план урока по теме Фотосинтез 10 класс

Класс  10  дата__________

 Особенности пластического и энергетического  обмена растительной клетки. Фотосинтез.

Цель урока:  изучить механизм и значение процесса фотосинтеза.

Задачи:

Образовательные:

Расширить и углубить представление о воздушном питании растений,

Раскрыть сущность процесса фотосинтеза,

Подробно изучить химизм и механизм световой и темновой фаз фотосинтеза,

Рассмотреть значение фотосинтеза в природе и жизни человека;

Развивающие:

Развивать умение извлекать информацию из текста и иллюстраций, выполнять анализ и сравнение, установление причинно-следственных связей,

Формировать навык самостоятельной работы с текстом учебника,

Продолжить работу по формированию научного мировоззрения на основании интегративного подхода к изучаемой проблеме;

развивать творческое мышление и познавательную активность

 Воспитательные:

Осуществлять экологическое воспитание,

Воспитывать бережное отношение к растениям как к источнику жизни на Земле

Тип урока: комбинированный урок.

Технология  обучения: ИКТ -технология, 

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

Оборудование: учебник «Общая биология. 10 класс» Касымбаева Т. Мухамбетжанов  К. «Мектеп» 2014 г.компьютер, мультимедийный  комплекс,  презентация к уроку;

  Эпиграф   урока   стихи  Б. Пастернака:

«Во всем мне хочется дойти

До самой сути,

В работе, в поисках пути

В сердечной смуте.

До сущности протекших дней

До их причины

До оснований, до корней,

До сердцевины».

                             ХОД  УРОКА

I. Оргмомент (1 мин)  Приветствие, проверка готовности к уроку, позитивный настрой на работу.

II. Проверка Д/З (5 мин)

Тест по теме «Обмен веществ»

В подготовительной стадии энергетического обмена происходит
1) расщепление биополимеров до мономеров
2) синтез белков из аминокислот
3) синтез полисахаридов из глюкозы и фруктозы
4) расщепление глюкозы до молочной кислоты

Благодаря энергетическому обмену клетка обеспечивается
1) белками
2) углеводами
3) липидами
4) молекулами АТФ

В процессе энергетического обмена 
1) из глицерина и жирных кислот образуются жиры
2) синтезируются молекулы АТФ
3) синтезируются неорганические вещества
4) из аминокислот образуются белки

4. Ферментативное расщепление глюкозы без участия кислорода – это
1) подготовительный этап обмена
2) пластический обмен
3) гликолиз
4) биологическое окисление

5.   Сколько молекул АТФ образуется за счёт окисления одной молекулы глюкозы в анаэробных условиях?
1) 18
2) 2
3) 36
4) 38

6. Сколько молекул АТФ образуется за счёт окисления одной молекулы глюкозы в аэробных условиях?
1) 18
2) 2
3) 36
4) 38

Правильные ответы: 1.1,  2.4,  3.2, 4.3,  5.2,  6.3.

                                  Изучение новой темы

Проблемный вопрос:

    Дайте самому лучшему повару сколько угодно  свежего воздуха, 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. К А. Тимирязев.  ЗХУ по теме.

      Сегодня мы с вами проведем пресс-конференцию, по теме «Фотосинтез».   На нашей конференции присутствуют  научные сотрудники лаборатории физиологии растений,  а так же учащиеся, занимающиеся в кружке «Юный натуралист» проблемами фотосинтеза. Им зададут  вопросы корреспонденты различных газет и журналов, тележурналисты представляющие разные телекомпании. Я думаю ведущие специалисты помогут нам разобраться в механиезме этого уникального процесса.  Все  участники конференции  должны быть очень внимательными, т.к.    по ходу выступления специалистов вы должны делать краткие записи в своих тетрадях. Итак, мы начинаем. Слово корреспондентам.

1вопрос учащимся из кружка «Юный натуралист»:

Когда впервые ученые задумались о необычной  способности растений питаться особым способом?

Ответ «Юнната»:

                    Ошибка Ван-Гельмонта

В старые времена врач обязан был знать ботанику, ведь многие лекарственные средства готовились из растений. Неудивительно, что лекари нередко выращивали растения, проводили с ними различные опыты. Так, голландец Ян Баптист Ван-Гельмонт (1579–1644) не только занимался врачебной практикой, но и экспериментировал с растениями. Он решил узнать, благодаря чему растет растение. С животными и человеком вроде бы все ясно: поедая корм или пищу, они получают вещества, благодаря которым увеличиваются в размерах. Но за счет чего крошечное семя, лишенное рта, превращается в огромное дерево?

Чтобы ответить на этот вопрос, Ван-Гельмонт проделал следующее. Взял кадку, в которую насыпал 91 килограмм высушенной в печи почвы, смочил ее дождевой водой и посадил ивовый побег массой 2,25 килограмма. Каждый день в течение пяти лет он поливал растение чистой дождевой водой. По прошествии этого времени Ван-Гельмонт извлек деревце, тщательно очистил корни от прилипших частиц почвы и взвесил содержимое кадки и растение. Оказалось, что масса почвы уменьшилась всего на 57 граммов, а вот масса ивы возросла почти на 75 килограммов. Результат эксперимента исследователь объяснил исключительно поглощением воды. Так возникла водная теория питания растений.

2 вопрос. Какие опыты доказывают появление  в результате  фотосинтеза кислорода?

Ответ «Юнната»:

 Джозеф Пристли (1733–1804) – известный английский ученый-химик.  Как химика Пристли заинтересовал вопрос: почему воздух полей и лесов чище городского? Ученый предположил, что растения очищают его от веществ, выделяемых людьми при дыхании, а также дымящимися трубами заводов и фабрик. С целью проверки своего предположения он посадил под стеклянный колпак мышь. Довольно быстро животное погибло. Тогда экспериментатор поместил под такой же колпак другую мышь, но уже вместе с веткой мяты. «Это было сделано в начале августа 1771 года. Через восемь-девять дней я нашел, что мышь прекрасно могла жить в той части воздуха, в которой росла ветка мяты. Побег мяты вырос почти на три дюйма».

Ответ «Юнната» Опыт по обнаружению кислорода

Для опыта берут две банки из светлого стекла. В каждую помещают по 2-3 веточки растения, чтобы растения не завяли, в банки налить немного воды. Сечи, укрепленные на проволоке, зажигают и опускают в банки, закрыв их пробками. Свечи гаснут, что указывает на отсутствие кислорода и наличие углекислого газа, образующегося при горении. Свечи вынимают. Банки  с растениями закрывают крышками, одну ставят в темное место, а другую – на свет. На следующий день банки открывают и опять опускают зажженные свечи. В банке, стоящей на свету, свеча горит, а в банке, находившейся в темноте, - гаснет. Газ, поддерживающий горение – кислород

3 вопрос как убедиться в образовании углеводов в процессе фотосинтеза?

Ответ «Юнната» Объяснение опыта с листом герани:

   Мы  взяли  растение  герань и поставили  его в тёмный шкаф на 3 дня, чтобы произошёл отток питательных веществ из листьев, затем растение поместил на свет на 8 часов, потом   удалили  лист растения и  поместили сначала в горячую воду ( при этом разрушилась покровная  и основная  ткань листа), лист стал более мягким, затем  мы поместили его в кипящий спирт.    (При этом лист обесцветился, а спирт стал ярко  зелёным от хлорофилла) . Потом нужно обработать слабым раствором йода- и вот  результат. 

Появление  синей окраски при обработке  листа  йодом    говорит о  присутствии крахмала.  

Вопросы сотрудникам лаборатории научно – исследовательского института.

4. вопрос Какая структура осуществляет данный процесс и какое имеет строение?    

Ответ 4 сотрудника о строении хлоропласта.

5 вопрос . Каков  механизм  фотосинтеза? Что вы можете рассказать о световой фазе? И на каком этапе синтезируется АТФ? И что это такое?

Слушая выступления сотрудников, необходимо заполнить таблицу:  

                                      Сравнение этапов фотосинтеза:

Ответ 5 сотрудника: а) Световая фаза фотосинтеза(образование АТФ)

Световая фаза – это стадия, для протекания реакций которой требуется поглощение кванта солнечной энергии. Её смысл – превратить световую энергию солнца в химическую энергию молекул АТФ и других молекул, богатых энергией. Эти реакции протекают непрерывно, но их легче изучать, разделив на три стадии:

 а) Свет, попадая на хлорофилл, сообщает ему достаточно энергии для того, чтобы от молекулы мог оторваться один электрон; б) электроны захватываются белками-переносчиками, встроенными, наряду с хлорофиллом, в мембраны тилакоида и выносятся на сторону мембраны, обращённую в строму; в) в строме всегда есть вещество, являющееся переносчиком водорода, НАДФ⁺ (никотин–амид–аденин–динуклеотид–фосфат). Это соединение захватывает возбуждённые светом e и протоны, которые всегда есть в строме, и восстанавливается, превращаясь в НАДФ·H₂.

Ответ 3 сотрудника (фотолиз воды)

  Молекулы воды разлагаются под действием света (фотолиз воды): образуются электроны, Н⁺ и O₂. Электроны замещают e, утраченные хлорофиллом на стадии 1. Протоны пополняют протонный резервуар, который будет использоваться на стадии 3. Кислород выходит за пределы клетки в атмосферу.

  Протоны  устремляются  из тилакоида наружу – в строму. На выходе создаётся высокий уровень энергии, который идёт на синтез АТФ - нециклическое фосфорилирование (АДФ + Ф_н = АТФ). Образовавшиеся молекулы АТФ переходят в строму, где участвуют в реакциях образования углеводов.

Итак, результат световой фазы – образование молекул, богатых энергией      АТФ и НАДФ·H₂, и побочного продукта – O₂?

6 вопрос.  Что  такое световая фаза фотосинтеза?  Чем она интересна?

 Ответ 4 сотрудника:     б) Темновая фаза фотосинтеза

Эта фаза проходит в строме хлоропласта, куда поступает CO₂ из воздуха, а также продукты световой фазы АТФ и НАДФ·H₂. Здесь эти соединения используются в серии реакций, накапливающих CO₂ в форме углеводов, данный  процесс представляет собой цикл Кальвина (Нобелевская премия 1961 г).

Для создания одной молекулы глюкозы цикл должен повториться шесть раз: при этом всякий раз к запасу фиксированного углерода в растении прибавляется по одному атому углерода из CO₂.

АДФ, Ф_н и НАДФ⁺ из цикла Кальвина возвращаются на поверхность мембран и снова превращаются в АТФ и НАДФ·H₂.

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.

Итоговое уравнение фотосинтеза:  6СО₂ + 6Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ ↑.

Проверка таблицы.

Итак в ходе конференции мы ответили на все, интересующие нас вопросы. Спасибо участникам.

Физ минутка.

Продолжаем урок.   Прочитайте  

стихотворение и сформулируйте значение фотосинтеза. Заполнить в тетради кластер «Значение фотосинтеза»

  Значение фотосинтеза.

Фотосинтез идет на свету круглый год.

И он людям дает пищу и кислород.

Очень важный процесс- фотосинтез, друзья,

Без него на Земле обойтись нам нельзя.

Фрукты, овощи, хлеб, уголь, сено, дрова –

Фотосинтез всему этому голова.

Воздух чист будет, свеж, как легко им дышать!

 И озоновый слой будет нас защищать.

Закрепление. 1. Тестирование по  теме “Фотосинтез”.

1. В каких органеллах клетки осуществляется процесс фотосинтеза?

а) митохондрии,
б) рибосомы,
в) хлоропласты,
г) хромопласты.

2. Какие лучи спектра поглощает хлорофилл?

а) красные и фиолетовые,
б) зеленые и желтые.

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

а) CO₂,
б) H₂O,
в) АТФ.

4. На какой стадии фотосинтеза образуется свободный кислород?

а) темновая,
б) световая,
в) постоянно.

5. Что происходит с АТФ в течение световой стадии?

а) синтез,
б) расщепление.

6. В течение какой стадии в хлоропласте образуется первичный углевод?

а) световая стадия,
б) темновая стадия.

7. Расщепляется ли молекула CO₂ при синтезе углеводов?

а) да,
б) нет.

 Правильные ответы: 1.в,  2.а,  3.б, 4.б, 5.а,  6.б,  7.а. 

Подготовка к ЕНТ викторина по теме: «Обмен веществ». Презентация.

 2.Закрепление материала (решение задач и творческих вопросов)

Познавательные задачи:

1.      Известно, что 50 м₂ зеленого леса поглощает за 1 ч углекислого газа столько же, сколько его выделяет при дыхании за 1 ч один человек, т.е. 40 г. Сколько углекислого газа поглощает 1 га зеленого леса за 1 ч? Сколько человек смогут выдыхать этот углекислый газ за тот же час?     (ответ: 8 кг углекислого газа. 200 человек)

2.      Корневая  масса небольшого дерева 5 кг. Один кг корневой массы потребляет в сутки 1 г кислорода. Какую массу кислорода потребляют корни дерева за месяц и год?                                          (ответ: за 30 дней – 150 г; за 365 дне – 1825 г)

3.      Какое растение осаждает больше пыли на поверхности листьев: вяз или тополь? Почему?     (ответ: у вяза лист шероховатый, он будет в 6 раз больше осаждать пыль, чем  гладкой поверхностью листа тополь)

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

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

6.      В процессе фотосинтеза огурцы, выращиваемые в теплицах, поглощают 1 кг углекислого газа при образовании 7 кг плодов. Сколько кг углекислого гала потребуется, чтобы получить 300 кг огурцов?  Как можно увеличить содержание углекислого газа в воздухе теплиц?                                   (ответ: 42,85 кг; внесение в почву навоза, торфа обогащает надземный слой воздуха углекислым газом, который выделяется из почвы при разложении микроорганизмами органических веществ)

 7. За 20 минут побег с листовой поверхностью 240 см² поглощает 16 мг СО₂. Определите интенсивность  фотосинтеза, т.е. количество мг СО₂, которое поглощается 1 м² листовой поверхности за 1 час. (ответ 2000 мг.)

 Рефлексия. Подведение итогов урока. Выставление   оценок.