Интегрированный урок по биологии и химии по теме "Чудо фотосинтеза". 10-й класс

Урок построен по технологии развития критического мышления в сочетании с проблемно-развивающим обучением

Цель урока: изучить механизм и значение процесса фотосинтеза.

Задачи:

образовательные:

• расширить и углубить представление о воздушном питании растений,
• раскрыть сущность процесса фотосинтеза,
• подробно изучить химизм и механизм световой и темновой фаз фотосинтеза,
• выявить приспособленность растений к использованию света в процессе фотосинтеза.
• рассмотреть значение фотосинтеза в природе и жизни человека;

развивающие:

• развивать умение извлекать информацию из текста и иллюстраций, выполнять анализ и сравнение, установление причинно-следственных связей,
• формировать навык самостоятельной работы с текстом учебника,
• продолжить работу по формированию научного мировоззрения на основании интегративного подхода к изучаемой проблеме;

воспитательные:

• способствовать воспитанию любознательности, формированию познавательного интереса к изучаемой теме и предмету в целом,
• осуществлять экологическое воспитание.

Ход урока

1. Организационный момент

Выдающийся русский физиолог Климент Аркадьевич Тимирязев писал: «Дайте самому лучшему повару сколько угодно свежего воздуха, солнечного света и целую реку чистой воды и попросите, чтобы из всего этого он приготовил вам сахар, крахмал, жиры и зерно - он решит, что вы над ним смеетесь. Но то, что кажется совершенно фантастическим человеку, беспрепятственно совершается в зеленых листьях растений».

О каком процессе, от которого зависит наша жизнь, говорит Тимирязев?

У профессиональных поваров всегда под рукой необходимое оборудование. А я держу в руках зеленый лист. Именно здесь готовятся все необходимые органические питательные вещества. Лист - это целая зеленая лаборатория.

Перед нами на уроке стоит проблема:

Как устроена зеленая лаборатория, как она работает?

Сегодня на уроке мы должны ответить на следующий вопрос: Можно ли считать фотосинтез гениальным изобретением природы?

Проблемный вопрос будем решать через постановку задач к уроку.

Какие задачи урока вы предлагаете решить, чтобы ответить на проблемный вопрос?

Давайте сформулируем задачи урока:

1. Рассмотреть условия, при которых происходит фотосинтез (приспособления комнатных растений для фотосинтеза, строение листа, строение хлорофилла)
2. Рассмотреть механизм фотосинтеза.
3. Выяснить значение фотосинтеза для жизни на Земле.

2. Работа в группах

Группам выдаются задания на листочках. Карточки для раздачи

1. История фотосинтеза

Познакомьтесь с историей открытия фотосинтеза и выполните задание:

Аристотель

Растения - это животные, которые поставлены на голову. Органы размножения у них вверху, а голова внизу. С помощью корней растение извлекает из земли совершенно готовую пищу. Сколько вкусов в плодах, столько же их в земле, которой питаются растения.

Ван Ян Гельмонт (голландский исследователь и химик)

В начале XVII в. фламандский врач Ван Гельмонт вырастил в кадке с землей дерево, которое он поливал только дождевой водой. Он заметил, что спустя пять лет, дерево выросло до больших размеров, хотя количество земли в кадке практически не уменьшилось. Ван Гельмонт, естественно, сделал вывод, что материал, из которого образовалось дерево произошел из воды, использованной для полива. Он посадил ветку вербы массой 1 кг. 800 гр в бочку с почвой, масса почвы - 71 кг 600 г. 5 лет ухаживал за растением, поливал водой. Через 5 лет аккуратно вытянул дерево, очистил корни от почвы и взвесил. Вес растения был равен 58 кг 800 гр, а почва потеряла в весе всего 600гр.

Джозеф Пристли - 1772 г. (английский химик)

В тот же период знаменитый английский химик Джозеф Пристли (он был одним из первооткрывателей кислорода) провел серию опытов по горению и дыханию и пришел к выводу о том, что зелёные растения способны совершать все те дыхательные процессы, которые были обнаружены в тканях животных. Пристли сжигал свечу в замкнутом объеме воздуха, и обнаруживал, что получавшийся при этом воздух уже не может поддерживать горение. Мышь, помещенная в такой сосуд, умирала. Однако веточка мяты продолжала жить в воздухе неделями. В заключение Пристли обнаружил, что в воздухе, восстановленном веточкой мяты, вновь стала гореть свеча, могла дышать мышь. Результат: «Я нашел метод улучшения воздуха, испорченного дыханием . Природа использует с этой целью растительность».

Ян Ингенгауз - 1779 г. (голландец)

Спустя несколько лет голландский врач Ингенхауз обнаружил, что растения окисляют кислород лишь на солнечном свету и что только их зеленые части обеспечивают выделение кислорода. «Мне удалось собрать газ, который растение выделяет на свету - кислород».

Установите соответствие между учеными и открытиями, которые они совершили.

Правильные ответы: 1-В 2-Б 3-А 4-Г

2 задание: приспособления растений к фотосинтезу

Из предложенных приспособлений выберите те, которые обеспечивают оптимальное протекание фотосинтеза

1. множество листьев с плоской поверхностью;
2. листовая пластинка видоизменяется в усики и колючки
3. стержневая корневая система
4. черешок для поворачивания листьев к свету;
5. корневое давление
6. мозаичное расположение листьев;
7. испарение воды листьями
8. воздушные корни
9. прозрачные, неокрашенные клетки кожицы листа для проникновения света;
10. сосудисто-проводящие пучки
11. деревянистый стебель
12. устьица, обеспечивающие газообмен;
13. наличие хромопластов и лейкопластов
14. наличие видоизменённых побегов
15. особые пластиды хлоропласты, содержащие зеленый пигмент хлорофилл, способный улавливать солнечный свет.

Правильные ответы: 1,4,6,9,12,15

3. Проведение лабораторной работы

Учитель химии: Теперь проведем опыт, доказывающий образование крахмала в листьях на свету Перед проведением работы вспомним правила техники безопасности.

Лабораторная работа: «Образование крахмала в листьях на свету»

Инструктивная карточка

Цель: доказать, что крахмал образуется в листьях на свету.

Оборудование: горшок с геранью, срез картофеля, темный шкаф, раствор йода, чашка Петри, стакан с этиловым спиртом, стакан с водой, спиртовка, ножницы, 2 конические колбы с плоским дном, полоска темной бумаги, пинцет.

Ход работы:

1. Горшок с геранью поместить на 3 дня в темный шкаф.
2. Закрепите на листке растения темную полоску бумаги, выставить на 10-24 часа горшок на яркий свет.
3. Срезать лист, поместить его в горячую воду и кипятить в течение трех минут.
4. Затем опустить лист в горячий спирт до изменения окраски.
5. Обесцвеченный лист поместить в чашку Петри и залить раствором йода.
6. На срез картофеля капнем раствор йода.
7. Сделайте вывод о проведенной работе.

4. Изучение механизма фотосинтеза (самостоятельная работа учащихся с текстом)

• 1 группа. Строение хлоропласта и хлорофилла.
• 2 группа. Световая фаза
• 3 группа. Темновая фаза

5. Презентация каждой группы (ответы на вопросы с заполнением таблицы)

По ходу выступления каждой группы, учащиеся на местах заполняют таблицу:

6. Влияние различных факторов на скорость фотосинтеза

Рассмотрите график. Объясните, как изменяется скорость фотосинтеза в зависимости от освещения, от увеличения концентрации углекислого газа и от температуры. Определите оптимальные условия для проведения фотосинтеза.

7. Значение фотосинтеза

«Когда-то, где-то на Землю упал луч Солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез. В той или другой форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервные клетки. Этот луч Солнца согревает нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу». (К.Тимирязев)

Прочитайте цитату Тимирязева и ответьте на вопрос: Какое значение имеет фотосинтез? В чем космическая роль растений на Земле?

8. Рефлексия

Решение познавательных задач.

1. О фотосинтезе можно говорить не только на уроках биологии и химии. Если по-настоящему любить природу, можно описать этот процесс красивым литературным языком. Послушайте выдержку из работы К.А.Тимирязева...

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 назад поглотило зеленое растение".

2. Плоды садовой земляники, созревшие в солнечную и пасмурную погоду, отличаются по вкусу. В чем заключается это отличие? Как вы можете объяснить возникновение таких отличий?

9. Закончить урок можно небольшим стихотворением

Фотосинтез идет на свету круглый год.
И он людям дает пищу и кислород.
Очень важный процесс - фотосинтез, друзья,
Без него на Земле обойтись нам нельзя.
Фрукты, овощи, хлеб, уголь, сено, дрова -
Фотосинтез всему этому голова.
Воздух чист будет, свеж, как легко им дышать!
И озоновый слой будет нас защищать.