Фотосинтез – процесс, в котором зеленое растение из неорганических веществ (углекислого газа и воды) с использованием энергии солнечного света образует органические вещества – углеводы (преимущественно сахара), а также кислород.Фотосинтез. (Воздушное питание растений)
Виртуальные лабораторные работы и опыты по теме "Фотосинтез":
Опыт Джозефа Пристли
Образование крахмала в листьях растений
Образование органических веществ
Корневое питание дает растению только минеральные соли и воду. Органические вещества и заключенную в них энергию растение получает в процессе фотосинтеза (от греч. фотос – «свет» и синтезис – «соединение»).
Фотосинтез. (Анимация)
Фотосинтез протекает в хлоропластах. В ходе этого процесса за счет энергии солнечного света растение с помощью зеленого хлорофилла листьев образует необходимые ему органические вещества из неорганических – углекислого газа и воды. Так как основным поставщиком углекислого газа для фотосинтеза является воздух, то этот способ получения растением органических веществ называют воздушным питанием.
Схема процесса фотосинтеза. (Анимация)
Зеленый лист – специализированный орган воздушного питания.
Благодаря плоской форме листовой пластинки лист имеет большую поверхность соприкосновения с воздушной средой и солнечным светом. Присутствие же в мякоти листа мелких, но многочисленных хлоропластов с зеленым пигментом – хлорофиллом создает огромную фотосинтезирующую поверхность, превращая таким образом лист в могучую фабрику образования органических веществ.
Доказать, что зеленое растение только на свету образует органические вещества, можно простым опытом. Зеленое растение, например примулу или пеларгонию зональную, помещают в темный шкаф. Через 2-3 дня у этого растения черной бумагой или фольгой затемняют часть одного листа и ставят растение на свет. Через 8-10 часов срезают этот лист, снимают с него затемняющие пластинки бумаги. Оказывается, внешне лист никак не изменился. Но после его обесцвечивания (кипячением в спирте разрушается хлорофилл) и последующей обработки раствором йода можно увидеть, что незатемненная часть листа, содержавшая крахмал, посинела, а бывшая затемненной часть листа приобрела желтый цвет йода. Это свидетельствует о том, что здесь крахмал не образовался, так как клетки листа не получали световой энергии.
Фотосинтез – процесс, в котором зеленое растение из неорганических веществ (углекислого газа и воды) с использованием энергии солнечного света образует органические вещества – углеводы (преимущественно сахара), а также кислород.
Фотосинтез всегда поддерживается корневым питанием – поглощением из почвы воды и минеральных солей. Без воды фотосинтез не происходит.
В среднем растения поглощают около 55 % энергии солнечных лучей, а на фотосинтез расходуется только 1,5-2 % поглощенной энергии. Это очень мало, но и такое количество обеспечивает жизнь всем организмам на Земле.
Весь сложный поэтапный процесс фотосинтеза идет в хлоропластах бесперебойно, пока зеленые листья получают солнечную энергию. Образовавшиеся в хлоропластах продукты фотосинтеза поступают в цитоплазму, где с помощью ферментов превращаются в сахара. Полученные органические вещества (преимущественно сахара) по ситовидным трубкам луба оттекают из листьев ко всем частям растения: к почкам, генеративным органам. Но большая их часть передвигается по стеблю вниз к корням, где принимает участие вместе с минеральными солями в образовании белков и жиров, которые откладываются про запас.
Пути передвижения веществ в процессе питания. (Анимация)
Образующиеся в ходе фотосинтеза органические соединения используются клетками растения в качестве питательных веществ.
Для фотосинтеза обязательно нужен углекислый газ, поступающий в лист вместе с воздухом через устьица, и вода, приходящая по сосудам из корня.
Таким образом, в процессе воздушного питания растения поглощают неорганические вещества и с помощью энергии света и хлорофилла образуют органические вещества. Организмы, способные самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических, называют самопитающимися, или автотрофными (от греч. аутос – «сам», трофе – «питание»). Автотрофный тип питания – главная особенность растительного организма.
Не все организмы обладают такой способностью. Многие из них не способны синтезировать органические вещества из неорганических, а получают их с пищей в виде готовых органических соединений. Такие организмы называют гетеротрофными (от греч. гетерос – «другой», трофе – «питание»). Все животные, грибы, большинство бактерий и человек являются гетеротрофами. Они питаются готовыми органическими веществами, созданными автотрофами – зелеными растениями. Вот почему процесс фотосинтеза имеет огромное значение не только для растений, но для всей жизни на Земле.
Зеленые растения – автотрофы: создавая органические вещества, запасают в них солнечную энергию и делают ее доступной для других организмов.
Интерактивный урок-тренажёр. (Пройдите все страницы и выполните все задания урока)
| Воздушное питание за счет фотосинтеза поддерживается корневым питанием. Фотосинтез – процесс образования на свету с помощью хлорофилла органических веществ (сахаров) из воды и углекислого газа. В этом процессе зеленые растения улавливают энергию солнечного света и преобразуют ее в энергию химических связей, доступную для всех организмов. Выделенный в процессе фотосинтеза кислород используется всеми живыми существами для дыхания. Продуктивность фотосинтеза зависит от факторов внешней среды. Сохранение зеленых растений на планете, обеспечение нормальных условий для их воздушного питания – важная задача, стоящая сейчас перед людьми. |
Видеофрагмент "Значение фотосинтеза"
biolicey2vrn.ru
Корневое питание дает растению только минеральные соли и воду. Органические вещества и заключенную в них энергию растение получает в процессе фотосинтеза (от греч. фотос – "свет" и синтезис – "соединение"). Фотосинтез протекает в хлоропластах. В ходе этого процесса за счет энергии солнечного света растение с помощью зеленого хлорофилла листьев образует необходимые ему органические вещества из неорганических – углекислого газа и воды. Так как основным поставщиком углекислого газа для фотосинтеза является воздух, то этот способ получения растением органических веществ называют воздушным питанием.
Фотосинтез всегда поддерживается корневым питанием – поглощением из почвы воды и минеральных солей. Без воды фотосинтез не происходит.
Зеленый лист – специализированный орган воздушного питания. Благодаря плоской форме листовой пластинки лист имеет большую поверхность соприкосновения с воздушной средой и солнечным светом. Присутствие же в мякоти листа многочисленных хлоропластов с хлорофиллом создает огромную фотосинтезирующую поверхность, превращая таким образом лист в могучую фабрику образования органических веществ.
Доказать, что зеленое растение только на свету образует органические вещества, можно простым опытом. Зеленое растение, например пеларгонию зональную (герань), помещают в темный шкаф. Через 2-3 дня у этого растения черной бумагой или фольгой затемняют небольшую часть одного листа и ставят растение на свет. Через 8-10 часов срезают этот лист, снимают с него затемняющую пластинку. Затем для обесцвечивания листа его кипятят в спирте (при этом разрушается хлорофилл и зеленая окраска исчезает). После этого лист помещают в раствор йода. В результате проведения опыта можно увидеть, что незатемненная часть листа, содержавшая крахмал, посинела (крахмал от йода становится синим), тогда как затемненная часть листа приобрела желтый цвет йода. Это свидетельствует о том, что здесь, в затемненной части листа. крахмал не образовался, так как клетки листа не получали световой энергии. Крахмал – это органическое вещество, которое растение образует на свету в процессе фотосинтеза.
Фотосинтез процесс, в котором зеленое растение из неорганических веществ (углекислого газа и воды) с использованием энергии солнечного света образует органические вещества – углеводы (глюкозу. фруктозу, крахмал), а также кислород.Фотосинтез – очень славный многоступенчатый процесс. В общих чертах фотосинтез состоит из двух этапов. Начало процессу задает свет.
Схема процесса фотосинтеза: 1 — хлорофилл; 2 — вода; 3 — кислород; 4 — водород; 5 — углекислый газ; 6 — вещество, заряженное энергией; 7, 8 — углеводы (сахара)
Свет активирует хлорофилл. Активированный хлорофилл разлагает (разрушает) молекулу воды. При этом освобождается водород, а кислород виделяется в воздух. Это первый этап фотосинтеза. Так как участие энергии солнечного свата является обязательнейшим условием, то этот этап фотосинтеза называют световым. Затем в ходе химических реакций с участием углекислого газа и активных компонентов, полученных на первом этапе фотосинтеза, образуется органическое соединение, из которого в дальнейшем синтезируются различные углеводы, богатые энергией. Этот этап фотосинтеза называют темновым, потому что здесь все процессы идут без участия света.
Весь сложный поэтапный процесс фотосинтеза идет в хлоропластах бесперебойно, пока зеленые листья получают солнечную энергию. Образовавшиеся в хлоропластах продукты фотосинтеза (углеводы) поступают в цитоплазму, где с помощью ферментов превращаются в другие органические вещества (белки, жиры и др.). Полученные органические вещества по ситовидным трубкам луба оттекают из листьев ко всем частям растения: к почкам, генеративным органам. Но большая их часть передвигается по стеблю вниз к корням, где принимает участие вместе с минеральными солями в образовании белков и жиров, которые откладываются про запас.
Основные пути передвижения веществ в процессе корневого и воздушного питания (красными стрелками обозначено движение воды и минеральных веществ, черными — органических веществ)
Образовавшиеся в ходе фотосинтеза органические соединения используются клетками растения в качестве питательных веществ.
Глюкоза — высокоэнергетическое вещество. В зависимости от потребностей растения она или сразу же после образования используется для процессов жизнедеятельности (в том числе для дыхания и построения клеток), или откладывается про запас в виде крахмала, сахаристых соков, или перерабатывается при участии минеральных солей, поглощенных корнями из почвы, в белки, жиры и другие органические вещества.
Для фотосинтеза обязательно нужен углекислый газ, поступающий в лист вместе с воздухом через устьица, и вода, приходящая по сосудам из корня.
В процессе воздушного питания растения поглощают неорганические вещества и с помощью энергии света и хлорофилла образуют органические вещества. Организмы. способные самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических, называют самопитающимися или автотрофными (от греч. аутос – "сам", трофе – "питание"). Автотрофный тип питания – главная особенность растительного организма.
Не все организмы на Земле обладают такой способностью. Многие из них не способны создавать органические вещества из неорганических, а получают их с пищей в готовом виде. Такие организмы называют гетеротрофными (от греч. гетерос – "другой", трофе – "питание"). Все животные, грибы, большинство бактерий и человек являются гетеротрофами. Они питаются готовыми органическими веществами, созданными автотрофами – зелеными растениями. Вот почему процесс фотосинтеза имеет огромное значение не только для растений, но для всей жизни на Земле.
Зеленые растения автотрофы: создавая органические вещества, запасают в них солнечную энергию. Запасенная в растительной массе энергия становится доступной для других живых организмов.Роль автографов точно выразил российский ученый Сергей Павлович Костычев: "Стоит зеленому листу прекратить работу на несколько лет, и все живое население земного шара, в том числе и человечество, погибнет".
Успешность протекания воздушного питания зависит от многих факторов окружающей среды: интенсивности и качества света, концентрации углекислого газа, минерального питания, водного режима, температуры, загрязнения воздуха.
Некоторые газы промышленного происхождения, особенно сернистый газ, даже в малых дозах повреждают листья растений. Огромный вред побегам и листьям наносят выхлопные газы автомобилей. Сажистый налет закупоривает устьица и уменьшает прозрачность кожицы листа. Кислотные дожди разрушают кожицу и мякоть листа.
Воздушное питание растений поддерживается корневым питанием. Фотосинтез — процесс образования на свету с помощью хлорофилла органических веществ из воды и углекислого газа. В этом процессе зеленые растения улавливают энергию солнечного света и преобразуют ее в энергию, доступную для других организмов. Выделенный в процессе фотосинтеза кислород используется всеми живыми существами для дыхания. Сохранение зеленых растений на планете — важная задача, стоящая сейчас перед людьми.
blgy.ru
Разделы: Биология
Цели:
ЗАДАЧИ:
Образовательные: доказать, что листья являются органом воздушного питания.
Воспитательные: воспитывать бережное отношение учащихся к природе.
Развивающие: развивать память, внимание, логическое мышление, умение самостоятельно работать с материалом учебника, умение работать с программными продуктами.
ОБОРУДОВАНИЕ: компьютер, ЦОР – электронное приложение к учебнику “Биология. Живой организм” линия УМК “Сферы”, издательство “Просвещение”, 2007г. (тема “Фотосинтез”; разделы: медиаобъекты, виртуальная лаборатория, тренажер, контроль), учебник, лабораторный лист.
Планируемые результаты:
– учащиеся в ходе урока должны: называть условия и результаты процесса фотосинтеза, давать его определение;
– уметь обосновывать с помощью эксперимента роль света в процессе фотосинтеза;
– описывать процесс фотосинтеза; приводить доказательства о поглощении растениями углекислого газа и выделения кислорода;
– делать выводы о космической роли зеленых растений;
– пользоваться различными источниками информации и ЦОР;
работать в группе.
I. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ.
II. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА
Листья растений – своеобразные лаборатории, в которых на свету образуются органические вещества. Этот процесс является едва ли не самым замечательным процессом происходящим на нашей планете. Благодаря ему существует все живое на Земле.
Определение.
Процесс образования органического вещества из воды и углекислого газа с помощью солнечной энергии называется фотосинтез. (фото – свет, синтез-образование)
Это определение было дано еще в 70-е годы прошлого столетия К.А.Тимирязевым. С точки зрения современной науки процесс фотосинтеза – это совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии световых квантов в различных реакциях с затратой энергии. Это определение показывает, насколько на самом деле сложен данный процесс. Наша с вами задача сегодня – разобраться какие условия необходимы для успешного протекания фотосинтеза.
Для начала давайте узнаем, как был открыт фотосинтез.
(Работа по рис.1 (опыт Д. Пристли))
Фотосинтез был открыт в конце XVIII столетия. В 1771 г. английский химик Джозеф Пристли проделал такой опыт. Он заключал мышь под стеклянный колпак. Через пять часов мышь погибала. Однако при наличии под колпаком ветки мяты она оставалась живой (рис. 1). Отсюда Пристли сделал вывод, что животные своим дыханием делают воздух непригодным для жизнедеятельности организма, а растения своим дыханием восстанавливают его, т. е. делают пригодным для жизнедеятельности. Однако опыт с мышью не всегда удавался. Голландец Ингенхуз (1779 г.) показал, что непременным условием удачного опыта является наличие солнечного света.
Рис.1
Для того чтобы проникнуть в тайны процесса фотосинтеза я предлагаю провести маленькие биологические исследования, а для этого отправимся в виртуальную лабораторию.
Продолжение статьи (опыты)
Приложение
Поделиться страницей:xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai
6 класс
Тема: Воздушное питание. Фотосинтез.
Цель урока: 1. познакомить учащихся со способами питания цветковых растений; 2.познакомить учащихся с особенностями процесса фотосинтеза у растений; 3. формировать умение работать с разными источниками информации, в том числе с кинофрагментами. Оборудование: АРМ учителя, видеофильм «Воздушное питание. Фотосинтез.»
Ход урока.
I.Организационный момент. 1.Приветствие учащихся; 2. Оценить санитарное состояние кабинета; 3. Сообщить цели и задачи урока. II.Актуализация опорных знаний.
Провести тест по пройденной теме :
- На какие группы делятся вещества, входящие в состав растений? (Вещества входящие в состав растений, делятся на минеральные и органические)
-Во всех ли частях растения содержится одинаковое количество веществ? (Соотношение веществ в различных частях растения, а также в различных растениях различно).
- Какое свойство почв называют плодородием? (Плодородие – способность почвы обеспечивать растения питательными веществами и водой).
- Перечислите органические и неорганические вещества, входящие в состав растений? ( Органические вещества - белки, жиры, углеводы, витамины. Неорганические вещества-вода, соли).
- Какие виды удобрений вы знаете? ( Торф, компост, навоз - органические удобрения. Калийные, азотные, фосфатные, микроудобрения - минеральные).
- Почему удобрения нужно вносить в почву строго по норме? (Излишек может повредить растениям, а полученная продукция будет опасна для здоровья человека).
III.Изучение нового материала.
Эпиграф
Мы требуем, чтобы по праву
И кусты, и деревья, и травы –
Бесценный дар кислородный –
Берёг и ценил человек.
Природа любит загадывать загадки. Вот обычный зелёный лист растения.
Что в нем интересного? Четыреста лет ученые изучают процессы в нем происходящие, и до сих пор не всё окончательно ясно. Что такое корень, каково его значение, понятно ещё со времен Аристотеля. А какова роль листа?
Сегодня на уроке мы с вами станем исследователями и представим себя в лаборатории растения, где мы будем экспериментировать.
А исследовать сегодня мы будем листья – это своеобразные лаборатории, в которых на свету образуются органические вещества. Благодаря этому биологическому явлению существует всё живое на Земле. На сегодняшнем уроке нам предстоит раскрыть механизмы этого биологического процесса. И выяснить, что такое «фотосинтез».
Тема сегодняшнего урока: «Фотосинтез».
У растений существует два способа питания почвенное и воздушное. Почвенное осуществляется с помощью корня, а воздушное с помощью зеленых листьев. Воздушное питание это и есть фотосинтез.
На этом уроке я предлагаю совершить виртуальную экскурсию на фабрику «Зелёных растений». Но перед тем как посетить очередную лабораторию мы познакомимся с дирекцией этой фабрики. Это её первооткрыватели.
Первый директором фабрики это - Я. Гельмонт.
Ян Баптист ван Гельмонт – голландский учёный, который впервые проводил исследование как питаются растения.
Отправляемся к нему в лабораторию. В глиняной кадке с почвой он выращивал иву, поливая её только дождевой водой. Опавшие листья собирал и взвешивал. Через 5 лет масса ивы вместе с опавшими листьями увеличилась на 77 кг, а масса почвы уменьшилась всего на 57 г.
Как вы думаете, за счёт чего выросло дерево?
Гельмонт не смог в своё время ответить правильно на этот вопрос, он считал, что растение питается водой.
В следующующей лабораторию Джозефа Пристли.
Джозеф Пристли – английский ученый, родился в семье ткача. Он был хорошо образован для своего времени человеком, изучил 9 языков. Открыл явление фотосинтеза. Учёный взял два стеклянных колпака, поместил под каждой по мыши. Со второй мышью он поместил растение с мятой. Что произошло через 5 часов? И почему? 
К какому выводу пришёл учёный?
Пристли так сказал, что растения «исправляют» воздух, т.е. поглощают углекислый газ, а выделяют кислород.
Д.Пристли – открыл фотосинтез.
Руководитель следующей лабораторией Ю.Сакс - немецкий ботаник, он доказал, что зелёные растения не только выделяют кислород, но и создают органические вещества (крахмал), служащие пищей другим организмам.
Что же нас ждет в экспериментальном отделе?
Давайте попытаемся ответить на вопрос:
Где, из каких веществ, при каких условиях образуются органические вещества? Если поставить комнатное растение в тёмный шкаф на 3 дня, чтобы произошёл отток питательных веществ из листьев. На полоске чёрной бумаги вырезать фигурку- флажок. Через 3 суток вынуть растение из шкафа и приколоть полоску иголочками к листу. Затем растение поместить на свет на 10 часов, но при этом дополнительно включить светильник. Через 10 часов снять чёрную полоску, лист срезать и поместил на 1 минуту в кипящую воду, а затем в горячий спирт на 1 минуту, в котором хорошо растворился хлорофилл. Когда спирт окрасится в зелёный цвет, а лист обесцветился, его промыть водой и положить в чашку со слабым раствором йода. На листе станет проявляться фигурка флажка, окрашенная в синий цвет.
Почему флажок окрасился в синий цвет?
Крахмал окрашивается йодом в синий цвет.
Какой сделаем вывод по опыту Сакса?
Крахмал образовался в листьях на свету, а в темноте крахмал не образуется.
Сформулируем с вами определение фотосинтеза.
Фотосинтез – процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды при участии энергии солнечного света. (от греч. «фото» - свет, «синтез» - образование).
Физкультурная минутка
Разомнёмся мы сейчас Руки резко разгибаем И обратно их сгибаем. Раз-два, раз-два, раз-два, раз, Разомнёмся мы сейчас. (Руки перед грудью, рывки руками.) Приседаем, раз-два-три, Не бездельничай, смотри. Продолжаем приседать, Раз-два-три-четыре-пять. (Приседания.) Шаг на месте. Ходим строем, Чтоб дыханье успокоить. (Ходьба на месте.) Хоть приятно разминаться, Вновь пора нам заниматься. (Дети садятся за парты.)
Заключительная лаборатория нашей экскурсии занимается выяснением космической роли растений. А заведует этой лабораторией К.А.Тимирязев.
О роли фотосинтеза, более ста лет назад писал К. А. Тимирязев: “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 нервы… Этот луч солнца согревает нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу”.
Значение фотосинтеза:
В результате фотосинтеза выделяется кислород для дыхания живых организмов.
Благодаря фотосинтезу постоянно образуются органические вещества для питания грибов, бактерий, животных и человека.
Из кислорода в атмосфере образуется защитный озоновый слой
Растения понижают в атмосфере содержание углекислого газа, предотвращая перегрев Земли.
IY.Закрепление знаний и умений. Давайте посмотрим как вы усвоили новый материал, решим небольшой тест.
Тест по теме «Фотосинтез»
Фотосинтез происходит………
А. в устьицах Б. в межклетниках В. В хлоропластах
В процессе фотосинтеза происходит
А. поглощение кислорода и выделение углекислого газа
Б. поглощение углекислого газа и образование кислорода
Крахмал, образующийся в листьях в процессе фотосинтеза, нужен растению для …..
А. выделения его во внешнюю среду
Б. снабжения им всех частей растения
Первым открыл процесс фотосинтеза
А. Пристли Б. Гельмонт В. Тимирязев
Крахмал, образующийся в листьях в процессе фотосинтеза, является
А. запасным питательным веществом
Б. побочным продуктом обмена
Y.Подведение итогов.
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.
Y.Домашнее задание: §26, вопросы на стр. устно.
intolimp.org
СОДЕРЖАНИЕ:
1. История фотосинтеза.
2. Процессы, происходящие в листе.
3. Современные представления о фотосинтезе.
4. Роль фотосинтеза в природе.
История фотосинтеза.
В течение тысячелетий люди считали, что питается растение исключительно благодаря корням, поглощая с их помощью все необходимые вещества из почвы. Проверить эту точку зрения взялся в начале девятнадцатого века голландский натуралист Ян Ван Гельмонт. Он взвесил землю в горшке и посадил туда побег ивы. В течение пяти лет он поливал деревце, а затем высушил землю и взвесил её и растение. Ива весила семьдесят пять килограмм, а вес земли изменился всего на несколько сот граммов. Вывод учёного был таков - растения получают питательные вещества прежде всего не из почвы , а из воды.
На два столетия в науке утвердилась теория водного питания
растений. Листья, по этой теории, лишь помогали растению испарять излишнюю влагу.
К самому неожиданному, но правильному предположению о воздушном питании растений ученые пришли лишь к началу девятнадцатого века. Важную роль в понимании этого процесса сыграло открытие, совершенное английским химиком Джозефом Пристли в 1771 году. Он поставил опыт, в результате которого он сделал вывод: растения очищают воздух и делают его пригодным для дыхания. Позднее выяснилось: для того, чтобы растение очищало воздух, необходим свет.
Десять лет спустя учёные поняли, что растение не просто превращает углекислый газ в кислород. Углекислый газ необходим растениям для жизни, он служит для них настоящей пищей (вместе с водой и минеральными солями).
Воздушное питание растений называется фотосинтезом. Кислород в процессе фотосинтеза выделяется в качестве необычного продукта.
Миллиарды лет назад на земле не было свободного кислорода. Весь кислород, которым дышат почти все живые существа нашей планеты, выделен растениями в процессе фотосинтеза. Фотосинтез сумел изменить весь облик нашей планеты!
Начиная с семидесятых годов прошлого столетия, крупные успехи в области фотосинтеза были получены в России. Работами русских учёных Пуриевича, Ивановского, Риктера, Иванова, Костычева были изучены многие стороны этого процесса .
Значение фотосинтеза не осознавалось до сравнительно недавнего времени. Аристотель и другие учёные Греции, наблюдая, что жизненные процессы животных зависят от потребления пищи,
полагали, что растения добывают свою «пищу» из почвы.
Немногим более трехсот лет назад в одном из первых тщательно продуманных биологических экспериментов голландский врач Ян Ван Гельмонт представил доказательства того, что не одна почва кормит растение. Ван Гельмонт выращивал маленькое дерево ивы в глиняном горшке, добавляя в него только воду.
Через пять лет масса игл увеличилась на 74,4 кг, в то время, как масса почвы уменьшилась только на 57 гр.
В конце XVIII века английский ученый Джозеф Пристли сообщил, что он «случайно обнаружил метод исправления воздуха, который был испорчен горением свечей». 17 августа 1771 г. Пристли «… поместил живую веточку мяты в закрытый сосуд, в котором горела восковая свеча», а 21 числа того же месяца обнаружил, что «… другая свеча снова могла гореть в этом же сосуде». «Исправляющим началом, которым для этих целей пользуется природа, - полагал Пристли, - было растение». Он расширил свои наблюдения и скоро показал, что воздух, «исправляемый» растением, не был «совсем не подходящим для мыши».
Опыты Пристли впервые позволили объяснить, почему воздух на Земле остается «чистым» и может поддерживать жизнь, несмотря на горение бесчисленных огней и дыхание множества живых организмов. Он говорил: «Благодаря этим открытиям мы уверены, что растения произрастают не напрасно, а очищают и облагораживают нашу атмосферу».
Позднее голландский врач Ян Ингенхауз (1730-1799) подтвердил работу Пристли и показал, что воздух «исправляется» только на солнечном свету и только зелеными частями растения. В 1796 году Ингенхауз предположил, что углекислота разлагается при фотосинтезе на С и О2, а О2 выделяется в виде газа. В последствие было обнаружено, что соотношение атомов углерода, водорода и кислорода в сахарах и крахмале таково, что один атом углерода приходится на одну молекулу воды, на что и указывает слово «углеводы». Считалось общепринятым, что углеводы образуются из С и Н2О, а О2 выделяется из углекислоты. Это вполне разумная гипотеза была широко признана, но, как позднее выяснилось, она была совершенно неверной.
Исследователем, который опроверг эту общепринятую теорию, был Корнелиус ван Ниль из Стамфордского университета, когда он, будучи еще студентом-дипломником, исследовал метаболизм различных фотосинтезирующих бактерий. Одна группа таких бактерий, а именно пурпурные серные бактерии, восстанавливает С до углеводов, но не выделяет О2. Пурпурным серным бактериям для фотосинтеза необходим сероводород. В результате фотосинтеза внутри бактериальных клеток накапливаются частицы серы. Ван Ниль обнаружил, что для этих бактерий уравнение фотосинтеза может быть записано как:
свет
С
О2 + 2Н2S (Ch3O) + Н2О + 2S
Этот факт не привлекал внимания исследователей до тех пор, пока ван Ниль не сделал смелого сообщения и не предложил следующего суммарного уравнения фотосинтеза:
свет
С О2 + 2Н2А (Ch3O) + Н2О + 2А
В этом уравнении Н2А представляет собой либо воду, либо другое окисляемое вещество, например, сероводород или свободный Н2. У зеленых растений и водорослей Н2А = Н2О. То есть ван Ниль предположил, что Н2О, а не углекислота, разлагается при фотосинтезе. Эта блестящая идея, выдвинутая в тридцатые годы, экспериментально была доказана позднее, когда исследователи, использую тяжелый изотоп О2(18О2), проследили путь кислорода от воды до газообразного состояния:
свет
С О2 + 2Н218О2 (Ch3O) + Н2О + 18О2
Таким образом, для водорослей или зеленых растений, у которых вода служит донором электронов, суммарное уравнение фотосинтеза записывается следующим образом:
свет
6 СО2 + 12Н2О C6h22O6 + 6О2 + 6Н2О
Процессы, происходящие в листе.
Лист осуществляет три важных процесса – фотосинтез, испарение воды и газообмен. В процессе фотосинтеза в листьях из воды и двуокиси углерода под действием солнечных лучей синтезируются органические вещества. Днем, в результате фотосинтеза и дыхания, растение выделяет кислород и двуокись углерода, а ночью – только двуокись углерода, образующуюся при дыхании.
Большинство растений способно синтезировать хлорофилл при слабом освещении. При прямом солнечном освещении хлорофилл синтезируется быстрее.
Необходимая для фотосинтеза световая энергия в известных пределах поглощается тем больше, чем меньше затемнен лист. Потому у растений в процессе эволюции выработалась способность поворачивать пластину листа к свету так, чтобы на нее падало больше солнечных лучей. Листья на растении располагаются так, чтобы не притеснять друг друга.
Тимирязев доказал, что источником энергии для фотосинтеза служат преимущественно красные лучи спектра. На это указывает спектр поглощения хлорофилла, где наиболее интенсивная полоса поглощения наблюдается в красной, и менее интенсивное – в сине-фиолетовой части.
В хлоропластах вместе с хлорофиллом имеются пигменты каротин и ксантофилл. Оба этих пигмента поглощают синие и, отчасти, зеленые лучи и пропускают красные и желтые. Некоторые ученые приписываю каротину и ксантофиллу роль экранов, защищающих хлорофилл от разрушительного действия синих лучей.
Процесс фотосинтеза слагается из целого ряда последовательных реакций, часть которых протекает с поглощением световой энергии, а часть – в темноте. Устойчивыми окончательными продуктами фотосинтеза являются углеводы (сахара, а затем крахмал), органические кислоты, аминокислоты, белки.
Фотосинтез при различных условиях протекает с разной интенсивностью.
Интенсивность фотосинтеза также зависит от фазы развития растения. Максимальная интенсивность фотосинтеза наблюдается в фазе цветения.
Обычное содержание углекислоты в воздухе составляет 0,03% по объему. Уменьшение содержания углекислоты в воздухе снижает интенсивность фотосинтеза. Повышение содержания углекислоты до 0,5% увеличивает интенсивность фотосинтеза почти пропорционально. Однако при дальнейшем повышении содержания углекислоты, интенсивность фотосинтеза не возрастает, а при 1% - растение страдает.
Растения испаряют или трансперируют очень большое количество воды. Испарение воды является одной из причин восходящего тока. Вследствие испарения воды растением в нем накапливаются минеральные вещества, и происходит полезное для растения понижение температуры во время солнечного нагрева. Иногда трансперация снижает температуру растения на 6о.
Растение регулирует процесс испарения воды посредством работы устьиц. Отложение кутикулы или воскового налета на эпидерме, образование его волосков и другие приспособления направлены к сокращению нерегулируемой трансперации.
Процесс фотосинтеза и постоянное протекающее дыхание живых клеток листа требуют газообмена между внутренними тканями листа и атмосферой. В процессе фотосинтеза из атмосферы поглощается ассимилируемый углекислый газ и возвращается в атмосферу кислородом.
Применение изотопного метода анализа показало, что кислород, возвращаемый в атмосферу (16О) принадлежит воде, а не углекислому газу воздуха, в котором приобладает другой его изотоп - 15О. При дыхании живых клеток (окисление свободным кислородом органических веществ внутри клетки до углекислого газа и воды) необходимо поступление из атмосферы кислорода и возвращение углекислоты. Этот газообмен также в основном осуществляется через устьичный аппарат.
Современные представления о фотосинтезе.
В настоящее время известно, что фотосинтез проходит две стадии, но только одна из них – на свету. Доказательства двухстадийности процесса впервые были получены в 1905 году английским физиологом растений Ф.Ф. Блэклином, который исследовал влияние освещенности и температуры на объем фотосинтеза.
На основание экспериментов Блэклин сделал следующие выводы.
1.Имеется одна группа светозависимых реакций, которые не зависят от температуры. Объем этих реакций в диапазоне низких освещенностей мог возрастать с увеличением освещенности, но не с увеличением температуры.
2.Имеется вторая группа реакций, зависимых от температуры, а не от света. Оказалось, что обе группы реакций необходимы для осуществления фотосинтеза. Увеличение объема только одной группы реакций увеличивает объем всего процесса, но только до того момента, пока вторая группа реакций не начнет удерживать первую. После этого необходимо ускорить вторую группу реакций, чтобы первые могли проходить без ограничений.
Таким образом, было показано, что обе стадии светозависимы: «световая и темновая». Важно помнить, что темновые реакции нормально проходят на свету и нуждаются в продуктах световой стадии. Выражение «темновые реакции» просто означает, что свет как таковой в них не участвует.
Объем темновых реакций возрастает с увеличением температуры, но только до 30о, а затем начинает падать. На основании этого факта предположили, что темновые реакции катализируются ферментами, поскольку обмен ферментативных реакций, таким образом, зависит от температуры. В последствие оказалось, что данный вывод был сделан неправильно.
На первой стадии фотосинтеза (световые реакции) энергия света используется для образования АТР (молекула аденозин-трифосфата) и высокоэнергетических переносчиков электронов. На второй стадии фотосинтеза (темновые реакции) энергетические продукты, образовавшиеся в световых реакциях, используются для восстановления СО2 до простого сахара (глюкозы).
Процесс фотосинтеза все больше и больше привлекает к себе внимание ученых. Наука близка к разрешению важнейшего вопроса – искусственного создания при помощи световой энергии ценных органических веществ из широко распространенных неорганических веществ. Проблема фотосинтеза усиленно разрабатывается ботаниками, химиками, физиками и другими специалистами.
В последнее время уже удалось искусственно получить синтез формальдегида и сахаристых веществ из водных растворов карбонатной кислоты; при этом роль поглотителя световой энергии играли вместо хлорофилла карбонаты кобальта и никеля. Недавно синтезирована молекула хлорофилла.
Успехи науки в области синтеза органических веществ наносят сокрушительный удар по идеалистическому учению – витализму, который доказывал, что для образования органических веществ из неорганических необходима особая «жизненная сила» и что человек не сможет синтезировать сложные органические вещества.
Фотосинтез в растениях осуществляется в хлоропластах. Он включает преобразования энергии (световой процесс), превращение вещества (темновой процесс). Световой процесс происходит в гилакоидах, темновой – в строме хлоропластов. Обобщенное циркулирование фотосинтеза выглядит следующим образом:
свет
6 СО2 + 12Н2О C6h22O6 + 6Н2О + 6О2
Два процесса фотосинтеза выражаются отдельными уравнениями
свет
12Н2О 12h3 + 6О2 + энергия АТР
(световой процесс)
свет
12h3 + 6О2 + энергия АТР С6Н12О6 + Н2О
(темновой процесс)
Значение фотосинтеза в природе.
Фотосинтез – единственный процесс в биосфере, ведущий к увеличению ее свободной энергии за счет внешнего источника. Запасенная в продуктах фотосинтеза энергия – основной источник энергии для человечества.
Ежегодно в результате фотосинтеза на Земле образуется 150 млрд. тонн органического вещества и выделяется около 200 млн. тонн свободного кислорода.
Круговорот кислорода, углерода и других элементов, вовлекаемых в фотосинтез, поддерживает современный состав атмосферы, необходимый для жизни на Земле. Фотосинтез препятствует увеличению концентрации СО2, предотвращая перегрев Земли вследствие так называемого «парникового эффекта».
Поскольку зеленые растения представляют собой непосредственную или опосредованную базу питания всех других гетеротрофных организмов, фотосинтез удовлетворяет потребность в пище всего живого на нашей планете. Он – важнейшая основа сельского и лесного хозяйства. Хотя возможности воздействия на него еще не велики, но все же и они, в какой то мере используются. При повышении концентрации углекислого газа в воздухе до 0,1% (против 0,3% в естественной атмосфере) удалось, например, повысить урожайность огурцов и томатов втрое.
Квадратный метр поверхности листьев в течение одного часа продуцирует около одного грамма сахара; это значит, что все растения, по приблизительной оценке, изымают из атмосферы от 100 до 200 млрд. тонн С в год. Около 60% этого количества поглощают леса, занимающие 30% непокрытой льдами поверхности суши, 32% - окультуренные земли, а оставшиеся 8% - растения степей и пустынных мест, а также городов и поселков.
Зеленое растение способно не только использовать углекислый газ и создавать сахар, но и превращать азотные соединения, и соединения серы в вещества, слагающие его тело. Через корневую систему растение получает растворенные в почвенной воде ионы нитратов и перерабатывает их в своих клетках в аминокислоты – основные компоненты всех белковых соединений. Компоненты жиров также возникают из соединений, образующихся в процессах обмена веществ и энергии. Из жирных кислот и глицерина возникают жиры и масла, которые служат для растения, главным образом, запасными веществами. В семенах приблизительно 80% всех растений, в качестве богатого энергией запасного вещества, содержатся жиры. Получение семян, жиров и масел играет важную роль в сельскохозяйственной и пищевой промышленности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Айкхорн П. И др. «Современная ботаника», стр.95-99.
Артемов А. «Энциклопедия БИОЛОГИЯ», 1995, стр.200-203.
Коган В.Л. и др. «Биология», 1984, стр.160-161.
Медведева В. «Ботаника», 1980, стр.128-131.
Питерман И. и др. «Интересная ли ботаника?», 1979, стр.19-20.
Пенкин П. «Физиология растений», 1975, стр.69.
Челобитько Г. и др. «Ботаника», 1990, стр.79, 102-103.
nreferat.ru
Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение
Средняя общеобразовательная школа села Новолокти
Искитимского района Новосибирской области
Разработка открытого урока по биологии на тему: «Фотосинтез – воздушное питание растений».
Номинация: видео - урок
ФИО автора: Шевцова Оксана Юрьевна
Место работы: МКОУ «СОШ с. Новолокти»
Должность: учитель биологии
педагогический стаж 15 лет
Адрес: НСО Искитмский район
с. Новолокти ул. Советская д. 15
Конспект открытого урока по биологии «Фотосинтез – воздушное питание растений»
Учебный предмет: биология
Класс: 6 класс.
Тема урока: Фотосинтез – воздушное питание растений.
Цель урока: Раскрыть особенности воздушного питания растений; показать планетарное и эволюционное значение процесса фотосинтеза
Задачи:
расширять представления о питании растений;
показать роль света как необходимого условия протекания фотосинтеза;
прививать практические умения и навыки проведения опытов и наблюдений;
подчеркнуть значение фотосинтеза в природе и жизни человека;
создать условия для развития мотивов и интересов познавательной деятельности учащихся.
Образовательные результаты:
Личностные: иметь представление о ходе научного познания, приобретать новые знания об уже знакомом предмете - листе растения;
Метапредметные: регулятивных УУД: умения формулировать цель урока, планировать работу, выполнять самоконтроль, самооценку, рефлексию;
познавательных УУД: умения выявлять закономерности, сравнивать, обобщать знания;
коммуникативных УУД: умения пользоваться полученными знаниями и участвовать в продуктивном учебном диалоге;
обеспечить условия для формирования личностных УУД: умения определять личностные качества, необходимые в данной работе, выполнять саморегулирование;
Предметные: знають условия протекания фотосинтеза и его результаты, знать историю его открытия, уметь выявлять приспособления растений к фотосинтезу.
Методы: проблемный, дифференцированного подхода, объяснительно-иллюстративный, частично–поисковый, наглядно-практический, личностно-ориентированный, творческий, метод проблемного изложения учебного материала; эвристическая беседа; аудиовизуал наглядные (иллюстративные, демонстративные).
Тип урока: изучение нового материала
Формы работы учащихся: фронтальная, индивидуальная, групповая
Средства и УМК обучения: мультимедийный проектор, экран, компьютер.презентация «Фотосинтез», комнатные растения, таблицы “Строение цветкового растения”, учебник Н.И. Сонин В.И. Сонина «Биология. 6 класс»
Ход урока:
Организационный момент
Мотивация учащихся к учению. Рефлексия (Приложение 1)
- Чтобы легко было проанализировать свою работу на уроке, объективно поставить себе отметку за урок, предлагаю по ходу урока заполнять оценочный лист. На каждом этапе урока оценивать свою работу по критериям. Используя шкалу, полученные баллы перевести в отметку. (Приложение 1)
- Сейчас мы проверим на сколько хорошо Вы усвоили тему прошлых уроков. 2. - Я предлагаю провести биологический диктант. (Слайд 1) (Приложение 3)
Давайте проверим ваши работы. Обменяйтесь с соседом по парте и сверьте ответы с ответами на слайде.
3. Все вы ,наверное, слышали следующие поговорки:
- Волка ноги кормят;
- Сытый голодному не товарищ;
- Голод не тетка.
Слышали? Что они означают?
Значит, какой признак живого мы изучаем?
Вы уже знаете, что из почвы растение получает неорганические вещества и на прошлом уроке мы познакомились с почвенным питанием, где главный орган – корень. Но растению, как и любому живому существу нужны и органические вещества. А откуда они их берут? Как же называется, процесс питания растений происходящий в побеговой части? Отгадайте ребус (Слайд )(Прил. 3.)
Итак, наша тема сегодня…(Воздушное питание. Фотосинтез).
За фотосинтез, отвечает лист растения.
4. Что сегодня на уроке мы должны узнать? Где? Т.е . в какой части растения образуются органические вещества? Из каких веществ?
При каких условиях в растения образуются органические вещества? (учитель вопросы записывает на доске).
Первый вопрос. Где? Лист. Листья - это не только часть побега, но и своеобразные, уникальные
лаборатории, в которых образуются органические вещества: сахар и крахмал. Этот процесс является едва ли не самым замечательным процессом происходящим на нашей планете. Благодаря ему существует все живое на Земле.
Учитель: А можем мы с вами проверить и обнаружить , в листьях крахмал?
ПРИ ПОМОЩИ КАКОГО ВЕЩЕСТВА МЫ СМОЖЕМ ЭТО СДЕЛАТЬ?
Йод.( раствор йода). Давайте нанесём раствор йода на лист герани.
Учитель вызывает ученицу( пипетка и йод на столе) салфетка..
Что должно произойти с раствором йода?
Как меняется окраска раствора йода при взаимодействии с крахмалом?
Верно : йод должен изменить окраску? Как должна измениться окраска?
Какие изменения произошли? ( посмотреть под микроскопом)
Ученик: Никаких.
Учитель: КАК ВЫ ДУМАЕТЕ ПОЧЕМУ?
Учитель: Изменению окраски мешает зелёный цвет листа.
Вопросы классу
-Чем обусловлена зеленая окраска листа? ( хлорофилл)
- Где в клетке содержится хлорофилл ?( в хлоропластах)
Давайте удалим хлорофилл и попробуем ещё раз обработать лист йодом.
А как это осуществить расскажет Соня, которая дома вместе с мамой провели этот опыт.
(Выступление Сони сопровождается демонстрацией презентации)
Учитель: Как изменилась окраска листа? О чем говорит появление синей окраски при обработке листа йодом?
Вывод: Действительно в листьях образовался крахмал.
С первым вопросом мы разобрались.
Но у нас остались еще два вопроса:
Из каких веществ образуется сахар и крахмал?
При каких условиях?
Выяснить это я предлагаю вам самим, поработав в группах, точнее в лабораториях. У вас на столах карточки с заданиями. Внимательно их прочитайте. Выполните задания и расскажите о своих результатах и выводах остальным. И в конце наших исследований каждая лаборатория должна будет сдать отчет о проделанной работе- . Тогда мы сможем заполнит схему процесса фотосинтеза « формула фотосинтеза». Которая отражает как протекает этот процесс. (Учитель демонстрирует листы с заданиями )
« ФОРМУЛА ФОТОСИНТЕЗА»
?
?
?
?
На работу вам отводится 2 минуты. Вы работаете в группах , Обращаю внимание на необходимость взаимного уважение и умение выслушать чужую точку зрения, и хочу напомнить , что в лабораториях всегда достаточно тихо. (Приложение 4)
« Задания для лабораторий»
Лаборатория №1 (слайд)
Кто из сотрудников выступит от вашей лаборатории.
Вывод к которому вы пришли ,сравнив результаты опытов?
Вывод: На свету в листьях образуется крахмал. В темноте - не образуется крахмал.
При каком условии образуются органические вещества? Какое же условие необходимо для образования орг. веществ? Свет ( запись на доске)
Лаборатория №2 ( слайд)
Как прошли ваши исследования?
Возможные доп.вопросы. Чем отличается лист герани от листа колеуса?
Какой вывод сделала ваша лаборатория?
Вывод:
Ученик: Органические вещества образуются в зеленых листьях, содержащих хлорофилл, только при наличии света.
Итак, какое 2 условие необходимо для протекания процесса фотосинтеза? (хлорофилл хлоропластов)
Лаборатория №3 ( слайд)
Пожалуйста ,3 лаборатория. Какой газ поддерживает горение? При каких условиях проводился опыт?( обр. вним. На усл .на доске)
Вывод: Зелёные растения на свету выделяют кислород.
Происходит ли при этом процесс фотосинтеза?
Лаборатория №4
У вас было интересное задание.
Ответ ученика. (поглощается углекислый газ)
Вопрос классу.
Учитель :В Швеции жил аптекарь Карл Вильгельм Шееле. Он решил повторить опыты Пристли. Проводил их Шееле по ночам в каморке при аптеке, пользуясь огарком свечи. Он был отличный химик, опыты проводил умело, но результаты получил противоположные тому, что наблюдал Пристли. Свеча под колпаком с горшком мяты гасла, мышь погибала, мята засыхала.( слайд)Объясните почему? При каком условии зелёные растения выделяют кислород?
Вывод: Зелёные растения выделяют кислород только на свету.
Т.е когда протекает процесс фотосинтеза.
Растения в результате процесса фотосинтеза выделяют кислород.
Учитель. У нас остался нерешенным последний вопрос.
Из каких веществ в листьях образуются крахмал?
Какое вещество необходимо для образования сахара и крахмала?
Ученик: Углекислый газ( запись на доске)
И еще необходима вода.
Откуда растение получает воду?
Мы ответили на все вопросы , а теперь самое время поработать со схемой.
Заполните пожалуйста схему.( на эту работу даю вам 2 минуты)
Ученики от каждой лаборатории выходят с листочками и демонстрируют свои результаты.
Демонстрация верной схемы на слайде. Разбор ошибок. Упомянуть О необходимости воды.
Вода + углекислый газ органические вещества (сахар, крахмал) + кислород
Свет, хлорофилл
Учитель: Исходя из схемы, какое определение процесса фотосинтеза вы
можете предложить? Можем вместе.
Фотосинтез - это процесс…… у с 150
Фотосинтез – это процесс, протекающий в зелёных листьях растений растений на свету, при котором из углекислого газа и воды образуются органические вещества и кислород. ( от греч. «фото» - свет, «синтез» - образование).
Учитель( поясняет):Фотосинтез может протекать не только в листьях . но и в других частях растения , имеющих зеленую окраску, т.е содержащиххлорофил.
кислород
Каков главный результат этого процесса?( схема на доске)
Рассказ учителя по схеме (на слайде)
Опыты показали ,что сначала в растении образуется сахар, затем крахмал, образовавшийся крахмал под действием особых веществ превращается в растворимый сахар
И транспортируется из листьев по всему растению. Органические вещества , которые вырабатываются в процессе фотосинтеза нужны для питания всех частей растения, от корней до цветков и плодов. Чем больше солнечной энергии и углекислого газа будет получать растение , тем больше органических веществ оно будет образовывать. В некоторых тканях растения растворимый сахар вновь становиться крахмалом и может откладываться прозапас например в клубнях картофеля.
Мы ответили на все вопросы, а теперь проверим сами себя, как пригодятся нам полученные знания при решении биологических задач.
Задание в парах . Прочитайте текст письма. Найдите ошибки ,допущенные автором письма?
1. Исправьте ошибки.
Здравствуйте, юные биолухи! С приветом к вам Алёша Перепуткин. Я великий знаток процесса фотосинтеза. А, вы, знаете его? Фотосинтез происходит в корнях и листьях, только ночью, когда никто не мешает .В ходе этого процесса образуется вода , а кислород расходуется. Луна посылает свою энергию и в клетках образуются органические вещества: сначала крахмал , а потом сахар. В процессе фотосинтеза выделяется много энергии, поэтому растения не боятся холода зимой. Без фотосинтеза мы бы задохнулись, так как не было бы обогащения атмосферы углекислым газом.
А могут ли животные осуществлять такой процесс. (Сообщения учащихся. См. Приложение 5)
Итог урока: рефлексия
infourok.ru
Тема урока « Воздушное питание растений. Фотосинтез.
Образовательная цель:
Раскрыть сущность процесса фотосинтеза и его значения для жизни на Земле.
Задачи урока.
Учебные:
Систематизировать знания о строении и функции листа.
Познакомиться с процессами, происходящими в зеленом листе.
Сформулировать навыки практического применения знаний.
Развивающие:
Формировать умение применять полученные знания на практике.
Развивать познавательный интерес.
Развитие речи и мышления.
Воспитательные:
Воспитывать стремление к получению новых знаний, обобщению знаний из различных областей жизни.
Воспитывать бережное отношение к природе.
Тип урока: урок изучения нового учебного материала.
Оборудование: проектор, компьютер, таблицы « Внутреннее строение корня», « Клеточное строение листа», презентация по теме урока. Приложение .
Ход урока:
Организационный момент.
Этап проверки знаний.
Этап подготовки учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала.
Этап усвоения новых знаний.
Этап первичной проверки понимания изученного.
Этап применения знаний.
Этап закрепления нового материала.
Этап информирования учащихся о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.
Организационный момент.
Учитель. Здравствуйте, ребята. Учитель проверяет готовность учащихся к уроку.
Этап проверки знаний.
Учитель проводит фронтальный опрос.
С каким важным свойством живых организмов мы познакомились на предыдущем уроке?
Что такое питание?
Какое значение этот процесс имеет для живых организмов?
Какой орган растения обеспечивает почвенное питание?
Какие клетки корня принимают участие в поглощении этих веществ из почвы?
Какие вещества растение получает из почвы? (Учащиеся рассказывают о значении для растений таких элементов как азот, калий, фосфор).
Этап подготовки учащихся к сознательному усвоению нового материала.
Учитель. Ученик прочитал в учебнике, что через корни в растения поступает вода и растворенные в ней минеральные соли, и задумался: « Растения содержат не только минеральные, но и органические вещества, откуда же растения получают органические вещества, если не из почвы?». Учитель показывает « таинственную шкатулку», в которой лежит кусочек каменного угля. Тайна растения спрятана в этой шкатулке. « Здесь спрятана солнечная энергия, которая была законсервирована тогда, когда на Земле еще не было динозавров». Как может быть спрятана солнечная энергия в каменном угле? На этот вопрос мы и попытаемся сегодня дать ответ.
Чтобы ответить на этот вопрос нужно познакомиться со вторым способом питания растений – это воздушное питание. На уроке мы познакомимся с великой тайной растений и узнаем, как растения связывают все живое на земле с Космосом. Познакомимся с основной функцией зеленого листа. Узнаем, почему человек может погреться у костра, в который сложил холодные сухие ветки. Важны ли зеленые растения для жизни человека?
Тема урока «Воздушное питание растений. Фотосинтез». Слайд № 1-2
Около 300 лет многие ученые разгадывали тайну растения. Давайте и мы попытаемся проникнуть в эту тайну.
Этап усвоения новых знаний.
Учитель. Иван Андреевич Крылов любил сочинять басни. Говорят, одну басню он сочинил так. Как – то раз Крылов неторопливо шел по Летнему саду. Ему нравился этот тенистый уголок Петербурга. Сюда не доносился шум большого города, а ветерок, тянувший с Невы, был свеж и располагал к сочинительству. Дойдя до конца аллеи, Иван Андреевич остановился перед высокой липой. Взглянул на черный ствол, поднял глаза к пышной, закрывающей солнце кроне. Подивился множеству листьев. Подумал: « Как роскошен зеленый наряд деревьев. И как в общем-то бесполезен….» Постоял минуту-другую, загадочно смотря ввысь, и вдруг произнес вслух: « А что, если….» В тот же вечер Крылов сочинил басню « Листы и корни». В ней говорилось о том, как возгордились листья, считая себя самыми важными частями дерева. И как корни напомнили зазнайкам, что именно от них, от корней, зависит жизнь дерева, потому что они питают его. А от листьев никакой пользы нет.
Запись в тетрадь: Орган растения. Лист.
В то время когда Крылов сочинил свою басню, люди еще не знали, для чего деревьям нужны листья, еще не было точных приборов, которые помогли бы раскрыть тайну зеленого « хитреца». Когда они появились, ученые смогли тщательно исследовать лист и заглянуть в его внутренние «покои». И тогда оказалось, что они нужны растению ничуть не меньше, чем корни. Что они способны на такие чудеса, какие под силу лишь волшебникам. Открытие этой тайны шло медленно и с большими трудностями. Считается, что главную функцию зеленого листа обнаружил английский ученый Д. Пристли в конце 18 века. Дополнили это открытие швейцарские ученые Сенебье и Сосюр, большой вклад внес русский ученый К.А.Тимирязев. Слайд № 3-4
Итак, с чего же начинаются эти чудеса? С дыхания: вдох – выдох. Как у людей. Чем дышит человек? Носом. А у растений есть свои носы? Есть, только они не такие заметные.
Чтобы увидеть « носы» растений, нужно рассмотреть зеленый лист в микроскоп. Оказывается, лист совсем не гладкий. Больше всего он похож на решето с мелкими дырочками. Только дырочки не круглые, а узенькие – вроде щелочек. И называются они
устьицами. Это и есть « носики», или, точнее, « ноздри», растения. Устьица с секретом: то открываются, то закрываются, как форточки в окне. Запись в тетрадь: Клетки. Устьица.
Учитель. Кто открывает и закрывает устьица?
Размер устьиц зависит от солнца: слабо светит - устьица широко открыты, жарко греет - пора прикрывать, а то лист перегреется. Утром, когда первые, робкие лучи солнца начинают освещать землю, устьица открываются. Через них внутрь листа проникает наружный воздух. Он состоит из смеси нескольких газов. Все они растению не нужны. Ему требуется лишь один – углекислый газ. Поэтому этот газ отделяется от других и задерживается внутри листа. А остальные газы удаляются наружу через те же устьица. Запись в тетрадь: Углекислый газ.
Заглянем в микроскоп. Снова заглянем в микроскоп и понаблюдаем за одной из клеток. Найдем в ней пластиды – хлоропласты. Вы заметили, что благодаря движению цитоплазмы, хлоропласты в листьях находятся в постоянном движении.
Учитель. Какого цвета хлоропласты? Зеленые. Благодаря какому веществу они имеют такую окраску? Это хлорофилл. Хлорофилл – самое удивительное вещество на Земле. Он придает листьям зеленый цвет – его называют цветом жизни. Слайд № 5
Запись в тетрадь: Хлоропласты.
Именно к хлоропластам и направляется почетный пленник – углекислый газ. Там его уже дожидается вода, которую добыли из земли корни и подали наверх – к листьям.
Учитель. Что образуется в листе с участием этих веществ? Давайте мы с вами откроем дверь в нашу воображаемую лабораторию и посмотрим опыты, которые впервые поставил немецкий ученый Ю. Сакс в 1864 году. Слайд № 6-7.
Доказать, что зеленое растение только на свету образует органические вещества, можно простым опытом. Зеленое растение примулу, помещают в темный шкаф. Через 2-3 дня у этого растения черной бумагой закрывают часть одного листа и ставят растение на свет. Через 8-10 часов срезают этот лист, снимают с него пластинки бумаги. Оказывается, внешне лист никак не изменился. Но после его обесцвечивания (кипячением в спирте разрушается хлорофилл) и последующей обработки раствором йода можно увидеть, что незатемненная часть листа посинела, а бывшая затемненной часть листа приобрела желтый цвет йода.
Учитель. В чем кроется тайна зеленого листа? Какие клеточные структуры окрасились в синий цвет? Где же в клетках листа образуется крахмал?
В нашей виртуальной лаборатории есть прекрасный микроскоп. Давайте с его помощью посмотрим на посиневший лист. Я думаю, что нам удастся выяснить, что именно окрасилось в синий цвет. Так мы сможем понять, где в клетках листа образуется крахмал. Слайд № 8 « Где в клетках листа образуется крахмал?» Что такое? При взгляде в микроскоп просто рябит в глазах от каких – то синих точек. Наведем четкость изображения. Да это же посинели наши давние знакомые – хлоропласты.
Вывод: органические вещества на свету образуются в зеленых клетках листа.
Учитель. « Ловушкой солнечных лучей» назвал хлорофилловое зерно Тимирязев. С первым лучом света в хлорофилловом зерне начинаются удивительные превращения.
Но причем тут свет? Оказывается, его роль в этом деле огромна. Потому что никакого чуда просто не произойдет, если на помощь листу не придет энергия солнечного света. Она, как двигатель, приводит в движение сложный механизм. Помогает в этом деле и способность хлоропластов поворачиваться то одним, то другим бочком к свету, чтобы лучше улавливать солнечные лучи. Под действием света хлоропласты приходят в такое возбужденное состояние, так напрягаются, что многие из них от непосильного труда разрушаются. Разрушаются, но дело свое делают. Когда в хлоропластах соединяются углекислый газ и вода, происходит настоящее чудо. От их соединения рождается
совершенно новый продукт – крахмал. На такой фокус не способен ни один факир. Ни даже ученые всего мира. Запись в тетрадь: Органические вещества. Слайд № 9
Учитель. Но что же от всего этого получает само растение? Зачем ему затрачивать такие усилия?
Крахмал, который вырабатывают зеленые листья, нужен для питания всех частей растения – от корней до цветков и плодов. Без сладкого угощения яблоки, абрикосы и прочие фрукты окажутся несладкими. Когда же сахар соединяется с веществами, которые добывают из земли корни, образуются белки и жиры. Они тоже нужны растению. Крахмал, образовавшись в клетках листа, превращается в сахар. Раствор сахара по ситовидным трубкам передается от листьев ко всем частям растения. Затем из сахара и минеральных солей растение создает необходимые ему белки, жиры, углеводы. Например, в семенах подсолнечника – много жира, в семенах фасоли много белка. А вот в клубнях картофеля сахар вновь превращается в крахмал. Слайд № 10
Учитель. На что еще способны листья?
Еще 200 лет назад даже самые знаменитые ботаники не знали, что зеленые листья помогают нам дышать. Чтобы разгадать эту загадку, ученым пришлось провести множество опытов. Их ставили в разных странах люди самых разных профессий.
Первым, кто верно ответил на этот вопрос, был английский химик Джозеф Пристли. В этом ему помогли две мыши. Да, да, самые обычные серые мыши. Они были до того обычные, что не имели даже имен. Но благодаря опытам стали настолько знаменитыми, что о них до сих пор помнят ученые. Cлайд № 11
Доктор Пристли в 70- годах 18 века работал над очисткой воздуха, испорченного горением. Однажды он поймал мышь и посадил ее под плотно закрытый стеклянный колпак. Через несколько часов мышь погибла.
Учитель. Почему, ребята? Ответ учащихся: мышь израсходовала весь чистый воздух под колпаком. «Она задохнулась от недостатка хорошего воздуха», - решил ученый. Тогда Пристли изменил условия опыта. Он поместил под стеклянный колпак, наполненный этим воздухом (тогда еще не были открыты ни углекислый газ, ни кислород), зеленую веточку мяты, опущенную в воду, чтобы листья не завяли. Он хорошо знал, что для жизни растениям и животным нужен чистый воздух. Если мышь погибала под колпаком с испорченным воздухом, то, рассуждал ученый, должно погибнуть и растение. Спустя неделю он подошел к сосуду. К его удивлению растение выглядело превосходно. Прошла еще неделя, а мята росла лучше, чем на свежем воздухе. Ученый ввел в сосуд горящую свечу. Свеча горела ровным ярким пламенем. Удалив свечу, Пристли посадил под колпак мышонка. Проходили дни, мышонок ел, бегал, прыгал.
Учитель. К каким выводам пришел ученый?
« Значит, - решил Пристли, - листья растения постоянно обновляют воздух и делают его пригодным для дыхания». Когда англичане узнали про опыты Пристли, в стране началось небывалое увлечение комнатными растениями. Все вдруг захотели с их помощью оздоровлять воздух в своих домах. Комнаты « ломились» от обилия герани, фикусов, бегонии и других зеленых помощников. Мода на комнатные растения из Англии перекинулась в соседние страны.
В Швеции жил аптекарь Карл Вильгельм Шееле. Он решил повторить опыты Пристли. Проводил их Шееле по ночам в каморке при аптеке, пользуясь огарком свечи. Он был отличный химик, опыты проводил умело, но результаты получил противоположные тому, что наблюдал Пристли. Свеча под колпаком с горшком мяты гасла, мышь погибала, мята засыхала.
Учитель. Как разрешить спор Шееле с Пристли? Ученики отвечают: ночью растения не очищают воздух.
Голландский врач Ингенхауз также провел много точных опытов и доказал: «Листья действительно освежают, улучшают воздух, но делают это только днем – при солнечном свете, а в темноте ничего подобного не происходит». Работая на свое растение, листья оказывают огромную услугу всем живым существам на нашей планете: они выделяют в воздух живительный газ кислород, да в таком огромном количестве, что его хватает для дыхания всех людей и животных. Не будь кислорода, жизнь на Земле давно бы прекратилась. Слайд № 12
Учитель. Откуда же появляется этот газ?
Когда в хлоропластах вода соединяется с углекислым газом, получается не только крахмал. Образуется еще много кислорода. Но в таком большом количестве он растению не нужен, и его излишки удаляются наружу через устьица. Так в воздух, которым мы дышим, постоянно добавляется живительный кислород. И чем больше будет на Земле растений, тем легче нам будет дышать. Поэтому те мальчишки, которые ломают ветки деревьев и обрывают листья, вредят самим себе. Ученые называют волшебные превращения в зеленом листе фотосинтезом. Слайд № 13
Запись в тетрадь: Фотосинтез – это процесс протекающий в зеленых листьях растений на свету при котором из углекислого газа и воды образуются органические вещества и кислород. Слайд № 14
Этап применения знаний.
Учитель предлагает ребятам решить познавательные задачи.
Познавательная задача. Шестиклассник, узнав, что из воды и углекислого газа на солнечном свету образуется крахмал, решил получить его. Он поставил сифон с газированной водой (а газированная вода – это смесь углекислого газа и воды) на яркий солнечный свет. Образовался ли крахмал в сифоне? Что необходимо для образования крахмала? Значит главный участник процесса фотосинтеза – это хлорофилл.
Ну, а теперь давайте попробуем составить схему фотосинтеза. Слайд № 15
Выдающийся русский ученый К.А.Тимирязев, изучив процесс фотосинтеза, пришел к выводу, что растение не только поглощает углекислый газ и воду, но и усваивает солнечную энергию. Вот как об этом он писал. « 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 в 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 нервы. Этот луч Солнца согревает нас! Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу. Пища служит источником силы в нашем организме, потому только, что она – не что иное, как консерв солнечных лучей».
Учитель. Как вы понимаете: луч солнца вошел в состав хлеба, луч солнца согревает нас? К.А.Тимирязев первым доказал, что благодаря растениям на Земле накапливается энергия Солнца. Доказав это, Тимирязев, назвал роль растений на Земле космической.
Познавательная задача. Почему же сухие дрова выделяют тепло? Слайд № 16
Дело в том, что за время своей жизни деревья и другие растения запасают в своих клетках солнечную энергию. Она сохраняется в виде энергии, заключенной в органических питательных веществах. А затем, при горении, происходят различные
химические превращения, которые « высвобождают» спрятанную про запас энергию в виде тепла.
Познавательная задача. Дрова, заготовленные зимой, ценятся выше, чем заготовленные летом. Они лучше горят и дают больше тепла. С чем это связано?
Английский ученый Томсон лорд Кельвин еще в 1898 году утверждал, что человечеству грозит удушье, поскольку в воздух выделяется огромное количество углекислого газа. Это утверждение опроверг К.А.Тимирязев.
Учитель. Какими фактами руководствовался ученый?
Великий русский ученый ботаник К.А.Тимирязев назвал зеленый лист великой фабрикой жизни. Сырьем для нее служит углекислый газ и вода, двигателем – свет. Зеленые растения, постоянно выделяя кислород, не дадут погибнуть человечеству. А мы, должны заботиться о чистоте воздуха.
Учитель. В ходе урока было доказано, что без зеленого листа не только не может жить растение, но и не было бы вообще жизни на Земле, так как кислород земной атмосферы, которым дышат все живые существа, был наработан в процессе фотосинтеза. Зеленым листьям растений принадлежит ведущая роль в круговороте кислорода на нашей планете. Так какое же значение имеет фотосинтез? Слайд № 17-18
Этап первичной проверки понимания изученного.
Учащиеся поднимают карточки с терминами.
В листьях есть органы для дыхания и газообмена – это…..(устьица).
Через устьица поступает в лист……. (углекислый газ).
От корневой системы поступает …… (вода и минеральные соли).
Солнечный свет попадает на зеленые пластиды ……(хлоропласты).
В хлоропластах образуется…………..(крахмал)
Из листьев в окружающую среду выделяется ………(кислород).
Этап закрепления нового материала.
Может ли крахмал образовываться в клетках растений в темноте?
1. Да 2. Нет
В какое из веществ не может превращаться сахар, который образуется в клетках в процессе фотосинтеза?
1. Белки 2. Жиры 3. Крахмал 4. Минеральные соли
В каких частях растения образуются питательные вещества при воздушном питании?
1. В корнях 2. В листьях 3. В стеблях
Как называется зеленый пигмент в клетках растений?
1. Меланин 2. Хлорофилл 3. Ксантофил
Какой газ поглощают клетки растений в процессе фотосинтеза?
1. Кислород 2. Углекислый газ
Какой газ выделяют растения в процессе фотосинтеза?
1. Кислород 2. Углекислый газ
В какое время суток происходит выделение кислорода?
1. Днем 2. Ночью
Этап информирования учащихся о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.
Работу выполнила учитель биологии Виноградова Лариса Николаевна
МОУ « Дубровская СОШ» Всеволожского района Ленинградской области
infourok.ru
