Тема: Фотосинтез или величайшая тайна зеленого растения
Цель: изучить сущность процесса фотосинтеза, показать его важность для жизни на Земле.
Задачи:
1.Выявить приспособления растений к процессу фотосинтеза и необходимые условия для его протекания, научиться определять продукты фотосинтеза, выяснить значимость фотосинтеза для жизни на Земле.
2.Продолжить формирование экспериментальных умений учащихся, навыков наблюдения, прогнозирования, умения делать выводы и объяснять результаты своих наблюдений.
3.Воспитывать уважение к труду других людей, культуру учебного труда, чувство патриотизма на примере трудов К.Тимирязева, развивать познавательный интерес к предмету.
Оборудование: табл. «Строение растительной клетки» и «Строение хлоропласта»; живые экземпляры растений, спирт, соляная кислота, пипетки, покровные стекла, иглы, ножницы, микроскоп, вода, пробирки, ацетат свинца, фильтровальная бумага, пинцет, ступка с пестиком,
I. Организационный момент ( 1мин)
- приветствие
- позитивный настрой на урок.
II. Мотивация и актуализация опорных знаний (15 мин)
1. Оглашение темы и постановка цели и задач урока.
Тема сегодняшнего урока для вас не нова. Ещё в 7 классе, знакомясь со строением и физиологическими процессами в растительном организме мы выделяли 3 основные процесса: фотосинтез, дыхание и транспирация.
Тогда вы только начинали изучать биологию растений и наверное не совсем правильно понимали сущность каждого процесса. Так вот сегодня мы как бы возвращаемся к уже известному процессу – Фотосинтез. Запишите в рабочих тетрадях тему, которая указана на доске
«Фотосинтез или величайшая тайна зелёного растения»
Целью работы на уроке станет выяснение сущности процесса фотосинтеза, его важность для существования жизни на планете Земля.
А девизом станут слова выдающегося русского учёного К.А.Тимирязева
« Растение – это Прометей, который выкрал огонь с небес и подарил его людям».
2. Актуализация опорных знаний
Я уверена, что вы обладаете определённым багажом информации о фотосинтезе. И применив приём «ассоциативный куст», предлагаю вспомнить всё, с чем вы ассоциируете процесс «фотосинтез»
Фотосинтез
- метаболизм;
- пластический обмен;
- клетка;
- пластиды;
- хлоропласты;
- тилакоиды гран;
- хлорофилл.
( учащиеся предлагают свои варианты)
Определение К.А.Тимирязева (запись в тетради).
Фотосинтез – процесс образования органических веществ (С6 Н12 О6, крахмала) из неорганических (СО2 и Н2 О) на свету в зелёных листьях.
Это можно выразить следующим уравнением реакции:
6С2 О + 6Н2 О = С 6Н 12 О6 + 6О2
III. Изучение нового материала (20мин)
1. Первичное восприятие и осмысление нового материала. Многие ученые пытались изучить данный процесс, и объяснить, что происходит в растениях на свету, проводили для этого различные эксперименты.
Ролевая игра «Из истории открытия фотосинтеза».
(учащиеся, заранее подготовленные, выступают в роли учёных, которые занимались изучением фотосинтеза.)
1.Древнегреческий философ Аристотель выдвинул почвенную теорию питания растений. Он говорил, что
«Растения – это животные, которые поставлены, на голову. Органы размножения у них вверху, а голова – внизу»
2. Ян Баптист Вант- Гельмонт (голландский исследователь и химик) провёл исследование.
Он посадил ветку вербы 1,8 кг в бочку с почвой 71,6 кг. 5 лет ухаживал за растением, поливал водой. Через 5 лет аккуратно вытянул дерево, очистил корни от почвы и взвесил. Вес – 58,8кг, а почва весила 71кг. Почва потеряла всего 0,6кг.
На основании исследования учёный сделал вывод – растения питаются только водой. Так возникла -Водная теория питания растений).
3.Джозеф Пристли – (английский химик):
В 1772 году английский химик Джозеф Пристли искал способ очистки воздуха, испорченного горением и дыханием людей и животных. Он помещал под стеклянный колпак вместе с горящей свечой или живой мышью разные вещи. Так под колпак попал пучок мяты, который там рос и делал воздух пригодным для горения и дыхания. Опыты Пристли произвели сильное впечатление.
Он писал: «Я нашёл метод улучшения воздуха, испорченного дыханием. Природа использует с этой целью растительность». На основании этого возникла – Воздушная теория питания растений.
4. Шведский исследователь Карл Шееле, скромный аптекарь, попытался повторить опыты Пристли в своей домашней лаборатории, где он проводил эксперименты в свое свободное время – в основном по ночам. Но у него получилось, что растения не улучшали воздух, а делали его непригодным для горения и дыхания. На основании своих опытов Шееле обвинил Пристли в обмане.
3. Пристли стал повторять опыты, и тут стало все непонятно. Растения то улучшали воздух, то нет. Причина неудач Пристли была в том, что ни он, ни Шееле не выяснили при каких внешних условиях растения очищают и портят воздух.
5. Ян Ингенхауз (голландец):
Точку в этом вопросе в 1779 году поставил голландец Ян Ингенхауз – личный врач австрийской императрицы Марии Терезии. Он проделал 500 опытов с веточкой элодеи. На солнечном свету из растения поднимались пузырьки газа. Ингенхауз собрал газ и проверил, что это чистейший кислород. Но оказалось, что пузырьки выделялись только на свету, причем незеленые части растений пузырьков не выделяли. Таким образом Ингенхауз доказал, что растения действительно улучшают воздух, но только на свету.
6. В 70-е годы 19 столетия выдающийся русский физиолог растений Климент Аркадиевич Тимирязев переработал все теории, выбрал и создал собственную, в которой доказал космическую роль зелёных растений в круговороте веществ и преобразовании энергии. Очень образно описал процесс фотосинтеза: “Дайте самому лучшему повару сколько угодно свежего воздуха, сколько угодно солнечного света и целую речку чистой воды и попросите, чтобы из всего этого он приготовил Вам сахар, крахмал, жиры и зерно, – он решит, что вы над ним смеетесь. Но то, что кажется совершенно фантастическим человеку, беспрепятственно совершается в зеленых листьях растений”.
7. А ещё он написал «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».
8. А 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».
Действительно. Каждый из учёных, занимающихся изучением фотосинтеза, а мы представили далеко не всех, высоко оценили роль зелёного растения. И дальше нам с вами предстоит или согласится или нет с мнением учёных.
Проблемный вопрос: Можно ли считать фотосинтез гениальным изобретением природы?
Для этого мы применим кейс – технологии.
Итак, Кейс № 1. Какие приспособления имеют растения для фотосинтеза.
Для поиска ответов на поставленный вопрос нам следует решить ряд ситуационных задач: (Работа в парах; каждая пара получает свою задачу для решения.)
Ответы учащихся
1. Лабораторная работа. Рассмотреть внешнее строение листьев нескольких комнатных растений.
Вывод: Растения имеют плоскую листовую пластинку, черешок для прикрепления листа к побегу, в основном имеют зеленую окраску.
2. Опыт. Рассмотреть положение листьев комнатного растения по направлению к окну. Развернуть растение в противоположную сторону.
Наблюдение. Через два дня листья растения были вновь направлены в строну окна.
Вывод: Черешок служит для поворачивания листовой пластинки к свету.
Лабораторная работа. Рассмотреть порядок расположения листьев на нескольких комнатных растениях.
Наблюдение. Растения имеют большое количество листьев, расположенных на побеге мозаично, не затеняя друг друга.
Вывод: Листья растения располагаются таким образом, чтобы как можно больше света попадало на листовые пластинки.
3.Лабораторная работа. Приготовить и рассмотреть под микроскопом микропрепарат кожицы листа лука, амариллиса и др.
Вывод: Плотное расположение клеток кожицы листа предохраняет лист от механических повреждений, прозрачные, неокрашенные клетки способствуют проникновению света, а наличие устьиц обеспечивает газообмен.
4.Лабораторная работа. Рассмотреть под микроскопом микропрепарат листа камелии.
Вывод: Клетки мякоти листа ярко – зеленые, т. к. содержат зеленые пластиды – хлоропласты; расположены рыхло, между ними есть пространства, заполненные воздухом.
5.Опыт. Измельчить листья зеленого растения, поместить в колбу, влить спирт и осторожно нагреть на спиртовке.
Наблюдение. Спирт окрасился в изумрудно –зеленый цвет.
Вывод: Листья растений содержат пигмент хлорофилл, который придает зеленый цвет растениям.
Предположение: окраска хлорофилла определяется наличием в нем атома магния
Опыт. В пробирку с вытяжкой хлорофилла добавим несколько капель соляной кислоты – атом водорода заместит атом магния и окраска измениться на оливково – бурую.
В ту же пробирку добавим небольшое количество ацетата меди и подогреем содержимое на спиртовке – атом водорода заместится на атом меди и окраска вновь станет зеленой.
Вывод: Зеленая окраска хлорофилла определяется наличием в нем атома металла, вне зависимости от того, будет ли это магний или другой металл.
Сделайте общие выводы и определите виды приспособлений растений к фотосинтезу (приём «мозговой штурм».)
Кейс № 2. Какие условия необходимы для прохождения фотосинтеза?
Учащиеся анализируют предложенные опыты, закодированные в картинках и определяют необходимые условия для прохождения фотосинтеза.
Кейс № 3. В чём сущность процесса фотосинтеза?
Процесс фотосинтеза определённым образом связан с цепочкой закономерно расположенных объектов:
Растение – лист – клетка – хлоропласты – тилакоиды гран.
Предлагаю вспомнить строение хлоропласт.
2. Погружение в тему.
(использование опорных схем, с которыми по мере рассказа учителя работают ученики)
Световая фаза
Фотосинтез
Темновая фаза
а). Световая фаза фотосинтеза проходит на мембранах тилакоидов при участии солнечного света.
[pic]
б). Темновая фаза фотосинтеза проходит в строме хлоропласта и наличие света не обязательно.
Цикл Кальвина - циклический процесс, осуществляющийся с затратой энергии АТФ. Стартовой ступенью является соединение РДФ – это акцептор СО2 и Н 2О. Он даёт старт превращению органических соединений, имеет способность к регенерации, но только в присутствие солнечного света ( т. о. темновая фаза приходит и в темноте, и на свету). Для образования 1 молекулы глюкозы необходимы 6 оборотов (для этого по 6 молекул воды и углекислого газа). При этом 5 молекул идет на восстановление РДФ, а 6-ая – используется для построения углеводов.
IV. Рефлексия (5 мин.)
1. Заполнение таблицы
Световая фаза
Темновая фаза
Место протекания процессов
Условия
Исходные вещества
Конечные продукты
Процессы
(работы сдаются для оценивания)
2. Фронтальное закрепление материала, Приём «верю - не верю»
- фотосинтез – это метаболический процесс (верю);
- фотосинтез проходит в клетках любого живого организма (не верю);
- световая фаза фотосинтеза проходит на мембранах тилакоидов гран (верю);
- в ходе световой фазы фотосинтеза принимает участие только одна фотосистема ( не верю);
- одним из конечных продуктов фотосинтеза является кислород (верю);
- конечным продуктом фотосинтеза, необходимым самому растению является углевод (верю).
V. Подведение итогов.
Оценивание учащихся
Домашнее задание: конспект урока, параграф
Подготовить ответ на вопрос: Все ли растения питаются автотрофным способом?
