Урок "Пластичний обмін речовин – фотосинтез. Світлова та темнова фази фотосинтезу"

Тема уроку: Пластичний обмін речовин – фотосинтез. Світлова та темнова фази фотосинтезу

Мета уроку: Ознайомити учнів з особливим асиміляційним процесом – фотосинтезом; з'ясувати його умови проходження, проаналізувати процеси світловою та темнової фази, роль  хлоропластів в процесі перетворення енергії Сонця на енергію хімічних зв'язків; розвивати логічне мислення, вміння працювати в групах, працювати з лабораторним посудом; виховувати розуміння єдності всього живого та бережливе ставлення до життя на Землі

Обладнання: пробірки, свіжі зелені листки елодеї, пробіркотримач, спиртівка

                                                            Хід уроку

І.Організаційний момент

Ми починаємо урок, а на уроці ми …Уважні! Розумні! Організовані! Кмітливі!

ІІ.Актуалізація знань учнями

1. Дихання – це …
2. Клітинне дихання відбувається в …
3. Анаеробний етап дихання ще називають …
4. Окисне фосфорилювання це …
5. Синтез АТФ здійснюється на …
6. Місце, де відбувається цикл Кребса в …
7. Умови здійснення кисневого етапу …
8. Повна назва НАД ...

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Прислухайтесь, усе живе дихає, харчується…Але їжа не Землі не закінчується, чому?

ІY. Вивчення нового матеріалу

Клас об'єднаний у 6 груп. Кожна група отримала випереджувальні завдання і презентує свої дослідження

І. група

  Історія вивчення фотосинтезу

Досліджувати процес фотосинтезу почали ще у другій половині XYIII сторіччі, а ряд важливих відкриттів зроблено у другій половині XIX сторіччя.

1630 р. голландський учений Ян ван Гельмонт вивчав процес фотосинтезу

1771 р. англійський хімік Джозеф Прістлі довів, що рослини під час дихання виділяють газ

1779 р. голландець Ян Інгенхауз зібрав газ, що виділяють рослини і доказав, що це був кисень

1782 р. Жан Сенеб'є довів, що рослини вбирають вуглекислий газ, а виділяють кисень і склав рівняння фотосинтезу

1883 р. німецький учений Енгельман доказав роль хлорофілу у процесі фотосинтезу

І тільки К.А. Тімірязєв досконало вивчив  механізм, умови, значення фотосинтезу.

ІІ. група

Умови, які необхідні для фотосинтезу

Відомо багато біохімічних процесів, які відбуваються за участю живих істот, але серед них є один, без якого на нашій планеті життя існувати не може.  Це унікальний асиміляційний процес – фотосинтез. Процес може відбутися тільки при відповідних умовах: на 1кв.мм листкової пластинки повинно бути 400 тис. пластид, хлорофіл з магнієм, СО₂ , Н₂О, світло, п'ятивуглецевий цукор, як вихідна сполука для реакцій, що викликаються світлом

ІІІ. група

Хлорофіл – синтезуючий пігмент

У клітинах рослин фотосинтез може відбуватися тільки в хлоропластах, у яких містяться фотосинтезуючі пігменти – хлорофіл, який рослини використовують для поглинання та використання енергії світла. Про наявність і важливість його можно підтвердити таким експериментом.

Біологічний експеримент як один із методів STEM – технології

Тема: Отримання спиртової витяжки з хлорофілу

Для чого: щоб показати учням, що в листках міститься зелений пігмент – хлорофіл, який приймає участь в асиміляційному процесі.

Обладнання: пробірки, свіжі зелені листки елодеї, пробіркотримач, спиртівка

                                                                Хід роботи

1.Свіжі листки елодеї розтирають в ступці, потім поміщають у пробірку

2. В пробірку наливають спирту і прокип'ячують

3.Листки при цьому знебарвлюються, а спирт набуває зеленого кольору

4. Мікроскопічно дослідивши, можно виявити, що знебарвлення листка пов'язане із знебарвленням строми хлоропластів

Висновок: дуже міцна спиртова хлорофілова витяжка у тонкому шарі здається зеленою, в товстому шарі крізь себе пропускає тільки червоні промені. У відбитих променях світла хлорофіл здається вишнево- червоним. Ця властивість змінювати свій колір при різному освітленні називається флюоресценцією.

ІV. група

Світлова фаза фотосинтезу.

Робота світлової фази фотосинтезу пов'язана з мембранами тилакоїдів. Вона розпочинається з поглинанням кванта світла молекулою хлорофілу і призводить до того, що електрон переходить у збуджений стан. Пігменти мембрани тилакоїдів, хлорофіли та допоміжні, зібрані у функціональні ансамблі, які називають фотосистемами. Вони пов'язані між собою через ланцюг перенесення електронів і включаються послідовно – спочатку фотосистема  ІІ, а згодом фотосистема І.

                                       Тилакоїди хлоропласта з хлорофілом ( Mg )

1. Фотосистема ІІ

Фотоліз води

2. Фотосистема І

Відновлення НАДФ

Фотофосфорилювання

Отже, світлова фаза – сукупність реакцій, які забезпечують утворення молекулярного кисню, атомарного водню та АТФ за рахунок світлової енергії Сонця.

V. група

Темнова фаза.

В основі темнової фази відбуваються циклічні реакції ( цикл фіксації вуглекислого газу). Цей процес вперше вивчив американський біохімік М. Кальвін, іменем якого названо це явище – цикл Кальвіна. Темнова фаза відбувається в стромі хлоропласта, енергія накопичена у світловій фазі витрачається на синтез глюкози

                                      6СО₂+18АТФ+НАДФ* Н=С₆Н₁₂О₆

Отже, в темновій фазі з вуглекислого газу повітря, гідрогену від НАДФ за рахунок енергії АТФ утворюються глюкоза та інші органічні сполуки.

Сумарне рівняння: 6СО₂+6Н₂О+ енергія =С₆Н₁₂О₆

VІ .Значення фотосинтезу.

Вивчення цього процесу показало велике значення зеленої рослини в житті нашої планети.

Роль фотосинтезу в біосферних процесах настільки різноманітна, а його природа настільки унікальна, що проблему фотосинтезу правомірно вважають однією з найважливіших проблем не лише науки, а й практики.

V.Закріплення

Заповнити таблицю « Порівняльна характеристика світлової та темнової фази фотосинтезу»

V. Домашне завдання: Опрацювати §18-19, *творче завдання « Дослідити процеси зовнішньої і внутрішньої регуляції  продуктивності фотосинтезу»