Цель:
- Углубить знания о процессе фотосинтеза;
- Обосновать космическую роль зеленых растений;
- Развивать логическое мышление, навыки самостоятельной работы, умение делать выводы из анализа результатов эксперимента.
Задачи:
- Познакомить с историей открытия фотосинтеза;
- Выявить приспособленность растений к фотосинтезу;
- Показать суть фотосинтеза и его значение для жизни на Земле;
- Выявить влияние факторов окружающей среды на процесс фотосинтеза;
- Развивать навыки устной монологической речи;
- Развивать умение использовать ранее приобретенные знания для получения новых.
Оборудование:
- Цифровая измерительная лаборатория «Архимед»
- Цифровой микроскоп
- Йод
- Спиртовка
- Чашка для выпаривания
- Спирт
- Растение герани
Ход урока
1. Орг. Момент
2. Изучение нового материала
Сегодня у нас необычный урок. Мы продолжаем говорить о фотосинтезе.
- Вспомните определение фотосинтеза. (слайд 3)
Сегодня на уроке мы должны выяснить:
- Нужен ли этот процесс на нашей планете или необязателен?
- В чем важность фотосинтеза?
(запись цели урока на доске) (слайд 2)
- Определить условия, необходимые для фотосинтеза
- Показать космическую роль зеленых растений.
Чтобы лучше понять суть этого процесса нужно начинать издалека (сообщения учащихся)
1. Опыт Ван Гельмонта (слайд 4).
- Какой вывод сделал Гельмонт на основании своего опыта? (на доске записывается первое исходное вещество)
2. Опыт Пристли (слайд 5)
3. К какому выводу пришел Пристли, проведя этот эксперимент? (растения выделяют кислород, делая пригодным воздух для дыхания)
4. Опыт Яна Ингенхауза
Он обнаружил, что растения выделяют кислород на свету зелеными частями растений.
На доске появляется запись:
Вода + свет + зеленые части растений = кислород
5. 1872 год швейцарский физиолог Жан Сенебье экспериментами доказал участие в фотосинтезе углекислого газа, который служит растению пищей.
6. Вскоре другой швейцарский ученый Никола Теодор де Соссюр экспериментально доказал, что синтез органических соединений растениями обеспечивается питанием углекислым газом и водой.
Эти открытия выдающихся ученых обобщаются в виде схемы:
Вода + угл.газ + свет + зеленые части растений = кислород + орг. вещества
7. В 1845 году немецкий врач Майер сделал открытие. Он доказал, что растения преобразуют солнечную энергию в химическую синтезируемых органических соединений согласно закону сохранения и превращения энергии. ( Слайд 7)
Таким образом, уже к середине ХХ века о фотосинтезе сложилось представление, которое можно выразить уравнением:
CO2 + H2O + свет + зеленые части растений = O2 + орг.вещество + Е
- Какие факторы, судя по уравнению фотосинтеза должны влиять на скорость этого процесса? (свет, температура, количество углекислый газ, влажность)
Факторы выписываются на доску.
- Как это доказать опытным путем?
Докажем это опытным путем , используя цифровую измерительную лабораторию «Архимед». С ее помощью проведем опыты:
I. Зависимость фотосинтеза от интенсивности света.
II. Зависимость интенсивности фотосинтеза от температуры.
III. Зависимость интенсивности фотосинтеза от концентрации углекислого газа.
- Посмотрите на графики. Какой можно сделать вывод?
Вывод: скорость фотосинтеза увеличивается при повышении температуры, освещенности и концентрации углекислого газа.
В 1864 году французский физиолог Жан Буссенго установил соотношение объемов превращающегося в органические соединения углекислого газа и выделяемого кислорода. Это соотношение 1:1.
В этом же году немецкий ботаник Юлиус Сакс продемонстрировал образование зерен крахмала при фотосинтезе.
- Как Сакс доказал, что органическое вещество запасаемое зеленым растением, является крахмалом? (йодом)
- Какая окраска должна получиться?
- Если капнуть йодом на лист, появится ли фиолетовое окрашивание?
- Проверим?
- Почему не получилось? Что мешает определить крахмал в листьях? (хлорофилл)
- Где он содержится? (в хлоропластах)
Просмотр изображения листа герани под микроскопом (увеличение 200)
- Можем ли мы удалить хлорофилл из листа?
Это мы можем сделать с помощью горячего спирта. Перед уроком я выдержала растение герани в темноте, чтобы крахмал превратился в сахар и оттек из листьев. Потом достала на свет и закрыла части листа темными полосками, чтобы не проникал свет.
Помещаем лист герани в горячий спирт. Лист теряет зеленую окраску. Хлорофилл растворяется в спирте. Обесцвеченный лист обрабатываем йодом.
- Что видим?
- Какое вещество окрасилось йодом в синий цвет?
- Какой можно сделать вывод?
Вывод: в листьях на свету образуется крахмал, а в темноте он не образуется.
Фотосинтез – это уникальный процесс создания зелеными растениями органических веществ из неорганических, идущий в огромных масштабах на суше и в воде.
Наземные растения связывают ежегодно 20 млрд. тонн, а морей - 25 млрд. тонн углерода, которые расходуются на создание 100 млрд. тонн органических веществ. Для перевозки такого количества сахара потребуется железнодорожный состав длиной 50 млн. километров, что в 40 раз превышает длину всех железнодорожных линий Земли.
Для синтеза 1 грамма глюкозы растениям достаточно затратить 4,4 кВт /час электроэнергии, т. е столько, сколько потребляет цветной телевизор за 15 часов.
Климент Тимирязев писал: «Человек вправе наравне с самим китайским императором величать себя сыном солнца». (Слайд 8)
- Как вы считаете почему? (человек питается органическим веществом, которое образовалось за счет энергии Солнца).
- Так в чем же состоит значение фотосинтеза? (ответы ребят)
Энергия солнца, поступившая из космоса, преобразуется и запасается клетками зеленых растений в углеводах, белках, липидах, обеспечивая жизнедеятельность всего гетеротрофного населения живого мира – от бактерий до человека. Вот почему Тимирязев эту роль зеленых растений назвал космической.
3. Рефлексия
- Какие условия необходимы для протекания фотосинтеза?
- Какова роль фотосинтеза?
(слайд 9)
Фотосинтез идет на свету круглый год.
Он людям дает пищу и кислород.
Очень важный процесс – фотосинтез, друзья,
Без него обойтись нам на свете нельзя.
Фрукты, овощи, хлеб, уголь, сено, дрова –
Фотосинтез всему этому голова.
Воздух чист будет, свеж, как легко им дышать!
И озоновый слой будет нас защищать!
4. Закрепление
Решите задачу: (слайд 10,11)
1. Известно, что 50м2 зеленого леса поглощает за 1 ч углекислого газа столько же, сколько его выделяет при дыхании за 1 ч один человек, т.е. 40 г. Сколько углекислого газа поглощает 1 га зеленого леса за 1 ч? Сколько человек сможет выдохнуть это количество углекислого газа за тот же час? (ответ: 8 кг углекислого газа. 200 человек)
2. В процессе фотосинтеза огурцы, выращиваемые в теплицах, поглощают 1 кг углекислого газа при образовании 7 кг плодов. Сколько кг углекислого газа потребуется, чтобы получить 300 кг огурцов? Как можно увеличить содержание углекислого газа в воздухе теплиц? (ответ: 42,85 кг; внесение в почву навоза, торфа обогащает надземный слой воздуха углекислым газом, который выделяется из почвы при разложении микроорганизмами органических веществ)
Домашнее задание: (слайд 12)
Решите познавательные задачи:
- Какое растение осаждает больше пыли на поверхности листьев: вяз или тополь? Почему? (ответ: у вяза лист шероховатый, он будет в 6 раз больше осаждать пыль, чем гладкой поверхностью листа тополь)
- Существует ли взаимосвязь между сбором листовых овощей ( укроп, шпинат, салат, и т.д.) и временем суток? Почему? (ответ: вечером т.к. в это время накапливается максимум органических веществ, образованных днем в процессе фотосинтеза, а ночью происходит отток этих веществ в другие органы.)
- Хозяйка на дачном участке оборвала зеленые листья капусты на корм кроликам. Правильно ли она поступила? Почему? (ответ: нет, неправильно. Органические вещества, образованные в зеленых листьях в процессе фотосинтеза, оттекают в белые листья кочана, где и накапливаются)