Урок биологии в 6 классе по теме "Фотосинтез"

Цели урока:

• обучающая: расширение знаний о питании растений; знакомство с основной функцией листа как органа, в котором осуществляется процесс космического значения — превращение неорганических веществ в органические - фотосинтез; формирование знаний о механизме протекания процесса, его исходных и конечных продуктах, условиях протекания процесса, а также о взаимосвязи строения и функции листа;

• развивающая: формирование умений работать с различными источниками информации: рассказ, таблицы, рисунки, схемы, мини-спектакль; умения делать выводы и обосновывать необходимость биологических знаний; развитие творческих способностей;

• воспитывающая: воспитание экологической культуры при освещении вопроса о значении фотосинтеза для жизни всего живого на Земле.

Оборудование: таблица «Клеточное строение листа», рисунки опытов, портреты учёных; реквизиты к спектаклю: комнатные растения; схема-уравнение «Механизм фотосинтеза», компьютерная презентация к уроку Фотосинтез»; ноутбук, проектор, экран. f

Тип урока: усвоение новых знаний.

Методы и методические приемы: репродуктивные (рассказ, беседа, объяснение, сообщения учащихся); частично-поисковые (работа с иллюстративными и познавательными материалами); проблемный метод (решение проблемных заданий); игровые (ролевая игра).

Межпредметные связи: химия, экология, ИЗО.

Место в системе уроков: 3-й урок в теме «Жизнь растений».

План-конспект урока

I. Организационный момент

II. Эмоциональный настрой и психологическая установка к уроку

Учитель (создание проблемной ситуации): В 1630 году голландский естествоиспытатель Ян Баптист ван Гельмонт провел интересный опыт.

Он взял высушенную землю, взвесил её (вес земли составил 80 кг) и наполнил ею бочку. В землю он посадил саженец вербы, который весил 2 кг.

Бочку ученый накрыл листом железа с отверстиями, чтобы извне не поступала пыль. Растение Гельмонт поливал дождевой водой (или дистиллированной), в которой нет минеральных солей.

Через 5 лет дерево выросло и весило 60 кг. Вес земли равнялся 79 кг 943г.

Таким образом, вес дерева увеличился на 58 кг, а вес земли уменьшился на 57 г.

- Чудо? Оказывается, нет. Опыт, проведенный Гельмонтом, доказывает, что растения питаются не только веществами почвы.

Как вы уже догадались, сегодня мы продолжаем разговор о питании растений. Впереди вас ждет знакомство с воздушным способом получения растением веществ, необходимых для питания — ФОТОСИНТЕЗОМ.

В течение урока мы рассмотрим следующие вопросы:

• Что такое фотосинтез и как он происходит?

• Какие условия необходимы для воздушного питания растений?

• Как был открыт фотосинтез?

• Каково значение этого процесса для жизни всего живого на Земле?

III. Актуализация опорных знаний

Учитель: Эпиграфом нашего урока являются слова К.А.Тимирязева:

«Хлорофилл едва ли не самое интересное вещество на Земле».

- Чем же заслужил хлорофилл столь высокое признание великого русского ученого?

К этому вопросу мы вернемся в конце урока.

А пока давайте вспомним, что мы знаем о хлорофилле.

• Что такое хлорофилл?

• Где он находится и какую функцию выполняет?

Для того чтобы ответить на эти вопросы, нам нужно вспомнить особенности клеточного строения листа.

Перед вами уже знакомая вам таблица. Кто желает пойти к доске? (Работа учащихся у доски с таблицей)

Вывод: Итак, в клетках мякоти листа, в особых органоидах - хлоропластах, содержится особый зеленый пигмент - хлорофилл, обеспечивающий окраску листьев, стеблей и незрелых плодов.

Учитель: Оказывается, роль хлорофилла не сводится только лишь к выполнению перечисленных функций. Без хлорофилла невозможно полноценное питание растений.

- Вспомните, какие вещества необходимы для питания растений?

- Где и как растения берут воду и минеральные вещества?

А вот где и как растения берут органические вещества и причем здесь хлорофилл - это мы узнаем, посмотрев и послушав мини - спектакль, который называется «Необыкновенные приключения хлорофилла». /Приложение 1/.

IV.Представление пьесы /Приложение1/

V.Обсуждение пьесы

Учитель: Итак, зеленые растения на свету способны образовывать органические вещества из неорганических. Этот процесс называется ФОТОСИНТЕЗОМ (от греческих слов «фотос» - свет и «синтез» - соединение, созидание), то есть созидание при помощи света.

Способность к фотосинтезу - основной признак зелёных растений.

- Что мы узнали о фотосинтезе из пьесы?

1)Фотосинтез протекает в особых органоидах клеток листьев - хлоропластах. 2)В результате фотосинтеза образуются органические вещества углеводы из неорганических веществ воды и углекислого газа, при этом в атмосферу выделяется кислород. 3)Обязательными условиями фотосинтеза является свет и хлорофилл. Солнечный свет — это источник энергии, а хлорофилл — уникальное приобретение растений, способное уловить луч света, удержать его и включить в работу.

1. История открытия и изучения процесса фотосинтеза

Учитель: Опыт, проведённый Яном Баптистом ванн Гельмонтом, доказывает, что растения питаются не только веществами почвы. Вывод учёного был непреложен: растения получают питательные вещества, прежде всего не из почвы, а... из воды. На два столетия в науке утвердилась теория «водного питания растений». Листья, по этой тео­рии, лишь помогали растению испарять излиш­нюю влагу.

К самому неожиданному, но правильному предположению — о воздушном питании рас­тений — учёные пришли лишь к началу XIX века. (Хотя из воды и почвы растения, конечно, тоже получают питательные вещества).

Важную роль в понимании этого процесса сыграло открытие, совершённое английским хи­миком Джозефом Пристли в 1771 году (сообщение учащегося). 

Позднее голландский врач Ян Ингенхауз (в 1779 году) подтвердил работу Пристли и показал, что воздух «исправляется» только на солнечном свету и только зелеными частями растения.

В 1782 году 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.

В 1804 году французский физиолог растений Жак Буссенго в ходе лабораторных работ пришел к выводу, что вода так же потребляется растениями при синтезе органических веществ

. В 1864 году немецкий ботаник Юлиус Сакс доказал, что соотношение объемов поглощаемого углекислого газа и выделяемого кислорода равно 1:1. продемонстрировал образование зерен крахмала при фотосинтезе (сообщение учащегося). 

В 1877 году назвал процесс фотосинтезом и полностью его описал Вильгельм Пфеффер – немецкий ботаник и физиолог растений.

В 1903 году Климент Аркадьевич Тимирязев - русский естествоиспытатель, профессор Московского университета, основоположник русской научной школы физиологов растений - установил, что фотосинтеза вызывают только поглощённые хлорофиллом солнечные лучи. Роль растений на Земле Тимирязев назвал космической, потому что именно благодаря зелёному растению накапливается энергия, которая поступает от Солнца из Космоса.

- Почему Тимирязев считал, что хлорофилл - «едва ли не самое интересное вещество на Земле»?

Хлорофилл - это посредник между космическим светилом и растением.

Во время выступления докладчиков остальные ребята заполняют таблицу «История открытия фотосинтеза» в тетради:

1. Закрепление полученных знаний

Учитель:

• Что такое фотосинтез?

• Какие ученые внесли весомый вклад в открытие и изучение процесса воздушного питания растений?

• Как вы думаете, будет ли происходить фотосинтез в растении, если его на длительное время поместить в темный шкаф? Почему?

• Известный и проверенный учеными факт: если повредить внутреннюю структуру листа (например, прокатить стеклянной палочкой) под небольшим давлением по поверхности живого зеленого листа) без каких-либо заметных внешних изменений — фотосинтез тут же прекращается. Как вы думаете, почему?

• Будет ли протекать фотосинтез в растении, которое длительное ||

время находится в сухой почве? Почему? а

• Возможен ли фотосинтез в растении, если оно не получает углекислый газ? Почему?

• У пестролистной герани лист имеет окаймляющий белый поясок по краю листа. В клетках этого пояска нет хлорофилла. Протекает ли в этих клетках фотосинтез? Почему?

Вывод. Итак, фотосинтез – это особый процесс, протекающий хлоропластах листьев растений, в результате которого из неорганических веществ углекислого газа и воды синтезируются органические вещества углеводы и выделяется кислород при обязательном наличии света, неповрежденной структуры листа и наличии хлорофилла в клетках. ф

Учитель: Обобщая все выше сказанное о фотосинтезе, давайте сейчас вместе с вами составим схему, иллюстрирующую этот процесс. Я - на доске, вы - в своих тетрадях.

Итак, для фотосинтеза растения используют воду и углекислый газ, которые имеются достаточно в окружающей среде. Попав в лист, они начинают взаимодействовать:

Толчком для этого служит световая энергия, получаемая растением благодаря хлорофиллу, находящему в хлоропластах.

Хлорофилл

Другая часть воды соединяется с углекислым газом и образует органическое вещество - углевод глюкозу, из которого потом образуется крахмал и другие вещества.

1. 3начение фотосинтеза

Учитель:

В заключении, давайте вместе подумаем, каково же значение фотосинтеза в природе и жизни человека.

- Фотосинтез - уникальный процесс образования растениями органических веществ, необходимых для поддержания жизни многих живых организмов, в том числе человека и самих растений.

- Фотосинтез – важнейший процесс, в результате которого благодаря растениям образуется кислород в воздухе, необходимый для дыхания живых организмов, в том числе человека и самих растений.

- Из кислорода в атмосфере образуется защитный озоновый слой.

- Растения понижают в атмосфере содержание углекислого газа, предотвращая перегрев Земли.

1. Подведение итогов урока

Д/3: изучить описание опытов, иллюстрирующих условия протекания фотосинтеза, используя текст §34, повторить минеральное питание растений; два сообщения: “Растения-хищники” и “Растения-паразиты” (индивидуально).

Приложение 1

Урок-спектакль "НЕОБЫКНОВЕННОЕ ПРИКЛЮЧЕНИЕ ХЛОРОФИЛЛА"

Действующие лица и исполнители:

Автор, Судья, Прокурор, Адвокат, Хло­рофилл.

Действие происходит на лесной поляне.

От автора. Однажды, лет двести тому назад, на небольшой, но солнечной поля­не произошли странные события. Они мог­ли привести к гибели всего живого на зем­ле. Но, к счастью, этого не произошло. В те времена тоже жили добрые и умные люди, которые думали о будущем.

Появляется Хлорофилл.

Хлорофилл: Здравствуйте! Я Хлоро­филл. Почему у меня такое странное имя? Да потому, что я зеленый!

Я хлорофилл, всегда зеленый.

Пускай прохлада или зной,

Но я тружусь, как заведенный,

И каждый раз иду, как в бой.

Лишь только солнышко проглянет,

Я первый луч его ловлю. И сразу воздух чистым станет, И сразу всех я накормлю.

Автор: Что он такое говорит? Как он может всех накормить? Как он может очи­стить воздух?

Хлорофилл: О, это очень сложный и таинственный процесс.

Появляются Судья, Прокурор и Адвокат.

Судья: Кто здесь произнес слово про­цесс? Какой процесс может происходить без нас?

Прокурор (разгневанно): Какой-то ФО­ТОСИНТЕЗ. Слово непонятное, да и процесс вредный.

Судья: Кто его главный виновник?

Прокурор: Его главный виновник он, хлорофилл!

Судья: Странное имя.

Адвокат: Его имя в переводе означает "зеленый".

Судья: А отчество у него есть?

Прокурор: Да его отчество еще более странно - Хлоропластович.

Судья: Хлорофилл Хлоропластович? Интересно. А место жительства?

Адвокат: В хлоропластах листьев, зеле­ных стеблей и зеленых плодов.

Судья: Род занятий?

Прокурор: Род занятий странный. Ни­чего у него нет, а питательные вещества рекой текут. Колдун, наверное. Может его на костре сжечь?

Судья: Нет, надо расследовать дело. Из чего ты готовишь пищу?

Хлорофилл: О, господин судья! Мне для работы всего-то и нужно, что углекис­лый газ и...

Судья: Откуда ты его берешь?

Хлорофилл: Из воздуха, господин судья.

Прокурор: А по какому праву ты расхи­щаешь природное добро?

Адвокат: Но господин судья, углекислый газ вреден для живых существ. Я могу это доказать.

Судья: Каким образом?

Адвокат: А вот каким. Я накрою Вас и прокурора стеклянными колпаками. Толь­ко рядом с Вами поставлю зеленое растение, и вы сможете нормально дышать. А прокурор останется под колпаком один.

Накрывает судью и прокурора колпаками.

Сидят под колпаками

Судья и прокурор,

А мы, ребята, с вами

Продолжим этот спор.

Прокурор: А-а-а-а, я не хочу быть под колпаком. Это Штирлиц был под колпа­ком. Я не Штирлиц, я прокурор. Мне ды­шать нужно.

Судья: Всем дышать нужно.

Хлорофилл: Господин судья, теперь Вы поняли, для чего мне нужен углекислый газ. Химики о нем говорят проще — СО₂.

Судья: Конечно, ведь я смог дышать даже под колпаком. Значит, растение по­могло мне выжить .... Суд принимает ваши доводы относительно углекислого газа. А что еще вам нужно для работы?

Хлорофилл: Еще мне нужна вода... чистая.

Прокурор: Вот, вот, я же говорил. Во­рует нашу воду! Разбазаривает наше богат- ' ство, в тюрьму его!

Ворует нашу воду

И углекислый газ,

Ну как же быть народу

Спросить хочу я вас.

Нет, я не понимаю, И в толк я не возьму. Сейчас тебя поймаю, И посажу в тюрьму.

Хлорофилл: Но я беру совсем немного воды.

Адвокат: Но зато, используя воду, угле­кислый газ и энергию солнца, он дарит все­му живому пищу и кислород, а значит... жизнь.

Прокурор: Как это, как это, как это, не понимаю!

Хлорофилл: Но это же так просто.

Вода, по стеблям поднимаясь,

Идёт к зеленому листу

И с СО₂, соединяясь

Дает нам сахар на свету.

Вот так творение природы –

Волшебный, добрый хлорофилл

Способен прокормить народы

Хотя уж к вечеру без сил.

Судья: Как это? Ты, такой маленький, зелененький, из углекислого газа и воды, на солнышке? Ты что маг?

Хлорофилл: Маг не маг, но могу.

Адвокат: Это еще не все. Он и кислород из воды добывает. Вот почему вы под кол­паком остались живы, а прокурор орал, как резаный.

Судья: Ну и как же это все называется?

Адвокат: Да фотосинтезом это называ­ется, фотосинтезом. Ведь что происходит-то? Новые вещества образуются: сахар, крахмал, кислород. Образуются, значит, синтезируются.

Все:

Фотосинтез идет

На свету круглый год

Из простых минеральных веществ.

Солнце свет свой прольет, Луч на лист упадет,

Чтобы всем подарить кислород.

И никак не поймет

Наш упрямый народ

Что он дышит, ест и живет,

Потому что с утра,

Лишь приходит пора,

Сладкий сок производит листва.

Прокурор: Наконец-то я понял. Ты хо­роший. Я не буду тебя обвинять.

Хлорофилл: Многоуважаемый суд! То, что я создаю, разрушает другой процесс.

Судья: Какой еще процесс? Какое пра­во он имеет что-то разрушать? Почему я в нем не участвую?

Адвокат: Участвуете, еще как участвуе­те. Все мы соучастники.

Хлорофилл: Этот процесс — дыхание. Вы все дышите, а значит, разрушаете орга­нические вещества, которые я создаю.

Судья: Что-то я ничего не понимаю. Без фотосинтеза жить нельзя, это ясно. Он созидатель. Но ведь не дышать тоже нель­зя. Так и помереть можно. Почему же ды­хание — разрушитель?

Хлорофилл: Вам двигаться нужно?

Судья: Необходимо.

Хлорофилл: Разговаривать вы должны?

Судья: Конечно. Я разговорами на хлеб зарабатываю.

Хлорофилл: А энергию на движение, размышления и разговоры где берете?

Судья: Не знаю. Сама как-то берется.

Хлорофилл: Сама, сама. Ничего не сама. Кислород, которым вы дышите, раз­рушает вещества, которые я создаю. А при этом выделяется энергия. Вот откуда вы ее берете. Из пищи. Только вы за пищей и энергией в магазин ходите. А я ее из солнца беру.

Все:

И в зной и в непогоду

И вечером и днем

Нельзя без кислорода

Иначе мы помрем.

Мы дышим, дышим, дышим

И он, и ты, и я

Энергию из пищи

Берем себе друзья.

Чтоб бегать, прыгать, плавать,

Смеяться и гулять,

И очень важно, право,

Учиться размышлять.

Адвокат: Господа, я надеюсь, теперь вы поняли, что кислород, которым вы дыши­те, поступает в ваши клетки. Там он разру­шает органические вещества пищи до угле­кислого газа и воды. При этом выделяется энергия. Энергия нужна вам для хорошей жизни. А лишняя вода и углекислый газ уда­ляются в окружающую среду.

Судья: Следовательно, при дыхании выделяются углекислый газ и вода, а это то, что нужно для фотосинтеза.

Прокурор: Правильно, господин судья. Фотосинтез и дыхание — противополож­ные процессы. Колесо жизни. Замкнутый круг. А запускает его Солнце.

Хлорофилл: Я без дыхания никак не могу, да и оно без меня не обойдется. Мы вместе делаем одно общее дело.

Судья: Значит, так. Фотосинтез проис­ходит на свету, в листьях и других зеленых частях растений. Дышим мы каждой кле­точкой своего тела. Фотосинтез обеспечи­вает нас и все живое пищей, а дыхание - энергией. И все это благодаря Солнцу и тебе хлорофилл. Прекрасно. Ты оправдан, и это решение окончательное и обжалова­нию не подлежит.

Все:

Фотосинтез — дружочек

Вот твой домик — листочек

Там творишь ты свои чудеса.

Очень нужен ты людям,

Мы тебя не забудем,

И запомним тебя навсегда.

Пусть нам солнышко светит,

Чтобы взрослым и детям

Было радостно, ясно, светло,

Чтобы каждый цветочек,

Даже малый листочек,

Нам давал и еду и тепло.

Приложение 2

Сообщения учащихся к уроку

Джозеф Пристли

Как химика Пристли заинтересовал вопрос: почему воздух полей и лесов чище городского? Ученый предположил, что растения очищают его от веществ, выделяемых людьми при дыхании, а также дымящимися трубами заводов и фабрик. С целью проверки своего предположения он посадил под стеклянный колпак мышь. Довольно быстро животное погибло. Тогда экспериментатор поместил под такой же колпак другую мышь, но уже вместе с веткой мяты. «Это было сделано в начале августа 1771 года. Через восемь-девять дней я нашел, что мышь прекрасно могла жить в той части воздуха, в которой росла ветка мяты. Побег мяты вырос почти на три дюйма». 
Опыт заинтересовал ученых, многие повторили его в своих лабораториях, однако результаты получались неодинаковые: в одних случаях растения действительно очищали воздух и делали его пригодным для дыхания мыши, в других – этого не наблюдалось. Надо сказать, что сам Пристли при повторении опытов получил противоречивые результаты. Установить истину ученый уже не смог, так как консервативно настроенные англичане разгромили его прекрасно оборудованную лабораторию и богатую библиотеку за сочувствие их владельца идеям французской революции. Пристли оставил научную работу и эмигрировал в США. 

Ян Ингенхауз

Идею Пристли об очищении воздуха поддержали не только ученые, она стала популярна даже в народе. Результатом явилось массовое разведение цветов в помещениях, где находились больные. При этом двери обычно держали плотно закрытыми, дабы «вредный» наружный воздух не мог проникнуть в комнату. Голландский врач Ингенгауз усомнился в правильности такого использования растении и провел ряд экспериментов с целью проверки действенности этого приема. В результате своих опытов он сделал открытие, что только зеленые части растений могут улучшать воздух, да и то лишь в том случае, когда они находятся на свету. Все остальное – цветки, корни, а также зеленые листья, лишенные света, – воздуха не исправляет. 

Юлиус Сакс

Сакс обнаружил, что чем дольше растения оставались в темноте, тем меньше заключали они крахмала в зернах хлорофилла. По прошествии нескольких суток, в хлорофилловых зернах листовой ткани растений, содержащихся в темноте, исчезали последние следы крахмала. При обратном перемещении «обескрахмаленных» растений на свет уже через несколько часов можно было убедиться в присутствии крахмала в зернах хлорофилла. Саксу принадлежит идея чрезвычайно наглядного приема демонстрации зависимости образования в листьях крахмала от воздействия на них. Этот прием заключается в частичном закрытии листовой пластинки светонепроницаемым материалом и экспозиции такого полузакрытого листа на солнце. По степени посинения или почернения можно было приблизительно судить о количестве образовавшегося крахмала. Эта так называемая йодная проба была впервые предложена Саксом.

Климент Аркадьевич Тимирязев

Климент Аркадьевич Тимирязев — русский естествоиспытатель, профессор Московского университета, основоположник русской научной школы физиологов растений - установил, что накопление растениями углерода из углекислоты воздуха происходит за счёт энергии солнечного света, главным образом в красных и синих лучах, наиболее полно поглощаемых хлорофиллом. Он впервые высказал мнение, что хлорофилл не только физически, но и химически участвует в процессе фотосинтеза. Тимирязев осветил значение фотосинтеза, осуществляемого зелёными растениями, как первоисточника органического вещества и запасаемой энергии, необходимых для жизнедеятельности всех организмов, доказал космическую роль зелёных растений в круговороте веществ и преобразовании энергии. Открытие Тимирязевым энергетической закономерности фотосинтеза явилось крупным вкладом в учение о единстве и связи живой и не живой материи в процессе круговорота веществ и энергии в природе.