Конспект по биологии на тему Фотосинтез (9 класс)

Тема: «Фотосинтез».

9 класс.

Автор:

Магомедова Зайнаб Магомедовна

учитель биологии

высшая квалификационная категория

МКОУ

Раздольевская средняя общеобразовательная школа

Стаж работы - 20 лет

Эпиграф :

«Хлорофилл - это Прометей, который выкрал огонь с небес и подарил людям». К.А.Тимирязев.

Цели урока:

1.Образовательные:

- - развивать понятие «фотосинтез»;

- сформировать у учащихся представление о фазах данного процесса;

2. Развивающие:

-причинно-следственные, внутри и межпредметные связи;

- развивать логическое мышление (умение анализировать, сравнивать, делать выводы);

- развивать навыки самостоятельной работы с учебником, умения выделять главное.

3. Воспитательные:

- Способствовать воспитанию любознательности, формированию познавательного интереса к изучаемой теме и предмету в целом,

- Осуществлять экологическое воспитание,

- Продемонстрировать возможность практического применения знаний для сохранения здоровья людей.

Методы урока:

-частично-поисковый;

- проблемный;

- иллюстративно-словесный;

- самостоятельная работа с учебником;

- дифференцированный.

Ключевые понятия: фотосинтез, автотрофы, хлоропласт, хлорофилл, световая и темновая фаза, фотолиз воды

Оборудование:

Таблицы «Схема фотосинтеза. Продукты световых и темновых реакций», учебник «Общая биология. 9 класс»/ А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. - М.: Дрофа, 2012; компьютер, мультимедийный проектор, экран; презентация к уроку;

Распределение времени:

Этапы урока

Этапы урока

Организационный момент

Мотивационно- ориентационный ориентационный

Мостик-связка

Объяснение нового материала

Закрепление

Домашнее задание

Итоги урока

Время (мин.)

2

2

4

20

10

2-3

1-2

Ход урока.

I . Организационный момент.

- Здравствуйте!

Предлагаю вам в начале нашего занятия провести следующее упражнение, которое мы назовём: «Здравствуй, сосед!» улыбка + комплимент. Они ничего не стоят, но многое дают.

Спасибо. У вас замечательные, милые улыбки и хорошее настроение, судя по комплиментам, вы настроены на уважение друг к другу и деловой разговор.

II Мотивационно-ориентационный этап

Ребята сейчас предлагаю вам посмотреть видеоролик «Развитие жизни на Земле»

Около 5-7 млрд. лет назад в круговом вихре газов и космической пыли образовались Солнце, Земля и другие планеты Солнечной системы. Земля постепенно остывала, её затвердевшую кору окружали газы - аммиак, метан, водород, сероводород - водяной пар. Они образовали первичную атмосферу планеты. Охлаждаясь пар, выпадал дождями и создавал первичный океан Земли. В его верхнем слое 4 млрд. лет назад появились первые организмы, они получали энергию и материал для построения своего тела только из органической пищи. Со временем их количество росло, началась конкуренция за пищу. В этот период появилась чудо - молекула в некоторых клетках, её появление вызвало на Земле настоящую биохимическую революцию.

При участии этой молекулы из обыкновенной воды и углекислого газа в клетках организмов шло самостоятельное образование органического вещества для построения тела и энергии. А вода на свету разлагалась до водорода и кислорода. В результате атмосфера насытилась кислородом.

Как называется этот? -фотосинтез. Сегодняшний урок мы посвящаем фотосинтезу.

III. Мостик - связка.

Ученики: запись темы в тетрадь: "Фотосинтез".

Слайд

Перед нами сегодня стоит цель: узнать где происходит фотосинтез (локализация, при каких условиях), как (химизм процесса), для чего (его значение) Слайд

^ Ученики: схема в тетради.

Слайд

Учитель: Этот процесс нами изучался уже в 6 классе, на уроках ботаники, давайте вспомним определение, что такое фотосинтез?

^ Ученики: отвечают на вопросы.

Слайд

Учитель: Вспоминаем определение, (греч. фотос - свет, синтез - образование, создание).

Фотосинтез - процесс образования органических веществ из неорганических при участии солнечного света .

Молодцы!

Учитель: Вспомним, для каких организмов по способу питания характерен этот процесс? К какому царству живой природы они принадлежат?

Слайд

Ответ: Для растений, т.е. автотрофов - организмы способные сами синтезировать органические вещества из неорганических (греч. аутос - сам, трофо - питание).

Какие условия необходимы для фотосинтеза:

- свет,

- хлорофилл,

- вода,

- углекислый газ.

Учитель: Главный фотосинтезирующий орган высших растений это лист.

А каковы приспособления листа к фотосинтезу?

- прозрачная кожица (эпидермис),

- столбчатая паренхима с большим количеством хлоропластов,

- устьица для газообмена,

- жилки для проведения воды и минеральных солей,

- плоская форма листа для увеличения площади поглощения солнечного света,

- листовая мозаика,

- поворот листа на черешке к солнцу (фототаксис).

(Показать горшок с комнатным растением, поворот к свету.)

Кроме фотосинтеза, в листьях протекает и противоположный процесс.

- Какой? (дыхание)

Сравните два процесса.

(дыхание, при котором поглощается кислород и выделяется углекислый газ, происходит как в темноте, так и на свету, во всех клетках, энергия выделяется).

Итак, нашли орган воздушного питания, действительно лист приспособлен к фотосинтезу, имеется хлорофиллоносная ткань. В каких органоидах осуществляется весь процесс?

Ответ: в хлоропластах. Вспомните, какое строение имеют хлоропласты, как их строение соответствует выполняемой ими функции? (Диск, две мембраны, загибами внутренней мембраны образованы мешочки-тилакоиды, уложенные в стопки-граны. В мембраны тилакоидов встроены молекулы хлорофилла, он и улавливает энергию света; в тилакоидах происходит превращение световой энергии в химическую энергию АТФ)

^ Рассказ ученика о строении хлоропластов.

Слайд

Главное вещество фотосинтеза - зелёный пигмент - хлорофилл. Это сложное органическое вещество, в центре которого находится атом магния. Хлорофилл находится в мембранах тилакоидов гран, из-за чего хлоропласты приобретают зелёный цвет, а благодаря хлоропластам и остальная часть клетки и весь лист становятся зелёными.

Название молекулы хлорофилла (от греч. "хлорос" - зеленый и "филон" - лист).

С локализацией выяснили.

IV. Объяснение нового материала.

Прежде чем разобраться в механизме протекания фотосинтеза, давайте узнаем, как он был открыт.

1.История открытия фотосинтеза (слайд)

Уже в Древней Греции ученые пытались ответить на вопрос: как питаются растения? Они видели, что человек и животные существуют за счет потребляемой пищи. Но какую пищу поглощает растение и как оно это делает?

Было совершенно ясно, что растение не может жить без почвы. Поэтому сначала предполагали, что именно из почвы растение получает все необходимое. Богатая фантазия помогала представить на кончиках корней маленькие ротики, которые поедают почвенные частицы.

Начало изучения фотосинтеза было положено в

1630 г. - Ян ван Гельмонт первым исследовал механизм роста растений. Слайд

1771 г. - англ. химик Джозеф Пристли установил, что растения «исправляют» воздух, «испорченный» горящей свечой.

1782 г. - Жан Сенебье показал, что растения, выделяя кислород, поглощают углекислый газ; предположил, что в вещество растения превращается углерод, входящий в состав углекислого газа.

Австр. врач Ян Ингенхауз обнаружил, что растения выделяют кислород только на свету. Он погружал ветку ивы в воду и наблюдал на свету образования на листьях пузырьков кислорода.

1877 г. немец. учёный В. Пфеффер описал процесс поглощения СО2 из воздуха при участии воды и света с образованием органического вещества и назвал его фотосинтезом.

Слайд

Как мы видим многих учёных интересовал процесс фотосинтеза. Но лишь русский учёный Климент Аркадьевич Тимирязев первый обобщил все данные о фотосинтезе и дал научное объяснение этому процессу в книге "Жизнь растений».

2. Фазы и процессы фотосинтеза.

Фотосинтез - многоступенчатый процесс. Важнейшая роль в нём принадлежит хлорофиллу, преобразующему энергию солнечного света в энергию химических связей. Молекулы хлорофилла состоят из атомов углерода и азота, соединённых в сложное кольцо. Они встроены в мембранные структуры хлоропласта - граны- и окружены молекулами белков, липидов и других веществ. Процесс фотосинтеза состоит из двух фаз - световой и темновой.

Световая фаза. слайд

Рассказ учителя с элементами беседы с использованием таблицы «Схема фотосинтеза», заполнение столбца таблицы «Фотосинтез»

Фотон (квант видимого света) попадает в молекулу хлорофилла и приводит её в возбуждённое состояние. При этом электроны, сходя со своих орбит, с помощью переносчиков переправляется на другую сторону мембраны, создав отрицательно заряженное электрическое поле. Молекула хлорофилла восстанавливает потерю электрона, отбирая его от молекулы воды:

4Н2О--------4ОН- +4Н+

4ОН- -4е- --------4ОН

4ОН--------2Н2О + О2

Гидроксилы ОН , став радикалами ОН, объединяются, образуя воду и кислород, Диффундирующий через мембрану в атмосферу.

Протоны водорода. Образовавшиеся при фотолизе воды, не проникают через мембрану тилакоида граны и накапливаются внутри, образуя положительно заряженное электрическое поле. Таким образом, по обе стороны мембраны находятся два разноимённых электрических поля. Когда разность потенциалов достигает критического уровня, активизируется фермент АТФ-синтетаза.

Внутри АТФ- синтезы имеется канал, через который проходят протоны Н, а освобождающаяся при этом энергия тратится на синтез АТФ. Протоны, оказавшиеся на другой стороне мембраны, встречаются с электронами, доставленными молекулами-переносчиками, образуя атомарный Н, идущий на восстановление переносчика НАДФ- (никотин-амид-аденин-динуклеотид-фосфат) в НАДФ-Н

Вопрос:

Каковы продукты фотосинтеза световой фазы?

(Кислород, АТФ, НАДФ-Н)

Темновая фаза. слайд

Эта фаза проходит в строме хлоропласта, куда поступает CO2 из воздуха, а также продукты световой фазы АТФ и НАДФ·H2. С их помощью происходит преобразование углекислого газа в простые углеводы - моносахариды. Их создание идет путем большого количества реакций восстановления СО2 за счет энергии АТФ и восстановительной возможности НАДФ • Н. В результате этих реакций образуются молекулы глюкозы С6Н12О6, из которых путем полимеризации создаются полисаха-риды - целлюлоза, крахмал. Поскольку эти реакции идут без участия света, их называют темновой фазой.

В дневное время, пока светит солнце, в хлоропластах не прекращается активное движение этих молекул: они снуют туда и сюда, как челноки, соединяя два независимых ряда реакций. Этих молекул в хлоропластах немного, поэтому АТФ и НАДФ·H2, образовавшиеся днём, на свету, после захода солнца быстро расходуются в реакциях фиксации углерода. Затем фотосинтез прекращается до рассвета. С восходом солнца вновь начинается синтез АТФ и НАДФ·H2, а вскоре возобновляется и фиксация углерода. Итак, в результате фотосинтеза происходит превращение световой энергии в энергию химических связей в молекулах органических веществ. А растения, таким образом, являются посредниками между Космосом и жизнью на Земле".

Таблица «Фотосинтез» слайд

Вопросы

Световая фаза

Темновая фаза

Где происходит?

В гранах хлоропласта

В строме хлоропласта

Какие основные процессы происходят?

Фотолиз воды с выделением кислорода, восстановление НАДФ.Н2, синтез АТФ

Синтез глюкозы из углекислого газа путём ряда последовательных сложных ферментативных реакций

Какие вещества являются исходными?

Н2О, НАДФ,

АДФ, Н3РО4

НАДФ.Н2,

АТФ,

СО2

Какие вещества образуются в результате данной фазы?

НАДФ.Н2,

АТФ,

О2

С6Н12О6

Что является источником энергии?

свет

АТФ

Какие вещества катализируют реакции фотосинтеза?

ферменты

ферменты

(ученики заполняют на листочках)

Проверка таблицы на слайде.

^ Уч-ся: взаимопроверка в парах.

Слайд

Несмотря на пространственную и временную локализацию световой и темновой фаз, они взаимосвязаны между собой. На схеме укажите вещества, посредством которых они связаны.

^ Уч-ся: выполняют задание в тетрадях

Сущность фотосинтеза Учитель:

Фотосинтез - это биохимический процесс синтеза органических веществ из неорганических (углекислый газ и вода), идущий в хлоропластах растений за счёт солнечной энергии с выделением кислорода.

хлорофилл

6 СО2 + 6 Н2О--------С6Н12О6 +6О2

Свет

3. Значение фотосинтеза. слайд

Учитель: О фотосинтезе можно говорить не только на уроках биологии и химии. Если по-настоящему любить природу, можно описать этот процесс красивым литературным языком. Послушайте выдержку из работы К.А. Тимирязева (предложить учащимся закрыть глаза и мысленно нарисовать картинку к тексту). Тихая музыка.

слайд

«Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зелёную былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез… В той или другой форме он вошёл в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы. Этот луч солнца согревает нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем сознании».

Как вы думаете, почему К.А. Тимирязев считал, что растениям в нашей жизни принадлежит космическая роль? слайд

Лист зеленого растения - чудесная «кладовая», куда оно складывает поглощенные солнечные лучи в виде ряда химических соединений, обладающих запасом потенциальной энергии (крахмал, сахар). В этом и заключается, по словам Тимирязева, космическая роль зеленого растения.

Изобретатель паровоза Стефенсон как-то задал вопрос своему приятелю: «Что движет проходящий перед нами поезд?» «Конечно, твое изобретение», -ответил его друг. «Нет, - сказал Стефенсон, - его движет тот солнечный луч, который сотни миллионов лет назад поглотило зеленое растение».

Ребята, а что он имел ввиду ?

Все запасы горючего на Земле образованы в результате фотосинтеза - уголь, торф, древесина.

Самостоятельная работа с рисунками. слайд

1) Утилизация избытка СО2 из атмосферы.

Вопрос: - Чем опасен избыток СО2 в атмосфере? (ведёт к парниковому эффекту).

2) Насыщение атмосферы кислородом, необходимым для дыхания.

Вопрос:- Что является переносчиком О2 у животных? (гемоглобин).

- Почему нельзя спать ночью в комнате, где много растений? (ночью растения только дышат, поглощая О2 и выделяя СО2).

3) Создание озонового слоя.

Вопрос:- Какова его функция? (защита всего живого от губительного УФ- излучения).

4) Ежегодно образуются миллиарды тон органического вещества. Органические вещества богаты энергией . Они служат питанием всем гетеротрофам.

Вопрос:- Почему любая цепь питания начинается растением? (растения улавливают энергию солнца и превращают её в энергию химических связей органических веществ).

физкультминут для улучшения мозгового кровообращения слайд

сидя на стуле.

1 - голову наклонить вправо;

2 - голову наклонить влево;

3- голову наклонить вперед, плечи не поднимать;
Повторить 3-4 раза

V. Закрепление.

Биологическое лото

Перед вами, ребята, висит плакат, поле лото, не особенное поле, а биологическое. В клетках поля написаны ответы, а вопросы записаны на специальных карточках. С обратной стороны этой карточки имеется часть рисунка. Наша задача, собрать рисунок воедино, ответив на вопросы в карточке правильно.

(Ученики выходят по очереди, берут карточку со стола учителя, читают вопрос и стараются ответить на него. Ответив на вопрос, ученик карточку вставляет в кармашек клетки поля, на которой записан ответ на данный вопрос. В итоге должен собраться рисунок правильно).

биологическое лото.

Правила заполнения поле лото. Ученики по очереди выходят к доске, берут со стола карточки с вопросами, у которых на обратной стороне имеется часть картинки, стараются ответить на вопрос и помещают в кармашек клетки с ответом. В итоге должна собраться целая правильно собранная картинка.

Вопросы на карточках

1.Процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды при участии энергии солнечного света: -Фотосинтез

2.Процесс расщепления воды под влиянием солнечной энергии называют -фотолизом.

3.Поворот листа на черешке к солнцу- фототаксис

4.Где происходит превращение световой энергии в химическую энергию АТФ

-в тилакоидах

5.Это сложное органическое вещество, в центре которого находится атом магния. -хлорофилл

6. В ходе фотосинтеза из веществ, бедных энергией - углекислого газа и воды - образуется углерод -глюкоза

7. Вещество в строме, являющееся переносчиком водорода, по своей природе оно является динуклеотидом и называется сокращённо -НАДФ+ - окисленная форма (никотин-амид-аденин-динуклеотид-фосфат).

8. Молекулы этого вещества разлагаются под действием света и образуются электроны, Н+ и O2.- воды

9. АТФ-синтетаза это- фермент

10.Эта фаза происходит в гранах хлоропласта- Световая

11. Эта фаза происходит в строме хлоропласта Темновая

12.Что является источником энергии световой фазы-свет

13. Что является источником энергии темновой фазы -АТФ

14.Из этого газа в верхних слоях атмосферы образуется озон -кислород

15. Его избыток в атмосфере ведёт к парниковому эффекту - СО2

16. Органоиды, которые благодаря пигменту хлорофиллу окрашены в зеленый цвет.-Хлоропласты

(СЛАЙД№ )

Учитель. Ну вот, вы ответили на вопросы, собрали рисунок, и у нас получилась красивая бабочка. Бабочка.…Это всего лишь штрих на огромной картине, имя которой жизнь. Вот она прижалась к цветку, молчит, смотрит на нас сквозь густую траву так же как сотни глаз крошечных обитателей. Она надеется, что вы пройдёте мимо, только восхищаясь её красотой. Это маленькое существо , которое развивается по одной программе: биологической (инстинкты) в отличие от нас, которые развиваемся по двум программам: биологической (инстинкты) и социально-культурной, способствуют перекрёстному опылению растений, перенося на своем мохнатом тельце пыльцу с одних цветов на другие и тем самым способствует к распространению и расселению растений. А люди не всегда останавливаются перед красиво цветущим растением, чтобы полюбоваться им, они стремятся сорвать его для букета. Порой, ради любопытства, сорвут, повертят в руках и бросят красивое создание природы.

Давайте учиться не просто смотреть, но и видеть, не просто слушать, но и слышать. Сильные чувства рождают великие мысли. И рано или поздно мы осознаем свою неразрывную связь со всем окружающим нас живым миром и скажем:

Я жизнь, желающая жить среди жизни, желающей жить.

(СЛАЙД№ )

2.Решение биологических задач:

Задача №1. Какие экологические факторы влияют на процесс фотосинтеза? действие внешнего фактора - интенсивное освещение, высокая температура, недостаток минеральных веществ в почве, наличие загрязняющих веществ в воздухе, чрезмерное использование химических препаратов и другие - существенно снижает процесс фотосинтеза у растений.

Задача №2 Оптимальной температурой для фотосинтеза у растений умеренного климата является +250 С. При температуре, превышающей + 35 0С, фотосинтез тормозится. Почему?

(происходит денатурация белков - ферментов и фотосинтез тормозится).

Задача 3: Как клетки (хлоропласты в них) растений приспособлены против повышения освещенности?

(У высших растений хлоропласты имеют эллиптическую форму. В зависимости от освещенности листа хлоропласты меняют свое расположение, что защищает их от перегрева (выстраиваются вертикально друг под другом, уменьшая площадь соприкосновения со светом).

Задача 4.Существует ли взаимосвязь между сбором листовых овощей (укроп, шпинат, салат, и т.д.) и временем суток? Почему? (Вечером т.к. в это время накапливается максимум органических веществ, образованных днем в процессе фотосинтеза, а ночью происходит отток этих веществ в другие органы.)

Задача 5. Хозяйка на дачном участке оборвала зеленые листья капусты на корм кроликам. Правильно ли она поступила? Почему? (Нет, неправильно. Органические вещества, образованные в зеленых листья в процессе фотосинтеза, оттекают в белые листья кочана, где и накапливаются).

Установите последовательность этапов фотосинтеза:

А) синтез глюкозы

Б) синтез АТФ.

В) открытие каналов АТФ - синтетазы, встроенной в мембрану тилакоидов.

Г) Рост разности потенциалов в гранах хлоропластов.

Д) образование молекулярного кислорода.

Е) возбуждение хлорофилла квантом света. ЕДГВБА

VI. Итоги урока. (СЛАЙД№ )

Учитель: Давайте вспомним тему нашего сегодняшнего урока и цель, которую мы с вами ставили в начале урока. ( ответы учащихся)

Как вы думаете достигли ли вы темы нашего сегодняшнего урока? Что узнали сегодня на уроке? (Ответы учащихся)

Обсуждение эпиграфа урока. Учитель биологии: Да, действительно, растение - это посредник живого между небом и землёй. Оно - настоящий Прометей, который украл огонь с небес. Украденный им луч солнца приводит в действие маховик могучей паровой машины, и кисточку художника, и перо поэта… Судьба зелёного растения - это судьба человечества.

Итак, в результате фотосинтеза происходит превращение световой энергии в энергию химических связей в молекулах органических веществ. А растения, таким образом, являются посредниками между Космосом и жизнью на Земле".

VII. Домашнее задание.

(СЛАЙД№ )

Индивидуальные в конвертах- биологические задачи по теме

VIII Рефлексия (30 сек) (СЛАЙД № )

Оцените урок и свою работу на уроке

1. Урок не понравился, не узнал ничего нового

2. Урок прошел как обычно

3. Урок понравился, узнал много нового

13