Программа элективного курса по биологии "Таинственный процесс зеленого листа, или Загадки фотосинтеза". 11-й класс

Разделы: Биология


Пояснительная записка

Программа элективного курса «Таинственный процесс зеленого листа, или загадки фотосинтеза» предназначена для учащихся 11 класса. Курс связан с базовым курсом биологии основной и средней школы и является естественным дополнением, нацелен на поддержку курса профильного обучения биологии, рассчитан на 17 учебных занятий. Изучение материала программы способствует целенаправленной подготовке обучающихся к поступлению в учебные заведения аграрного профиля. Элективный курс раскрывает современные представления о сущности процесса фотосинтеза, позволяет получить ответ на вопросы, связанные с глобальной ролью растений в биосфере, демонстрирует практическое значение знаний о процессе фотосинтеза для человека.

Цель:

  • создать условия для изучения истории развития представлений о фотосинтезе и современных открытий в этой области;
  • систематизировать у учащихся научное представление о природе физиологического процесса, происходящего в зеленом растении, о механизмах его регуляции;
  • выявить условия, необходимые для протекания процесса фотосинтеза;
  • оценить значимость открытия процесса фотосинтеза для развития науки и человеческого общества;
  • обосновать космическую роль зеленых растений, значение растений в природе и жизни человека;
  • ознакомить учащихся с возможностями применения знаний о процессе фотосинтеза в практической деятельности человека, прежде всего в сельском хозяйстве;
  • продолжить формирование навыков работы с микроскопом и лабораторным оборудованием, а также умения ставить опыты;
  • выяснить как усвоены понятия темы.

Задачи:

  • продолжить развитие у учащихся понятие о фотосинтезе, как одном из способов автотрофного питания организмов;
  • научить школьников выявлять причинно-следственные связи, лежащие в основе процесса фотосинтеза и составляющие сущность его световой и темновой фаз;
  • сформировать у старшеклассников убежденность в том, что фотосинтез имел глобальное значение для исторического процесса формирования биосферы нашей планеты;
  • осуществлять патриотическое воспитание учащихся, отмечая заслуги отечественных ученых в изучении процесса фотосинтеза;
  • реализовывать межпредметные связи физики и биологии, демонстрируя опыты, раскрывающие оптические свойства хлорофилла;
  • показать значение знаний о фотосинтезе в растениеводстве;
  • формировать навыки работы с лабораторным оборудованием, умения наблюдать и делать выводы на примере биологических фактов и наблюдаемых явлений;
  • развивать навыки использования дополнительной литературы;

продолжить формирование бережного отношения к природе, умение работать в группах.

При изучении курса предусматривается лекционная система занятий. При проведении занятий предполагается демонстрация видеофильмов, что будет способствовать визуализации представляемой информации и успешному усвоению материала. Помимо теоретических занятий в курсе предполагается проведение лабораторных работ. На базе учебного материала предполагается также проектная деятельность учащихся по наиболее интересным и актуальным проблемам. Работа над проектом позволяет проявить интеллектуальные способности учащихся, продемонстрировать уровень владения знаниями и умениями способность к самообразованию и самоорганизации. Кроме классно-урочной системы предполагается проведение экскурсий.

Ожидаемые результаты:

Учащиеся должны знать:

  • роль фотосинтеза в функционировании биосферы;
  • заслуги отечественных и зарубежных ученых в области фотосинтеза;
  • сущность фотосинтеза в свете современных достижений;
  • строение и функционирование фотосинтезирующих структур на различных уровнях организации;
  • исходные, промежуточные и конечные продукты световой и темновой фаз фотосинтеза, механизмы их образования;
  • элементы светового режима местообитания организмов;
  • экологические группы растений по отношению к свету и их световые адаптации;
  • особенности физиологических механизмов у растений разных экологических групп;
  • возможности и перспективы использования фотосинтеза в решении глобальных экологических проблем планеты.

Учащиеся должны уметь:

  • работать с учебной и научно-популярной литературой, составлять план, конспект, реферат;
  • системно использовать знания биологии, химии, физики и других наук в решении поставленных задач;
  • давать аргументированную оценку новой информации по вопросам биологии в целом и по вопросам (проблемам) фотосинтеза в частности;
  • работать с таблицами, гербарием, коллекциями, наблюдать за живыми объектами;
  • проводить наблюдения и эксперименты с использованием растений, анализировать полученные результаты и делать выводы, использовать полученные знания в практической деятельности.

Формы итоговой отчетности:

  1. итоговые тесты и задания;
  2. защита рефератов, проектов, исследовательских работ.

Учебно-тематический план элективного курса
«Таинственный процесс зеленого листа, или загадки фотосинтеза»


п/п
Наименование темы курса Общее количество часов В том числе
теоретические занятия лабораторные работы экскурсии
1 Введение 1 1    
2 История развития учения о фотосинтезе 1 1    
3 Хлоропласты, их строение и образование 2 1 1  
4 Пигменты фотосинтеза 2 1 1  
5 Физико-химические основы процесса фотосинтеза 2 1 1  
6 Влияние условий на интенсивность процесса фотосинтеза 2 1 1  
7 Экологические группы растений по отношению к свету, их адаптивные способности 2 2    
8 Экскурсия к водоему: «Изучение приспособлений водных растений к световому фактору» 1     1
9 Фотосинтез и урожай 1 1    
10 Экскурсия в тепличное хозяйство: «Изучение условий выращивания растений в условиях закрытого грунта» 1     1
11 Защита рефератов, исследовательских работ и проектов 2   2  
  Итого 17 9 6 2

Содержание элективного курса
«Таинственный процесс зеленого листа, или загадки фотосинтеза»

1. Введение (1 час)

Современная биосфера. Роль фотосинтеза в функционировании живой оболочки планеты. Фотосинтезирующие организмы, особенности их строения и жизнедеятельности. (Лекция).

Демонстрация таблиц «Биосфера», «Биоценоз дубравы», диапозитивы «Биосфера и человек», видеофильм «Глобальные проблемы экологии».

2. История развития учения о фотосинтезе (1 час)

История открытия фотосинтеза. Этапы развития учения о фотосинтезе. Роль отечественных и зарубежных ученых в изучении процесса фотосинтеза. Исследование значения воздуха и солнечного света в жизни растений – Д.Пристли, Ян Ингенхауз, Жан Сенебье. Вопросы воздушного и почвенного питания растений в работах Ник.Соссюра, Ю.Майера и Я.Гельмонт. Исследование Ж.Б.Буссенго о влиянии температуры, парциального давления, углекислого газа, состава атмосферы, степени освещенности, интенсивности фотосинтеза верхней и нижней поверхности на усвоение растениями углекислого газа. Изучение внешних условий на интенсивность процесса фотосинтеза в работах К.А.Тимирязева, В.Е.Любименко, С.П.Костычева, А.А.Рихтер. Развитие представлений о сложной природе фотосинтеза. Исследование механизма фотосинтеза. Исследование механизма фотосинтеза на молекулярном,субклеточном и клеточном уровнях.(Лекция).

Демонстрация портретов ученых, занимающихся изучением фотосинтеза.

3. Хлоропласты, их строение и образование (2 часа)

Происхождение пластид. Физиологические особенности хлоропластов.(Лекция). Демонстрация таблиц «Внутреннее строение листа»
Лабораторная работа № 1 «Изучение внешнего и внутреннего строения листа».

4. Пигменты фотосинтеза.(2 часа)

Хлорофиллы. Свойства хлорофилла. Представления о пигментах в работе М.С.Цвета Условия образования хлорофилла. Каротиноиды. Фикобилины. (Лекция)

Лабораторная работа № 2. «Получение спиртовой вытяжки пигментов листа и изучение свойств хлорофилла».

5.Физико-химические основы процесса фотосинтеза. (2 часа)

Этапы фотосинтеза. Фотофизический этап фотосинтеза. Фотохимический этап (световой). Происхождение кислорода при фотосинтезе. Фотосинтетическое фосфорилирование. Темновая фаза фотосинтеза – путь превращения углерода. С3 – (цикл Кальвина). С4– путь фотосинтеза (цикл Хетча-Слэка). Фотосинтез и фотодыхание. (Лекция)
Демонстрация видеофильма «Механизм фотосинтеза».
Лабораторная работа № 3.»Образование крахмала в зеленых листьях на свету».

6. Влияние условий на интенсивность процесса фотосинтеза. (2 часа)

Влияние внешних условий на интенсивность процесса фотосинтеза. Свет, температура, содержание углекислого газа в воздухе, снабжение водой, снабжение кислородом и интенсивность фотосинтеза. Влияние минерального питания. Влияние внутренних факторов на процесс фотосинтеза. Влияние оттока ассимилятов. Влияние содержания хлорофилла. Влияние возраста листа. Влияние открытости устьиц. (Лекция)
Лабораторная работа № 4 «Изучение условий, необходимых для протекания процесса фотосинтеза».

7. Экологические группы растений по отношению к свету, их адаптивные способности (2 часа)

Элементы светового режима местообитания организмов (интенсивность прямого и рассеянного света, годовая суммарная радиация, спектральный состав, альбедо). Экологические группы растений по отношению к свету (гелиофиты, сциофиты, факультативные гелиофиты). Световые адаптации гелиофитов и сциофитов. Работы В.Н.Любименко о световых адаптациях растений.

8. Экскурсия к водоему. «Изучение приспособлений водных растений к световому фактору» (1 час)

Цель: изучить особенности экологических факторов в водной среде; растительность водоема; приспособление водных растений к световому фактору.

9. Фотосинтез и урожай (1 час)

Фотосинтез – неиссякаемый и не загрязняющий среду источник энергии, основа получения продовольствия ,кормов, технического сырья. Фотосинтез и продуктивность растений. Селекция растений с высокой эффективностью фотосинтеза. Связь фотосинтеза и урожая в работах А.А.Ничипоровича. выращивание культур при искусственном освещении. (Лекция).

10. Экскурсия в тепличное хозяйство

«Изучение условий выращивания растений в закрытом грунте при искусственном освещении».(1 час)

Цель: изучить условия выращивания растений в закрытом грунте ; как влияет интенсивность освещения на продуктивность растений.

11. Защита рефератов, исследовательских работ , проектов , тестовый контроль (2 час)

Лабораторные работы – Приложение 1.
Примерные темы рефератов, исследовательских работ, проектов – Приложение 2.
Тесты и проверочные задания – Приложение 3.

Используемая литература

Литература для учителя:

  1. Армо К. Кемп П. Введение в биологию. – М.: Мир, 1988.
  2. Васильева Е.Н. и др. Эксперимент по физиологии растений в средней школе. – М.: Просвещение, 1978.
  3. Винчестер А. Основы современной биологии. – М.: Мир, 1961.
  4. Гэлстон А. Дэвис П. Сэттер Р. Жизнь зеленого растения. – М.: Мир, 1983.
  5. Единый государственный экзамен 2002. Контрольные измерительные материалы. Биология. Г.С. Калинова. А.Н.Мягкова, В.З.Резникова и др. – М.: Просвещение, 2002.
  6. Ивин М.Е. У порога великой тайны. – Л.: Дет.лит.,1971.
  7. Кузнецов В.В. Дмитриева Г.А. Физиология растений. – М.: Высшая школа, 2005.
  8. Настольная книга учителя биологии авт.-сост. Г.С. Калинова. В.С Кучменко. – М.: АСТ. Астрель, 2002.
  9. Медведев С.С. Физиология растений. – С-Пб.: изд-во Санкт-Петербургского университета, 2004.
  10. Николаев Л.А. Химия жизни: пособие для учителей изд.2-е, М.Просвещение, 1977.
  11. Наблюдай и экспериментируй. Под ред.доц. П.А. Садименко, доц. Г.М.Зозулин, доц. О.Г. Чораян. Изд-во Ростовского университета.
  12. Полевой В.В. Физиология растений. – М.: Высшая школа, 1989.
  13. Райнботе Х. Тайна растений. – М.: Мир, 1979.
  14. Тимирязев К.А. Жизнь растений. – М., 1967.
  15. Травкин М.П. Занимательные опыты с растениями. М.: Учпедгиз, 1960.
  16. Физиология растений под. ред. И.П. Ермакова. – М.: Академия, 2005.
  17. Якушкина Н.А. Физиология растений М.Просвещение, 1993.

Литература для учащихся:

  1. Артамонов В.И. Занимательная физиология растений. М.Агропромиздат,1992.
  2. Виленский Е.Р. Бойко.В.В. Растение раскрывает свои тайны . М.Колос.1984.
  3. Журнал Биология для школьников № 1, 2005.
  4. Чирков.Ю. Яблони на Марсе. – М. Молодая гвардия.

15.04.2012