Разработка урока: "Фотосинтез, его фазы, космическая роль в биосфере."

Дата _______________

Поурочный план 10 класс

Биология

Тема: Фотосинтез, его фазы, космическая роль в биосфере. Хемосинтез и его значение в биосфере.

Демонстрация опытов, иллюстрирующих процесс фотосинтеза.

Задачи: Образовательные:  расширить знания учащихся о процессе фотосинтезе.

Развивающие: Способствовать развитию познавательного интереса к предмету, аналитического и логического мышления, зрительной и звуковой памяти, точности и аккуратности.

Воспитательные: позитивное отношение к предмету и учёбе, взаимоуважение в коллективе, правильное отношение к общечеловеческим ценноЬстям.

Тип урока: комбинированный

Методы: рассказ, частично – поисковые, поисковые

Оборудование: мультимедийный проектор; учебник 10 класса «биология».

Ход урока:

I. Организационный момент

Приветствие. Проверка отсутствующих, проверка готовности к уроку; Настрой на восприятие темы урока; озвучивание цели и темы урока

II. Проверка актуализации знаний учащихся

Фронтальный опрос

Назовите способы получения органических веществ?

Какие организмы называют гетеротрофами?

Какие организмы называют автотрофами?

Распределите на доске организмов гетеротрофов и автотрофов , напримр насекомое- гетерофтроф

III. Объяснение нового материала

Цель: рассказать о процессе фотосинтез; рассмотреть фазы фотосинтеза

Более четырехсот лет назад бельгийский естествоиспытатель Ян Ван – Гельмонт поставил опыт – поместил в горшок 80 килограмм земли и посадил в него ветку ивы, предварительно взвесив ее. Растущему в горшке растению в течении пяти лет не давали ни какого питания, а только поливали дождевой водой, не содержащей минеральных солей. Взвесив иву, через пять лет, ученый обнаружил, что ее вес увеличился на 65 килограмм, а вес земли в горшке уменьшился всего на 50 граммов. Откуда растение добыло 64 кг 950 гр питательных веществ для Ван – Гельмонта осталось загадкой.

История открытия фотосинтеза.

1600г.        Бельгийский естествоиспытатель Ян Ван – Гельмонт

Поставил первый физиологический эксперимент, связанный с изучением питания растений.

1771г.        Английский химик Джозеф Пристли      

Проделал опыт: посадил мышь под стеклянный колпак, и через пять часов животное погибло. При введении же под колпак веточки мяты, мышь осталась живой. Ученый пришел к выводу, что зеленые растения способны осуществлять реакции противоположные дыхательным процессам.

1779г. Голландский врач Ян Ингенхауз  

В ходе эксперимента обнаружил, что растения способны выделять кислород лишь в присутствии солнечного света, и что только их зеленые части способны обеспечивать выделение кислорода.

1782г.        Швейцарский ученый Жан Сенебье        

Экспериментально доказал, что органические вещества в растениях образуются из углекислого газа, который под влиянием солнечного света разлагается в зеленых органоидах растений.

1804г.        Французский физиолог растений Жак Буссенго        

В ходе лабораторных работ пришел к выводу, что вода так же потребляется растениями при синтезе органических веществ.

1864г.        Немецкий ботаник Юлиус Сакс     

Доказал, что соотношение объемов поглощаемого углекислого газа и выделяемого кислорода равно 1:1. продемонстрировал образование зерен крахмала при фотосинтезе.

Фотосинтез-образование живыми растительными клетками органических веществ, таких, как сахара и крахмал,

 изнеорганических - из углекислого газа и воды - с помощью энергии света, поглощаемого пигментами растений.

Световая, темновая фаза фотосинтеза

В процессе фотосинтеза различают световую и темновую фазы.

При освещении растений энергия света преобразуется в энергию химических связей АТФ и НАДФ*Н. Энергия этих соединений легко освобождается и используется внутри клетки растения для разных целей, в первую очередь для синтеза глюкозыи иных органических соединений. Без освещения солнечным или искусственным светом, в спектре которого есть красные и синие лучи, синтез АТФ и НАДФ*Н в клетке растения не происходит. Поэтому такую начальную стадию фотосинтеза называют световой фазой.

Однако, когда в растительной клетке уже накопились АТФ и НАДФ*Н, синтез глюкозы может происходить и в темноте, без участия света. Для этих биохимических реакций освещение не нужно, поскольку они уже обеспечены энергией света, запасенной в биологических «аккумуляторах». Эту стадию фотосинтеза называют темновой фазой.

Формула фотосинтеза: Хлорофилл + Н₂О + солнечная энергия + СО₂= С₆Н₁₂О₆ + О₂

Хемосинтез — тип питания бактерий, основанный на усвоении СO2 за счет окисления неорганических соедине­ний. Хемосинтез был открыт в 1888 году русским биологом С.Н.Виноградским, доказавшим способность некоторых бактерий образовывать углеводы, используя химическую энергию. Существует несколько групп хемосинтезирующих бактерий, из которых наибольшее значение имеют нитри­фицирующие, серобактерии и железобактерии. Например, нитрифицирующие бактерии получают энергию для син­теза органических веществ, окисляя аммиак до азотистой, а затем до азотной кислоты, серобактерии — окисляя сероводород до сульфатов, водородные бактерии - окисляя водород до воды, а железобактерии — превращая закисные соли железа в окисные. Освобожденная энергия аккумулируется в клетках хемобактерий в форме АТФ. Процесс хемосинтеза, при котором из СO2 образуется органическое вещество, протекает аналогично темновой фазе фотосинтеза. Благодаря жизнедеятельности бактерий-хемосинтетиков в природе накапливаются большие запасы селитры и болотной руды. Реакции хемосинтеза представлены ниже: 

 нитрифицирующие бактерии

2NH₃ + 30₂ ? 2HN0₂ + 2H₂0 + Q

серобактерии

2H₂S + O₂ ? 2H₂0 + 2S + Q

железобактерии

4Fe(HCO3)2 + 6H2O + O2 ? 4Fe(OH)3 + 4H2CO3 +4CO2 + Q

При этой реакции энергии выделяется немного, поэтому железобактерии окисляют большое количество  закисного железа 

Выполнение задач.

В процессе фотосинтеза огурцы, выращиваемые в теплицах, поглощают 1 кг углекислого газа при образовании 7 кг плодов. Сколько кг углекислого газа 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)

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.)

IV. Закрепление новой темы

1. Кислород в ходе фотосинтеза образуется в результате процесса:

A.               Фотолиза воды

B.               Синтеза АТФ

C.               Разложения углекислого газа

D.               Синтеза НАДФ

2. Исходным материалом для фотосинтеза служит:

A.               Кислород и углекислый газ

B.               Вода и кислород

C.               Углекислый газ и вода

D.               Углеводы

3. Энергия возбужденных электронов в световой стадии фотосинтеза используется для:

A.               Синтеза АТФ

B.               Синтеза глюкозы

C.               Синтеза белков

D.               Расщепления углеводов

4. В световой фазе фотосинтеза НЕ происходит:

A.               Образования глюкозы

B.               Синтез АТФ

C.               Фотолиз воды

D.               Образования НАДФ*Н

5. В результате фотосинтеза в хлоропластах образуется:

A.               Углекислый газ и кислород

B.               Хлорофилл, вода, кислород

C.               Глюкоза, АТФ, кислород

D.               Углекислый газ, АТФ, кислород

6. Переход электронов на более высокий энергетический уровень происходит в световую фазу фотосинтеза в молекулах:

A.               Воды

B.               Хлорофилла

C.               Глюкозы

D.               АТФ

7. В синтезе АТФ не участвует такая структура клетки, как:

A.               Ядро

B.               Митохондрии

C.               Цитоплазма

D.               Хлоропласты

8. В процессе хемосинтеза в отличие от фотосинтеза:

A.               Используется энергия окисления неорганических веществ

B.               Образуются органические вещества из неорганических

C.               Источником углерода служит углекислый газ

D.               Используется энергия Солнца

9. Кислород выделяется в:

A.               Темновой фазе фотосинтеза

B.               Световой фазе фотосинтеза

C.               Анаэробном гликолизе

D.               Аэробном гликолизе

10 Реакции темновой фазы фотосинтеза происходят:

A.               На мембранах тилакоидов

B.               Внутри тилакоидов

C.               В строме хлоропласта

D.               В межмембранном пространстве

V. Домашнее задание

Параграф 26 -27, конспект