Цель урока: сформировать у учащихся понятие о воздушном питании растений
Задачи урока:
- Образовательная: определить или доказать существование другого, кроме почвенного, способа питания у растений.
- Воспитательная: воспитать у учащихся понимание важности охраны зеленых насаждений.
- Развивающая: расширить кругозор, объединив знания учащихся по естественным наукам из пропедевтики.
ХОД УРОКА
I. Организационный момент.
II. Фронтальный опрос. (3 - 5 минут)
Изучив морфологию (строение корня, стебля, листа), мы с вами начали большую тему: "Жизнь растения".
Какие процессы жизнедеятельности вы можете назвать? (Питание, дыхание, размножение, обмен веществ).
И начали мы с вами с процесса питания. Что такое питание? (учащиеся дают ответ).
Какие вещества мы называем питательными? Приведите примеры.
Для чего необходимы питательные вещества.
При недостатке минеральных веществ, что предпринимает человек?
Как мы можем доказать, что в состав органов растения входят органические вещества: например, крахмал.
Каким образом в растение поступают неорганические вещества?
Таким образом, какой же тип питания мы с вами уже изучили?
Учитель: 1000 лет назад почвенное или корневое питание считалось самым главным и единственным способом питания растений. В далекие времена люди считали, что растение - это перевернутое вниз головой животное. В корне, думали они, имеется желудок и рот, и растение, также как человек, заглатывает и переваривает пищу добывая ее в Земле. Проверить эту точку зрения взялся в начале XVI века голландский натуралист Ян Ван Гельмонт.
Ученик - историк рассказывает об опыте ученого и делает вывод о том, что питательные вещества растение получает не из Земли, а из воды.
На два столетия в науке утвердилась теория водного питания растения, по которой именно из воды создаются вещества, слагающие тело растения, другие органы лишь помогали растению, например испарять лишнюю воду.
Теперь мы с вами можем перейти к изучению другого процесса жизнедеятельности, например дыхание или у вас появились вопросы?
Ученик - химик задает вопрос. (Проблема урока)
Как же переходить к дыханию, когда получается, что из воды все живые организмы будут получать питательные вещества, тогда ни какие другие продукты не нужны? Питайся водой!!!
Учитель - вот целью нашего урока и будет задача определить или доказать: существует ли другой способ питания растения - не из Земли, и прав ли Ян Ван Гельмонт, что питание в воде.
Вы уже изучали в начальных классах и в 5 кл. основы пропедевтики введение в естествознание, так давайте попробуем опровергнуть или подтвердить теорию водного питания.
Главное быть внимательными и на каждом этапе изучения делать выводы. Приглашаются к обсуждению знатоки химии, физики, физиологии и т.д.
III. Основная часть.
Химик - 1: Ван Гельмонт поливал растение дождевой водой, а мы знаем, что дождевая вода пример дистиллированной воды, которая не имеет солей, а значит, ни азота, ни калия, ни микро- и макроэлементов в ней нет. А значит и на массу растения повлиять не могла. Следовательно, есть другой способ питания.
Химик - 2: Мы знаем, что формула воды H2О - "аш-2-О", а в состав органических веществ входит еще и углерод, который не присутствует в молекуле воды. Значит он поступает в растение другим способом.
Физиолог - мы знаем, что благодаря растениям, наша атмосфера в процессе эволюции насыщалась и насыщается кислородом, которым дышат все живые организмы. Именно кислород участвовал в образовании озонового слоя, защищающего нашу Планету от ультра - фиолетовых лучей. Поэтому, не могло растение и увеличивать в весе, и выделять кислород, а масса почвы не изменялась. Значит есть другой способ получения веществ для питания.
Учитель - важную роль в понимании этой проблемы сыграло открытие, совершенное английским химиком Джозефом Пристли в 1771 году.(Используется материал детской энциклопедии по биологии).
Биофизик - интересно напомнить всем, как осуществляется газообмен? Мы знаем, что вещества состоят из молекул. Молекулы в зависимости от агрегатного состояния находятся в движении. Газообразные вещества, а это углекислый газ и кислород, диффундируют, в направлении из большей концентрации в меньшую и происходит это через устьица листа.
Учитель - Пристли искал способ очистить "воздух", испорченный дыханием мышей, а доказал, что растения выделяют газ. Сегодня мы с вами, что сказали? От какого газа мы задыхаемся? ::.. А какой газ способствует дыханию? :::
А тогда он его охлаждал, нагревал и только потом поставил растение, считая, что оно погибнет.
Вывод - растения не только очищают воздух, но и делают его пригодным для дыхания. Но эти опыты не всегда удавались. В 1779 году голландский ученый отметил, что непременным условием удачного опыта являются наличие света, солнечного света. Слово практикам.
Практики.
- опыты с растениями по выделению кислорода. Вывод: на свету кислород выделяется, а в темноте нет (свет - квант, фотон).
- опыты с геранью по определению органического вещества. Вывод: на свету в листьях образуется органическое вещество - крахмал, что было проверено йодом. Историк: рядом ученых было установлено, что растения из воздуха поглощают углекислый газ, их которого при участии воды на свету образуется органическое вещество. Именно этот процесс в 1877 году немецкий ученый Пфеффер назвал фотосинтезом.
- опыты, показывающие, что только в зеленых клетках образуется крахмал (табл. растение колеус)
Вывод: органическое вещество образуется только в зеленых клетках, где находятся пластиды и пигмент хлорофилл, по химическому составу схожий с гемоглобином крови.
Историк: в 1845 году Майер выдвинул предположение, что энергия используемая растениями, - это энергия солнца, которую они превращают в энергию химических связей.
Физиолог: это положение было развито и экспериментально подтверждено в исследованиях замечательного русского ученого Климента Аркадиевича Тимирязева. Именно он назвал лист уникальным поваром, и посвятил изучению хлорофилла около 30 лет.
Учитель: подведем итоги. На доске, на большой схеме, вместе с учениками еще раз делает по опытам выводы и составляет схему.
В листьях сначала образуется сахар, который затем превращается в крахмал (из учебника).
Крахмал образуется только при наличии в воздухе углекислого газа и воды, поступающей из почвы через корни и стебель.
Данный процесс происходит только в зеленых клетках.
Углекислый газ поступает только через устьица.
Образование кислорода и сахара происходит при наличии света (фотона).
Т.о. вы видите на доске, что в листьях происходит сложный процесс превращения одних веществ в другие и Пфеффер назвал этот процесс фотосинтезом. Давайте дадим определение данному процессу. Фотосинтез - это:
Физиолог: 80% кислорода выделяется морскими и 20% наземными растениями. Поглощать углекислый газ из воздуха не так-то легко, ведь его в нем 0.03%. И для получения - роста одного дерева высотой 9 метров и толщиной 33 см нужно воздуха из 10 000 таких классных комнат как у нас.
IV. Итог урока. Целью нашего урока было опровергнуть или подтвердить предположение древних и Яна Ван Гельмонта. Что мы по этому поводу можем сказать? Ученики:
Кроме почвенного - корневого питания существует воздушное, т.к. углекислый газ, необходимый для фотосинтеза поступает из воздуха.
Корень не является единственным "ртом" через который поступают питательные вещества.
Зеленые растения сами обеспечивают себя органическими веществами, которые расходуются на рост и развитие органов растения.
Фотосинтез не возможен без света, воды, углекислого газа, пигмента хлорофилла.
Лист орган воздушного питания.
Домашнее задание:
V. Закрепление.
Тест
Задачи - вопросы:
- Почему на многих листовых пластинах растения образуются вырезы?
- Почему листья на стебле кукурузы располагаются горизонтально и вертикально?
- Существуют ли взаимосвязь между сбором листовых овощей (укроп, шпинат и т.д.) и временем суток? Почему?
- Хозяйка на дачном участке оборвала зеленые листья капусты на корм кроликам. Правильно ли поступила хозяйка? Почему?
В процессе фотосинтеза огурцы выращиваемые в теплицах поглощают 1 килограмм углекислого газа при образовании 7 килограммов плодов: сколько кг углекислого газа потребуется, чтобы получить 300 кг огурцов; как можно увеличить содержание углекислого газа в воздухе школьных теплиц.
Изобретатель паровоза Стефенсон как-то задал вопрос своему приятелю: "Что движет проходящий перед нами поезд?" "Конечно, твое изобретение" - ответил его друг "Нет, - сказал Стефенсон,- его движет тот солнечный луч, который сотни миллионов лет поглотило зеленое растение". Почему он так ответил?
Растения - фабрики органических веществ, работающих на солнечной энергии. Животные как гетеротрофы преобразуют вещества первоначально созданные растениями. К.А. Тимирязев писал: "человек вправе, наравне с самим китайским императором величать себя сыном солнца". Растения доносят до всех живых существ планеты энергию солнечных лучей - фотонов. Какая в этом роль фотосинтеза?
P.S. Продуктивность фотосинтеза - один грамм органического вещества на 1 м2 листьев в час. Ежегодно в результате фотосинтеза поглощается 600 миллиардов тонн углекислого газа и образуется около 400 миллиардов тонн органического вещества. Годовая потребность одного человека в кислороде обеспечивается функционированием 10-12 деревьев среднего возраста. Леса, водоросли, считаются "зелеными легкими" нашей планеты.
Выставление оценок, поощрение наиболее активно работавших детей.