Урок биологии Фотосинтез, хемосинтез

Урок в 10 классе

(Общественно – гуманитарное направление)

Тема: Фотосинтез и хемосинтез

Учитель: Бакеева Е.И.

Чириковская сш  

Есильский район

Цель урока: Формирование знаний о фотосинтезе как пластическом обмене веществ у растений.

Задачи:

- Раскрыть сущность световой и темновой фаз фотосинтеза;

определить значение фотосинтеза для живых организмов на Земле, пути повышения его эффективности; ознакомить с хемосинтезом.

- Развитие самостоятельности у учащихся, умений добывать знания из учебника и дополнительной литературы.

- Экологическое воспитание.

Оборудование: таблицы «Строение хлоропласта» и «Фотосинтез».

Тип урока: изучение нового материала.

Ход урока

I. Актуализация знаний.

- Какие вам известны типы питания организмов? (Гетеротрофное, автотрофное).

- Приведите примеры автотрофных и гетеротрофных организмов.

- Вспомните, какие виды обмена веществ вам известны (определения).

В клетках растений и животных пластический и энергетический обмены сходны, но в клетках растений, содержащих хлорофилл, протекают специфические процессы. Растительные клетки, используя энергию солнечного излучения, синтезируют органические вещества из неорганических.

- Как называется этот процесс?

- Дайте определение фотосинтеза. (Фотосинтез – процесс образования органических веществ из неорганических, идущий за счет солнечной энергии, с участием хлорофилла и с выделением кислорода.)

II. Изучение нового материала.

1.Значение фотосинтеза для всего живого на Земле, для круговорота веществ в природе (самостоятельная работа с текстом учебника на стр.60-64).

2.История открытия фотосинтеза. (Сообщение учащегося).

1630 г. – Ян Ван Гельмонт – растения сами образуют органические вещества.

1772 г – Джозеф Пристли – растения «исправляют» воздух, «испорченный» горящей свечой.

1779 г – Ян Ингенхауз – растения исправляют «плохой» воздух только на свету.

1883 г. – Энгельман – фотосинтез пурпурных бактерий без выделения кислорода.

1887г. – С.Н.Виноградский – хемосинтез бактерий.

Фотосинтез – многоступенчатый процесс, состоящий из двух фаз – световой и темновой.

3.Световая фаза фотосинтеза. Хлорофилл. Его локализация в гранах хлоропласта. Использование энергии света в процессе фотосинтеза.(Беседа, рассказ, изучение схемы фотосинтеза по таблицам).

Световая фаза (фотохимическая) происходит в гранах хлоропластов. В хлоропластах содержится магнийорганическое вещество хлорофилл. Его молекулы способны поглощать красные и синие лучи видимой части спектра, а зеленые – отражать, поэтому хлорофилл, хлоропласты и в общем лист зеленого цвета.

Фотон (квант света) попадает в молекулу хлорофилла и приводит её в возбужденное состояние, выбивая некоторые подвижные электроны на более высокий энергетический уровень. Часть «возбужденных» электронов возвращается на прежний уровень, другая часть присоединяется к ионам водорода. Эти ионы появляются в результате фотолиза воды.

Фотолиз воды – расщепление молекул воды под действием кванта света (А.П.Виноградов).

Н₂О       ^hv                 Н⁺ +ОН^-;     Н⁺ + е          Н^о.

Н⁺ захватываются органическим веществом НАДФ⁺, который при этом переходит в свою восстановленную форму НАДФ^.Н₂. Это вещество богато энергией, которая необходима будет в темновой фазе.

ОН^-, оставшись без противоположно заряженных частиц, теряют электроны и превращаются в радикалы, которые. Попарно соединяясь, образуют воду и молекулярный кислород:

ОН^-                               е + ОН⁰;

4ОН⁰                      2Н₂О + О₂^о  

Молекулярный кислород диффундирует через устьица листа в окружающую атмосферу Земли.

Некоторые из «возбужденных» электронов хлорофилла и электроны от ОН^- участвуют в образовании макроэргической связи в АТФ, т.к.электроны обладают большим запасом энергии:

АДФ + Ф + энергия е          АТФ

Итоги световой фазы:

1)    фотолиз;

2)    восстановление НАДФ^.Н₂;

3)    синтез АТФ.

4.Темновая фаза фотосинтеза. Использование водорода из НАДФ^.Н₂ на восстановление СО₂ и образование углеводов, роль АТФ в этом процессе (рассказ).

Темновая фаза (ферментативная) происходит в строме хлоропластов.

СО₂ из воздуха поступает в строму хлоропласта и вступает в соединение с пентозой, находящейся в клетке. Происходит ряд ферментативных реакций, в результате которых из СО₂ и Н₂О образуется глюкоза. При этом используется энергия АТФ и водород, полученные в световую фазу.

Суммарное уравнение реакций фотосинтеза:

6СО₂ + 6Н₂О_{энергия света}  ^{хлорофилл} С₆Н₁₂О₆ + 6О₂     

5.Продуктивность фотосинтеза (рассказ).

К.А.Тимирязеву, который внес большой вклад в изучение фотосинтеза, принадлежат слова: «Это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете»

Фотосинтез – основной поставщик органических соединений и свободного кислорода на Земле.

6.Хемосинтез (самостоятельная работа с текстом на стр.64).

III. Закрепление изученного материала.

Выполнение теста. Самоконтроль.

Тест «Фотосинтез»

1 вариант

1.Организмы, живущие за счет неорганического источника углерода:

А) автотрофы

Б) гетеротрофы

В) хемотрофы

Г) фототрофы.

2.Пигмент хлорофилл сосредоточен:

А) в оболочке хлоропласта

Б) в строме

В) в гранах.

3.В хлоропластах световые реакции протекают:

А) только в квантосомах

Б) в гранах и строме

В) в гранах и тилакоидах

Г) в тилакоидах и строме.

4.Стадия, на которой в хлоропласте образуется первичный углевод:

А) световая стадия;

Б) темновая стадия.

5.Роль ферментов при фотосинтезе:

А) нейтрализация;

Б) катализация;

В) расщепление.

6.Конечными продуктами световых реакций фотосинтеза являются:

А) АТФ, вода, кислород;

Б) АТФ, углеводы, кислород;

В) НАДФ Н₂, АТФ, кислород;

Г) НАДФ Н₂, вода, кислород.

2 вариант

1.Организмы, живущие за счет органического источника углерода:

 А) автотрофы

Б) гетеротрофы

В) хемотрофы

Г) фототрофы.

2.Органеллы, в которых происходит процесс фотосинтеза:

А) в митохондриях;

Б) в рибосомах;

В) в хлоропластах;

Г) в хромопластах.

3.Стадия фотосинтеза, в которой образуется свободный кислород:

А) темновая;

Б) световая;

В) постоянно.

4.В световую фазу с АТФ происходит:

А) синтез;

Б) расщепление.

5.Расщепляются ли молекулы СО₂ при синтезе углеводов:

А) да;

Б) нет.

6.В хлоропласте темновая фаза фотосинтеза протекает в:

А) строме;

Б) гранах и строме;

В) гранах и тилакоиде;

Г) тилакоидах и строме.

Ответы:     1 вариант      1 – а, 2 – в, 3 – в, 4 – б, 5 – б, 6 – в.

                   2 вариант      1 – б, 2 – в, 3 – б, 4 – а, 5 – б, 6 – а.

Домашнее задание: §10; вопросы; задание.