Урок "Повітряне живлення. Фотосинтез, умови необхідні для цього процесу. "

Урок 6 клас

Життя рослин

Тема: Повітряне живлення. Фотосинтез, умови необхідні для цього процесу. Взаємозв’язок функцій органів рослини в процесі фотосинтезу.

Мета:

Освітня. розширити знання учнів про повітряне живлення рослин; сформувати знання про фотосинтез як характерну особливість рослин; розкрити значення фотосинтезу в природі і житті людини;

Розвиваюча. розвивати вміння порівнювати, установлювати причинно-наслідкові зв’язки; формувати вміння працювати в групах;

Виховна. Виховувати бережливе ставлення до рослин

Обладнання й матеріали:  підручник, робочий зошит

Тип уроку: комбінований

ХІД  УРОКУ

І. Організаційний момент

Привітання учнів, перевірка їх готовності до уроку.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності

Повідомлення теми і мети уроку

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

Рослини перетворюють сонячне світло в запасену хімічну енергію удвічі етапу: спочатку вони уловлюють енергію сонячного світла, та був використовує її для зв'язування вуглецю із заснуванням органічних молекул.

Зелені рослини — біологи називають їх автотрофами — основа життя планети. З рослин починаються майже всі харчові ланцюга. Вони перетворюють енергію, падаючу ними у вигляді сонячного світла, в енергію, запасену в углеводах (див. Біологічні молекули), у тому числі найважливіше шестиуглеродный цукор глюкоза. Цей процес відбувається перетворення називається фотосинтезом. Інші живі організми отримують доступом до цієї енергії, поїдаючи рослини. Так створюється харчова ланцюг, підтримує планетарну екосистему.

З іншого боку, повітря, яких ми дихаємо, завдяки фотосинтезу насичується киснем. Сумарна рівняння фотосинтезу така:

вода + вуглекислий газ + світло —> вуглеводи + кисень

Рослини поглинають вуглекислий газ, зчинений при подиху, і виділяють кисень — продукт життєдіяльності рослин (див. Гликолиз і крижаний подих). До того ж, фотосинтез грає найважливішу роль круговерті вуглецю у природі.

Видається дивним, за всієї важливості фотосинтезу вчені тривалий час не бралися для її вивченню. Після експерименту Ван-Гельмонта, поставленого XVII столітті, настав відносний затишок, і у 1905 року англійський фізіолог рослин Фредерік Блэкман (Frederick Blackman, 1866–1947) провів дослідження та встановив основні процеси фотосинтезу. Він довів, що фотосинтез починається при слабкому висвітленні, що швидкість фотосинтезу зростає збільшенням світлового потоку, але, починаючи з певного рівня, подальше підсилення висвітлення не приводить до підвищення активності фотосинтезу. Блэкман показав, що коли підвищення температури при слабкому висвітленні впливає на швидкість фотосинтезу, але за одночасному підвищенні температури й об'єктивності висвітлення швидкість фотосинтезу зростає значно більше, аніж за одному лише посиленні висвітлення.

З цих експериментів Блэкман уклав, що відбуваються процеси: них значною мірою залежить від рівня висвітлення, але не температури, тоді як другий сильно визначається температурою незалежно від рівня світла. Це осяяння лягло основою сучасних поглядів на фотосинтезі. Два процесу іноді називають «світловий» і «темновой» реакцією, яке зовсім коректно, оскільки виявилося, що, хоча реакції «темновой» фази йдуть й у відсутності світла, їм необхідні продукти «світловий» фази.

Пігменти хлоропластів

Хлорофіл заслуговує особливої ​​уваги, тому що в процесі фотосинтезу він є світлопоглинаючим пігментом, а також і тому, що створює домінуючу забарвлення земної поверхні. У деяких декоративних дерев і чагарників іноді бувають видно жовті пігменти-каротиноїди. Ці пігменти виявляються і внаслідок того, що умови стають несприятливими для синтезу хлорофілу або його збереження. Листя деяких різновидів деревних рослин, наприклад, темно-яскраво-червоний форми бука європейського, клена дланевідного, мають червону або пурпурну забарвлення через присутність у клітинному соку (а не в пластидах) антоціанів.Багато інші дерева виробляють антоціани восени. (Освіта осіннє фарбування листів буде розглянуто в главі 7). Хлорофіл і каротиноїди зустрічаються, крім листових пластинок, у багатьох тканинах, у тому числі в черешках, нирках, сім'ядолях, в коровою паренхімі молодих пагонів і в феллодерме більш старих стебел деяких видів. Зазвичай хлоропласти рідко зустрічаються в епідермальних клітинах, за винятком замикаючих клітин продихів. Зрідка вони розвиваються у коренях, виставлених на світло.

Інтенсивність фотосинтезу листків деревних рослин, як правило, нижче інтенсивності фотосинтезу трав'янистих рослин.

ФАКТОРИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА утворення хлорофілу

Пожовтіння, або хлороз листя - результат їх нездатності збільшувати або зберігати вміст хлорофілу. Всебічним вивченням встановлено, що це явище залежить від ряду внутрішніх і зовнішніх факторів

ВНУТРІШНІ ЧИННИКИ

Найбільш важливий фактор - генетичний потенціал рослини, тому що іноді в результаті мутацій, що призводять до повної втрати здатності утворювати хлорофіл, виникають ко-роткожівущіе альбіносний сіянці. Частіше процес синтезу хлорофілу порушується лише частково, проявляючись у відсутності хлорофілу в деяких ділянках листя (Ряболиста) або в загальному низькому вмісті хлорофілу. Внаслідок цього листя приймають жовтуватий відтінок золотистих різновидів дерев і чагарників, часто використовуваних як декоративних рослин. Іноді в результаті почкових мутацій виникають альбіносний або ряболисті гілки на нормальних в інших відносинах деревах і чагарниках. У синтезі хлорофілу і збірці його в фотосинтетичні одиниці беруть участь багато генів, тому в освіті хлорофілу поширені аномалії. Розвиток хлоропластів залежить як від ядерної, так і від плас-тідной ДНК, а також від цитоплазматичних і хлоропластних рибосом.

Достатнє постачання вуглеводами необхідно, мабуть, для утворення хлорофілу, і листя, що відчувають нестачу розчинних вуглеводів, можуть не зеленіти, навіть якщо всі інші умови сприятливі. Такі листи, опущені у розчин цукру, зазвичай починають утворювати хлорофіл. Часто утворення хлорофілу перешкоджають віруси, викликаючи "жовтуху", що характеризується загальним хлорозом або бронзової забарвленням листових пластинок, а також проясненням жилок. Крапчасті листя деяких декоративних рослин - результат вірусної інфекції.

Фактори зовнішнього середовища

Головними зовнішніми факторами, що впливають на утворення і збереження хлорофілу, є: світло, температура, мінеральнеживлення, вода і кисень. Синтез хлорофілу дуже чутливий майже до будь-якого фактора, що порушує метаболічні процеси.

Світло. Світло необхідне для утворення хлорофілу, хоча сіянці деяких хвойних і невелика кількість інших видів рослин утворюють хлорофіл в темряві. Відносно низька освітленість ефективна для ініціації або прискорення утворення хлорофілу.Вирощені в темряві жовті сіянці містять протохлорофілл - попередник хлорофілу а, для відновлення якого до хлорофілу а потрібно світло. Дуже яскраве світло викликає розкладання хлорофілу. Отже, хлорофіл завжди одночасно синтезується і руйнується. На яскравому світлі рівновага встановлюється при більш низькій концентрації хлорофілу, ніж при світлі малої інтенсивності. Тіньові листя зазвичай мають більш високу концентрацію хлорофілу, ніж світлові.

Температура. Синтез хлорофілу відбувається, мабуть, в широкому інтервалі температур. Вічнозелені рослини помірної зони синтезують хлорофіл від температур близьких до температур замерзання до самих високих температур в середині літа.Багато хвойних стають взимку до деякої міри хлоротичними, ймовірно, внаслідок того, що розпад хлорофілу перевищує його синтез при дуже низьких температурах.

Мінеральне живлення. Одна з найбільш частих причин хлорозу - недолік будь-якого необхідного елемента. Недолік азоту - звичайна причина хлорозу деревних рослин, особливо у старого листя. Інша поширена причина хлорозу полягає в нестачі заліза, переважно у молодих листків. Достатнє постачання залізом необхідно, очевидно, для синтезу хлорофілу. До складу хлорофілузалізо не входить, але воно служить кофактором для попередника хлорофілу. Магній є складовою частиною хлорофілу, тому його недолік, природно, викликає хлороз. Недолік більшості макроелементів та деяких мікроелементів може бути причиною хлорозу.Можна припустити, що майже будь-яке порушення нормального метаболізму перешкоджає синтезу хлорофілу. (Хлороз, що викликається браком мінеральних елементів, обговорюється більш докладно в розділі 10).

Вода. Помірний водний стрес уповільнює утворення хлорофілу, а сильне зневоднення рослинних тканин не тільки порушує синтез хлорофілу, а й викликає розпад вже наявних молекул. У результаті листя рослин, які зазнали впливу посухи, мають тенденцію до пожовтіння. Листя дерев і чагарників можуть також пожовтіти при насиченні водою грунту навколо їх коренів. Дія посухи і поганий аерації грунту є до певної міри непрямим: синтез хлорофілу затримується внаслідок загального порушення метаболізму (див. глави 16 і 17).

Кисень. При відсутності кисню сіянці не утворюють хлорофілу навіть на світлі. Це вказує на те, що аеробне дихання необхідно для деяких процесів утворення проміжних сполук, що для синтезу хлорофілу необхідний приплив метаболічноїенергії.

ІV. Узагальнення та систематизація знань

V. Підведення підсумків уроку