Информационные технологии на уроках биологии по теме "Автотрофный способ обмена веществ"

Форма урока: информационные потоки
Тип урока: получение новых знаний
Цель урока: изучить автотрофный способ обмена веществ
Задачи урока:
1. Образовательная: изучить особенности процесса фотосинтеза, выявить роль фаз.
2. Развивающая: формировать умения самостоятельно работать с Интернет-ресурсами, решать биологические задачи, анализировать, делать выводы.
3. Воспитательная: понимать роль растений в жизни живого. Понимать значение научных знаний. Уметь продуктивно взаимодействовать в группах.
Форма организации учебной деятельности: работа в группах.
Методы обучения: ИКТ, решение биологических задач.
Оборудование: компьютеры, проектор мультимедиа.
Средства обучения:

1. Интернет-ресурсы.
2. Учебники В.Б. Захарова, С.Г. Мамонтова, Н.И. Сонина «Общая биология». 10-11 классы. Москва. Дрофа. 2002.
3. Мультимедийная слайд-презентация «Фотосинтез», слайд «Хлоропласты».
4. Биологические задачи, таблицы, муляжи фруктов и овощей на партах в группах.

Ход урока

I. Организационный момент
Здравствуйте! Мы снова встретились в компьютерном кабинете. Желаю активно трудиться в группах, находить интересное в изучаемом, познавать глубины живой природы.

Актуализация (информационный поток 1)
Ученик-кружковец. Земля – единственная планета Солнечной системы, где имеется достаточно большое количество кислорода в свободном состоянии. Благодаря ему на нашей планете возможно существование жизни. Этот элемент является составной частью практически всех органических соединений: он составляет 70% живого вещества. Растительный покров – единственный поставщик свободного кислорода на Земле. По приблизительным подсчётам, растения выделяют ежегодно около 400 млрд. т свободного кислорода в атмосферу, поглощают 600 млрд. т углекислого газа и синтезируют около 450 млрд. т органического вещества. Такова, как говорил К. А. Тимирязев, космическая роль зелёного растения. Кислород, являясь сильнейшим окислителем, расходуется в процессе разнообразных окислительных реакций. Зелёные растения (автотрофы, продуценты) – это аккумуляторы солнечной энергии. Гетеротрофы же  живут за счёт использования готовых органических веществ и энергии, заключённой в них.

На ваших столах лежат муляжи фруктов и овощей. Что их связывает с листьями зелёных растений? (группы готовят ответ и высказывают мнения)

II. Мотивация (информационный поток 2)
Учитель: Изобретатель паровоза Стефенсон как-то задал вопрос своему приятелю: «Что движет проходящий перед нами поезд?»
«Конечно, твоё изобретение», - ответил его друг.
«Нет, - сказал Стефенсон,- его движет тот солнечный луч, который сотни миллионов лет назад поглотило зелёное растение». [2]

Учитель: Как научно обосновать ответ Стефенсона своему другу?

Ученики:  Работа в группах. Выступления детей (коротко).

 Учитель: Что же за удивительный процесс происходит в зелёных растениях?
В течение урока, изучая процесс фотосинтеза, мы раскроем автотрофный способ обмена веществ у зелёных растений.

Изучение нового

III. Работа в группах с Интернет-ресурсами. Поиск информации чере http://www.yandex.ru     (информационный поток 3) 
Заполните ячейки электронной таблицы №1 (таблица находится в папке «Общая_ 15»).

Электронная таблица №1

Проверка: на экране результат заполнения электронной таблицы (информация используется через Сетевое окружение). Выступление групп (коротко).

Учитель: Только зелёное растение является той единственной в мире лабораторией, которая усваивает солнечную энергию и сохраняет её в виде потенциальной химической энергии органических соединений, образующихся в процессе фотосинтеза. [2]

IV. Знакомство с природной лабораторией протекания процесса фотосинтеза. (Информация комментируется при просмотре Приложение 1)(информационный поток 4)
Клеточная структура (особенности строения и жизнедеятельности)
Хлоропласты
Наиболее целесообразная форма хлоропластов закрепилась в процессе эволюции в растительном мире – в виде овальных зёрен. Такая форма хлоропластов позволяет им сравнительно легко менять своё положение в клетке. Они перемещаются движущейся цитоплазмой, но обладают способностью к активному, хотя и очень медленному, передвижению. При сильном освещении хлоропласты ориентируются к свету таким образом, что он попадает не на отдельный хлоропласт, а освещает их группу в профиль. При этом исключается их перегрев. Хлоропласт – двумембранная структура клетки, внутренняя мембрана образует складки – тилакоиды (в них расположены молекулы хлорофилла и  происходит световая фаза фотосинтеза), их группы образуют граны. Между ними –  строма хлоропласта (содержит ферменты, восстанавливающие углекислый газ до глюкозы), в ней протекает темновая фаза фотосинтеза.

Пигмент

Хлорофилл
Впервые точное представление о пигментах зелёного листа было получено благодаря работам крупнейшего русского ботаника М. С. Цвета, он показал, что в хлоропластах высших растений имеется два хлорофилла: a и b, они являются сложными хромопротеидами, состоящими из протеинов, связанных с небелковыми окрашенными соединениями, содержащими сложные эфиры. Совсем недавно учёными молекула хлорофилла синтезирована искусственно. Работа над фотосинтезом продолжается. Хлорофилл представляет собой «одно из интереснейших веществ на земной поверхности» (Ч. Дарвин), так как благодаря ему возможен синтез органических веществ из неорганических CО2 и Н2О.
Фотосинтез (мультимедийная презентация учителя  Приложение 2) (информационный поток 5)
Учитель:
По ходу презентации объясняет механизм световой и темновой фаз фотосинтеза.

Световая фаза (основные особенности):

1. Хлорофилл (воздействие квантов света), выброс ē (цепь переносчиков), наружная поверхность мембраны тилакоида (отрицательно заряженное поле), «дырка» в молекуле хлорофилла заполняется ē (полученным от молекулы воды при фотолизе).
2. Накопление Н⁺  (протонный резервуар), образование положительно заряженного поля,  (200 мВ, АТФ – синтетаза) – работа протонного канала, высокий уровень энергии (синтез АТФ) – в строму хлоропласта.
3. НАДФ⁺•Н⁺ + ē,  (НАДФ•Н) – в строму хлоропласта.
4. При фотолизе воды – выделение в атмосферу О₂

Темновая фаза (основные особенности):
1.Связывание углекислого газа с пятиуглеродным сахаром рибулёзо-1,5-дифосфатом (участие ферментов), использование АТФ, НАДФ•Н  (Цикл Кальвина.  Нобелевская премия в 1961 году).
2.Образование глюкозы (С₆Н₁₂О₆)

Учащиеся:
В каждой группе составляют лист опорных сигналов процесса фотосинтеза по ходу презентации.  
Делают вывод о значении световой и темновой фаз фотосинтеза, т.е. об образовавшихся веществах на конечном этапе каждой фазы.
Применение полученных знаний:(информационный поток 6)
Задание 1. [3]
Заполните электронную таблицу №2. Таблица находится в папке «Общая_ 15».
В процессе фотосинтеза участвуют молекулы органических и неорганических веществ, протоны и электроны. Раскройте их роль в процессе фотосинтеза.

Электронная таблица №2

Проверка: результат заполнения таблицы через сетевое окружение на экране мультимедиа. (Группы корректируют ответы выступающих учащихся).
Задание 2. Задача (Текст задачи напечатан на бумажных листах. Обсуждение ответа в группах).  Ученикам предлагается  ответить на вопрос, на который в свое время не смог ответить известный ученый.

Более четырехсот лет назад голландский учёный Ян Ван Гельмонт поставил опыт – поместил в горшок 80 кг земли и посадил в него ветку ивы, предварительно взвесив ее. Растущее в горшке растение в течение пяти лет только поливали дождевой водой, не содержащей минеральных солей. Взвесив иву, через пять лет, ученый обнаружил, что ее вес увеличился на 65 кг, а вес земли в горшке уменьшился всего на 50 г. Откуда растение добыло 64 кг 950 г питательных веществ - для Ван Гельмонта осталось загадкой. [4]
Отметки: отметки (взаимооценка) в группах  по итогам заполнения таблиц №1, №2, формулировке выводов, решению задач.
Ученик-кружковец (итог): (информационный поток 7)
Только зелёное растение является той единственной в мире лабораторией, которая усваивает солнечную энергию и сохраняет её в виде потенциальной химической энергии органических соединений, образующихся в процессе фотосинтеза. Упавший на зелёное растение луч света не исчез, а часть его энергии сохранилась в виде химической энергии крахмального зёрнышка в хлоропласте. Зелёное растение образует питательные вещества для животного и растительного мира, лишённого зелёной окраски. Зелёное растение в буквальном смысле слова кормит, одевает  и согревает нас. [2]
Учитель:На ваших столах лежат муляжи фруктов и овощей. Что их связывает с листьями зелёных растений? Какова же заслуга Его Величества Хлоропласта? (Группы готовят ответы на вопросы и высказывают мнения с применением новых полученных знаний).

Домашнее задание:
Учебник В.В. Захарова, С.Г. Мамонтова, Н.И. Сонина «Общая биология»: с. 176-178. 126-129.  Интернет-ресурсы (по желанию):

http://www.fos.ru/ecology/10129.html
http://docreferat.com/referat-2151/
http://www.nsp-pro.com/bads/hfl.html
http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00086/87200.htm

Дополнительная литература и интернет-ресурсы:

с 1. Большая советская энциклопедия.
с 2. Генкель П.А. «Физиология растений». Учебное пособие по факультативному курсу. М., «Просвещение», 1985.
с 3. Иванова Т.И., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. «Сборник заданий по общей биологии», Москва «Просвещение». 2002, с. 24-27.
с 4. Казакова О.С. и др. «Хрестоматия по общей биологии для учащихся средней школы». М., Просвещение. 1970 (Задача их демонстрационного варианта ЕГЭ 2006г)
с 5. Рувинский А.О.  «Общая биология». Учебник для 10-11 классов школ с углубленным изучением биологии. М.,  «Просвещение», 1993, с. 67-73
Приложение 1 (Коллекция «Кирилл и Мефодий» - видеофотографии хлоропластов)