Урок по теме "Фотосинтез", 7 класс

Урок «Фотосинтез», 7 класс

Цель: познакомить учащихся со способами питания растений и основным их них – фотосинтезом.

Задачи:

1) рассказать об истории открытия фотосинтеза, об условиях, необходимых для этого процесса;

2) показать роль света как необходимого условия протекания фотосинтеза;

3) продолжать прививать практические умения и навыки закладки и проведения опытов, наблюдений: на основе опытов доказать поглощение углекислого газа и выделение кислорода листьями на свету;

4) подчеркнуть значение фотосинтеза в природе и жизни человека;

5) обратить внимание учащихся на проблему загрязнения воздушной среды.

Средства обучения: компьютер, демонстрационные таблицы и лабораторное оборудование, компьютерная презентация «Зеленое растение - живая фабрика».

Предварительная подготовка к уроку: за неделю до урока группа учащихся по инструктивным карточкам закладывает два опыта:

1.«Проба Сакса»

2. Выделение кислорода в процессе фотосинтеза.

Ученики, осуществляющие лабораторные исследования во время урока, проходят инструктаж по технике безопасности.

Педагогические технологии: проблемно-развивающее обучение, метод эвристических вопросов: «кто?, что?, где?, чем?, зачем?, как?, когда?» (словесная формула Цицерона), элементы эвристической беседы.

Оборудование: растения, выдержанные в темноте; лабораторное оборудование: спирт, стакан с водой, йод, раствор щелочи, вазелин, спиртовая горелка, стеклянные колпаки, стеклянные банки с крышками, лучина; таблица «Фотосинтез».

Планируемые результаты урока:

Ученик должен знать:

- что фотосинтез – воздушное питание;

- способность к фотосинтезу – важнейшее свойство зеленых растений;

- условия, необходимые для протекания фотосинтеза;

- что в результате фотосинтеза в растениях образуются органические вещества;

- что атмосферный кислород – побочный продукт фотосинтеза.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Изучение нового материала.

Учащимся предлагается совершить виртуальную экскурсию на фабрику «Зеленых растений», заглянуть в самые необычные цеха, узнать, что они производят и для чего это надо растению.

Учитель знакомит учащихся с историческим фактом (создание проблемной ситуации):

Более четырехсот лет назад бельгийский естествоиспытатель Ян Ван Гельмонт

поставил опыт: поместил в горшок 80 килограмм земли и посадил в него ветку ивы, предварительно взвесив ее. Растению в течение пяти лет не давали никакого питания, а только поливали дождевой водой, не содержащей минеральных солей. Взвесив иву через пять лет, ученый обнаружил, что ее вес увеличился на 65 килограмм, а вес земли в горшке уменьшился всего на 50 граммов. Откуда растение добыло 64кг 950г питательных веществ, для Ван Гельмонта осталось загадкой.

Учитель предлагает ученикам ответить на вопрос, на который в свое время не смог ответить известный ученый.

Другой опыт был проведен ученым Д. Пристли. Он посадил мышь под стеклянный колпак, и через пять часов животное погибло. При введении же под колпак веточки мяты мышь осталась живой.

В ходе обсуждения определяем, что листья растений – это своеобразные лаборатории, в которых на свету образуются органические вещества. Этот процесс является едва ли не самое замечательное биологическое явление, происходящее на нашей планете. Благодаря ему существует все живое на Земле. Речь пойдет о фотосинтезе. На уроке предстоит раскрыть механизмы этого биологического процесса.

Очень много зарубежных и отечественных ученых изучали механизмы этого удивительного процесса.

История открытия фотосинтеза

Проблемный вопрос: как доказать, что этот процесс действительно существует и очень важен для растений? (выслушиваются варианты ответов учеников). Экспериментальная проверка версии учащихся.

Демонстрация результатов опыта «Роль света для образования крахмала».

В качестве доказательства существования процесса фотосинтеза учащихся рассказывают, о том какой опыт они заложили и выдвигают гипотезы, каковы будут результаты эксперимента. Затем один ученик под руководством учителя демонстрирует опыт, подтверждающий образование крахмала в листьях на свету (к уроку закладывается опыт – «Проба Сакса») Другой ученик комментирует и фиксирует промежуточные и итоговые результаты эксперимента.

Для опыта используются растения – примула, герань или традесканция. Одно растение обильно поливают и для оттока крахмала помещают в темное место на двое суток. Другое растение оставляют на свету. Затем первое растение извлекают из шкафа, и на его листья прикрепляют фигурки, вырезанные из плотной черной бумаги. Оба растения выдерживают на свету в течение трех - четырех дней, осуществляя полив. Затем с каждого растения срезают по листу, выдерживают их две, три минуты в кипящей воде и помещают в стакан с горячим спиртом для получения вытяжки хлорофилла. Обесцвеченные листья обрабатывают раствором йода. На листе растения, которое побывало в шкафу, проявится конфигурация фигурки, прикрепленной к нему. Лист, который был всегда на свету, равномерно окрасится в синий цвет.

Учитель задает вопрос классу: «Какое вещество при обработке раствором йода окрасится в синий цвет?»

Крахмал при взаимодействии с йодом дает синюю окраску. При обсуждении результатов опыта учащиеся приходят к выводу, что в листьях на свету образуется крахмал, а в темноте крахмал не образуется.

Учитель ставит перед учениками вопрос: как доказать, что в процессе фотосинтеза выделяется кислород? (учащиеся выдвигают гипотезы).

Одна из них: кислород – это газ, который поддерживает горение, а углекислый газ образуется при горении. Ребята вспоминают, что растения – это существа, обладающие всеми свойствами живого, одним из которых является процесс дыхания, в ходе которого они потребляют кислород, и выделяют углекислый газ. Ребята приходят к выводу, что необходимо создать условия для двух растений, одно из которых на свету будет осуществлять процессы фотосинтеза и дыхания, а другое в темноте будет только дышать.

Демонстрация результатов опыта, показывающего условии, необходимые для протекания фотосинтеза.

Учитель просит вторую группу учащихся рассказать, о том какой опыт они заложили, и продемонстрировать его результаты.

Для опыта берут две банки из светлого стекла. В каждую помещают по 2-3 веточки растения, чтобы растения не завяли, в банки наливают немного воды. Свечи, укрепленные на проволоке, зажигают и опускают в банки, закрыв их пробками. Свечи гаснут, что указывает на отсутствие кислорода и наличие углекислого газа, образующегося при горении. Свечи вынимают. Банки с растениями закрывают крышками, одну ставят в темное место, а другую – на свет. На следующий день банки открывают и опять опускают зажженные свечи. В банке, стоящей на свету, свеча горит, а в банке, находившейся в темноте, - гаснет.

Знакомство с растительными органоидами, которые играют главную роль в процессе фотосинтеза.

Фотосинтез – процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды при участии энергии солнечного света (от греч. «фото» - свет, «синтез» - образование).

Цвет растений – это цвет химического вещества хлорофилла (от греч. «хлорос» - зеленый, «филос»- лист), который находится в пластидах клетки в хлоропластах. Это вещество играет в фотосинтезе главную роль. Процесс фотосинтеза многоступенчатый. Он запускается, когда на молекулу хлорофилла попадает частица света (фотон). В процессе фотосинтеза выделяют две фазы. Световая фаза идет только на свету, она более длительна, темновая же в свете не нуждается. В световой фазе выделяется кислород, образуется энергия, в темновой фазе синтезируется углевод (глюкоза).

Римский оратор Цицерон говорил, что любой механизм или процесс можно описать, отвечая на семь простых вопросов – «кто? что? где? чем? зачем? как? когда?» Попробуйте и вы описать фотосинтез, отвечая на эти вопросы (выслушиваются варианты ответов учеников, предлагается ответ учителя).

По окончании беседы ученики заполняют таблицу «Фотосинтез»

1.Фотосинтез – определение.

2. Причина фотосинтеза.

3. Условия для фотосинтеза.

4. Побочный продукт фотосинтеза.

5. Фотосинтез - живая фабрика.

6.Результат фотосинтеза.

Растения ежегодно образуют более 100 млрд. тонн органических веществ, выделяют в атмосферу около 145 млрд. тонн кислорода. 80% кислорода выделяется морскими водорослями и только 20% - наземными растениями, поэтому мировой океан иногда называют «легкими планеты». Затраты кислорода на дыхание человека, животных и растений компенсируются фотосинтезом. Содержание кислорода в атмосфере поддерживается в пределах 21%.

Учитель задает ученикам вопрос: «Как можно увеличить интенсивность фотосинтеза?» (учащиеся выдвигают гипотезы). Учащиеся предполагают, что если улучшить условия необходимые для фотосинтеза, то скорость его протекания увеличится.

Где и как можно создать такие условия?

В теплицах и парниках человек создает определенные условия: освещенность, температурный режим, минеральное питание растений, концентрация углекислого газа. Все эти условия увеличивают скорость фотосинтеза.

Для чего человек создает такие условия?

Для более быстрого роста и развития растений, образования плодов и семян.

Учащиеся пробуют сами рассчитать количество продукции, получаемой в результате фотосинтеза.

Решение задач

1. Известно, что 50 м2 зеленого леса поглощает за 1 ч углекислого газа столько же, сколько его выделяет при дыхании за 1 ч один человек, т.е. 40 г. Сколько углекислого газа поглощает 1 га зеленого леса за 1 ч? Сколько человек смогут выдыхать этот углекислый газ за тот же час?

(ответ: 8 кг углекислого газа. 200 человек)

1. В процессе фотосинтеза огурцы, выращиваемые в теплицах, поглощают 1 кг углекислого газа при образовании 7 кг плодов. Сколько кг углекислого газа потребуется, чтобы получить 300 кг огурцов? Как можно увеличить содержание углекислого газа в воздухе теплиц?

(ответ: 42,85 кг; внесение в почву навоза, торфа обогащает надземный слой воздуха углекислым газом, который выделяется из почвы при разложении микроорганизмами органических веществ)

3.Закрепление изученного материала.

Вопросы:

1. Что такое фотосинтез?

2. Что образуется в листьях при фотосинтезе?

3. Какие условия необходимы для фотосинтеза?

4. Какова космическая роль зеленых растений?

Тест:

1. Фотосинтез происходит:

А) в устьицах;

Б) в межклетниках;

В) в хлоропластах,

2. В процессе фотосинтеза происходит:

А) поглощение кислорода и выделение углекислого газа

Б) поглощение углекислого газа и образование кислорода.

3. Крахмал, образующийся в листьях в процессе фотосинтеза, нужен растению для:

А) выделения его во внешнюю среду;

Б) снабжения питательными веществами всех частей растения.

4. Первым изучил механизм роста растений:

А) Д. Пристли;

Б) Ян Ван Гельмонт;

В) К.А.Тимирязев.

5. Крахмал, образующийся в листьях в процессе фотосинтеза, является:

А) запасным питательным веществом;

Б) побочным продуктом обмена.

Познавательные задачи:

• Какое растение осаждает больше пыли на поверхности листьев: вяз или тополь? Почему? (у вяза лист шероховатый, он будет в 6 раз больше осаждать пыль, чем гладкой поверхностью листа тополь)

• Существует ли взаимосвязь между количеством собранной массы листовых овощей (укроп, шпинат, салат и т.д.) и временем суток? (вечером масса будет большей, т.к. в это время накапливается максимум органических веществ, образованных днем в процессе фотосинтеза, а ночью происходит отток этих веществ в другие органы.)

• Хозяйка на дачном участке оборвала зеленые листья капусты на корм кроликам. Правильно ли она поступила? Почему? ( нет, неправильно: органические вещества, образованные в зеленых листьях в процессе фотосинтеза, оттекают в белые листья кочана, где и накапливаются)

Данные задачи можно предложить отдельным учащимся в качестве домашней работы.

Домашнее задание: кроме материала параграфа учащимся предлагается ответить на приведенные ниже вопросы (по своему выбору).

1. Сравнить процессы фотосинтеза и дыхания, ответив на вопросы:

• В какое время суток происходит?

• Какой газ поглощается?

• Какой газ выделяется?

• Поглощается или выделяется тепло?

• В каких клетках происходит?

• Увеличивается или уменьшается масса?

• Образуется или разрушается органическое вещество?

1. Во всех ли клетках листа образуются органические вещества? Привести доказательства своих рассуждений?

2. Составить рассказ об особенностях строения листа, связанных с осуществлением процесса фотосинтеза.

3. Придумать способы борьбы с загрязнением воздуха.

4. Выписать термины по теме «Фотосинтез» и дать им определение.

5. Зарисовать и объяснить результаты опытов Д. Пристли.

Данные задания предлагаются учащимся в зависимости от их творческих способностей и познавательных интересов.

Рефлексия. Что интересного было на этом уроке? Что было для вас трудным? Достигли ли мы поставленной цели урока? Что этому способствовало?