Урок по теме «Фотосинтез»  6 класс.

Цель урока: Сформировать представление о  процессе «фотосинтез».

Задачи:

1.Выявить особенности протекания фотосинтеза, как одного из наиболее важных процессов в жизни растений.

2. Способствовать формированию общих представлений о значении данного процесса в жизни живых организмов.

3. Способствовать формированию бережного отношения к ресурсам Земли.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы: проблемный, частично-поисковый, личностно-деятельностый, развивающий.

Оборудование для проведения эксперимента:  Вытяжка спиртовая  пигментов клеток листа растения (традесканция), раствор щелочи, бензин, пробирки,  штатив для пробирок, пипетка, пробка резиновая для пробирок.

Оборудование для проведения лабораторной работы « Пластиды» (для группы с репродуктивным типом мышления): Микроскоп,  готовый микропрепарат «Хлоропласты в клетках листа элодеи».

Оборудование для проведения лабораторной работы «Пластиды» (для группы с продуктивным типом мышления»): Микроскоп, мякоть томата или арбуза, набор препаровальных инструментов, салфетки, предметное стекло, чашка Петри, вода.

Предварительная подготовка к уроку: за неделю до урока группа учащихся по инструктивным карточкам закладывает два опыта:  1.«проба Сакса»  2. выделение кислорода процессе фотосинтеза. Ученики, осуществляющие лабораторные исследования во время урока, проходят инструктаж по технике безопасности.

Планируемые результаты обучения:

Ученик должен знать:

— что фотосинтез – воздушное питание;

— что способность к фотосинтезу – важнейшее свойство зеленых растений;

— условия необходимые для протекания фотосинтеза;

— что в результате фотосинтеза в растениях образуются органические вещества;

— что атмосферный кислород – побочный продукт фотосинтеза.

Ход урока.

1.      Изучение нового материала.

Учитель в начале урока знакомит учащихся с историческим фактом (создание проблемной ситуации): Более четырехсот лет назад бельгийский естествоиспытатель Ян Ван – Гельмонт поставил опыт – поместил в горшок 80 килограмм земли и посадил в него ветку ивы, предварительно взвесив ее. Растущему в горшке растению в течении пяти лет не давали ни какого питания, а только поливали дождевой водой, не содержащей минеральных солей. Взвесив иву, через пять лет, ученый обнаружил, что ее вес увеличился на 65 килограмм, а вес земли в горшке уменьшился всего на 50 граммов. Откуда растение добыло 64 кг 950 гр питательных веществ для Ван – Гельмонта осталось загадкой.

Учитель предлагает ученикам ответить на вопрос, на который в свое время не смог ответить известный ученый. (выслушиваются варианты ответов учеников)

В ходе обсуждения определяем, что листья растений – это своеобразные лаборатории, в которых на свету образуются органические вещества. Этот процесс является едва ли не самым замечательным биологическим явлением, происходящем на нашей планете. Благодаря нему существует все живое на Земле. Сегодня на уроке нам предстоит раскрыть механизмы этого биологического процесса. Как вы догадались, речь пойдет о фотосинтезе.

Учитель: Ребята, а что вы знаете об этом процессе? (выслушиваются варианты ответов учеников. Фотосинтез – процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды при участии энергии солнечного света. ( от греч. «фото» — свет, «синтез» — образование)

Почему наши растения, в большинстве случаев, зеленые? – это цвет химического вещества хлорофилла (от греч. «хлорос» — зеленый, «филос»- лист), который находится в пластидах клетки  в хлоропластах. Это вещество играет в фотосинтезе главную роль. Процесс фотосинтеза многоступенчатый. Он запускается, когда на молекулу хлорофилла попадает частица света (фотон). В процессе фотосинтеза выделяют две фазы. Световая фаза идет только на свету и более длительная, темновая, в свете не нуждается. В световой фазе выделяется кислород, образуется энергия, в темновой фазе синтезируется  углевод (глюкоза)

История открытия фотосинтеза.

1600г.        Бельгийский естествоиспытатель Ян Ван – Гельмонт        

Поставил первый физиологический эксперимент, связанный с изучением питания растений.

1771г.        Английский химик Джозеф Пристли        

Проделал опыт: посадил мышь под стеклянный колпак, и через пять часов животное погибло. При введении же под колпак веточки мяты, мышь осталась живой. Ученый пришел к выводу, что зеленые растения способны осуществлять реакции противоположные дыхательным процессам.

1779г. Голландский врач Ян Ингенхауз        

В ходе эксперимента обнаружил, что растения способны выделять кислород лишь в присутствии солнечного света, и что только их зеленые части способны обеспечивать выделение кислорода.

1782г.        Швейцарский ученый Жан Сенебье        

Экспериментально доказал, что органические вещества в растениях образуются из углекислого газа, который под влиянием солнечного света разлагается в зеленых органоидах растений.

1804г.        Французский физиолог растений Жак Буссенго        

В ходе лабораторных работ пришел к выводу, что вода так же потребляется растениями при синтезе органических веществ.

1864г.        Немецкий ботаник Юлиус Сакс        

Доказал, что соотношение объемов поглощаемого углекислого газа и выделяемого кислорода равно 1:1. продемонстрировал образование зерен крахмала при фотосинтезе.

Демонстрация результатов опыта «Роль света для образования крахмала»

В качестве доказательства существования процесса фотосинтеза  группа учащихся  рассказывают, о том какой опыт они заложили и выдвигают гипотезы, каковы будут результаты эксперимента. Затем один ученик под руководством учителя демонстрируется опыт, подтверждающий образование крахмала в листьях на свету. (К уроку закладывался опыт – «проба Сакса» — отчет первой группы). Другой ученик комментирует и фиксирует промежуточные и итоговые результаты опыта.

Для опыта используются растения – примула, герань или традесканция. Одно растение обильно поливают и для оттока крахмала помещают в темное место на двое суток. Другое растение оставляют на свету. Затем первое растение извлекают из шкафа, и на его листья прикрепляют фигурки, вырезанные из плотной черной бумаги. Оба растения выдерживают на свету в течении трех, четырех дней, осуществляя полив. Затем с каждого растения срезают по листу, выдерживают их две, три минуты в кипящей воде и помещают в стакан с горячим спиртом для получения вытяжки хлорофилла. Обесцвеченные листья обрабатывают раствором йода. На листе растения, которое побывало в шкафу, проявится конфигурация фигурки, которая была прикреплена к нему. Лист, который был всегда на свету, равномерно окрасится в синий цвет.

Учитель задает вопрос классу: Какое вещество при обработке раствором йода окрасится в синий цвет?

Учащиеся отвечают: крахмал при взаимодействии с йодом дает синий окрас.

При обсуждении результатов опыта учащиеся приходят к выводу, что в листьях на свету образуется крахмал, а в темноте крахмал не образуется.

Учитель ставит перед учениками проблему: Как доказать, что в процессе фотосинтеза выделяется кислород? (учащиеся выдвигают гипотезы)

Одна из них: кислород – это газ, который поддерживает горение, а углекислый газ образуется при горении.  Ребята вспоминают, что растения – это живые существа, обладающие свойствами живого, одним из которых является процесс дыхания, в ходе которого они потребляют кислород, и выделяют углекислый газ. Ребята приходят к выводу, что необходимо создать условия для двух растений, одно из которых на свету будет осуществлять процессы фотосинтеза и дыхания, а другое в темноте будет только дышать.  

Демонстрация результатов опыта, демонстрирующего условия необходимые для протекания фотосинтеза.

Учитель просит вторую группу учащихся рассказать, о том какой опыт они заложили, и продемонстрировать его результаты.

Для опыта берут две банки из светлого стекла. В каждую помещают по 2-3 веточки растения, чтобы растения не завяли, в банки налить немного воды. Сечи, укрепленные на проволоке, зажигают и опускают в банки, закрыв их пробками. Свечи гаснут, что указывает на отсутствие кислорода и наличие углекислого газа, образующегося при горении. Свечи вынимают. Банки  с растениями закрывают крышками, одну ставят в темное место, а другую – на свет. На следующий день банки открывают и опять опускают зажженные свечи. В банке, стоящей на свету, свеча горит, а в банке, находившейся в темноте, — гаснет.

Растения ежегодно образуют более  100 млрд. тонн органических веществ, выделяют  в атмосферу около 145 млрд. тонн кислорода. 80% кислорода выделяется морскими  водорослями и только 20% — наземными растениями. Поэтому мировой океан иногда называют «легкими планеты». Затраты кислорода на дыхание человека, животных, и растений компенсируются фотосинтезом. Содержание кислорода в атмосфере поддерживается в пределах 21%.

Учитель задает ученикам вопрос: Как можно увеличить интенсивность  фотосинтеза? (учащиеся выдвигают гипотезы)

Учащиеся предлагают, что если улучшить условия необходимые для фотосинтеза, то скорость его протекания увеличится.

Учитель: Где и как можно создать такие условия?

Ученики: В теплицах и парниках человек создает определенные условия – освещенность, температурный режим, минеральное питание растений, концентрация углекислого газа. Все эти условия увеличивают скорость фотосинтеза.

Учитель: Для чего человек создает такие условия?

Ученики: Для более быстрого роста и развития растений, образования плодов и семян.

Фотосинтез- это процесс образование органического вещества.

причина        

Необходимость растений в питательных веществах.

Повод        

Наличие в листьях воды и углекислого газа, поглощение солнечного света.

Сопутствующие события        

Образование и выделение кислорода.

Аналоги и сравнения        

«Живая фабрика в листьях»

Последствия        

Рост и развитие растений, накопление органического вещества.

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.

Учитель: А как сказывается загрязненность воздуха пылью и газами на интенсивности процесса фотосинтеза? (выслушиваются варианты ответов учеников)

2.Закрепление изученного материала.

Вопросы:

Что такое фотосинтез?

Что образуется в листьях при фотосинтезе?

Какие условия необходимы для фотосинтеза?

Какова космическая роль зеленых растений?

Тестовые задания

Фотосинтез происходит …

А) в устьицах;

Б) в межклетниках;

В) в хлоропластах,

2.   В процессе фотосинтеза происходит …

А) поглощение кислорода и выделение углекислого газа

Б) поглощение углекислого газа и образование кислорода.

3.   Крахмал, образующийся в листьях  в процессе фотосинтеза, нужен растению для …

А) выделения его во внешнюю среду;

Б) снабжения им всех частей растения.

4.   Хлорофилл в клетке находится …

А) в ядре;

Б) в пластидах;

В) в цитоплазме.

5.   Крахмал, образующийся в листьях  в процессе фотосинтеза, является …

А) запасным питательным веществом;

Б) побочным продуктом обмена.

Познавательные задачи:

1.      Известно, что 50 м2  зеленого леса поглощает за 1 ч углекислого газа столько же, сколько его выделяет при дыхании за 1 ч один человек, т.е. 40 г. Сколько углекислого газа поглощает 1 га зеленого леса за 1 ч? Сколько человек смогут выдыхать этот углекислый газ за тот же час?                             (ответ: 8 кг углекислого газа. 200 человек)

2.      Корневая  масса небольшого дерева 5 кг. Один кг корневой массы потребляет в сутки 1 г кислорода. Какую массу кислорода потребляют корни дерева за месяц и год?                                          (ответ: за 30 дней – 150 г; за 365 дней – 1825 г)

3.      Какое растение осаждает больше пыли на поверхности листьев: вяз или тополь? Почему?     (ответ: у вяза лист шероховатый, он будет в 6 раз больше осаждать пыль, чем  гладкой поверхностью листа тополь)

4.      Существует ли взаимосвязь между сбором листовых овощей (укроп, шпинат, салат, и т.д.) и временем суток? Почему?                                                                                                                  (ответ: вечером т.к. в это время накапливается максимум органических веществ, образованных днем в процессе фотосинтеза, а ночью происходит отток этих веществ в другие органы.)

5.      Хозяйка на дачном участке оборвала зеленые листья капусты на корм кроликам. Правильно ли она поступила?  Почему?                                                                                                                                        (ответ: нет, неправильно. Органические вещества, образованные в зеленых листьях в процессе фотосинтеза, оттекают в белые листья кочана, где и накапливаются)

6.      В сутки человек потребляет 430 г кислорода. Один гектар леса вырабатывает за час столько кислорода, сколько нужно для дыхания двухсот человек. Какую массу кислорода выделяет гектар леса за один час?                                                                                                                                                (ответ: 3580 г)

7.      В процессе фотосинтеза огурцы, выращиваемые в теплицах, поглощают 1 кг углекислого газа при образовании 7 кг плодов. Сколько кг углекислого гала потребуется, чтобы получить 300 кг огурцов?  Как можно увеличить содержание углекислого газа в воздухе теплиц?                                   (ответ: 42,85 кг; внесение в почву навоза, торфа обогащает надземный слой воздуха углекислым газом, который выделяется из почвы при разложении микроорганизмами органических веществ)

8.      К.А. Тимирязев писал: «В сущности, что бы ни производил сельский хозяин, —  он прежде всего производит хлорофилл и уже посредством хлорофилла получает зерно, волокно, древесину и т.д.». какие агротехнические приемы способствуют накоплению хлорофилла и усилению процессов фотосинтеза в мякоти листа?                                                                                                                               (ответ: внесение в почву органических удобрений, соблюдение правил  при посадке растений, хорошая освещенность, соблюдение правил полива растений и т.п.)

Данные задачи можно предложить отдельным учащимся в качестве домашней работы.

Домашнее задание.

Сравнить процессы фотосинтеза и дыхания  и ответить на вопросы:

 В какое время суток происходит?

Какой газ поглощается?

Какой газ выделяется?

Поглощается или выделяется тепло?

В каких клетках происходит?

Увеличивается или уменьшается масса?

Образуется или разрушается органическое вещество?

Подумать: Во всех ли клетках листа образуются органические вещества? Привести доказательства своих выводов?

Составить рассказ об особенностях строения листа, связанных  с осуществлением процесса фотосинтеза.

Придумать способы борьбы с загрязнением воздуха.

Выписать термины по теме «Фотосинтез» и дать им определение.

Зарисовать и объяснить результаты опытов Д. Пристли.

 

                                        

                

                

                

                                        

Источник: nsportal.ru

Вопрос 1. Что такое фотосинтез? Назовите вещества, необходимые для его осуществления.

Фотосинтез – это процесс образования органических веществ и кислорода из углекислого газа и воды в листьях зеленых растений на солнечном свету.

Вопрос 2. Закончите предложения.

Фотосинтез происходит в растительных клетках, которые содержат органоиды хлоропласты. В них содержится зелёный пигмент хлорофилл, который придает растению окраску и обеспечивает фотосинтез.

У большинства растений основным органом, обеспечивающим осуществление фотосинтеза, является лист, еще фотосинтез может протекать в стеблях и зеленых плодах.

Вопрос 3. Известно, что наземные растения ежегодно образуют столько листьев, что ими можно было бы покрыть земной шар в несколько слоёв. Объясните, почему у растений образуется так много листьев.

Процесс образования органических веществ идет в листьях зеленых астений на солнечном свету. Поэтому, чтобы прокормить растение листьев должно быть очень много.

Вопрос 4. Рассмотрите рисунок «Образование органических веществ в процессе фотосинтеза». Подпишите на нем названия веществ, поступающих в лист и выводящихся из него.

Углекислый газ

Кислород

Ответьте на вопросы:

1) Каковы необходимые условия осуществления фотосинтеза?

Для фотосинтеза необходим солнечный свет, углекислый газ и хлоропласты.

2) Какие органические вещества образуются в процессе фотосинтеза и каково их значение для растения?

В хлоропластах под воздействием света в процессе фотосинтеза у растений образуется крахмал. Это вещество является углеводом и служит источником энергии для растений.

Вопрос 5*. Прочитайте в учебнике описание опыта по изучению влияния света на образование органических веществ в зеленых растениях и рассмотрите рисунок 61. Как вы думаете, почему в листьях зеленых растений нельзя обнаружить крахмал, после того как их выдерживают в темноте в течение 2-3 дней? Куда он исчезает?

Для преобразования крахмала в листьях необходим солнечный свет. Крахмал образуется в процессе фотосинтеза. Этот процесс произойдет с использованием энергии света. Без света нет процесса фотосинтеза, без процесса нет в листьях крахмала.

Работаем в лаборатории

Вопрос 6. Рассмотрите рисунок, на котором изображен опыт.

Ответьте на вопросы:

1) Почему свеча в первом и третьем случаях гаснет?

В первом и третьем сосудах семена и корнеплоды в процессе дыхания истратили весь кислород и выделили углекислый газ. Свеча погасла.

2) Почему свеча во втором случае горит?

Во втором сосуде растение не только дышит, но и при помощи фотосинтеза выделяет кислород, поэтому свеча горит.

Источник: resheba.me

Урок по теме «Фотосинтез»  6 класс.

Цель урока: Сформировать представление о  процессе «фотосинтез».

Задачи:

1.Выявить особенности протекания фотосинтеза, как одного из наиболее важных процессов в жизни растений.

2. Способствовать формированию общих представлений о значении данного процесса в жизни живых организмов.

3. Способствовать формированию бережного отношения к ресурсам Земли.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы: проблемный, частично-поисковый, личностно-деятельностый, развивающий.

Оборудование для проведения эксперимента:  Вытяжка спиртовая  пигментов клеток листа растения (традесканция), раствор щелочи, бензин, пробирки,  штатив для пробирок, пипетка, пробка резиновая для пробирок.

Оборудование для проведения лабораторной работы « Пластиды» (для группы с репродуктивным типом мышления): Микроскоп,  готовый микропрепарат «Хлоропласты в клетках листа элодеи».

Оборудование для проведения лабораторной работы «Пластиды» (для группы с продуктивным типом мышления»): Микроскоп, мякоть томата или арбуза, набор препаровальных инструментов, салфетки, предметное стекло, чашка Петри, вода.

Предварительная подготовка к уроку: за неделю до урока группа учащихся по инструктивным карточкам закладывает два опыта:  1.«проба Сакса»  2. выделение кислорода процессе фотосинтеза. Ученики, осуществляющие лабораторные исследования во время урока, проходят инструктаж по технике безопасности.

Планируемые результаты обучения:

Ученик должен знать:

— что фотосинтез – воздушное питание;

— что способность к фотосинтезу – важнейшее свойство зеленых растений;

— условия необходимые для протекания фотосинтеза;

— что в результате фотосинтеза в растениях образуются органические вещества;

— что атмосферный кислород – побочный продукт фотосинтеза.

Ход урока.

1.      Изучение нового материала.

Учитель в начале урока знакомит учащихся с историческим фактом (создание проблемной ситуации): Более четырехсот лет назад бельгийский естествоиспытатель Ян Ван – Гельмонт поставил опыт – поместил в горшок 80 килограмм земли и посадил в него ветку ивы, предварительно взвесив ее. Растущему в горшке растению в течении пяти лет не давали ни какого питания, а только поливали дождевой водой, не содержащей минеральных солей. Взвесив иву, через пять лет, ученый обнаружил, что ее вес увеличился на 65 килограмм, а вес земли в горшке уменьшился всего на 50 граммов. Откуда растение добыло 64 кг 950 гр питательных веществ для Ван – Гельмонта осталось загадкой.

Учитель предлагает ученикам ответить на вопрос, на который в свое время не смог ответить известный ученый. (выслушиваются варианты ответов учеников)

В ходе обсуждения определяем, что листья растений – это своеобразные лаборатории, в которых на свету образуются органические вещества. Этот процесс является едва ли не самым замечательным биологическим явлением, происходящем на нашей планете. Благодаря нему существует все живое на Земле. Сегодня на уроке нам предстоит раскрыть механизмы этого биологического процесса. Как вы догадались, речь пойдет о фотосинтезе.

Учитель: Ребята, а что вы знаете об этом процессе? (выслушиваются варианты ответов учеников. Фотосинтез – процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды при участии энергии солнечного света. ( от греч. «фото» — свет, «синтез» — образование)

Почему наши растения, в большинстве случаев, зеленые? – это цвет химического вещества хлорофилла (от греч. «хлорос» — зеленый, «филос»- лист), который находится в пластидах клетки  в хлоропластах. Это вещество играет в фотосинтезе главную роль. Процесс фотосинтеза многоступенчатый. Он запускается, когда на молекулу хлорофилла попадает частица света (фотон). В процессе фотосинтеза выделяют две фазы. Световая фаза идет только на свету и более длительная, темновая, в свете не нуждается. В световой фазе выделяется кислород, образуется энергия, в темновой фазе синтезируется  углевод (глюкоза)

История открытия фотосинтеза.

1600г.        Бельгийский естествоиспытатель Ян Ван – Гельмонт        

Поставил первый физиологический эксперимент, связанный с изучением питания растений.

1771г.        Английский химик Джозеф Пристли        

Проделал опыт: посадил мышь под стеклянный колпак, и через пять часов животное погибло. При введении же под колпак веточки мяты, мышь осталась живой. Ученый пришел к выводу, что зеленые растения способны осуществлять реакции противоположные дыхательным процессам.

1779г. Голландский врач Ян Ингенхауз        

В ходе эксперимента обнаружил, что растения способны выделять кислород лишь в присутствии солнечного света, и что только их зеленые части способны обеспечивать выделение кислорода.

1782г.        Швейцарский ученый Жан Сенебье        

Экспериментально доказал, что органические вещества в растениях образуются из углекислого газа, который под влиянием солнечного света разлагается в зеленых органоидах растений.

1804г.        Французский физиолог растений Жак Буссенго        

В ходе лабораторных работ пришел к выводу, что вода так же потребляется растениями при синтезе органических веществ.

1864г.        Немецкий ботаник Юлиус Сакс        

Доказал, что соотношение объемов поглощаемого углекислого газа и выделяемого кислорода равно 1:1. продемонстрировал образование зерен крахмала при фотосинтезе.

Демонстрация результатов опыта «Роль света для образования крахмала»

В качестве доказательства существования процесса фотосинтеза  группа учащихся  рассказывают, о том какой опыт они заложили и выдвигают гипотезы, каковы будут результаты эксперимента. Затем один ученик под руководством учителя демонстрируется опыт, подтверждающий образование крахмала в листьях на свету. (К уроку закладывался опыт – «проба Сакса» — отчет первой группы). Другой ученик комментирует и фиксирует промежуточные и итоговые результаты опыта.

Для опыта используются растения – примула, герань или традесканция. Одно растение обильно поливают и для оттока крахмала помещают в темное место на двое суток. Другое растение оставляют на свету. Затем первое растение извлекают из шкафа, и на его листья прикрепляют фигурки, вырезанные из плотной черной бумаги. Оба растения выдерживают на свету в течении трех, четырех дней, осуществляя полив. Затем с каждого растения срезают по листу, выдерживают их две, три минуты в кипящей воде и помещают в стакан с горячим спиртом для получения вытяжки хлорофилла. Обесцвеченные листья обрабатывают раствором йода. На листе растения, которое побывало в шкафу, проявится конфигурация фигурки, которая была прикреплена к нему. Лист, который был всегда на свету, равномерно окрасится в синий цвет.

Учитель задает вопрос классу: Какое вещество при обработке раствором йода окрасится в синий цвет?

Учащиеся отвечают: крахмал при взаимодействии с йодом дает синий окрас.

При обсуждении результатов опыта учащиеся приходят к выводу, что в листьях на свету образуется крахмал, а в темноте крахмал не образуется.

Учитель ставит перед учениками проблему: Как доказать, что в процессе фотосинтеза выделяется кислород? (учащиеся выдвигают гипотезы)

Одна из них: кислород – это газ, который поддерживает горение, а углекислый газ образуется при горении.  Ребята вспоминают, что растения – это живые существа, обладающие свойствами живого, одним из которых является процесс дыхания, в ходе которого они потребляют кислород, и выделяют углекислый газ. Ребята приходят к выводу, что необходимо создать условия для двух растений, одно из которых на свету будет осуществлять процессы фотосинтеза и дыхания, а другое в темноте будет только дышать.  

Демонстрация результатов опыта, демонстрирующего условия необходимые для протекания фотосинтеза.

Учитель просит вторую группу учащихся рассказать, о том какой опыт они заложили, и продемонстрировать его результаты.

Для опыта берут две банки из светлого стекла. В каждую помещают по 2-3 веточки растения, чтобы растения не завяли, в банки налить немного воды. Сечи, укрепленные на проволоке, зажигают и опускают в банки, закрыв их пробками. Свечи гаснут, что указывает на отсутствие кислорода и наличие углекислого газа, образующегося при горении. Свечи вынимают. Банки  с растениями закрывают крышками, одну ставят в темное место, а другую – на свет. На следующий день банки открывают и опять опускают зажженные свечи. В банке, стоящей на свету, свеча горит, а в банке, находившейся в темноте, — гаснет.

Растения ежегодно образуют более  100 млрд. тонн органических веществ, выделяют  в атмосферу около 145 млрд. тонн кислорода. 80% кислорода выделяется морскими  водорослями и только 20% — наземными растениями. Поэтому мировой океан иногда называют «легкими планеты». Затраты кислорода на дыхание человека, животных, и растений компенсируются фотосинтезом. Содержание кислорода в атмосфере поддерживается в пределах 21%.

Учитель задает ученикам вопрос: Как можно увеличить интенсивность  фотосинтеза? (учащиеся выдвигают гипотезы)

Учащиеся предлагают, что если улучшить условия необходимые для фотосинтеза, то скорость его протекания увеличится.

Учитель: Где и как можно создать такие условия?

Ученики: В теплицах и парниках человек создает определенные условия – освещенность, температурный режим, минеральное питание растений, концентрация углекислого газа. Все эти условия увеличивают скорость фотосинтеза.

Учитель: Для чего человек создает такие условия?

Ученики: Для более быстрого роста и развития растений, образования плодов и семян.

Фотосинтез- это процесс образование органического вещества.

причина        

Необходимость растений в питательных веществах.

Повод        

Наличие в листьях воды и углекислого газа, поглощение солнечного света.

Сопутствующие события        

Образование и выделение кислорода.

Аналоги и сравнения        

«Живая фабрика в листьях»

Последствия        

Рост и развитие растений, накопление органического вещества.

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.

Учитель: А как сказывается загрязненность воздуха пылью и газами на интенсивности процесса фотосинтеза? (выслушиваются варианты ответов учеников)

2.Закрепление изученного материала.

Вопросы:

Что такое фотосинтез?

Что образуется в листьях при фотосинтезе?

Какие условия необходимы для фотосинтеза?

Какова космическая роль зеленых растений?

Тестовые задания

Фотосинтез происходит …

А) в устьицах;

Б) в межклетниках;

В) в хлоропластах,

2.   В процессе фотосинтеза происходит …

А) поглощение кислорода и выделение углекислого газа

Б) поглощение углекислого газа и образование кислорода.

3.   Крахмал, образующийся в листьях  в процессе фотосинтеза, нужен растению для …

А) выделения его во внешнюю среду;

Б) снабжения им всех частей растения.

4.   Хлорофилл в клетке находится …

А) в ядре;

Б) в пластидах;

В) в цитоплазме.

5.   Крахмал, образующийся в листьях  в процессе фотосинтеза, является …

А) запасным питательным веществом;

Б) побочным продуктом обмена.

Познавательные задачи:

1.      Известно, что 50 м2  зеленого леса поглощает за 1 ч углекислого газа столько же, сколько его выделяет при дыхании за 1 ч один человек, т.е. 40 г. Сколько углекислого газа поглощает 1 га зеленого леса за 1 ч? Сколько человек смогут выдыхать этот углекислый газ за тот же час?                             (ответ: 8 кг углекислого газа. 200 человек)

2.      Корневая  масса небольшого дерева 5 кг. Один кг корневой массы потребляет в сутки 1 г кислорода. Какую массу кислорода потребляют корни дерева за месяц и год?                                          (ответ: за 30 дней – 150 г; за 365 дней – 1825 г)

3.      Какое растение осаждает больше пыли на поверхности листьев: вяз или тополь? Почему?     (ответ: у вяза лист шероховатый, он будет в 6 раз больше осаждать пыль, чем  гладкой поверхностью листа тополь)

4.      Существует ли взаимосвязь между сбором листовых овощей (укроп, шпинат, салат, и т.д.) и временем суток? Почему?                                                                                                                  (ответ: вечером т.к. в это время накапливается максимум органических веществ, образованных днем в процессе фотосинтеза, а ночью происходит отток этих веществ в другие органы.)

5.      Хозяйка на дачном участке оборвала зеленые листья капусты на корм кроликам. Правильно ли она поступила?  Почему?                                                                                                                                        (ответ: нет, неправильно. Органические вещества, образованные в зеленых листьях в процессе фотосинтеза, оттекают в белые листья кочана, где и накапливаются)

6.      В сутки человек потребляет 430 г кислорода. Один гектар леса вырабатывает за час столько кислорода, сколько нужно для дыхания двухсот человек. Какую массу кислорода выделяет гектар леса за один час?                                                                                                                                                (ответ: 3580 г)

7.      В процессе фотосинтеза огурцы, выращиваемые в теплицах, поглощают 1 кг углекислого газа при образовании 7 кг плодов. Сколько кг углекислого гала потребуется, чтобы получить 300 кг огурцов?  Как можно увеличить содержание углекислого газа в воздухе теплиц?                                   (ответ: 42,85 кг; внесение в почву навоза, торфа обогащает надземный слой воздуха углекислым газом, который выделяется из почвы при разложении микроорганизмами органических веществ)

8.      К.А. Тимирязев писал: «В сущности, что бы ни производил сельский хозяин, —  он прежде всего производит хлорофилл и уже посредством хлорофилла получает зерно, волокно, древесину и т.д.». какие агротехнические приемы способствуют накоплению хлорофилла и усилению процессов фотосинтеза в мякоти листа?                                                                                                                               (ответ: внесение в почву органических удобрений, соблюдение правил  при посадке растений, хорошая освещенность, соблюдение правил полива растений и т.п.)

Данные задачи можно предложить отдельным учащимся в качестве домашней работы.

Домашнее задание.

Сравнить процессы фотосинтеза и дыхания  и ответить на вопросы:

 В какое время суток происходит?

Какой газ поглощается?

Какой газ выделяется?

Поглощается или выделяется тепло?

В каких клетках происходит?

Увеличивается или уменьшается масса?

Образуется или разрушается органическое вещество?

Подумать: Во всех ли клетках листа образуются органические вещества? Привести доказательства своих выводов?

Составить рассказ об особенностях строения листа, связанных  с осуществлением процесса фотосинтеза.

Придумать способы борьбы с загрязнением воздуха.

Выписать термины по теме «Фотосинтез» и дать им определение.

Зарисовать и объяснить результаты опытов Д. Пристли.

 

                                        

                

                

                

                                        

Источник: nsportal.ru

Определение фотосинтеза

Фотосинтез — это химический процесс, посредством которого растения, некоторые бактерии и водоросли производят глюкозу и кислород из углекислого газа и воды, используя только свет в качестве источника энергии.

Этот процесс чрезвычайно важен для жизни на Земле, поскольку благодаря ему выделяется кислород, от которого зависит вся жизнь.

Зачем растениям нужна глюкоза (пища)?

Подобно людям и другим живым существам, растения также нуждаются в питании для поддержания жизнедеятельности. Значение глюкозы для растений заключается в следующем:

• Глюкоза, полученная в результате фотосинтеза, используется во время дыхания для высвобождения энергии, необходимой растению для других жизненно важных процессов.
• Растительные клетки также превращают часть глюкозы в крахмал, который используют по мере необходимости. По этой причине мертвые растения используются в качестве биомассы, ведь в них хранится химическая энергия.
• Глюкоза также необходима, чтобы производить другие химические вещества, такие как белки, жиры и растительные сахара, необходимые для обеспечения роста и других важных процессов.

Фазы фотосинтеза

Процесс фотосинтеза разделен на две фазы: световую и темновую.

Световая фаза фотосинтеза

Как следует из названия, световые фазы нуждаются в солнечном свете. В светозависимых реакциях энергия солнечного света поглощается хлорофиллом и преобразуется в запасенную химическую энергию в виде молекулы электронного носителя НАДФН (никотинамидадениндинуклеотидфосфат) и молекулы энергии АТФ (аденозинтрифосфат). Световые фазы протекают в тилакоидных мембранах в пределах хлоропласта.

Темновая фаза фотосинтеза или цикл Кальвина

В темновой фазе или цикле Кальвина возбужденные электроны из световой фазы обеспечивают энергию для образования углеводов из молекул углекислого газа. Не зависящие от света фазы иногда называют циклом Кальвина из-за цикличности процесса.

Хотя темновые фазы не используют свет в качестве реагента (и, как результат, могут происходить днем или ночью), им необходимо, чтобы продукты светозависимых реакций функционировали. Независимые от света молекулы зависят от молекул энергоносителей — АТФ и НАДФН — для создания новых молекул углеводов. После передачи энергии молекулы энергоносители возвращаются к световым фазам для получения более энергичных электронов. Кроме того, несколько ферментов темновой фазы активируются с помощью света.

Схема фаз фотосинтеза

Заметка: Это означает, что темновые фазы не будут продолжаться, если растения будут лишены света слишком долго, так как они используют продукты световых фаз.

Строение листьев растений

Мы не можем полностью изучить фотосинтез, не зная больше о строении листа. Лист адаптирован для того, чтобы играть жизненно важную роль в процессе фотосинтеза.

Внешнее строение листьев

• Площадь

Одной из самых главных особенностей растений является большая площадь поверхности листьев. Большинство зеленых растений имеют широкие, плоские и открытые листья, которые способны захватывать столько солнечной энергии (солнечного света), сколько необходимо для фотосинтеза.

• Центральная жилка и черешок

Центральная жилка и черешок соединяются вместе и являются основанием листа. Черешок располагает лист таким образом, чтобы он получал как можно больше света.

• Листовая пластинка

Простые листья имеют одну листовую пластину, а сложные — несколько. Листовая пластинка — одна из самых главных составляющих листа, которая непосредственно участвует в процессе фотосинтеза.

• Жилы

Сеть жилок в листьях переносит воду от стеблей к листьям. Выделяемая глюкоза также направляется в другие части растения из листьев через жилки. Кроме того, эти части листа поддерживают и удерживают листовую пластину плоской для большего захвата солнечного света. Расположение жилок (жилкование) зависит от вида растения.

• Основание листа

Основанием листа выступает самая нижняя его часть, которая сочленена со стеблем. Зачастую, у основания листа располагается парное количество прилистников.

• Край листа

В зависимости от вида растения, край листа может иметь различную форму, включая: цельнокрайнюю, зубчатую, пильчатую, выемчатую, городчатую и т.п.

• Верхушка листа

Как и край листа, верхушка бывает различной формы, включая: острую, округлую, туповатую, вытянутую, оттянутою и т.д.

Внутреннее строение листьев

Ниже представлена ​​близкая схема внутреннего строения тканей листьев:

• Кутикула

Кутикула выступает главным, защитным слоем на поверхности растения. Как правило, она толще на верхней части листа. Кутикула покрыта веществом, похожим на воск, благодаря которому защищает растение от воды.

• Эпидермис

Эпидермис — слой клеток, который является покровной тканью листа. Его главная функция — защита внутренних тканей листа от обезвоживания, механических повреждений и инфекций. Он также регулирует процесс газообмена и транспирации.

• Мезофилл

Мезофилл — это основная ткань растения. Здесь происходит процесс фотосинтеза. У большинства растений мезофилл разделен на два слоя: верхний — палисадный и нижний — губчатый.

• Защитные клетки

Защитные клетки — специализированные клетки в эпидермисе листьев, которые используются для контроля газообмена. Они выполняют защитную функцию для устьица. Устьичные поры становятся большими, когда вода есть в свободном доступе, в противном случае, защитные клетки становятся вялыми.

• Устьице

Фотосинтез зависит от проникновения углекислого газа (CO2) из воздуха через устьица в ткани мезофилла. Кислород (O2), полученный как побочный продукт фотосинтеза, выходит из растения через устьица. Когда устьица открытые, вода теряется в результате испарения и должна быть восполнена через поток транспирации, водой, поглощенной корнями. Растения вынуждены уравновешивать количество поглощенного СО2 из воздуха и потерю воды через устьичные поры.

Условия, необходимые для фотосинтеза

Ниже приведены условия, которые необходимы растениям для осуществления процесса фотосинтеза:

• Углекислый газ. Бесцветный природный газ без запаха, обнаруженный в воздухе и имеет научное обозначение CO2. Он образуется при горении углерода и органических соединений, а также возникает в процессе дыхания.
• Вода. Прозрачное жидкое химическое вещество без запаха и вкуса (в нормальных условиях).
• Свет. Хотя искусственный свет также подходит для растений, естественный солнечный свет, как правило, создает лучшие условия для фотосинтеза, потому что в нем присутствует природное ультрафиолетовое излучение, которое оказывает положительное влияние на растения.
• Хлорофилл. Это зеленый пигмент, найденный в листьях растений.
• Питательные вещества и минералы. Химические вещества и органические соединения, которые корни растений поглощают из почвы.

Что образуется в результате фотосинтеза?

• Глюкоза;
• Кислород.

Заметка: Растения получают CO2 из воздуха через их листья, и воду из почвы через корни. Световая энергия исходит от Солнца. Полученный кислород выделяется в воздух из листьев. Получаемую глюкозу можно превратить в другие вещества, такие как крахмал, который используется как запас энергии.

Если факторы, способствующие фотосинтезу, отсутствуют или присутствуют в недостаточном количестве, это может негативно повлиять на растение. Например, меньшее количество света создает благоприятные условия для насекомых, которые едят листья растения, а недостаток воды замедляет.

Где происходит фотосинтез?

Фотосинтез происходит внутри растительных клеток, в мелких пластидах, называемых хлоропластами. Хлоропласты (в основном встречающиеся в слое мезофилла) содержат зеленое вещество, называемое хлорофиллом. Ниже приведены другие части клетки, которые работают с хлоропластом, чтобы осуществить фотосинтез.

Строение растительной клетки

Функции частей растительной клетки

• Клеточная стенка: обеспечивает структурную и механическую поддержку, защищает клетки от патогенов, фиксирует и определяет форму клетки, контролирует скорость и направление роста, а также придает форму растениям.
• Цитоплазма: обеспечивает платформу для большинства химических процессов, контролируемых ферментами.
• Мембрана: действует как барьер, контролируя движение веществ в клетку и из нее.
• Хлоропласты: как было описано выше, они содержат хлорофилл, зеленое вещество, которое поглощает световую энергию в процессе фотосинтеза.
• Вакуоль: полость внутри клеточной цитоплазмы, которая накапливает воду.
• Клеточное ядро: содержит генетическую марку (ДНК), которая контролирует деятельность клетки.

Хлорофилл поглощает световую энергию, необходимую для фотосинтеза. Важно отметить, что поглощаются не все цветовые длины волны света. Растения в основном поглощают красную и синюю волны — они не поглощают свет в зеленом диапазоне.

Углекислый газ в процессе фотосинтеза

Растения получают углекислый газ из воздуха через их листья. Углекислый газ просачивается через маленькое отверстие в нижней части листа — устьицу.

Нижняя часть листа имеет свободно расположенные клетки, чтобы углекислый газ достиг других клеток в листьях. Это также позволяет кислороду, образующемуся при фотосинтезе, легко покидать лист.

Углекислый газ присутствует в воздухе, которым мы дышим, в очень низких концентрациях и служит необходимым фактором темновой фазы фотосинтеза.

Свет в процессе фотосинтеза

Лист обычно имеет большую площадь поверхности, поэтому он может поглощать много света. Его верхняя поверхность защищена от потери воды, болезней и воздействия погоды восковым слоем (кутикулой). Верх листа находится там, где падает свет. Этот слой мезофилла называется палисадным. Он приспособлен для поглощения большого количества света, ведь в нем находится много хлоропластов.

В световых фазах, процесс фотосинтеза увеличивается с большим количеством света. Больше молекул хлорофилла ионизируется, и больше генерируется АТФ и НАДФН, если световые фотоны сосредоточены на зеленом листе. Хотя свет чрезвычайно важен в световых фазах, необходимо отметить, что чрезмерное его количество может повредить хлорофилл, и уменьшить процесс фотосинтеза.

Световые фазы не слишком сильно зависят от температуры, воды или углекислого газа, хотя все они нужны для завершения процесса фотосинтеза.

Вода в процессе фотосинтеза

Растения получают воду, необходимую для фотосинтеза через свои корни. Они имеют корневые волоски, которые разрастаются в почве. Корни характеризуются большой площадью поверхности и тонкими стенками, что позволяет воде легко проходить сквозь них.

На изображении представлены растения и их клетки с достаточным количеством воды (слева) и ее нехваткой (справа).

Заметка: Корневые клетки не содержат хлоропластов, поскольку они, как правило, находятся в темноте и не могут фотосинтезировать.

Если растение не впитывает достаточное количество воды, оно увядает. Без воды, растение будет не способно фотосинтезировать достаточно быстро, и может даже погибнуть.

Какое значение имеет вода для растений?

• Обеспечивает растворенными минералами, которые поддерживают здоровье растений;
• Является средой для транспортировки минеральных ресурсов;
• Поддерживает устойчивость и прямостояние;
• Охлаждает и насыщает влагой;
• Дает возможность проводить различные химические реакции в растительных клетках.

Значение фотосинтеза в природе

Биохимический процесс фотосинтеза использует энергию солнечного света для преобразования воды и углекислого газа в кислород и глюкозу. Глюкоза используется в качестве строительных блоков в растениях для роста тканей. Таким образом, фотосинтез — это способ, благодаря которому формируются корни, стебли, листья, цветы и плоды. Без процесса фотосинтеза растения не смогут расти или размножаться.

• Продуценты

Из-за фотосинтетической способности, растения известны как продуценты и служат основой почти каждой пищевой цепи на Земле. (Водоросли являются эквивалентом растений в водных экосистемах). Вся пища, которую мы едим, происходит от организмов, являющихся  фотосинтетиками. Мы питаемся этими растениями напрямую или едим животных, таких как коровы или свиньи, которые потребляют растительную пищу.

• Основа пищевой цепи

Внутри водных систем, растения и водоросли также составляют основу пищевой цепи. Водоросли служат пищей для беспозвоночных, которые, в свою очередь, выступают источником питания для более крупных организмов. Без фотосинтеза в водной среде жизнь была бы невозможна.

• Удаление углекислого газа

Фотосинтез превращает углекислый газ в кислород. Во время фотосинтеза углекислый газ из атмосферы поступает в растение, а затем выделяется в виде кислорода. В сегодняшнем мире, где уровни двуокиси углерода растут ужасающими темпами, любой процесс, который устраняет углекислый газ из атмосферы, является экологически важным.

• Круговорот питательных веществ

Растения и другие фотосинтезирующие организмы играют жизненно важную роль в круговороте питательных веществ. Азот в воздухе фиксируется в растительных тканях и становится доступным для создания белков. Микроэлементы, находящиеся в почве, также могут быть включены в растительную ткань и стать доступными для травоядных животных, дальше по пищевой цепи.

• Фотосинтетическая зависимость

Фотосинтез зависит от интенсивности и качества света. На экваторе, где солнечный свет обилен весь год и вода не является ограничивающим фактором, растения имеют высокие темпы роста, и могут стать довольно большими. И наоборот, фотосинтез в более глубоких частях океана встречается реже, поскольку свет не проникает в эти слои, и в результате эта экосистема оказывается более бесплодной.

Понравилась статья? Поделись с друзьями:

Источник: NatWorld.info