план урока по биологии. Пластический обмен. Пластический обмен. Фотосинтез. Пластический обмен. Фотосинтез. Ход урока Выполните тест в тетради
 Скачать 313 Kb.
|
|
Пластический обмен. Фотосинтез. Ход урока Выполните тест в тетради 1.Почему диссимиляция называется энергетическим обменом? а) поглощается энергия; б) выделяется энергия. 2. Чем отличается окисление органических веществ в митохондриях от горения этих же веществ? а) выделение теплоты; б) выделение теплоты и синтез АТФ; в) синтез АТФ; г) процесс окисления происходит с участием ферментов; д) без участия ферментов. 3. Что общего между окислением, происходящим в митохондриях клеток, и горением: а) образование СО2 и Н2О; б) выделение теплоты; в) синтез АТФ. 4. На каком этапе диссимиляции полимеры расщепляются до мономеров? а) I, б) II, в) III. 5. Что происходит с глюкозой на II этапе диссимиляции? а) гликолиз с образованием молочной кислоты; б) окисление до СО2 и Н2О; в) образование мономера. 6. Какой этап диссимиляции называют кислородным? а) I, б) II, в) III. 7. Почему этот этап называется кислородным? а) в процессе реакции к промежуточным продуктам присоединяется кислород; б) в процессе реакции выделяется кислород. 8. На каком этапе диссимиляции углеводов синтезируется 2 АТФ? а) I, б) II, в) III. 9. На каком этапе диссимиляции углеводов синтезируются 36 АТФ? а) I, б) II, в) III. 10. На каком этапе диссимиляции АТФ не синтезируется? а) I, б) II, в) III. 11. В какой части митохондрий происходит окисление органических веществ? а) кристы, б) матрикс, в) наружная мембрана. 12. Где происходит синтез АТФ? а) кристы, б) матрикс, в) наружная мембрана митохондрий, г) вне митохондрии. 13. Почему митохондрии называют энергетическими станциями клеток? а) осуществляют синтез белка, в) синтез углеводов, б) синтез АТФ, г) расщепление АТФ. 14. Какая функция митохондрий дала им название - дыхательный центр клетки? а) синтез АТФ, б) окисление органических веществ до СО2 и Н2О, в) расщепление АТФ. II. Работа по карточке:  Задание. Составить небольшой рассказ, используя слова: солнце, хлорофилл, атмосфера, жизнь, фотосинтез. - Сегодня мы с вами совершим экскурсию в музей «Чудеса природы», где познакомимся с одним биологическим процессом, уникальным по множеству позиций на нашей планете. Догадайтесь, о чём идёт речь. Огромные успехи в изучении механизмов этого процесса были достигнуты лишь во второй половине ХХ столетия. Если бы для биологических процессов и явлений существовала Книга рекордов Гиннеса, то он занял бы там не один десяток страниц. Это практически единственный процесс в живой природе, где происходит преобразование одного вида энергии в другую. Благодаря этому процессу, существует весь органический мир на нашей планете. Благодаря этому процессу создаётся и поддерживается состав среды, необходимый для обитания всех живых организмов. Этот процесс способствует предохранению поверхности Земли от парникового эффекта и образованию защитного озонового экрана вокруг планеты. В результате этого процесса образуются сложные органические вещества. Это единственный процесс, который снабжает кислородом атмосферу и, следовательно, обеспечивает существование аэробных организмов. О нём писал в своей книге «Солнце, жизнь и хлорофилл» К.А. Тимирязев. III. Изучение новой темы. - Список «рекордов» фотосинтеза можно продолжить, однако оценить их по достоинству, можно только хорошо разобравшись в сущности этого процесса. А для того чтобы лучше понять его, начать придётся издалека. Итак. Первая экспозиция музея «Портретная галерея». Давайте мысленно перенесёмся лет на четыреста назад, в 1600 год. Именно тогда бельгийский естествоиспытатель Ян Ван-Гельмонт решил узнать, благодаря чему растёт растение. Для этого он поставил опыт Сделайте конспект в тетради. Ян Вант-Гельмонт более 300 лет решил выяснить: откуда же органические вещества получает само растение? Заинтересовавшись этим вопросом, он решил поставить опыт: для этого в горшок поместил 80 кг земли и посадил ветку ивы. Землю в горшке прикрыл, чтобы на неё не попала пыль. Поливал ветку только дождевой водой, которая не содержала никаких питательных веществ. Через 5 лет выросшую иву вынул из земли и взвесил. Ее масса за эти годы увеличилась на 65 кг. Масса же земли в горшке уменьшилась всего на 50 г! Откуда же растение взяло 64 кг 950 г органического вещества? Ван Гельмонт на этот вопрос ответить не смог. Предстояло раскрыть ещё много тайн живых растений, чтобы найти ответ. Ван-Гельмонт решил, что всё дело в поглощённой растением воде. Так возникла водная теория питания растений. Результаты проведённого опыта очень заинтересовали других учёных, а вот объяснение, предложенное Ван-Гельмонтом, их совсем не устроило. И начался активный поиск ответа на поставленный вопрос. Исследователь не учёл возможности воздушного питания растений. Данный опыт был осуществлён английским химиком Джозефом Пристли в 1771 году. Он доказал, что растение на свету поглощает углекислый газ и выделяет кислород. Для этого он поместил в закрытый сосуд, поставленный на свет, зелёное растение и мышь. Благодаря кислороду, выделяемому в результате фотосинтеза, мышь могла существовать долгое время. В контрольном эксперименте (при отсутствии либо света, либо растения) мышь достаточно быстро задыхалась. Как доказать, что растения на свету образует органические вещества? Для этого зелёное растение поставим в тёмное место на 2-3 дня. Через 2-3 дня прикрепим на лист растения трафарет, затемняя его часть, и оставим на свету на сутки. На трафарете предварительно можно вырезать кружок или треугольник. Через 8-10 часов срезаем эти листья, снимаем с них трафареты. Внешне листья никак не изменились. Прополоскаем листья в кипящей воде в течение 2 минут. Затем опустим в кипящий спирт. Рассмотрим окрашивание листа. После обработки раствором йода затемнённая часть листа окрасится в коричневый цвет. Так как здесь крахмал не образовался, потому что лист не получал световой энергии. Незатемнённая часть листа, содержащая крахмал, посинела. Растение на свету образует органические вещества – углеводы (сахара) Возвращаемся в XXI век. Наш русский учёный К.А. Тимирязев детально изучил данный процесс, которому мы посвятим сегодняшний урок, тема которого так и звучит: «Фотосинтез». Знакомиться с процессом фотосинтеза вы начали ещё в начальной школе, а более подробно изучать – в курсе биологии шестого класса. Фотосинтез – это процесс образования кислорода зелёными растениями на свету. Фотосинтез – это образование на свету в листьях из углекислого газа и воды органических соединений (определение, данное в 70-е годы XIX столетия К.А. Тимирязевым). Что является самым важным в процессе фотосинтеза? (Ответ: образование органических веществ из неорганических). Задание 1 в рабочих листах (на установление соответствия). Рассмотрите имеющиеся иллюстрации опытов или их описание. Подумайте и ответьте на вопрос, что доказывает каждый из предложенных опытов?
(Выслушать ответы учащихся после выполнения задания). Давайте ещё раз уточним: Какие вещества необходимы для процесса фотосинтеза? (Ответ: углекислый газ, вода, хлорофилл). Какие вещества образуются в результате данного процесса? (Ответ: углеводы (глюкоза, крахмал) и кислород). При каком условии протекает процесс фотосинтеза? (Ответ: на свету). 6) Фазы фотосинтеза (беседа). (Слайд 22-23). Что нового о фотосинтезе вы узнали в 9-м классе? (Ответ: фотосинтез происходит в хлоропластах и включает две последовательные фазы: световую и темновую). Что происходит во время световой фазы? (Ответ: энергия солнца запасается в виде АТФ. В атмосферу выделяется кислород). Что происходит в темновую фазу? (Ответ: образование углеводов из углекислого газа и воды за счёт энергии, запасённой в световую фазу). Итак, на сегодняшний день вам хорошо известна схема: растение – лист – фотосинтезирующая ткань (паренхима) – клетки – пластиды (хлоропласты) – тилакоиды, содержащие пигмент хлорофилл. В этих маленьких структурах и происходит один из важнейших процессов в природе – фотосинтез. Но вы учащиеся 10-го класса, поэтому вам свойственно стремление проникнуть в суть любого процесса и понять его механизм. Борис Пастернак писал: «Во всём мне хочется дойти до самой сути, В работе, в поисках пути, в сердечной смуте. До сущности протекших дней, до их причины, До оснований, до корней, до сердцевины…» Чтобы понять механизм процесса фотосинтеза, нам потребуются знания не только биологии, но и химии, и физики. Каждая наука раскрывает свою сторону процесса, но только объединившись, они дают целостную картину мира. 7) Механизм процесса фотосинтеза (рассказ с использованием плаката, магнитных моделей, медиаресурсов, поэтапное закрепление). а) Световая фаза Световая фаза – это стадия, для протекания реакций которой требуется поглощение кванта солнечной энергии. В ходе реакций энергия света преобразуется в энергию химических связей. Молекулы хлорофилла поглощают красные и сине-фиолетовые лучи светового спектра. При этом одни молекулы улавливают свет с длиной волны 700 нм и образуют фотосистему I. Другие молекулы воспринимают волны длиной 680 нм и образуют фотосистему II. Молекулы хлорофилла фотосистемы I поглощают квант солнечной энергии и переходят в активное состояние. В результате эти молекулы теряют электроны и окисляются. Электроны попадают на наружную мембрану гран и включаются в окислительно-восстановительные реакции. Молекула хлорофилла стремится закрыть образовавшиеся «электронные дырки». Где же взять электроны? Из фотосистемы II. Под действием света молекулы хлорофилла фотосистемы II тоже переходят в активное состояние и теряют электроны, которые закрывают «электронные дырки» в фотосистеме I. Но в этом случае «дырки» образуются в фотосистеме II. Чем же их закрыть? Оказывается, под влиянием электронов, имеющих избыток энергии за счёт фотореакций, происходит процесс фотолиза воды (от лат. «фото» – свет, «лизис» – разложение): 2Н2О → 4Н+ + 4е- + О2 ↑ (под действием энергии света) Что происходит с продуктами реакции фотолиза воды? Кислород выделяется в атмосферу, электроны направляются в фотосистему II и закрывают «электронные дырки». А катионы водорода накапливаются на внутренней поверхности мембраны гран. Итак, на внешней поверхности мембраны накопились электроны, несущие отрицательный заряд, на внутренней поверхности – катионы водорода, несущие положительный заряд. Вспомните из курса физики, что в таком случае возникает? (Ответ: разность потенциалов). К чему это приводит? (Ответ: к выделению энергии, которая идёт на синтез АТФ). Где происходит синтез АТФ? (Ответ: в каналах мембраны гран). Если обработать хлоропласты каким-либо веществом, повышающим проницаемость мембран для ионов, то молекулы АТФ не синтезируются. Объясните, почему? (Ответ: не возникает разности потенциалов). Что происходит с катионами водорода? (Ответ: они присоединяют электроны, превращаются в атомы водорода и соединяются с молекулами-переносчиками). Н+ + е- → Н Н + НАДФ → НАДФ•Н Основным переносчиком атомов водорода является вещество НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат). Полученный комплекс богат энергией и будет играть роль восстановителя в реакциях темновой фазы. V. Закрепление материала. Упражнение «Закончите фразу» (выполнение задания 2 в рабочих листах). Таким образом, во время световой фазы фотосинтеза происходит: процесс разложения воды под действием энергии солнечного света, т.е. …(фотолиз воды); выделение в окружающую среду побочного продукта фотосинтеза – … (кислорода); преобразование энергии света в … (химическую энергию АТФ и НАДФ•Н). б) Темновая фаза (самостоятельная работа с учебником, анализ прочитанного материала). Темновая фаза представляет собой процесс превращения углекислого газа в глюкозу и протекает в строме хлоропласта. Последовательность происходящих при этом окислительно-восстановительных реакций была впервые описана учёным Кальвином и получила название цикла Кальвина. Восстановителем в большинстве реакций является водород, доставляемый НАДФ•Н. Каждая реакция в цикле Кальвина идёт при участии своего фермента за счёт энергии АТФ, запасённой в световую фазу фотосинтеза. Выполните задание 3 в рабочих листах. Итоговое уравнение фотосинтеза: 6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2 ↑. 8). Космическая роль зелёных растений на Земле. Значение фотосинтеза (анализ высказываний учёных, самостоятельная работа с учебником с последующей беседой). О фотосинтезе можно говорить не только на уроках биологии и химии. Если по-настоящему любить природу, можно описать этот процесс красивым литературным языком. Послушайте выдержку из работы К.А. Тимирязева (предложить учащимся закрыть глаза и мысленно нарисовать картинку к тексту). «Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зелёную 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 вошёл 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 сознании». Как вы думаете, почему К.А. Тимирязев считал, что растениям в нашей жизни принадлежит космическая роль? Основным источником тепла и света является космическое тело – Солнце. А зелёные растения – единственные организмы на нашей планете, которые способны усваивать солнечную энергию и переводить её в химическую энергию органических веществ. Изобретатель паровоза Стефенсон как-то задал вопрос своему приятелю: «Что движет проходящий перед нами поезд?» «Конечно, твое изобретение», –ответил его друг. «Нет, – сказал Стефенсон, – его движет тот солнечный луч, который сотни миллионов лет назад поглотило зеленое растение». Какую ещё роль играет фотосинтез? Чтобы ответить на этот вопрос, обратитесь к тексту учебника (с последнего абзаца). Выполните задание 4 в рабочих листах. Проверка правильности выполнения задания. Значение фотосинтеза Ежегодно на планете образуется 150 млн тонн органического вещества. В атмосферу ежегодно выделяется 200 млн тонн кислорода, который необходим для всех живых организмов. Из кислорода в верхних слоях атмосферы образуется озон, который защищает всё живое на Земле от губительного действия УФ-лучей. Фотосинтез регулирует содержание углекислого газа в атмосфере. Теперь как квалифицированные специалисты по вопросам фотосинтеза ответьте на вопрос: почему в школах должно уделяться большое внимание вопросам озеленения кабинетов? (Ответ: так как зелёные растения регулируют содержание кислорода и углекислого газа в воздухе, улучшают микроклимат и просто радуют глаз, напоминая, что вслед за холодной зимой обязательно наступит тёплая весна). Всё это способствует сохранению здоровья работников школы и учащихся Хорошо, когда за добрыми мыслями следуют полезные дела. Для сохранения нашего здоровья и улучшения настроения, я предлагаю вам пополнить кабинет новыми комнатными растениями. Выполнение заданий 5, 6 в рабочих листах (или эти задания можно предложить в качестве домашней работы). Одной из важных задач образования на современном этапе является подготовка учащихся к сдаче ЕГЭ. Поэтому для проверки усвоения материала используем тестовую форму контроля. (Учащимся предлагается выполнить 9 тестовых заданий). VI. Домашнее задание (представлено в рабочих листах). § 3.3. (с.98-102), выучить теоретический материал по теме «Фотосинтез». На какой вопрос мы сегодня ответили только на уровне 6-го класса, но так и не ответили на уровне 10-го класса? (Ответ: что такое фотосинтез?) Вашим домашним заданием будет сформулировать определение понятия фотосинтез на основании всего изученного материала. |