Урок биологии Фотосинтез, хемосинтез
Урок в 10 классе
(Общественно – гуманитарное направление)
Тема: Фотосинтез и хемосинтез
Учитель: Бакеева Е.И.
Чириковская сш
Есильский район
Цель урока: Формирование знаний о фотосинтезе как пластическом обмене веществ у растений.
Задачи:
- Раскрыть сущность световой и темновой фаз фотосинтеза;
определить значение фотосинтеза для живых организмов на Земле, пути повышения его эффективности; ознакомить с хемосинтезом.
- Развитие самостоятельности у учащихся, умений добывать знания из учебника и дополнительной литературы.
- Экологическое воспитание.
Оборудование: таблицы «Строение хлоропласта» и «Фотосинтез».
Тип урока: изучение нового материала.
Ход урока
I. Актуализация знаний.
- Какие вам известны типы питания организмов? (Гетеротрофное, автотрофное).
- Приведите примеры автотрофных и гетеротрофных организмов.
- Вспомните, какие виды обмена веществ вам известны (определения).
В клетках растений и животных пластический и энергетический обмены сходны, но в клетках растений, содержащих хлорофилл, протекают специфические процессы. Растительные клетки, используя энергию солнечного излучения, синтезируют органические вещества из неорганических.
- Как называется этот процесс?
- Дайте определение фотосинтеза. (Фотосинтез – процесс образования органических веществ из неорганических, идущий за счет солнечной энергии, с участием хлорофилла и с выделением кислорода.)
II. Изучение нового материала.
1.Значение фотосинтеза для всего живого на Земле, для круговорота веществ в природе (самостоятельная работа с текстом учебника на стр.60-64).
2.История открытия фотосинтеза. (Сообщение учащегося).
1630 г. – Ян Ван Гельмонт – растения сами образуют органические вещества.
1772 г – Джозеф Пристли – растения «исправляют» воздух, «испорченный» горящей свечой.
1779 г – Ян Ингенхауз – растения исправляют «плохой» воздух только на свету.
1883 г. – Энгельман – фотосинтез пурпурных бактерий без выделения кислорода.
1887г. – С.Н.Виноградский – хемосинтез бактерий.
Фотосинтез – многоступенчатый процесс, состоящий из двух фаз – световой и темновой.
3.Световая фаза фотосинтеза. Хлорофилл. Его локализация в гранах хлоропласта. Использование энергии света в процессе фотосинтеза.(Беседа, рассказ, изучение схемы фотосинтеза по таблицам).
Световая фаза (фотохимическая) происходит в гранах хлоропластов. В хлоропластах содержится магнийорганическое вещество хлорофилл. Его молекулы способны поглощать красные и синие лучи видимой части спектра, а зеленые – отражать, поэтому хлорофилл, хлоропласты и в общем лист зеленого цвета.
Фотон (квант света) попадает в молекулу хлорофилла и приводит её в возбужденное состояние, выбивая некоторые подвижные электроны на более высокий энергетический уровень. Часть «возбужденных» электронов возвращается на прежний уровень, другая часть присоединяется к ионам водорода. Эти ионы появляются в результате фотолиза воды.
Фотолиз воды – расщепление молекул воды под действием кванта света (А.П.Виноградов).
Н2О hv Н+ +ОН-; Н+ + е Но.
Н+ захватываются органическим веществом НАДФ+, который при этом переходит в свою восстановленную форму НАДФ.Н2. Это вещество богато энергией, которая необходима будет в темновой фазе.
ОН-, оставшись без противоположно заряженных частиц, теряют электроны и превращаются в радикалы, которые. Попарно соединяясь, образуют воду и молекулярный кислород:
ОН- е + ОН0;
4ОН0 2Н2О + О2о
Молекулярный кислород диффундирует через устьица листа в окружающую атмосферу Земли.
Некоторые из «возбужденных» электронов хлорофилла и электроны от ОН- участвуют в образовании макроэргической связи в АТФ, т.к.электроны обладают большим запасом энергии:
АДФ + Ф + энергия е АТФ
Итоги световой фазы:
фотолиз;
восстановление НАДФ.Н2;
синтез АТФ.
4.Темновая фаза фотосинтеза. Использование водорода из НАДФ.Н2 на восстановление СО2 и образование углеводов, роль АТФ в этом процессе (рассказ).
Темновая фаза (ферментативная) происходит в строме хлоропластов.
СО2 из воздуха поступает в строму хлоропласта и вступает в соединение с пентозой, находящейся в клетке. Происходит ряд ферментативных реакций, в результате которых из СО2 и Н2О образуется глюкоза. При этом используется энергия АТФ и водород, полученные в световую фазу.
Суммарное уравнение реакций фотосинтеза:
6СО2 + 6Н2Оэнергия света хлорофилл С6Н12О6 + 6О2
5.Продуктивность фотосинтеза (рассказ).
К.А.Тимирязеву, который внес большой вклад в изучение фотосинтеза, принадлежат слова: «Это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете»
Фотосинтез – основной поставщик органических соединений и свободного кислорода на Земле.
6.Хемосинтез (самостоятельная работа с текстом на стр.64).
III. Закрепление изученного материала.
Выполнение теста. Самоконтроль.
Тест «Фотосинтез»
1 вариант
1.Организмы, живущие за счет неорганического источника углерода:
А) автотрофы
Б) гетеротрофы
В) хемотрофы
Г) фототрофы.
2.Пигмент хлорофилл сосредоточен:
А) в оболочке хлоропласта
Б) в строме
В) в гранах.
3.В хлоропластах световые реакции протекают:
А) только в квантосомах
Б) в гранах и строме
В) в гранах и тилакоидах
Г) в тилакоидах и строме.
4.Стадия, на которой в хлоропласте образуется первичный углевод:
А) световая стадия;
Б) темновая стадия.
5.Роль ферментов при фотосинтезе:
А) нейтрализация;
Б) катализация;
В) расщепление.
6.Конечными продуктами световых реакций фотосинтеза являются:
А) АТФ, вода, кислород;
Б) АТФ, углеводы, кислород;
В) НАДФ Н2, АТФ, кислород;
Г) НАДФ Н2, вода, кислород.
2 вариант
1.Организмы, живущие за счет органического источника углерода:
А) автотрофы
Б) гетеротрофы
В) хемотрофы
Г) фототрофы.
2.Органеллы, в которых происходит процесс фотосинтеза:
А) в митохондриях;
Б) в рибосомах;
В) в хлоропластах;
Г) в хромопластах.
3.Стадия фотосинтеза, в которой образуется свободный кислород:
А) темновая;
Б) световая;
В) постоянно.
4.В световую фазу с АТФ происходит:
А) синтез;
Б) расщепление.
5.Расщепляются ли молекулы СО2 при синтезе углеводов:
А) да;
Б) нет.
6.В хлоропласте темновая фаза фотосинтеза протекает в:
А) строме;
Б) гранах и строме;
В) гранах и тилакоиде;
Г) тилакоидах и строме.
Ответы: 1 вариант 1 – а, 2 – в, 3 – в, 4 – б, 5 – б, 6 – в.
2 вариант 1 – б, 2 – в, 3 – б, 4 – а, 5 – б, 6 – а.
Домашнее задание: §10; вопросы; задание.
15