцінки.

Виходячи із отриманих балів, запишіть домашнє завдання.

• Менше 34 балів – тест №1, конспект по темі «Фотосинтез».
• 34 бали і більше тест №2.

 

Додаткове завдання: Сформулювати власне визначення  фотосинтезу (3 бали).

 

 

Викладач хімії та біології ЧОРНОМАЗ Т.М.