«Фотосинтез. Хемосинтез»
план-конспект урока по биологии на тему
Цель урока: изучить особенности метаболизма автотрофных организмов на примере процесса фотосинтеза.
Задачи:
образовательные – раскрыть особенности процесса фотосинтеза, сущность световой и темновой фаз фотосинтеза, обосновать космическую роль растений;
воспитательные – определить значение фотосинтеза для жизни на Земле, пути повышения его эффективности, влияние внешних факторов на фотосинтез, учить разумному отношению к зелёным растениям;
развивающие – продолжить развитие исследовательских умений, умение сравнивать, обобщать и делать выводы.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
fotosintez._khemosintez.doc | 104.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Тема урока: «Фотосинтез. Хемосинтез»
Цель урока: изучить особенности метаболизма автотрофных организмов на примере процесса фотосинтеза.
Задачи:
образовательные – раскрыть особенности процесса фотосинтеза, сущность световой и темновой фаз фотосинтеза, обосновать космическую роль растений;
воспитательные – определить значение фотосинтеза для жизни на Земле, пути повышения его эффективности, влияние внешних факторов на фотосинтез, учить разумному отношению к зелёным растениям;
развивающие – продолжить развитие исследовательских умений, умение сравнивать, обобщать и делать выводы.
Тип урока: Урок формирования знаний.
Оборудование: ноутбук, проектор, экран, слайдовая презентация.
Ход урока.
Учитель:
Необычайно прекрасен в своём многообразии мир живой природы. Жизнь существует благодаря биологическому процессу в растительных организмах. О нем писал в своей книге «Солнце, жизнь и хлорофилл» русский учёный К.А. Тимирязев. Он говорил «Это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете”.
- О каком процессе идёт речь?
(о фотосинтезе).
Объявляю тему урока ,затем сообщаю о целях урока.
Учитель.
Прежде чем перейти к изучению темы, вспомним изученный материал.
Любая биологические системы, будь то организм или клетка – есть открытая системы.
- Объясните понятие «открытая система».
(система, в которой идёт свободный обмен веществом и энергией с окружающей средой)
- Почему важным условием жизнедеятельности организмов является питание?
(организм получает энергию для того, чтобы жить)
- Какие источники энергии используют организмы?
(энергию Солнца; энергию, выделяющуюся при окислении органических веществ)
- На какие группы по способу питания делят организмы в зависимости от использования разных источников энергии? (автотрофы и гетеротрофы).
Учитель:
- Какие организмы называют автотрофами, и кто к ним относится
( это организмы, создающие органические вещества из неорганических; зелёные растения, фотосинтезирующие бактерии).
- Какие организмы называют гетеротрофами, приведите примеры организмов?
(организмы, которые питаются готовыми органическими веществами; большинство бактерий, грибы, животные, в т.ч. человек).
Учитель:
-На какие группы делятся автотрофы? (фототрофы и хемотрофы).
Дайте определения и приведите примеры организмов.
(фотоавтотрофы (фототрофы) – используют энергию Солнца; растения, бактерии, способные к фотосинтезу);
(хемоавтотрофы (хемотрофы) – используют энергию, выделяющуюся при окислении неорганических веществ; бактерии).
Именно фототрофы способны к фотосинтезу.
- Вспомните, как в курсе 6 класса определяется процесс фотосинтеза?
(это процесс создания органических веществ из неорганических под действием энергии света с выделением кислорода).
- Поглощённый солнечный свет используется фототрофами для синтеза органических соединений. Поэтому можно дать следующее определение фотосинтеза.
Фотосинтез – это процесс преобразования поглощённой энергии света в химическую энергию органических соединений. (записываем в тетрадь)
Кроме фотосинтеза, в листьях протекает и противоположный процесс.
- Какой? (дыхание)
Сравните два процесса.
(дыхание, при котором поглощается кислород и выделяется углекислый газ, происходит как в темноте, так и на свету, во всех клетках, энергия выделяется).
Прежде чем разобраться в механизме протекания фотосинтеза, давайте узнаем, как он был открыт.
История открытия фотосинтеза (ученик)
Начало изучения фотосинтеза было положено в
1630 г. – Ян ван Гельмонт первым исследовал механизм роста растений.
1771 г. – англ. химик Джозеф Пристли установил, что растения «исправляют» воздух, «испорченный» горящей свечой.
1782 г. – Жан Сенебье показал, что растения, выделяя кислород, поглощают углекислый газ; предположил, что в вещество растения превращается углерод, входящий в состав углекислого газа.
Австр. врач Ян Ингенхауз обнаружил, что растения выделяют кислород только на свету. Он погружал ветку ивы в воду и наблюдал на свету образования на листьях пузырьков кислорода.
1877 г. немец. учёный В. Пфеффер описал процесс поглощения СО2 из воздуха при участии воды и света с образованием органического вещества и назвал его фотосинтезом.
Как мы видим многих учёных интересовал процесс фотосинтеза. Но лишь русский учёный Климент Аркадьевич Тимирязев первый обобщил все данные о фотосинтезе и дал научное объяснение этому процессу в книге “Жизнь растений».
Учитель:
- В каких органах растения идёт фотосинтез?
(в листьях, зелёных стеблях растений).
- Рассмотрите клеточное строение листа и вспомните, в каких клетках происходит фотосинтез?
(в мезофилле листа, в палисадной и губчатой ткани, в замыкающих клетках устьиц эпидермиса).
- В каких органоидах растительной клетки? (хлоропластах)
Учитель:
Строение хлоропласта мы с вами уже рассматривали, поэтому сейчас давайте вспомним (слайд15)
-Что такое хлоропласты?
(зелёные пластиды, в форме диска, имеющие две мембраны)
- Что представляют собой граны?
(стопки сплюснутых и тесно прижатых друг к другу тилакоидов)
- Что такое тилакоиды?
(образования, имеющие форму дисков)
- Что такое строма и где она располагается?
(внутреннее содержимое, содержит ферменты, ДНК, рибосомы; пространство между оболочкой хлоропласта и тилакоидами)
-Что такое хлорофилл и где он находится?
(зелёный пигмент, находится в мембранах тилакоидов)
Учитель: «Самое интересное из веществ во всём органическом мире» - так назвал хлорофилл великий Чарльз Дарвин. Что же представляет собой этот «герой» фотосинтеза – молекула хлорофилла?
- Из каких атомов состоит молекула хлорофилла?
(учитель дополняет ответ)
Хлорофилл состоит из атомов углерода и азота, соединённых в сложное кольцо, в центре которого находится атом магния. К этому кольцу присоединён длинный «хвост» – спирт фитол.
- От каких атомов зависит зелёная окраска хлорофилла?
(атом магния определяет зелёную окраску хлорофилла).
Учитель:
- Почему листья растений зелёного цвета?
(Хлорофилл поглощает красные и синие лучи видимой части спектра, а зелёные отражает. Поэтому хлорофилл, хлоропласт, лист растения воспринимаются нашим глазом как зелёные.)
Учитель:
Есть ли в листьях растений наряду с хлорофиллом другие пигменты?
(ксантофилл – жёлтый, каротин – красный и оранжевый).
Учитель:
Теперь пора перейти к изучению механизма фотосинтеза.
- Сколько стадий включает процесс фотосинтеза?
(две последовательные стадии: световая и темновая):
Световая стадия происходит только на свету в мембранах гран при участии хлорофилла и ферментов. Темновая фаза протекает в строме хлоропласта без участия света.
Молекула хлорофилла поглощает квант света. В результате этого она получает избыток энергии и переходит в возбуждённое состояние:
Хл свет Хл* + е –
Возбуждённый электрон перемещается по цепи сложных органических соединений, теряя энергию, которая расходуется на синтез биологического «аккумулятора» АТФ.
АДФ + Ф + Е электрона АТФ,
Е – энергия электрона, которая запасается в АТФ.
Потеряв избыток энергии, электрон возвращается к молекуле хлорофилла, которая теперь способна захватить новый квант света.
Одновременно происходит фотолиз, т. е. разложение молекулы воды под действием света.
Н2О свет Н+ +ОН-
Ионы гидроксила отдают свои электроны, превращаясь в реакционно способные радикалы ОН0:
ОН- е- + ОН0
Образующиеся электроны передаются переносчиками к молекулам хлорофилла и восстанавливают их, а радикалы ОН0 объединяются, образуя воду и молекулярный кислород:
4ОН0 2Н2О + О2
Н+ захватываются органическим веществом НАДФ+, которое при этом переходит в свою восстановленную форму НАДФ. Н2. Это вещество богато энергией, которая будет необходима в темновой стадии.
Таким образом, во время световой стадии фотосинтеза происходят три процесса:
- Фотолиз Н2О Н+ +ОН-.
- Синтез АТФ: АТФ + Ф АТФ.
- Восстановление НАДФ+ +2Н+ НАДФ. Н2.
Кислород диффундирует в атмосферу, а АТФ транспортируется в строму пластид и участвуют в процессах темновой фазы.
Темновая стадия. Использование водорода из НАДФ. Н2 на восстановление СО2 и образование глюкозы. Суммарная реакция фотосинтеза:
6СО2 + 6Н2О С6Н12О6 + О2
Глюкоза может быть использована в дальнейшем как на синтез сложных углеводов, целлюлозы и крахмала, так и на образование белков и липидов.
Мы рассмотрели механизм фотосинтеза, а теперь попробуем сравнить световую и темновую стадии фотосинтеза.
(заполняем схему стадий фотосинтеза в тетрадях и cверяем со схемой на слайде)
Запишите полное уравнение реакции фотосинтеза:
6СО2 + 6Н2О С6Н12О6 + О2
Учитель:
Обращаю ваше внимание на то, что при смешивании СО2 и Н2О глюкоза никогда не получится. Для этого необходима энергия АТФ и НАДФ.Н2.
Учитель:
- Знания каких наук нам потребовались для изучения механизма фотосинтеза?
(биология, химия, физика)
Учитель:
- Какого значение фотосинтеза?
(в буклете зачитываем о значении фотосинтеза).
Значение фотосинтеза:
- Фотосинтез – основа питания всех живых существ.
- Ежегодно на Земле производится 150 млрд. тонн органического вещества и выделяется 200 млрд. тонн свободного кислорода.
- Из кислорода образуется озоновый слой, защищающий живые организмы от ультрафиолетовой радиации.
- Фотосинтез поддерживает современный состав атмосферы.
- Препятствует увеличению концентрации СО2, предотвращая перегрев Земли.
- Растения вовлекают в круговорот миллиарды тонн азота, фосфора, серы, кальция, магния, калия и других элементов.
Учитель: Такова огромная роль зелёного растения, а вернее маленького хлоропласта в жизни нашей планеты.
К.А.Тимирязев первый подчеркнул космическую роль зелёных растений. Послушайте, как он писал: «Растение - посредник между небом и Землёй. Оно истинный Прометей, похитивший огонь с неба. Похищенный им луч солнца горит и в мерцающей лучине, и в ослепительной искре электричества. Луч солнца приводит в движение и чудовищный маховик гигантской паровой машины, и кисть художника, и перо поэта».
- В чём заключается космическая роль зелёных растений?
Только зеленое растение является той единственной в мире лабораторией, которая усваивает солнечную энергию и сохраняет ее в виде потенциальной химической энергии органических соединений, образующихся в процессе фотосинтеза.
Учитель:
Жизнь современного человека немыслима без выращивания различных культурных растений. Культурные растения способны быстро размножаться, покрывая огромные площади зелёным экраном своей листвы, улавливать колоссальное количество солнечной энергии и образовывать множество разных органических веществ.
В результате фотосинтеза создаётся 95 % сухого вещества растений.
Поэтому управление этим процессом – один из наиболее эффективных путей воздействия на продуктивность растений, на их урожай.
- Как повысить эффективность фотосинтеза? (сообщение учащегося)
Пути повышения продуктивности фотосинтеза.
- Оптимальное освещение.
2) Своевременный полив.
3) Увеличение концентрации углекислого газа в воздухе.
- в теплицах:
- сжигают опилки; раскладывают сухой лёд на стеллажах; выпускают СО2 из баллонов;
- над полем:
- активизация жизнедеятельности почвенных микроорганизмов путём внесения в почву удобрений;
- полив водой, насыщенной СО2.
4) Выведение новых сортов культурных растений, отличающихся выгодным строением тела (компактная низкая крона, вертикально ориентированные листья, крупные запасающие и репродуктивные органы).
В настоящее время селекционеры вывели сорта, отвечающие современным требованиям. Это низкорослый рис, хлопчатник с вертикально ориентированными листьями, не затеняющими друг друга, карликовая пшеница мексиканской селекции.
5) Распространение таких форм растений, которые очень интенсивно фотосинтезируют даже при очень малом содержании СО2 в воздухе. Это С4 – растения.
Учитель:
- Интенсивность фотосинтеза зависит от многих факторов. Каких?
(слайд 23)
((ученики представляют исследовательский проект «Фотосинтез и экология).
Закрепление нового материала:
Заполнить таблицу:
Характеристика фотосинтеза
Фаза | Где протекает | Исходные продукты | Конечные продукты |
Световая |
|
|
|
Темновая |
|
|
|
Задание на дом:
- сравнить фотосинтез и хемосинтез;
- на «5» предлагаю решить задачу:
Задача: Как клетки (хлоропласты в них) растений приспособлены против повышения освещенности?
(У высших растений хлоропласты имеют эллиптическую форму. В зависимости от освещенности листа хлоропласты меняют свое расположение, что защищает их от перегрева (выстраиваются вертикально друг под другом, уменьшая площадь соприкосновения со светом).
- www//college. ru
http//www: biology. ru
Оценки за урок.
Урок окончен. Спасибо всем!
Источники информации:
- Планирование к учебнику А.А. Каменского, ЕА. Криксунова, В.В. Пасечника «Введение в общую биологию и экологию»: пособие для учителя. - М.: Дрофа, 2002. - 128 с.
- Пепеляева, О.А., Сунцова, И.В. Поурочные разработки по общей биологии: 9 класс. - М.: ВАКО, 2006. - 464 с. - (В помощь школьному учителю).
- Сидоров Е.П. Общая биология для поступающих в вузы. Структурированный конспект. - М.: «Уникум-центр», 1997
Тестовая работа.
- Организмы, способные фотосинтезу относят к:
а) хемоавтотрофам;
б) фотоавтотрофам;
в) миксотрофам;
г) гетеротрофам.
- Биологический смысл процесса фотосинтеза состоит в образовании:
а) нуклеиновых кислот;
б) белков;
в) углеводов;
г) жиров.
- Какие из перечисленных организмов способны к фотосинтезу?
а) пеницилл и дрожжи;
б) ольха и серобактерии;
в) инфузория и эвглена зелёная;
г) клён и цианобактерии.
- Кислород, выделяющийся при фотосинтезе, образуется при распаде:
а) глюкозы;
б) АТФ;
в) воды;
г) белков.
5. Какие лучи солнечного спектра используются растениями для фотосинтеза?
а) красные и зелёные;
б) красные и синие;
в) зеленые и синие;
г) все.
6. Какие пластиды содержат пигмент хлорофилл?
а) лейкопласты;
б) хлоропласты;
в) хромопласты;
г) все пластиды.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Методическая разработка урока "Фотосинтез. Хемосинтез".
Методическая разработка урока в 9 классе по теме: "Фотосинтез. Хемосинтез".Цель урока: изучить особенности метаболизма автотрофных организмов на примере процессов фотосинтеза и хемосинтеза. Обучающиес...
презентация фотосинтез и хемосинтез
Презентация по биологии для учащихся 9 класса . Линия В. Пасечника. В данной презентации рассматриваются особенности процессов фотосинтеза и хемосиентеза, их роль....
Фотосинтез. Хемосинтез.
урок составлен с использованием технологической карты урока по Копотеевой. Урок биологии в 9 классе ""Фотосинтез. Хемосинтез...
Кроссворд по биологии в 9 классе на тему«Ассимиляция и диссимиляция. Метаболизм. Энергетический обмен в клетке. Фотосинтез. Хемосинтез»
Кроссворд по биологии в 9 классе на тему«Ассимиляция и диссимиляция. Метаболизм. Энергетический обмен в клетке. Фотосинтез. Хемосинтез»...
Проверочная работа: Фотосинтез/Хемосинтез
Проверочная работа: Фотосинтез/Хемосинтез...
Презентация "Фотосинтез, хемосинтез"
Фотосинтез и хемосинтез - трудные темы общей биологии. Оба процесса уникальны и относятся к автотрофному типу питания. Работа помогает лучше усвоить эти темы детям....
Презентация "Обмен веществ. Фотосинтез. Хемосинтез."
Обмен веществ. Фотосинтез. Хемосинтез....