«Фотосинтез и хемосинтез»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Гимназия культуры мира»

Открытый урок в 10 классе

«Фотосинтез и хемосинтез»

Провела:

учитель биологии

МБОУ ГКМ

Айвазова З.Э.

Цель урока: Изучить сущность фотосинтеза и хемосинтеза, их значение для живых организмов.
Задачи:

Образовательные:

обеспечить в ходе урока усвоение понятий фотосинтез, фотолиз, световая, темновая фаза, хемосинтез, хемотрофы.

охарактеризовать протекание двух фаз фотосинтеза, их результаты.

сформировать знания о фотосинтезе как пластическом обмене веществ у растений.

обосновать значение фотосинтеза для живых организмов на Земле и путях повышения его эффективности.

объяснить сущность особого типа синтеза органических веществ – хемосинтеза, раскрыть его значение в биосфере.

Воспитательные:

использовать специальные приёмы поддержания работоспособности учащихся.

способствовать формированию трудовых и учебных навыков.

увеличить эффективность использования изучаемых вопросов в жизни, практической деятельности.

Развивающие:

способствовать развитию познавательного интереса  учащихся, внося в содержание  урока элементы новизны.

развивать навыки культуры речи.

развивать коммуникативные и рефлексивные качества личности.

Тип урока: Изучение нового материала.

Формы и методы: словесно-наглядные, проблемно-поисковые, фронтальная работа, коллективная деятельность, объяснительно-иллюстративные.
Технологии: информационная, проблемная
Оборудование: модели таблиц, задания на карточках, набор тестов, карточки  контроля знаний, схемы реакций, набор творческих заданий, список литературы, плакаты с высказываниями учёных о фотосинтезе, аппликации на магнитной доске, ТСО:  ПК, проектор, мультимедийная презентация

Эпиграф: «Свет – вечно натянутая пружина, приводящая в действие механизм земной жизни». (Роберт Майер)

ХОД УРОКА

1. Организационный момент

Приветствие. Готовность учащихся к уроку.

Учитель: Тема нашего урока « Фотосинтез и хемосинтез» подскажите ребята примером какого важного процесса , свойственного для живых организмов они могут являться?
Ученики: (здесь и далее даны предполагаемые ответы учеников): Метаболизма.
Учитель: А что такое метаболизм?
Ученики: Это совокупность химических реакций, превращений веществ и энергии в клетках.
Учитель: Хорошо, но метаболизм состоит из 2 противоположных процессов, взаимосвязанных друг с другом. Каких?
Ученики: Ассимиляция и диссимиляция.
Учитель: Правильно, а фотосинтез и хемосинтез  к чему мы отнесём?
Ученики: К ассимиляции.
Учитель: Почему?
Ученики: Потому что это совокупность реакций биосинтеза.
Учитель: Я с вами  согласна . А какое ещё определение вы дадите ассимиляции?
Ученики: Пластический обмен, анаболизм.
Учитель: Отлично. А вы знаете, что такое фотосинтез?
Ученики: Да. Это образование органических веществ из неорганических, происходящее на свету в хлоропластах растений.
Учитель: Всё верно. А какие неорганические вещества необходимы?
Ученики: Вода и углекислый газ.
Учитель: Хорошо. Посмотрите на эпиграф нашего урока.
Сегодня в процессе урока вы объясните мне, в чём смысл слов Майера. Так какую же цель вы поставите себе на уроке?
Ученики: Узнать о сущности процессов фотосинтеза и хемосинтеза и их значении для живых организмов.
Учитель: Сегодня мы рассмотрим 2 пути автотрофного питания организмов, а сейчас запишем домашнее задание: параграф 2.11, сообщение, таблица.
Запишите в тетради темы для сообщений:

1ряд: Использование знаний о фотосинтезе в практике сельского хозяйства.

2 ряд: Фотосинтез и эволюция жизни на Земле.

3 ряд: Экологическая роль хемосинтеза.

На доске перед вами список литературных источников, которые можно использовать при подготовке сообщений.
А теперь на парте вы видите 2 модели таблиц. Вы знаете , что выполнение таблицы  с красным цветом будет на оценку «5» , а с синим цветом на оценку «4». Выбор за вами, вложите в тетрадь себе ту модель, которую будете делать дома.

Приложение 1

Учитель: Проведём проверку знаний по предыдущему уроку, прежде чем приступить к изучению новой темы. На партах берём задание  1 « Закончи предложение».

Приложение  2

За 2 минуты в тетради запишите номер задания и по цифрам нужные термины. Внимание: идёт взаимопроверка знаний, обменяйтесь работами, выставляем друг другу оценки. На доске открываются правильные ответы и критерии:

без ошибок» – «5»;
1 ошибка – «4»;
2 ошибки – «3»;
Больше – «2».

Впишите свою оценку в карточку контроля знаний под нужным заданием, как обычно предварительно её подписав: фамилия, класс. Приложение 3

2. Изучение нового материала

Учитель: Продолжим работу дальше. Подскажите мне ребята, какой процесс появился раньше на планете из трёх, которые я перечислю:
Фотосинтез. Дыхание. Брожение.
Ученики: Наверное брожение.
Учитель: Почему?
Заслушаем сообщение об эволюции фотосинтеза. Приложение 4
Учитель: А как вы думаете ребята  к фотосинтезу способны клетки всех живых организмов?
Ученики: Нет.
Учитель: А какие клеточные уровни организации жизни вам известны?
Ученики: Эукариотный и прокариотный.
Учитель: Поясните.
Ученики: Эукариоты организмы,  клетки которых имеют ядро, а прокариоты – клетки которых ядра не имеют.
Учитель: В каких органоидах клетки идёт фотосинтез?
Ученики:  В пластидах.
Учитель: Содержатся ли пластиды в клетках прокариот?
Ученики: Нет, они только у эукариот.
Учитель: Верно. Роль пластид у бактерий выполняют особые пигменты – бактериохлорофиллы (пример зелёные и пурпурные бактерии)
Учитель: А какие пластиды вы знаете и где они находятся в растении?
Ученики: Лейкопласты в неосвещённых частях растений, их функция – запасание питательных веществ.
Хромопласты – цветные пластиды, в цветках, плодах, листьях, стеблях, они привлекают насекомых-опылителей и животных распространителей плодов и семян.
Хлоропласты в зелёных частях растений их функция – фотосинтез
Учитель: Вспомним строение хлоропласта и посмотрим взаимосвязь строения с выполняемой функцией. Перед вами слайд  со строением. Приложение  5
Учитель: А почему хлоропласты зелёные?
Ученики: В них содержится хлорофилл.
Учитель: А где именно?
Ученики: В гранах.
Учитель: А ещё ребята известно, что хлоропласты в клетке перемещаются. Как вы думаете, с чем это связано?
Ученики: Может быть, чтобы был больше фотосинтез, забирают больше света, группируются, когда большое освещение разъединяются, чтобы не разрушиться от губительного действия лучей.
Учитель: Всё верно. Хлоропласты при сильном освещении располагаются параллельно потоку света. Вспомните из  ботаники, какие приспособления у растений есть к фотосинтезу?
Ученики: Плоская поверхность листьев, чтобы падало больше света. Листья располагаются в виде мозаики, не затеняя друг друга. Прикорневые розетки листьев помогают взять больше света.

Зрительная релаксация: комплект слайдов (Презентация)

Учитель: Сам процесс фотосинтеза очень сложный, требует подробного изучения, это целый ряд окислительно-восстановительных реакций преобразования различных веществ.
К.А. Тимирязев говорил о фотосинтезе: «Связь между солнцем и зелёным листом раскрывает перед нами космическая роль растений. Зелёный лист фокус – куда притекает энергия солнца и берут начало все проявления жизни».
Посмотрим кратко историю изучения этого процесса (слайд)

1770 г. Ван Гельмонт

1778 г. Джозеф Пристли

1782 г. Жан Сенебье

1779 г. Ян Ингенхауз

1903 г. К.А. Тимирязев

1923 г. Т. Турнберг

1941 г. А.П. Виноградов

1960 г. Р. Вудаорд

Посмотрите на фамилии учёных , которые внесли огромный вклад в изучение этого процесса. М.Кальвин, Р. Хилл, Д. Арнон, М.Д. Хетч, К.Р. Слэйк, Т.И. Годнев, А.А. Шлык и многие другие.

Учитель: Рассмотрим этот сложный процесс, перед вами  движение лучей света и их улавливание( фрагмент мультимедийной презентации)
В процессе фотосинтеза выделяют 2 фазы: световую и темновую. И световая должна обязательно предшествовать темновой: она является её инициатором и важным условием протекания. Потом обе фазы могут протекать одновременно, и в темноте и на свету. Ребята ваши предположения, где протекают эти фазы в хлоропласте?
Ученики: Световая в гранах, темновая в строме.
Учитель: В тетради начертим таблицу: Реакции фотосинтеза.

Учитель: Откройте стр. 67 рис. 2 внизу (работа с рисунком учебника)

Энергия солнечного света передаётся в форме квантов или фотонов проникая в хлоропласт, поглощается хлорофиллом и переводит некоторые его электроны со стабильного энергетического уровня на более высокий. И возбуждённый светом электрон отрывается от молекулы хлорофилла, попадает на молекулы веществ переносчиков электронов и затем,  возвращаясь на основной уровень по замкнутой цепи отдаёт энергию на синтез АТФ. Новая порция света вновь возбуждает электроны хлорофилла. Избыток энергии преобразуется в теплоту или испускается в виде света. Другая часть энергии передаётся ионам, которые образуются вследствие диссоциации воды. Этот процесс разложения воды под действием света называется фотолиз. (Его открыл А.П. Виноградов) Ионы водорода, получая энергию, превращаются в атомы, которые присоединяются к переносчикам электронов. А ионы ОН-, потеряв противоион, превращаются в радикалы, которые ,взаимодействуют  друг с другом.

Учитель: Подведём итоги световой фазы.

Задание на соответствие. На доске магнитные аппликации. Из них мы будем выбирать те, которые можно вставить в таблицу. Что выберем для первого параметра сравнения. Где в хлоропластах идёт световая фаза? При каких условиях?

Ученики: В тилакоидах гран, на свету.
Учитель: Впишем в таблицу. А каковы исходные вещества?
Ученики: Вода, хлорофилл.
Учитель: Что получилось?
Ученики: Кислород, атомарный водород, АТФ.
Учитель: Какие уравнения впишем

H2O ––> H+ + OH–
4OH ––> 2H2O + O2 + 4

Учитель: А теперь рассмотрим темновую фазу. Для её протекания свет нужен?
Ученики: Нет, здесь нужна энергия химических соединений.
Учитель: Верно, а что получается в итоге?
Ученики: Органические вещества – углеводы.
Учитель: Вспомните состав углеводов, какие важные элементы в них входят?
Ученики: С, Н, О.
Учитель: Откуда взять углерод?
Ученики: Из углекислого газа, он поглощается из атмосферы.
Учитель: Хорошо. Здесь очень важна эта фаза, когда в сложной цепи реакций фиксируется углекислый газ растениями из внешней среды. ( Этот процесс открыл Кальвин) Что ещё можно взять из углекислого газа?
Ученики: Кислород.
Учитель: А откуда взять водород?
Ученики: Может быть из световой фазы.
Учитель: А откуда взять энергию?
Ученики: Она запаялась  в световую фазу в виде АТФ. Это универсальный источник энергии, у неё богатые энергией макроэргические связи, она неустойчива и распадаясь до АДФ и фосфорной кислоты даёт необходимую энергию.
Учитель: Молодцы в своих рассуждениях вы отметили важные моменты.

Интеллектуальная разминка.

Продолжим выполнение задания на соответствие:

Учитель: Место фазы.
Ученики: Строма.
Учитель: Исходные вещества?
Ученики: Углекислый газ, атомарный водород.
Учитель: Продукты?
Ученики: Углеводы, вода.
Учитель: Какую реакцию впишем?
Ученики: 24H + 6CO2 ––> C6H12O6 + 6H2O
Обсуждение с последующей записью.

Учитель: Запишите общее уравнение: 6CO2 + 6H2OC6H12O6 + 6O2
Учитель: Послушаем сообщение о значении фотосинтеза. Ваша задача выделить 3 ключевых значения из полученной информации, которые запишем в тетради. Будьте внимательны: идёт поиск главного. Приложение 6

Значение фотосинтеза.

Образуется кислород, необходимый для дыхания живых организмов.

Фотосинтез обеспечивает производство органических веществ.

Способствует снижению концентрации углекислого газа в атмосфере.

На скорость фотосинтеза оказывают влияние некоторые факторы. Послушаем сообщение, выясним как важны эти знания для растениеводства.
На слайде схема: Влияние факторов на скорость фотосинтеза.

Приложение  7

Учитель: Кроме фотосинтеза в листьях растений протекает ещё один противоположный процесс, какой?
Ученики: Дыхание.
Учитель: Да. При нём поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Но при фотосинтезе выделяется кислорода в 20-30 раз больше, чем поглощается при дыхании.
Учитель: Объясните мне слова Роберта Майера.
Ученики отвечают.
Учитель: Вы посмотрели насколько велика роль фотосинтеза для всего живого на нашей планете. А вот вклад хемотрофов в синтез питательных веществ на Земле ничтожный, поскольку имеющиеся в их распоряжении ресурсы химической энергии малы по сравнению с огромным потоком солнечной энергии на землю. Посмотрим ещё одну форму автотрофной ассимиляции – хемосинтез.
Запишем: Хемосинтез это процесс синтеза органических веществ из неорганических за счёт энергии, освобождающейся при окислении неорганических соединений.
Его осуществляют анаэробы, аэробы? Поясните, что это за организмы?
Ученики: Анаэробы живут без кислорода, а аэробы его используют для дыхания.
Учитель: Этот процесс открыл Виноградский в 1887 году. Ряд бактерий окисляют вещества, получая энергию. Заслушаем сообщение и запишем названия этих бактерий.

Приложение  8

Учитель: Рассказывает об экологической роли  хемосинтеза.

Приложение  9

Ученики записывают в тетради.

Значение хемосинтеза.

Разрушение горных пород.

Очищение сточных вод.

Участие в круговороте веществ.

Участие в образовании полезных ископаемых.

3. Закрепление знаний

Подведём итог урока:

1) Что вы узнали на уроке?
2) Что такое фотосинтез?
3) Сколько фаз в фотосинтезе?
4) Что такое хемосинтез?

Поработаем с тестами. На задание 2 минуты. Дадим один правильный ответ. Критерии те же.

Приложение  10

Идёт самопроверка. Правильные ответы к заданиям.

Приложение 11

Оценку вписать в карточку контроля знаний. Поставьте себе ещё одну оценку за работу на уроке (оцените свою мыслительную деятельность)

Учитель: Попрошу вас ответить на мои вопросы.

Что было самым сложным для вас на уроке?

Что больше всего вам понравилось?

Что осталось непонятным на уроке?

Спасибо за внимание и хорошую творческую работу.

Технологическая карта урока