Цель: подвести учащихся к выводу, что зеленое растение на свету поглощает углекислый газ и выделяет кислород, с помощью опытов привести учащихся к выводу, что в зеленом растении на свету из неорганических соединений образуются органические.
Оборудование: портреты и фамилии ученых, рисунки опытов ученых, комнатные растения стоявшие в темноте и на свету, спиртовка, йод, лабораторная посуда.
Эпиграф: “Пора чудес прошла, и нам подыскивать придется причины всем, что совершается на свете”. В.Шекспир.
План урока:
1. Проблемное изложение научного открытия.
2. Вывод из опыта Пристли.
3. Опыт Сенебье.
4. Опыт Сакса.
5. Вывод Темерязьева.
Ход урока
Мы продолжаем изучать функции живого организма. Давайте вспомним, строение и жилкование листа. У вас на партах рассказ с биологическими ошибками. Найдите ошибки и прокомментируйте их.
Рассказ с биологическими ошибками:
Незнайка пишет письмо Звездочке:
Я люблю собирать разные листья. Красивые листья у клена, они имеют много листовых пластинок. Такое же строение и у листьев земляники, малины. Называются эти листья сложными. Интересно и расположение жилок на листьях - известно до 10 видов жилкования. Например, у березы оно дуговое, у ландыша параллельное, у листьев смородины - сетчатое.
Обсуждение ответов.
Сегодня мы познакомимся с основной функцией зеленого листа. Открытие ее шло медленно и с большими трудностями. Считается, что эту функцию зеленого листа обнаружил английский ученый Д.Пристли в конце XVIII в. Дополнили это открытие швейцарский ученый Сенебье, немецкий ученый Сакс, большой вклад внес русский ученый К.А. Тимирязев.
Сегодня мы попробуем повторить это открытие. Возьмите альбомный лист и нарисуйте на нем листья растений, которые вам нравятся.
На листе ватмана, укрепленном на доске, я рисую лист растения, который нравится мне. “Мне нравятся листья смородины”, - сказала я вслух. Ребята один за другим называют листья своих любимых растений, кратко их характеризуя.
Постановка проблемы:
Посажено одно зерно пшеницы, а созрело несколько десятков зерен. За счет чего произошло увеличение количества зерна? В почву попало семя березы, вес которого незначительный, а выросло огромное дерево, высотой до 25 м. За счет чего происходит рост растения?
Чтобы ответить на этот вопрос более 300 лет назад проводил опыты Ян Ван Гельмонт “сообщение учащихся”. Рисунок 1
Рисунок 1
Обсуждение опыта Ван Гельмонта.
Решение проблемы:
Английский ученый Пристли в 1772 г., примерно полтораста лет спустя после опыта Гельмонта, вывел ученых из тупика поставив их на правильный путь решения проблемы. Опыт Пристли. Сообщение учащихся. Рисунок 2. Обсуждение.
Рисунок 2
После опыта Пристли появилась научная потребность выявить, что значит “растения очищает испорченный дыханием или горением воздух”. Внимание ученых сосредоточилось на исследовании газов. И решающую роль в этих исследованиях сыграл опыт швейцарского ученого Сенебье 1782 г. Сообщение учащихся, обсуждение рисунка 3.
Рисунок 3
Растения с помощью корней из почвы поглощают воду и минеральные соли (в настоящее время опытами подтверждено, что и углекислый газ), а с помощью листьев из воздуха — углекислый газ (в настоящее время известно, что листья поглощают также воду и минеральные соли — на этом основана внекорневая подкормка). Чтобы эти вещества пошли на построение тела растительного организма, они должны сначала превратиться в органические (крахмал, белки и др.).
Тайна превращения неорганических веществ в органические была раскрыта учеными середины XIX в. При этом учеными была проведена масса опытов. Один из многочисленных опытов того периода, поставленный в 60-е годы прошлого столетия немецким ученым Саксом, который мы попробуем провести рисунок 4.
Рисунок 4
Итак, основная познавательная задача урока — подсмотреть чудесный процесс, совершающийся в зеленом листе на свету, — образование органических веществ из неорганических, в частности процесс образования крахмала.
На столе учителя два горшка комнатных растений, например пеларгонии. Одно растение 3—5 суток стояло в темноте, другое на свету (помещалось на расстоянии 30 см от лампы в 100 кд).
Как проверить, есть ли в листьях того и другого растения крахмал? Это первый вопрос, с поисков ответа на который начинается познавательная деятельность учащихся под руководством учителя в решении основной задачи урока. Решая ее, учащиеся высказывают разные предположения, в частности подействовать йодом, так как таким путем на одном из первых уроков они обнаруживали крахмал в пшеничной муке. Высказанное предположение обоснованно, наиболее вероятно (так сказать, гипотеза), его и надо экспериментально проверить.
Учащимся дается возможность подействовать на зеленый лист йодом. Они убеждаются, что в этом случае йод не приводит к ожидаемому результату.
Как же быть? Очень важно, чтобы этот вопрос появился у самих учащихся, притом не как выражение безнадежности, а как настойчивое желание узнать, что же нужно сделать, чтобы обнаружить в листе крахмал, если он в нем есть.
Помогая учащимся выйти из создавшегося затруднения, я сообщаю, что причиной неудачи с применением йода в данном случае является хлорофилл, который как красящее вещество зеленого цвета мешает обнаружить крахмал.
Поскольку учащиеся не знают, как удалить хлорофилл из листа, я сообщаю им об этом и демонстрирую опыт обесцвечивания листа спиртом.
“Как обнаружить крахмал в обесцвеченном листе?” — снова учитель повторяет вопрос и в соответствии с высказанным учащимися.
Готовые листья растений учитель с помощником (учеником) кладет на блюдце и обливает водным раствором йода. Через одну-две минуты лист растения, стоявшего на свету, от йода синеет, а лист растения, находившееся в темноте, остается белым, точнее, буреет.
Остается осмыслить наблюдаемое явление, объяснить, почему посинел от йода один лист и не посинел другой. Вопрос ставим перед учащимися, и они без особых затруднений делают правильное заключение, что в листе растения, стоявшего на свету, есть крахмал, а в листе растения, которое стояло в темноте, крахмала нет.
Возникает новый вопрос, новая познавательная задача — может ли образоваться крахмал в листе растения, которое стояло в темноте, если это растение снова выставить на свет?
За ответом на возникший вопрос учитель предлагает обратиться к опыту, который 5 дней назад был поставлен двумя учащимися поручению учителя, при этом сообщает, что опыт поставлен правильно так же, как его проводил немецкий ученый Сакс в 60 годы прошлого столетия.
Исследование Темерязьева учащиеся читают из дополнительной литературы. Темерязьев К.А для изучения этого процесса в очень маленькую пробирку с тонкими стенками наливал воду, содержащую углекислый газ, и помещал туда лист элодеи, предварительно выдержанный в темноте, чтобы в нем не было крахмала. Затем рассматривал лист под микроскопом и наблюдал за хлоропластами. Но как только на лист направлялся солнечный лист, через некоторое время в хлоропластах появлялись мелкие крупинки, затем увеличивались в размере. Чтобы ответить себе, что это за крупинки Темерязьев обесцвечивал лист элодеи в кипящем спирте, обливал растворам йода и снова рассматривал под микроскопом. Оказалось это крахмальные зерна окрасились в синий цвет. Значит в хлоропластах находятся крахмальные зерна
Учащиеся делают вывод:
“в зеленых растениях из углекислого газа и воды под влиянием солнечной энергии образуется крахмал, сахар и другие органические вещества, а также выделяется кислород”.
Итог урока: Мы с вами экспериментально доказали, что процесс образования в хлоропластах органического вещества на свету из углекислого газа и воды получил название фотосинтез от греческих слов фотос - свет синтез - соединение
Вопрос проблемы :3а счет чего выросла ветка ивы у Ван Гельмонта за счет активного поглощения углекислого газа. Оформить рисунок листа образец рисунок 5.
Рисунок 5
Итог урока:
Прочитайте цель урока. Достигли ли мы цели урока
Самооценка учащихся:
- Моя мыслительная активность на уроке была ..........
- Больше всего мне понравилось ............................
- У меня пока не совсем получается.........................
- Сегодня я понял (а), что думать ............................
- Сегодняшний урок показал мне ...........................
Домашняя работа: оформить рисунок листа (см. в приложении рис. 5).