Пути повышения продуктивности фотосинтеза.
ПЛАН УРОКА
УРОК 16 Биология ОДП.03
Количество часов – 1
Дата 05.11.2020
Специальность 43.01.09 «Мастер общестроительных работ»
Группа 5МОС
Раздел 1. Структурные и функциональные основы жизни.
Тема 3. Жизнедеятельность клетки.
Тема урока: Пластический обмен. Фотосинтез, характеристика этапов и условия протекания процессов. Хемосинтез.
Цель урока: изучить особенности метаболизма автотрофных организмов на примере процесса фотосинтеза.
Задачи:
образовательные – раскрыть особенности процесса фотосинтеза, сущность световой и темновой фаз фотосинтеза, обосновать космическую роль растений;
воспитательные – определить значение фотосинтеза для жизни на Земле, пути повышения его эффективности, влияние внешних факторов на фотосинтез, учить разумному отношению к зелёным растениям;
развивающие – продолжить развитие исследовательских умений, умение сравнивать, обобщать и делать выводы.
Тип урока: лекция
Форма проведения урока: дистанционная
Ход урока:
Конспект лекции.
Необычайно прекрасен в своём многообразии мир живой природы. Жизнь существует благодаря биологическому процессу в растительных организмах. О нем писал в своей книге «Солнце, жизнь и хлорофилл» русский учёный К.А. Тимирязев. Он говорил «Это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете”.
|
|
|
- О каком процессе идёт речь?
(о фотосинтезе).
-На какие группы делятся автотрофы? (фототрофы и хемотрофы).
Дайте определения иприведите примеры организмов.
(фотоавтотрофы (фототрофы) – используют энергию Солнца; растения, бактерии, способные к фотосинтезу);
(хемоавтотрофы (хемотрофы) – используют энергию, выделяющуюся при окислении неорганических веществ; бактерии).
Именно фототрофы способны к фотосинтезу.
Фотосинтез – это процесс преобразования поглощённой энергии света в химическую энергию органических соединений. (записываем в тетрадь)
Кроме фотосинтеза, в листьях протекает и противоположный процесс.
- Какой? (дыхание)
Сравните два процесса.
(дыхание, при котором поглощается кислород и выделяется углекислый газ, происходит как в темноте, так и на свету, во всех клетках, энергия выделяется).
Прежде чем разобраться в механизме протекания фотосинтеза, давайте узнаем, как он был открыт.
История открытия фотосинтеза (ученик)
Начало изучения фотосинтеза было положено в
1630 г. – Ян ван Гельмонт первым исследовал механизм роста растений.
1771 г. – англ. химик Джозеф Пристли установил, что растения «исправляют» воздух, «испорченный» горящей свечой.
|
|
|
1782 г. – Жан Сенебье показал, что растения, выделяя кислород, поглощают углекислый газ; предположил, что в вещество растения превращается углерод, входящий в состав углекислого газа.
Австр. врач Ян Ингенхауз обнаружил, что растения выделяют кислород только на свету. Он погружал ветку ивы в воду и наблюдал на свету образования на листьях пузырьков кислорода.
1877 г. немец. учёный В. Пфеффер описал процесс поглощения СО2 из воздуха при участии воды и света с образованием органического вещества и назвал его фотосинтезом.
Как мы видим многих учёных интересовал процесс фотосинтеза. Но лишь русский учёный Климент Аркадьевич Тимирязев первый обобщил все данные о фотосинтезе и дал научное объяснение этому процессу в книге “Жизнь растений».
Учитель:
- В каких органах растения идёт фотосинтез?
(в листьях, зелёных стеблях растений).
- Рассмотрите клеточное строение листа и вспомните, в каких клетках происходит фотосинтез?
(в мезофилле листа, в палисадной и губчатой ткани, в замыкающих клетках устьиц эпидермиса).
- В каких органоидах растительной клетки? (хлоропластах)
Учитель:
Строение хлоропласта мы с вами уже рассматривали, поэтому сейчас давайте вспомним (слайд15)
|
|
|
-Что такое хлоропласты?
(зелёные пластиды, в форме диска, имеющие две мембраны)
- Что представляют собой граны?
(стопки сплюснутых и тесно прижатых друг к другу тилакоидов)
- Что такое тилакоиды?
(образования, имеющие форму дисков)
- Что такое строма и где она располагается?
(внутреннее содержимое, содержит ферменты, ДНК, рибосомы; пространство между оболочкой хлоропласта и тилакоидами)
-Что такое хлорофилл и где он находится?
(зелёный пигмент, находится в мембранах тилакоидов)
Учитель: «Самое интересное из веществ во всём органическом мире» - так назвал хлорофилл великий Чарльз Дарвин. Что же представляет собой этот «герой» фотосинтеза – молекула хлорофилла?
- Из каких атомов состоит молекула хлорофилла?
(учитель дополняет ответ)
Хлорофилл состоит из атомов углерода и азота, соединённых в сложное кольцо, в центре которого находится атом магния. К этому кольцу присоединён длинный «хвост» – спирт фитол.
- От каких атомов зависит зелёная окраска хлорофилла?
(атом магния определяет зелёную окраску хлорофилла).
Учитель:
- Почему листья растений зелёного цвета?
(Хлорофилл поглощает красные и синие лучи видимой части спектра, а зелёные отражает. Поэтому хлорофилл, хлоропласт, лист растения воспринимаются нашим глазом как зелёные.)
|
|
|
Учитель:
Есть ли в листьях растений наряду с хлорофиллом другие пигменты?
(ксантофилл – жёлтый, каротин – красный и оранжевый).
Учитель:
Теперь пора перейти к изучению механизма фотосинтеза.
- Сколько стадий включает процесс фотосинтеза?
(две последовательные стадии: световая и темновая):
Световая стадия происходит только на свету в мембранах гран при участии хлорофилла и ферментов. Темновая фаза протекает в строме хлоропласта без участия света.
Молекула хлорофилла поглощает квант света. В результате этого она получает избыток энергии и переходит в возбуждённое состояние:
Хл свет Хл* + е –
Возбуждённый электрон перемещается по цепи сложных органических соединений, теряя энергию, которая расходуется на синтез биологического «аккумулятора» АТФ.
АДФ + Ф + Е электрона АТФ,
Е – энергия электрона, которая запасается в АТФ.
Потеряв избыток энергии, электрон возвращается к молекуле хлорофилла, которая теперь способна захватить новый квант света.
Одновременно происходит фотолиз, т. е. разложение молекулы воды под действием света.
Н2О свет Н+ +ОН-
Ионы гидроксила отдают свои электроны, превращаясь в реакционно способные радикалы ОН0:
ОН- е- + ОН0
О 
бразующиеся электроны передаются переносчиками к молекулам хлорофилла и восстанавливают их, а радикалы ОН0 объединяются, образуя воду и молекулярный кислород:
4ОН0 2Н2О + О2
Н+ захватываются органическим веществом НАДФ+, которое при этом переходит в свою восстановленную форму НАДФ. Н2. Это вещество богато энергией, которая будет необходима в темновой стадии.
Таким образом, во время световой стадии фотосинтеза происходят три процесса:
1. Ф 
отолиз Н2О Н+ +ОН-.
2. С интез АТФ: АТФ + Ф АТФ.
3. В осстановление НАДФ+ +2Н+ НАДФ. Н2.
Кислород диффундирует в атмосферу, а АТФ транспортируется в строму пластид и участвуют в процессах темновой фазы.
Темновая стадия. Использование водорода из НАДФ. Н2 на восстановление СО2 и образование глюкозы. Суммарная реакция фотосинтеза:
6СО2 + 6Н2О С6Н12О6 + О2
Глюкоза может быть использована в дальнейшем как на синтез сложных углеводов, целлюлозы и крахмала, так и на образование белков и липидов.
Мы рассмотрели механизм фотосинтеза, а теперь попробуем сравнить световую и темновую стадии фотосинтеза.
(заполняем схему стадий фотосинтеза в тетрадях и cверяем со схемой на слайде)
Запишите полное уравнение реакции фотосинтеза:
6 СО2 + 6Н2О С6Н12О6 + О2
Учитель:
Обращаю ваше внимание на то, что при смешивании СО2 и Н2О глюкоза никогда не получится. Для этого необходима энергия АТФ и НАДФ.Н2.
Учитель:
- Знания каких наук нам потребовались для изучения механизма фотосинтеза?
(биология, химия, физика)
Учитель:
· Какого значение фотосинтеза?
(в буклете зачитываем о значении фотосинтеза).
Значение фотосинтеза:
· Фотосинтез – основа питания всех живых существ.
· Ежегодно на Земле производится 150 млрд. тонн органического вещества и выделяется 200 млрд. тонн свободного кислорода.
· Из кислорода образуется озоновый слой, защищающий живые организмы от ультрафиолетовой радиации.
· Фотосинтез поддерживает современный состав атмосферы.
· Препятствует увеличению концентрации СО2, предотвращая перегрев Земли.
· Растения вовлекают в круговорот миллиарды тонн азота, фосфора, серы, кальция, магния, калия и других элементов.
Такова огромная роль зелёного растения, а вернее маленького хлоропласта в жизни нашей планеты.
К.А.Тимирязев первый подчеркнул космическую роль зелёных растений. Послушайте, как он писал: «Растение - посредник между небом и Землёй. Оно истинный Прометей, похитивший огонь с неба. Похищенный им луч солнца горит и в мерцающей лучине, и в ослепительной искре электричества. Луч солнца приводит в движение и чудовищный маховик гигантской паровой машины, и кисть художника, и перо поэта».
- В чём заключается космическая роль зелёных растений?
Только зеленое растение является той единственной в мире лабораторией, которая усваивает солнечную энергию и сохраняет ее в виде потенциальной химической энергии органических соединений, образующихся в процессе фотосинтеза.
Жизнь современного человека немыслима без выращивания различных культурных растений. Культурные растения способны быстро размножаться, покрывая огромные площади зелёным экраном своей листвы, улавливать колоссальное количество солнечной энергии и образовывать множество разных органических веществ.
В результате фотосинтеза создаётся 95 % сухого вещества растений.
Поэтому управление этим процессом – один из наиболее эффективных путей воздействия на продуктивность растений, на их урожай.
- Как повысить эффективность фотосинтеза? (сообщение учащегося)
Пути повышения продуктивности фотосинтеза.
1. Оптимальное освещение.
2) Своевременный полив.
3) Увеличение концентрации углекислого газа в воздухе.
· в теплицах:
- сжигают опилки; раскладывают сухой лёд на стеллажах; выпускают СО2 из баллонов;
· над полем:
- активизация жизнедеятельности почвенных микроорганизмов путём внесения в почву удобрений;
- полив водой, насыщенной СО2.
4) Выведение новых сортов культурных растений, отличающихся выгодным строением тела (компактная низкая крона, вертикально ориентированные листья, крупные запасающие и репродуктивные органы).
В настоящее время селекционеры вывели сорта, отвечающие современным требованиям. Это низкорослый рис, хлопчатник с вертикально ориентированными листьями, не затеняющими друг друга, карликовая пшеница мексиканской селекции.
5) Распространение таких форм растений, которые очень интенсивно фотосинтезируют даже при очень малом содержании СО2 в воздухе. Это С4 – растения.
· Интенсивность фотосинтеза зависит от многих факторов. Каких?
(слайд 23)
((ученики представляют исследовательский проект «Фотосинтез и экология).
Закрепление нового материала:
Домашнее задание.
1. Заполнить таблицу:
Характеристика фотосинтеза
| Фаза | Где протекает | Исходные продукты | Конечные продукты |
| Световая | |||
| Темновая |
2. Составить конспект урока. Выучить тему урока.
3. Ответить на вопросы теста.
Тестовая работа.
1. Организмы, способные фотосинтезу относят к:
а) хемоавтотрофам;
б) фотоавтотрофам;
в) миксотрофам;
г) гетеротрофам.
1. Биологический смысл процесса фотосинтеза состоит в образовании:
а) нуклеиновых кислот;
б) белков;
в) углеводов;
г) жиров.
1. Какие из перечисленных организмов способны к фотосинтезу?
а) пеницилл и дрожжи;
б) ольха и серобактерии;
в) инфузория и эвглена зелёная;
г) клён и цианобактерии.
1. Кислород, выделяющийся при фотосинтезе, образуется при распаде:
а) глюкозы;
б) АТФ;
в) воды;
г) белков.
5. Какие лучи солнечного спектра используются растениями для фотосинтеза?
а) красные и зелёные;
б) красные и синие;
в) зеленые и синие;
г) все.
6. Какие пластиды содержат пигмент хлорофилл?
а) лейкопласты;
б) хлоропласты;
в) хромопласты;
г) все пластиды.
Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 73; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!