Муниципальное образовательное учреждение

Муниципальная средняя общеобразовательная

школа №2 г.о.Тейково Ивановской области

Фестиваль-конкурс

«Открытый урок» 2009 – 2010 года

Педагогическая технология: развивающее обучение

Номинация: преподавание биологии

Название работы:  урок изучения нового материала по теме «Луч света в зелёном царстве»

9 класс, учебная линия под редакцией И.Н. Пономарёвой.

Информация об авторе:

1. Фатеева Тамара Юрьевна,
2. дата рождения  -  24 января 1972 года,
3. место работы  -  МСОШ №2,
4. должность  -  заместитель директора по УВР,
5. педагогический стаж  - 15  лет,
6. квалификационная категория  -  I  квалификационная категория,
7. контактный телефон  -  8 (49 343) 224-58
8. контактный E-mail  -  fateeva_tu@mail.ru

С правилами проведения и условиями проведения конкурса ознакомлена и согласна.

дата 30 января 2010 года                        подпись _____________ / Фатеева Т.Ю.

Разрешаю размещение своей работы в сборнике методических разработок.

дата 30 января 2010 года                        подпись _____________ / Фатеева Т.Ю.

Тейково - 2010

Урок по теме «Луч света в зелёном царстве»

(фотосинтез)

Цели урока:

1. Образовательная – раскрыть сущность процесса фотосинтеза и его значения для жизни на Земле, опираясь на имеющиеся знания учащихся,
2. Развивающая – развитие логического мышления, развитие умений использовать ранее приобретённые знания для получения новых знаний и формирование умений выделять главное и устанавливать причинно-следственные связи.

Задачи урока:

1. формирование знания о фотосинтезе о световой и темновой фазах фотосинтеза,
2. выявление значения фотосинтеза для жизни на Земле.

Тип урока:

 изучение нового материала

План урока:

1. Условия фотосинтеза.
2. Химизм фотосинтеза.
3. Значение фотосинтеза для жизни на Земле.

Ход урока

1. Организационный момент
2. Изучение нового материала

Создание проблемной ситуации

В книге Джонатана Свифта «Путешествие Гуливера» рассказывается о Великой Академии в Лодаго, учёные которой были поглощены бессмысленными или невыполнимыми проектами. В частности, один из них разрабатывал проект извлечения из огурцов солнечных лучей. Эти лучи он намеревался «собирать в герметически закупоренные стеклянки, чтобы в случае холодного лета обогревать ими воздух».

Каково ваше мнение о состоятельности этого проекта?

Постараемся найти ответ на этот вопрос в ходе нашего урока, тема которого «Луч сета в зелёном царстве».

(Тема вписывается учащимися в опорную схему Приложение 1, в этой схеме фиксируется весь материал урока)

Учитель предлагает ученикам, проанализировав материал опорной схемы, сформулировать задачи урока и наметить план изучения нового материала.

Фотосинтез и его условия.

Используя выданный текст и знания о фотосинтезе, полученные в 6 классе выявите необходимые условия для протекания процесса фотосинтеза.

Работа с информационным текстом Приложение 2 проводится в группах. Результат работы – заполнение опорных схем Приложение 1

Установлено, что ведущую роль в фотосинтезе играют фотосинтезирующие пигменты. Именно они обладают уникальным свойством улавливать свет и превращать энергию света в энергию химических связей. Фотосинтезирующие пигменты составляют достаточно большую группу веществ. Главным и наиболее важным в энергетическом плане является хлорофилл А.

Где расположены фотосинтезирующие пигменты в клетках растений?

Каково строение пластид?

Используя опорную схему Приложение 1, сформулируйте определение фотосинтеза.

Фотосинтез - это образование органических веществ из воды и углекислого газа в хлоропластах на свету.

Докажем, что в результате фотосинтеза из неорганических веществ образуются органические вещества. Для этого познакомимся с химизмом фотосинтеза.

Химизм процесса фотосинтеза

Суть процесса фотосинтеза можно записать в виде химического уравнения, которое дано в опорных схемах Приложение 1.

Фотосинтез протекает в две фазы.

Назовите их используя опорные схемы Приложение1.

Познакомимся с фазами фотосинтеза, обратив особое внимание на условия, процессы и результат каждой из фаз.

Световая фаза фотосинтеза.

Используя текст учебника,  назовите условия необходимые для протекания световой фазы фотосинтеза. Впишите их в опорные схемы Приложение 1

Последующий рассказ учителя сопровождается совместным заполнением опорной схемы Приложение 1.

Под действием кванта света хлорофилл теряет электрон и переходит в возбуждённое состояние.

Хл – е = Хл*

Освободившейся электрон транспортируется белками переносчиками на наружную поверхность мембраны тилакоидов.

Электроны накапливаются на наружной поверхности мембраны тилакоидов и так как они несут отрицательный заряд, то заряжают её отрицательно.

Что происходит внутри полостей тилакоидов?

Одновременное внутри тилакоидов протекает фотолиз воды. При этом под действием энергии света молекула воды распадается на протоны водорода и ионы годроксогруппы.

H2O = H+ + OH –

В свою очередь ионы гидроксогруппы теряют электроны и переходят в реакционноспособные группы ОН.

OH – – е– = ОН

Какова судьба освободившихся электронов?

Освободившиеся электроны передаются белками переносчиками к молекулам хлорофилла и используются на их восстановление.  

Реакционноспособные группы ОН объединяются и образуют воду и свободный кислород.

4ОН = H2O + O2

Какова судьба образовавшегося кислорода?

Какова судьба протонов водорода H+ , образовавшихся при фотолизе воды?

Протоны водорода, образовавшиеся при фотолизе воды, не могут проникнуть через мембраны тилакоидов и накапливаются на внутренней поверхности мембраны тилакоидов, заряжая её положительно.

Наружная поверхность мембраны гран заряжена отрицательно, внутренняя – положительно. К чему этот факт может привести?

По мере накопления по обеим сторонам мембраны тилакоидов частиц с противоположными зарядами будет возрастать разность потенциалов. Когда она достигнет критического уровня, то возникает сила электрического поля. Вектор напряженности всегда направлен от частиц с положительным зарядом к отрицательно заряженным частицам. В результате этого, за счёт силы электрического поля протоны водорода начинают проталкиваться через канал АТФ-синтетазы на наружную поверхность мембраны тилакоидов. При прохождении протонов водорода через канал АТФ-синтетазы создаётся высокий уровень энергии, которая используется в реакциях фосфорилирования.

В чём суть реакций фосфорилирования?

АДФ + Н3РО4 = АТФ

Протоны водорода, оказавшись на наружной поверхности мембраны тилакоида, взаимодействуют с электронами, образуя атомарный водород. Атомарный водород используется на восстановление специфического переносчика НАДФ+

2H+ + 4е– + НАДФ+ = НАДФ * H2

На этом завершается световая фаза фотосинтеза.

Каковы же три ключевых процесса, протекающих в световой фазе фотосинтеза?

Какова дальнейшая судьба кислорода, АТФ и НАДФ * H2, образовавшихся в результате световой фазы фотосинтеза?

Темновая фаза фотосинтеза.

Пользуясь текстом учебника, назовите условия необходимые для протекания темновой фазы фотосинтеза. Впишите их в опорные схемы Приложение 1

Что представляет собой темновая фаза фотосинтеза?

Рассказ учителя. Темновая фаза фотосинтеза протекает с матриксе хлоропласта как на свету, так и в темноте и представляет собой ряд последовательных преобразований  СО2 , поступающего из воздуха. Эта последовательность реакций носит название цикла Кальвина. Исходным веществом цикла Кальвина является имеющийся в пластидах пятиуглеродный сахар. Благодаря ферментам пятиуглеродный сахар  связывается с углекислым газом воздуха. При этом образуются соединения, которые последовательно восстанавливаются до шестиуглеродной молекулы глюкозы. Реакции темновой фазы фотосинтеза осуществляются за счёт энергии АТФ и НАДФ * H2.

6СО2 +  6Н2О = С6Н12О6  + 6О2

(суммарная реакция фотосинтеза)

Каков результат темновой фазы фотосинтеза?

Доказали ли мы, что в результате фотосинтеза из неорганических веществ образуются органические вещества?

Значение фотосинтеза для жизни на Земле.

Представление о фотосинтезе  будет неполным, если не раскрыть биологическую роль фотосинтеза на нашей планете.

Работа с информационным текстом Приложение 3 проводится в группах. Результат работы совместно заполнение опорных схем Приложение 1.

Вспомнив условия фотосинтеза, изучив химизм и биологическое значение этого процесса вернёмся к вопросу, заданному в начале занятия.

Рефлексия

Учащимся предлагается заполнить следующую таблицу «Фотосинтез»

Так ли безумен проект учёного из Великой Академии в Лодаго?

С современной точки зрения проект этого учёного совсем не так безумен, как казался современникам Свифта. Растения действительно способны запасать энергию света. Убедиться в этом можно на следующем опыте: демонстрируется заранее приготовленная спиртовая вытяжка хлорофилла в проходящем и отражённом свете. Как меняется её цвет? В проходящем свете спиртовая вытяжка хлорофилла изумрудно-зелёная, а в отражённом – вишнёво-красная. Объясните увиденное. (Хлорофилл улавливает энергию света и переходит в возбуждённое состояние. Но это состояние неустойчиво и хлорофилл стремиться вернуться в исходное устойчивое состояние. Поглощённая им ранее энергия, не может перейти в другой вид энергии, так как для этого нет мембран и белков-переносчиков. Они разрушены при получении спиртовой вытяжки. Поэтому, световая энергия излучается в виде красного свечения.) таким образом, зелёные растения являются связующим звеном между Солнцем и Землёй. Они «прядут пряжу жизни», которая одела, украсила и переменила всё на нашей планете.

3. Домашнее задание.

1. параграф 11,
2. творческое задание

Объясните смысл слов российского учёного Сергея Павловича Костычева: «Стоит зелёному листу прекратить работу на несколько лет, и всё живое население  земного шара, в том числе и человечество, погибнет».

Приложение 1 (страница 1)

Приложение 1 (страница 2)

                                                 энергия света

Фотосинтез         6СО2 + 6Н2О                    С6Н12О6 + 6О2 

                                                   хлорофилл

                        С в е т о в а я    ф а з а                                                                Т е м н о в а я     ф а з а                               

условия:        1.                         3.                        5.                                условия:        1.                        3.                        5.

                2.                        4.                        6.                                                2.                        4.                        6.

АДФ

2Н++ е + НАДФ*              

АДФ + Н3РО4

Н2О                            

ОН- – е

4ОН

АТФ - синтетаза

грана

 в.   н.

ХЛ – е

строма

тилакоид

                                                                                               цикл Кальвина            + 6СО2 + НАДФ*Н2 + АТФ          

СО2

        2

молек.

АДФ

АТФ

        2

молек.

        2

молек.

НАДФ*

                                        Результат:        1.                                                                Результат:         1.

                                                        2.

                                                        3.

Биологическое значение фотосинтеза:

1. _________________________________________________________________________________________________________

2. _________________________________________________________________________________________________________

3. _________________________________________________________________________________________________________

4. _________________________________________________________________________________________________________

Приложение 2

1 группа

Взяли комнатное растение обильно полили водой и поставили в тёмный шкаф. Через 2-3 дня проверили, есть ли в листьях крахмал. Для этого срезали лист и опустили его на 2-3 минуты в кипяток, а затем поместили в колбу с кипящим спиртом. Лист при этом потерял свою зелёную окраску.

Объясните этот факт.

Обесцвеченный лист промыли в горячей воде, положили в чашку Петри и окрасили слабым раствором йода (йодная проба). Окраска при этом не изменилась, или приобрела слабо-жёлтый цвет от йода.

Объясните этот факт.

Закрыли часть листа этого же растения с обеих сторон плотной бумагой. Поместили растение на яркий свет. На следующий день срезали опытный лист и подвергли его той же обработке, выдержанного в темноте. Обесцвеченный лист залили слабым раствором йода. Тот его участок, который был закрыт плотной бумагой, не изменил окраски. Участок листа, на который падал свет, от раствора йода стал тёмно-синим.

Объясните этот факт.

И сделайте вывод об одном из условий фотосинтеза.

2 группа

Взяли комнатное растение с пестрой окраской листа. Обильно полили его водой. Поместили растение на яркий свет. На следующий день срезали опытный лист и подвергли следующей обработке - лист опустили на 2-3 минуты в кипяток, а затем поместили в колбу с кипящим спиртом. Обесцвеченный лист залили слабым раствором йода. Тот его участок, который был лишён зелёной окраски, не изменил окраски или окрасился в бледно-жёлтый цвет от йода. Зелёные участки листа, от раствора йода стал тёмно-синим.

Объясните этот факт.

И сделайте вывод об одном из условий фотосинтеза.

3 группа

Взяли комнатное растение обильно полили водой. Поместили его в тёмное место. Через 2-3 дня одно растение поместили под стеклянный колпак, поставив рядом с ним стакан с раствором ёдкой щёлочи – вещество, которое поглощает из воздуха углекислый газ. Края колпака смазали вазелином, для предупреждения поступления новых порций воздуха к растению. Растение находится на ярком освещении. На следующий день срезали  с растения лист и поместили его на 2-3 минуты в кипяток, а затем поместили в колбу с кипящим спиртом. Обесцвеченный лист залили слабым раствором йода. Окраска обесцвеченного листа не изменилась или приобрела бледно-жёлтый цвет от раствора йода.

Объясните этот факт.

И сделайте вывод об одном из условий фотосинтеза.

Приложение 3

Биологическое значение фотосинтеза.

1 группа

        Каждый зеленый листок – самая таинственная лаборатория из всех, какие существуют на Земле. В нем ежесекундно осуществляется дерзновенная мечта биохимиков – создание живого из неживого. Только зеленые растения в процессе фотосинтеза способны образовывать органические вещества из неорганических. Начинается эта работа с пленения солнечного луча. Все другие организмы живут за счет вещества и энергии, приготовленной зелеными растениями. В органическом веществе аккумулируется химическая энергия, необходимая для осуществления всех процессов жизнедеятельности растений и животных, в том числе и человека.

        Достоверно известно, что на Земле за год образуется до 450 млрд. т. органического вещества.

2 группа

        Современный газовый состав атмосферы – это результат длительного исторического развития земного шара.

        Первичная атмосфера Земли состояла главным образом из водяных паров, азота и углекислого газа с небольшой примесью других газов (NH2, CH4, CO2, H2S) при почти полном отсутствии кислорода.

        На определенном этапе развития живых систем появляются организмы способные улавливать солнечный свет и образовывать органические вещества из неорганических (появление фотосинтеза). В качестве побочного продукта фотосинтеза в земной атмосфере начал накапливаться кислород. Это явилось предпосылкой для возникновения в ходе эволюции аэробного дыхания.

        В процессе фотосинтеза поглощается СО2. Вовлечение СО2 в круговорот веществ приводит к снижению его содержания в атмосфере, и тем самым препятствует накоплению СО2 в различных средах.

3 группа

        Первоначально потребление кислорода организмами было невелико, поэтому он стал накапливаться в атмосфере. Кислород накапливался в атмосфере и в ее верхних слоях под действием ультрафиолетовых лучей превращается в озон. По мере накопления озона происходило образование озонового слоя. Он как экран защищает поверхность земли от губительных ультрафиолетовых лучей. В свою очередь образование озонового слоя предопределило выход организмов в наземно-воздушную среду, т.к. защитило их от жесткого космического излучения.

4 группа

        Изобретатель паровоза Стефенсон как-то задал вопрос своему приятелю «Что движет проходящий перед нами поезд?» «Конечно твое изобретение», - ответил ему друг. «Нет, - сказал Стефенсон, – его движет тот солнечный луч, который сотни миллионов лет назад поглотило зеленое растение».

        Поглощенные сотни миллионов лет назад земным растением солнечные лучи сохранились до наших дней в виде ископаемого энергетического топлива (каменный уголь, природный газ, торф).

        Парниковые условия каменноугольного периода способствовали накоплению в ходе фотосинтеза большого количества органического вещества, а значит и энергии солнца в виде энергии химических связей.

        Таким образом, фотосинтез предопределил образование биогенного вещества, которое человек использует как источник энергии.