Урок по биологии на тему Фотосинтез (9 класс)

Урок по биологии на тему

ФОТОСИНТЕЗ

Тип урока получение новых знаний

Цель урока изучить автотрофный способ обмена веществ

Задачи урока

1. Образовательная изучить особенности процесса фотосинтеза, выявить роль фаз.

2. Развивающая формировать умения самостоятельно работать с Интернет-ресурсами, решать биологические задачи, анализировать, делать выводы.

3. Воспитательная понимать роль растений в жизни живого. Понимать значение научных знаний. Уметь продуктивно взаимодействовать в группах.

Форма организации учебной деятельности работа в группах.

Методы обучения ИКТ, решение биологических задач.

Оборудование компьютеры, проектор мультимедиа.

Средства обучения

интернет-ресурсы.

Учебники А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник «Биология», мультимедийная слайд-презентация «Фотосинтез», слайд «Хлоропласты». Биологические задачи, таблицы, муляжи фруктов и овощей на партах в группах.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

Здравствуйте! Мы снова встретились в компьютерном кабинете. Желаю активно трудиться в группах, находить интересное в изучаемом, познавать глубины живой природы.

Актуализация

Ученик. Земля - единственная планета Солнечной системы, где имеется достаточно большое количество кислорода в свободном состоянии. Благодаря ему на нашей планете возможно существование жизни. Этот элемент является составной частью практически всех органических соединений он составляет 70% живого вещества. Растительный покров - единственный поставщик свободного кислорода на Земле. По приблизительным подсчётам, растения выделяют ежегодно около 400 млрд. т свободного кислорода в атмосферу, поглощают 600 млрд. т углекислого газа и синтезируют около 450 млрд. т органического вещества. Такова, как говорил К. А. Тимирязев, космическая роль зелёного растения. Кислород, являясь сильнейшим окислителем, расходуется в процессе разнообразных окислительных реакций. Зелёные растения (автотрофы, продуценты) - это аккумуляторы солнечной энергии. Гетеротрофы же живут за счёт использования готовых органических веществ и энергии, заключённой в них.

На ваших столах лежат муляжи фруктов и овощей. Что их связывает с листьями зелёных растений (группы готовят ответ и высказывают мнения)

II. Мотивация

Учитель Изобретатель паровоза Стефенсон как-то задал вопрос своему приятелю «Что движет проходящий перед нами поезд»

«Конечно, твоё изобретение», - ответил его друг.

«Нет, - сказал Стефенсон,- его движет тот солнечный луч, который сотни миллионов лет назад поглотило зелёное растение».

Учитель Как научно обосновать ответ Стефенсона своему другу

Ученики Работа в группах. Выступления детей (коротко).

Ученик. 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. Прошло много миллионов лет, прежде чем этим процессом заинтересовались ученые.

Ученик. В 1630 году голландский врач Ян Баптист Ван Гальмонт обнаружил, что ива, растущая в горшке, за 5 лет увеличила вес на 74 кг, а вес почвы уменьшился на 57 г. Ученый сделал вывод, растение само образует органические вещества.

1752 год - М.В. Ломоносов был первым, кто начал понимать роль зеленого растения на нашей планете, но не успел экспериментально проверить свои мысли.

Английский химик Д. Пристли в 1771 году собрал газ, который выделяют растения и доказал, что этот газ поддерживает жизнь.

Швейцарцы Сенабье (в 1782 году), а Соссюр в 1807 году определили условия, которые необходимы для протекания этого процесса.

Спустя 10 лет 2 француза Пельте и Кованту сделали вытяжку из растений и получили зеленый порошок, который назвали хлорофилл.

С 1835 по 1840 год был изучен химизм этого процесса, французский академик Буссенго составил окончательную реакцию процесса, он же установил, что СО2 в растение попадает через устьица.

И только в 60-х гг. 19 века русский ученый Климентий Аркадьевич Тимирязев доказал, что решающую роль в этом процессе играют молекулы хлорофилла, после его блестящих работ крупные успехи в области изучения данного процесса были получены и в России.

Учитель. Итак, о каком же процессе идёт речь

Ответ фотосинтез

Записываем тему в тетрадь

Космический процесс - фотосинтез .

III. Знакомство с природной лабораторией протекания процесса фотосинтеза.

Хлоропласты

Наиболее целесообразная форма хлоропластов закрепилась в процессе эволюции в растительном мире - в виде овальных зёрен. Такая форма хлоропластов позволяет им сравнительно легко менять своё положение в клетке. Они перемещаются движущейся цитоплазмой, но обладают способностью к активному, хотя и очень медленному, передвижению. При сильном освещении хлоропласты ориентируются к свету таким образом, что он попадает не на отдельный хлоропласт, а освещает их группу в профиль. При этом исключается их перегрев. Хлоропласт - двумембранная структура клетки, внутренняя мембрана образует складки - тилакоиды (в них расположены молекулы хлорофилла и происходит световая фаза фотосинтеза), их группы образуют граны. Между ними - строма хлоропласта (содержит ферменты, восстанавливающие углекислый газ до глюкозы), в ней протекает темновая фаза фотосинтеза.

Хлорофилл

Впервые точное представление о пигментах зелёного листа было получено благодаря работам крупнейшего русского ботаника М. С. Цвета, он показал, что в хлоропластах высших растений имеется два хлорофилла a и b, они являются сложными хромопротеидами, состоящими из протеинов, связанных с небелковыми окрашенными соединениями, содержащими сложные эфиры. Совсем недавно учёными молекула хлорофилла синтезирована искусственно. Работа над фотосинтезом продолжается. Хлорофилл представляет собой «одно из интереснейших веществ на земной поверхности» (Ч. Дарвин), так как благодаря ему возможен синтез органических веществ из неорганических CО2 и Н2О.

Фотосинтез

Световая фаза (основные особенности).

Квант света, падающий на лист, поглощается молекулой хлорофилла. Происходит синтез АТФ. Эти реакции происходят в водных растворах. При разложении воды под действием энергии солнечного света происходит фотолиз. В результате образуется кислород, который выделяется в процессе фотосинтеза в атмосферу.

1. Хлорофилл (воздействие квантов света), выброс ē (цепь переносчиков), наружная поверхность мембраны тилакоида (отрицательно заряженное поле), «дырка» в молекуле хлорофилла заполняется ē (полученным от молекулы воды при фотолизе).

2. Накопление Н+ (протонный резервуар), образование положительно заряженного поля, (200 мВ, АТФ - синтетаза) - работа протонного канала, высокий уровень энергии (синтез АТФ) - в строму хлоропласта.

3. НАДФ+•Н+ + ē, (НАДФ•Н) - в строму хлоропласта.

4. При фотолизе воды - выделение в атмосферу О2

Темновая фаза (основные особенности)

1.Связывание углекислого газа с пятиуглеродным сахаром рибулёзо-1,5-дифосфатом (участие ферментов), использование АТФ, НАДФ•Н (Цикл Кальвина. Нобелевская премия в 1961 году).

2.Образование глюкозы (С6Н12О6)

Выразим этот процесс в виде химической реакции

СО 2 + Н2О = С6 Н12 О6 + О2

IV. Закрепление новой темы

Выполнение тестов для проверки (работа на компьютере)

1. В каких органеллах клетки осуществляется процесс фотосинтеза

а) митохондрии;

б) рибосомы;

в) хлоропласты;

г) хромопласты.

2. Какие лучи спектра поглощают хлорофилл

а) красные;

б) зеленые;

в) фиолетовые.

3. При расщеплении, какого соединения выделяется свободный кислород при фотосинтезе

а) CO2;

б) H2O;

в) АТФ.

4. Что происходит с АТФ в световую стадию

а) синтез;

б) расщепление.

5. На какой стадии в хлоропласте образуется первичный углевод

а) световая стадия;

б) темновая.

6. Какие растения создают наибольшую биомассу и выделяют большую часть кислорода

а) споровые;

б) семенные;

в) водоросли.

V. Обобщение

Только зелёное растение является той единственной в мире лабораторией, которая усваивает солнечную энергию и сохраняет её в виде потенциальной химической энергии органических соединений, образующихся в процессе фотосинтеза. Упавший на зелёное растение луч света не исчез, а часть его энергии сохранилась в виде химической энергии крахмального зёрнышка в хлоропласте. Зелёное растение образует питательные вещества для животного и растительного мира, лишённого зелёной окраски. Зелёное растение в буквальном смысле слова кормит, одевает и согревает нас.

Светлеет грусть, когда цветут цветы

Когда брожу я первоцветным лугом

Один или с хорошим давним другом

Который сам не любит суеты.

За нами шум и пыльные хвосты

Все улеглось! Одно осталось ясно

Что мир устроен грозно и прекрасно,

Что легче там, где поле и цветы

VI. Подведение итогов.

VII. Домашнее задание.

П. 2.11