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