РТ п.г.т. Кукмор Кукморская гимназия №1 имени Ч.Т. Айтматова

Урок для 10 классов

Тема “Фотосинтез”

Учитель биологии Кукморской

гимназии №1 им.Ч.Т. Айтматова

I квалификационной категории

Димиева Зульфия Хурматулловна
2010 год

Учебник:А.А.Каменский Е.А.Криксунов «Общая биология»Дрофа Москва 2005 г.

Класс:10 А

Тема: Фотосинтез (2 часа)

Цель урока:

• 
  Сформировать знания учащихся о фотосинтезе как пластическом обмене веществ у растений;
  
• 
  Рассмотреть историю открытия фотосинтеза;
  
• 
  Изучить химические реакции, протекающие в световую и темновую фазы фотосинтеза, механизм преобразования энергии солнца в энергию химических связей органической среды;
  
• 
  Показать значение фотосинтеза и пути его продуктивности;
  
• 
  Развивать творческую активность, познавательное мышление учащихся, умение делать выводы, сравнивать, анализировать, самостоятельно работать с литературой;
  
• 
  Воспитывать любовь к растениям как источника жизни на земле.
  

Методы : комбинированный урок. Изучения нового материала.

Оборудование:

Таблицы «Фотосинтез», портрет Тимирязева, блок-схемы на доске.

Ход урока.

1. 
   Организация класса.
   
2. 
   Актуализация опорных знаний. Фронтальная беседа с классом:
   

1. 
   Что такое обмен веществ?
   
2. 
   Что такое энергетический обмен?
   
3. 
   Что такое пластический обмен?
   
4. 
   Как делятся организмы по способу питания?
   
5. 
   Составление на доске схемы обмена веществ.
   

Автотрофный организм

Свет орган. в-ва

СО₂ тепло

О₂ СО₂

Мин. соли О₂

Гетеротрофный организм

Орг. в-ва тепло

Н₂О мин. соли

Мин. соли СО₂

О₂ продукты распада

3. 
   Мотивация учебной деятельности.
   

«Хлорофилл – это Прометей, который выкрал огонь с небес и подарил людям».

К.А.Тимирязев.

Сообщение темы, цели урока, обсуждение эпиграфа урока.

Учитель биологии:

Да, действительно, растение – это посредник живого между небом и землёй. Оно – настоящий Прометей, который украл огонь с небес. Украденный им луч солнца приводит в действие маховик могучей паровой машины, и кисточку художника, и перо поэта…

Судьба зелёного растения – это судьба человечества.

Учитель химии:

Проблемный вопрос. Почему? Как работает «зелёная лаборатория растений?»

Фронтальная беседа с опорой на знания о фотосинтезе, полученные в 6-м классе.

1. 
   Что такое фотосинтез?
   
2. 
   Где он происходит?
   
3. 
   Как питается растение?
   
4. 
   Какие условия необходимы, чтобы шёл фотосинтез?
   

Учитель биологии делает вывод:

«Я держу в руках зелёный лист растения, но это не просто лист – это фабрика фотосинтеза. И, чтобы рассмотреть, как работает эта фабрика, мы должны привлечь знания физики, химии, биологии».

4. 
   Первичное восприятие и осмысление нового материала.
   

План

Ролевая игра «Из истории открытия фотосинтеза».

Учащиеся, заранее подготовленные, выступают в роли учёных, которые занимались изучением фотосинтеза.

Аристотель:

Растения – это животные, которые поставлены, на голову. Органы размножения у них вверху, а голова – внизу. (Почвенная теория питания растений).

Ван Гильмонт (голландский исследователь и химик):

Опыты с вербой: посадил ветку вербы 1,8кг в бочку с почвой 71,6кг. 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.

Вывод – растения питаются только водой. Так ли это? (Водная теория питания растений).

Джозеф Пристли – 1772г (английский химик):

Он проводит опыты с мышами. Результат: «Я нашёл метод улучшения воздуха, испорченного дыханием. Природа использует с этой целью растительность».

Ян Ингенгауз _ 1779г (голландец):

Опыты с элодеей. «Мне удалось собрать газ, который растения выделяют на свету – кислород». (Воздушная теория питания растений).

Вывод:

Тимирязев К.А. Вы прослушали рассказы об открытиях, сделанных во времена изучения фотосинтеза. Я переработал все эти теории, выбрал и создал собственную, в которой доказал космическую роль зелёных растений в круговороте веществ и преобразовании энергии. Я доказал, что фотосинтез проходит в 2 фазы: световую и темновую.

Учитель биологии:

1. 
   Суммарное уравнение фотосинтеза (записывают в тетрадях)
   

_СВЕТ

6СО₂+6Н₂О С₆Н₁₂О₆+6СО₂

^{ХЛОРОФИЛЛ}

2. 
   Анализ уравнения с помощью учащихся:
   

- какие условия необходимы для того, чтобы шёл фотосинтез;

- какие продукты образуются в результате реакции?

Учитель химии:

Фронтальная беседа:

1. 
   Где происходит фотосинтез в листьях?
   
2. 
   Вспомните строение хлоропласта.
   
3. 
   Рассмотрим химическое строение хлорофилла.
   

Немного истории:

1674г – Антон Ван Левенгук впервые наблюдал хлорофилл.

1817г – французские фармацевты Пельтье и Каванту впервые выделили из листьев их зелёную «начинку» - хлорофилл.

1940г – Ханс Фишер, немецкий учёный, установил структуру хлорофилла. Хлорофилл похож на зелёного головастика. У этой молекулы квадратная «голова» (хлорофиллин) и длинный «хвост» (фитол). В центре головы как будто глаз циклопа, красуется атом магния.

В состав хлоропластов входит два хлорофилла а и в.

COOCH₃

С₃₂Н₃₀ОN₄Mg хлорофилл а

COOC₂₀H₃₉
COOCH₃

С₃₂Н₂₈О₂N₄Mg хлорофилл в

COOC₂₀H₃₉
Задание:

Сравните эти две молекулы.

В чём их сходство и различие?

Учитель химии:

Сегодня мои ассистенты помогут ответить на несколько вопросов.

Ученик (ассистент-химик) №1:

Что представляет собой хлорофилл в химическом плане? Это сложный эфир дикарбоновой хлорофиллиновой кислоты с двумя спиртами: метиловым и фитоловым.

Ученик (ассистент-химик) №2:

Почему лист зелёный? Потому, что в его состав входит зелёный хлорофилл. А почему хлорофилл зелёный? Это зависит от наличия атома магния. Когда на место магния становится водород – хлорофилл превращается в вещество бурого цвета.

Ученик (ассистент-химик) №3:

А почему растение не чёрное?

Листья тогда бы больше поглощали солнечной энергии, необходимой для фотосинтеза. Но чёрные листья быстро бы перегревались. Если бы температура листа поднялась выше 50^о – растение бы погибло. Лист не чёрный, не белый. Природа выбрала зелёный цвет потому, что этот пигмент прекрасно приспособлен для выполнения своей функции. Он ловит те лучи, которые необходимы растению, и пропускает те, которые могли бы перегреть организм.

Учитель биологии:

Хлорофилл

Белок

Липид

Хлорофилл

Рассматривают процессы, происходящие в световую фазу с записью опорного конспекта в тетрадях:

Строение хлоропласта:


Фотолиз воды:

Н₂О → Н⁺+ОН^-

4ОН^- → 2Н₂О+О₂+4ē

4Н⁺+4ē → 4Н^о

Синтез АТФ:

АДФ+Н₃РО₄ → АТФ+Н₂О

Синтез НАДФ

НАДФ+2Н^о → НАДФ∙Н₂

Учитель химии:

Рассмотрим процессы, происходящие в темновую фазу фотосинтеза:

Цикл Кальвина

НАДФ∙Н₂

НАДФ






СО₂

С₆Н₁₂О₆






АДФ

АТФ

Опорный конспект учащиеся записывают в тетрадях.

Учитель биологии:

Известно, что в процессе фотосинтеза в 1м³ площади листа образуется 1 грамм органического вещества за 1 час. Летом за сутки образуется 15 грамм органического вещества.

Много это или мало?

Как повысить продуктивность фотосинтеза?

Учащиеся высказывают собственное мнение, учитель дополняет ответы, учащиеся записывают опорную схему:

Освещённость 10000 люкс

Районированные сорта

Высокая агротехника






ПРОДУКТИВНОСТЬ

S листа






Фитогормоны

СО₂ оптимум – 0,4%

Оптимальная темп-ра +25⁰


Решение задач:

№1. 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.

№2. За сутки человек массой 60кг поглощает 430г О₂. Один 25-летний тополь за пять месяцев вегетации поглощает 42кг углекислого газа. Сколько таких деревьев необходимо для обеспечения 1 человека кислородом на год?

5. 
   Обобщение и систематизация знаний.
   

Учитель биологии:

В чём вы видите космическую роль фотосинтеза?

В ходе ответов учитель делает вывод: «Изучение фотосинтеза показало большое значение зелёных растений, вернее, маленького хлоропласта в жизни нашей планеты. Только зелёные растения являются единой в мире лабораторией, которая поглощает солнечную энергию и сохраняет её в виде химической энергии органических веществ, которые образуются в результате фотосинтеза. Упав на зелёное растение, луч солнца не пропал, а часть его энергии сохранилась в виде химической энергии крахмального зерна в хлоропластах. Зелёное растение образует питательные вещества для животных и растений. Зелёные растения кормят, одевают и согревают нас. Горят дрова в печи, сжигается нефть и уголь на производстве – всё это результат жизнедеятельности зелёного растения. Поглотивши сотни миллионов лет назад зелёным растением, солнечный лучик сохранился до наших дней в виде каменного угля.

Выделяя кислород в процессе фотосинтеза, зелёное растение накапливает кислород в атмосфере, без которого мы не сможем прожить.

Подсчитано, что ежегодно растения выделяют в атмосферу 400 млрд. т. О₂, поглощают 600 млрд. т. СО₂ и синтезируют 540 млрд. т. Органических веществ».

Учитель химии:

В беседе с великим физиком Фредерик Жолио-Кюри сделал простые подсчёты. Если бы на малой части пустыни Сахары с помощью специального оборудования можно было бы использовать хотя бы 10% солнечной радиации, то этой энергии хватило бы для потребности всей планеты. Вот его удивительное высказывание:

«Хотя я верю в будущее атомной энергии и уверенный в важности этого открытия, но считаю, что настоящий переворот в энергетике наступит лишь тогда, когда мы сможем осуществить массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу».

Люди давно мечтают о чуде, когда солнечный лучик создаст из углекислого газа и воды «ложечку сахара» в пробирке, и мы перестанем быть в рабской зависимости от растений.

Ученик (ассистент-историк):

Историческая справка:

1960год – американский химик-органик Роберт Вернс Вудворт осуществляет синтез хлорофилла.

Учёные считают, что через 30 лет может стать реальностью промышленное производство хлорофилла и стеклянных листьев. Подобный прогноз может быть очень смелым, но хлорофилл уже синтезирован!

6. 
   Итоги урока.
   

Домашнее задание:

§ 46, блок-схемы в тетрадях, выучить (по желанию):

1. 
   Продолжить сказку о фотосинтезе. «Инопланетяне решили уничтожить жизнь на планете Земля. Они выяснили, чтобы уничтожить жизнь, необходимо уничтожить фотосинтез…».
   
2. 
   Ответить на вопрос. Если бы человек был способен к фотосинтезу, как бы изменилась его внешность, привычки, жизнь?