Урок на тему "Фотосинтез"

Этап урока

Цель этапа урока

Содержание этапа

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Формируемые УУД

Планируемые результаты

Организационный момент. (1-2 мин.)

Организовать и настроить обучающихся на работу.

1.Проверка готовности к уроку.

2.Эмоциональный настрой.

Проверяет готовность к уроку, проверяет подготовленность рабочего места  учащихся к уроку, организует внимание класса к работе на уроке, включает в учебный ритм, создаёт положительный, эмоциональный настрой у обучающихся.

Организовывают рабочее место, эмоционально настраиваются на предстоящую учебную деятельность.

  Коммуникативные УУД: - учатся культуре общения. Личностные УУД: - самоопределение, смыслообразование.

Этап.  Мотивация учебной деятельности.

Постановка цели и задач урока. (4 – 5 мин)

Сформулировать совместно с обучающимися цели и задачи урока.

1.Опыт Ян ван Гельмонта

2.Диалог по проблеме

3.Выдвижение предположений

Организует выбор способа и средств реализации  учебной цели. Побуждает к высказыванию предложений о том, как (метод уточнения, если новый способ действия можно сконструировать из ранее изученных или метод дополнения, если изученных аналогов нет, и требуется введение принципиально нового знака или способа действий) и с помощью чего можно достичь поставленной цели.

Формулирует вопросы на основании рассказа об опыте учёного.

Ребята, биологию вы изучаете с шестого класса и за это время научились объяснять суть многих процессов и явлений, происходящих в природе. Но 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: посадил побег ивы в кадку с землёй, предварительно взвесив побег и землю. В течение пяти лет он поливал растение чистой дождевой водой, не содержащей минеральных солей. Взвесив иву, через пять лет, ученый обнаружил, что её вес увеличился на 65 килограммов, а вес земли в горшке уменьшился всего на 50 граммов. Откуда растение добыло 64 кг 950 г питательных веществ?

 Создает проблемную ситуацию.

Проводит подводящий диалог.

•   Предположите, как исследователь объяснил результаты опыта?  - ( 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

• Проанализируйте результаты опыта и определите что на ваш взгляд не учёл бельгийский естествоиспытатель?

(Исследователь не учёл возможности воздушного питания растений, т.е. существование процесса фотосинтеза.)

Подводит к теме урока.

Подумайте, как будут развиваться события дальше?

(детальное изучение процесса фотосинтеза)

И так, какова тема нашего урока?

Тема «Фотосинтез». (слайд 1)

Предлагает сформулировать цель и задачи урока. Выслушивает предположения обучающихся. Уточняет цели и задачи урока (слайд 2)

Составьте план своих действий для достижения целей и задач урока.

Высказывают свои предположения.   Выбирают способ  (как?) и средства для построения нового знания (с помощью чего?).

Слушают  рассказ, отвечают на вопросы, участвуют в диалоге, выдвигают предположения.

Формулируют тему, конкретную цель своих будущих учебных действий, устраняющих причину возникшего затруднения (т.е формулируют, какие знания им нужны, и чему им надо научиться). Осознают цель предстоящей деятельности.

Познавательные УУД: - учатся строить высказывания; - учатся анализировать, сравнивать, обобщать, выделять главное. Коммуникативные УУД: - учатся слушать и понимать речь другого человека.

- учатся ставить вопросы, выражать свои мысли.

Регулятивные УУД: - учатся самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности (формулировка проблемы урока) Личностные УУД: - смыслообразование и личностное самоопределение.

Учащиеся научатся составлять план решения проблемы,

в диалоге с учителем совершенствовать самостоятельно выработанные критерии оценки

Актуализация знаний по теме( 7-8 мин)

Изучить историю открытия процесса фотосинтеза

1.Открытие Я.Гельмонта

2.Опыты Д.Пристли

3.Гипотеза Ж.Сенебье

4.Открытие Я. Ингенхауза

5. Опыты В. Пфеффера

6.Вклад К.А.Тимирязева в изучении фотосинтеза

Актуализирует имеющиеся знания, способы действия в новых условиях.

Предлагает заслушать сообщения обучающихся. (История открытия фотосинтеза). (слайд 3.4)

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».

Для дальнейшей работы предлагает учащимся познакомиться с рабочими листами.

Предлагает выполнить задание №1 в рабочем листе: «Воздушное питание растений».(задание на естественнонаучную грамотность)

Организует проверку задания.

При необходимости корректирует ответы.

Организует работу с иллюстрациями и описанием опытов с последующей беседой.

Знакомиться с процессом фотосинтеза вы начали ещё в начальной школе, а более подробно изучать – в курсе биологии шестого класса. Как вы тогда объясняли, что такое фотосинтез?  (Слайд 5).

Что является самым важным в процессе фотосинтеза?

Организует самостоятельную работу в парах по заданию № 2 в рабочих листах (на установление соответствия). Рассмотрите имеющиеся иллюстрации опытов или их описание. Проанализируйте результаты опытов и ответьте на вопрос, что доказывает каждый из предложенных опытов?

(Слайды 6, 7).

Наводящими вопросами уточняет основные положения задания.

• 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).

Слушают выступления одноклассников, оценивают ответы.

Выполняют задание в рабочих листах.

Комментируют выполненное задание.

Высказывают свои предположения. (Предполагаемые ответы:

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).

- образование органических веществ из неорганических.

Читают и выполняют задания.

Озвучивают выполненное задание.

Корректируют свои записи. Вспоминают ранее изученный материал.

Отвечают на вопросы учителя, слушают ответы одноклассников, дополняют их.

Познавательные УУД: - учатся строить высказывания; анализировать, сравнивать, обобщать, выделять главное. Коммуникативные УУД: - учатся слушать и понимать речь другого человека.

- учатся ставить вопросы, выражать свои мысли.

Регулятивные УУД: - учатся самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему

Личностные УУД: - смыслообразование и личностное самоопределение.

Учащиеся научатся постепенно выстраивать собственное целостное мировоззрение,

на основе понимания механизма (или причин) явления или процесса обосновать дальнейшее развитие событий.

Первичное усвоение новых знаний (15 мин)

Изучить строение хлоропласта и механизм световой и темновой фаз фотосинтеза

1.Строение хлоропласта

2.Характеристика световой фазы фотосинтеза

3.Характеристика темновой фазы фотосинтеза

Организует осознание обучающимися внутренней потребности к построению учебных действий и  фиксирование каждым из них индивидуального затруднения в пробном действии.

Формирует основы  теоретического мышления, развивает умение находить общее, закономерности, отличное; развивает способности к обобщению. Стимулирует активное участие всех детей в поисковой деятельности. Оказывает консультативную помощь.           

Итак, сделайте схему с использованием рис.18 учебника, из предложенных терминов, которая будет отражать место протекания процесса фотосинтеза :

растение – ( лист) – (фотосинтезирующая ткань (паренхима)) – клетки – (пластиды (хлоропласты) – тилакоиды, содержащие пигмент хлорофилл).(слайд 8)

Задание № 3 в рабочем листе.

В этих маленьких структурах и происходит один из важнейших процессов в природе – фотосинтез. Особенности строения и функции хлоропласта. (слайд 9)

Вам свойственно стремление проникнуть в суть любого процесса и понять его механизм. (Слайд 10). 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.

Организует работу в группах. 1 ряд — характеристика световой фазы, 2 ряд — характеристика темновой фазы. Формулирует задание на нахождение в тексте информации и заполнение таблицы. Задание № 4.

Механизм процесса фотосинтеза (слайд 11-14)

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)

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.

Темновая фаза .

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.

Итоговое уравнение фотосинтеза: 6СО₂ + 6Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ ↑.

Осуществляет выборочный контроль по выполнению задания. Предлагает по 1 учащемуся от каждой группы прокомментировать выполненное задание по вопросам : а) раскройте особенности световой фазы, б) объясните механизм образования глюкозы в темновую фазу фотосинтеза.

Сформулируйте определение понятия «фотосинтез» на основе изученного материала.

Организует прослушивание текста и предлагает высказать свое мнение о словах К.А.Тимирязева о значении растений. (слайд 16)

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».

Применяют выбранный способ действия для решения задачи, вызвавшей затруднение.   Сообщают о результатах выполненной работы. Отвечают на вопросы. Осуществляют самоконтроль. Корректируют свои записи.   Выполняют задания, участвуют в диалоге.

Находят в тексте параграфа информацию и составляют таблицу.

По очереди комментируют выполненное задание и сверяют с шаблоном (слайд 14)

Формулируют определения, слушают ответы одноклассников, дополняют.

Высказывают свое мнение и аргументируют его.

Личностные УУД: - личностное самоопределение. Коммуникативные УУД: - учатся выражать свои мысли,

- учатся культуре общения. Познавательные УУД: - учатся строить высказывания; анализировать, сравнивать, обобщать, описывать процессы и явления и выделять их существенные признаки

Ученики должны знать:

-механизм процесса фотосинтеза,

-условия протекания процесса,

-роль фотосинтеза

Учащиеся научатся создавать схематические модели с выделением существенных характеристик объекта,

способность осуществлять взаимный контроль результатов совместной учебной деятельности; находить общее решение.

Учащиеся научатся: сравнивать биологические процессы, умение делать выводы и умозаключения на основе сравнения, выделять, описывать и объяснять существенные признаки процессов

Первичная проверка понимания.

Первичное закрепление (10 -12 мин)

Закрепить знания обучающихся по изученной теме

1.Закрепление понятие термина «фотосинтез»

2.Значение процесса фотосинтеза

Организует работу по усвоению учащимися нового способа действия.

Усвоение понятия «фотосинтез» у учащихся начинается с выделением существенных признаков этого процесса.   Формирование понятий общих и отличительных признаков идёт при выполнении самостоятельной работы по заданиям в рабочих листах.

Предлагает выполнить данные задания № 5.

Проверка правильности выполнения заданий.

-Оцените значимость процесса фотосинтеза для всего живого на Земле на основе полученных знаний на уроке.

(в слайде 17 зачитываем о значении фотосинтеза:

-источник кислорода

-источник органических веществ

-источник энергии для гетеротрофных организмов

-снижение углекислого газа в атмосфере

-свободный кислород образует озон, озоновый защитный слой от УФ лучей

 -перекачка солнечной энергии из космоса на Землю (энергетические ресурсы – нефть, уголь, торф)

Подводит обучающихся к выводу о том в чём заключается космическая роль зелёных растений.

Осмысливают задание (определяют последовательность действий).                                         Отвечают на вопросы. Затем предлагают варианты формулировок, по каждому пункту. Соотносят полученный результат со своими предположениями (осуществляют самопроверку), корректируют свои записи.

Формулируют выводы, дополняют ответы одноклассников.

Познавательные УУД: - учатся находить и использовать нужную информацию.

- учатся строить высказывания;

- учатся анализировать, сравнивать, обобщать, устанавливать причинно-следственные связи, понимание роли растений в природе и глобального значения фотосинтеза.

Коммуникативные УУД: - учатся слушать и понимать речь другого человека. - учатся ставить вопросы, выражать свои мысли.  

Регулятивные УУД: - учатся самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности; - учатся осуществлять самоконтроль и коррекцию;  

Личностные УУД:

- осознают единство и целостность мира

- формирование личностного и жизненного самоопределения

Учащиеся должны уметь: анализировать и  обобщать теоретический материал,  выделять существенные признаки автотрофного питания, давать определения понятиям: автотрофы, фотосинтез, световая фаза, темновая фаза, фотолиз воды.

Этап. Домашнее задание.(2-3 мин)

Объяснить последовательность и правильность при выполнении домашнего задания

Задания разного уровня

Комментирует домашнее задание:

1.Прочитать п.11 (задание обязательное для всех).

2.Задание 4 или 5 выполняется по выбору.

Записывают домашнее задание, задают вопросы, осмысливают задания

Личностные УУД: - формирование личностного самоопределения. Регулятивные УУД: - ставят самостоятельно учебную задачу на основе соотнесения того, что уже известно и усвоено, и того, что ещё не известно. - мобилизуют свои силы к волевому усилию, т.е к выбору преодоления препятствий.                                            

Этап. Рефлексия (1-2 мин)

Организовать самооценку деятельности обучающихся

Организует самооценку учащимися собственной учебной деятельности на уроке, меру своего продвижения к цели. Предлагает вспомнить тему и цель урока, высказать мнение о том достигнут ли результат, что нового узнали на уроке.

- Как оцените свою работу?  

Отмечает степень вовлеченности обучающихся в работу на уроке.

Определяют степень соответствия поставленной цели и результатов деятельности. Определяют степень своего продвижения к цели, высказывают оценочные суждения.       Формулируют то, что узнали на уроке.

Познавательные УУД: - учатся находить и использовать нужную информацию, строить высказывания; анализировать, сравнивать, обобщать, устанавливать причинно-следственные связи. Коммуникативные УУД: - учатся слушать и понимать речь другого человека.

- учатся  выражать свои мысли.

Регулятивные УУД: - учатся осуществлять самоконтроль и коррекцию;

Личностные УУД: - формирование личностного самоопределения.

Задание № 1

«Воздушное питание» растений

Растениям кроме воды и минеральных солей требуются углерод, азот и многие другие химические элементы, необходимые для построения органических веществ, являющихся основой любого растительного организма.

Началом изучения процессов образования органических веществ у растений стали опыты Д. Пристли (1733–1804).

Возможный ответ

Ответ: ученый не знал о кислороде в составе воздуха

Ответ верный

1 балл

Ответ неверный или отсутствует

0 баллов

2. Исследователь продолжил свои эксперименты. Он поместил мышь под тот стеклянный колпак, в котором только что потухла свеча. Через непродолжительное время животное погибло. 

Какое предположение мог бы сделать Пристли на основании опыта с мышью?

3. Следующим шагом в исследовании был поиск условий для выживания мыши под колпаком, под которым во время предыдущего эксперимента погасла свеча. Для этого Д. Пристли освещал колпак, помещал под него различные предметы и вещества.

Что в условии опыта Пристли менял, а что оставлял неизменным?

Возможный ответ

Верно указано «постоянные» или «переменные» для
5 условий опыта

2 балла

Верно указано «постоянные» или «переменные» для 3–4 условий опыта

1 балл

Верно указано «постоянные» или «переменные» для 0–2 условий опыта или ответ отсутствует

0 баллов

4. Д. Пристли исследовал причину смерти мыши под колпаком. Он взял два стеклянных колпака. Под один он поместил только мышь, а под другой – мышь и растение. Без растения мышь быстро погибла в течение нескольких часов, а мышь под колпаком с растением прожила несколько дней.

Какой вывод мог сделать Пристли из результата своего эксперимента?

5. Следующим этапом исследования воздуха была серия экспериментов, где ученые помещали колпаки с мышами и растениями то на яркий солнечный свет, то в темноту. Одни эксперименты проходили только ночью, другие – только днем. В результате было замечено, что в одних случаях мыши жили дольше, а в других меньше.

Каким, по вашему мнению, был результат этих экспериментов? Выберите наиболее подходящее утверждение.

Возможный ответ

Ответ: 4

Ответ верный

1 балл

Ответ неверный или отсутствует

0 баллов

п/п

Опыты

Что доказывает

1

Опыт Джозефа Пристли(с мышонком)

Выделение растениями кислорода, необходимого для дыхания живых организмов.

2

Опыт с лучинкой

Зелёные растения выделяют кислород только на свету.

3

Опыт с окаймлённой геранью

Органические вещества образуются только при наличии хлорофилла.

4

Опыт со щёлочью под колпаком

Необходимость углекислого газа для фотосинтеза.

5

Опыт с надписью на листе герани

Образование крахмала в листьях на свету.

Признаки

Световая фаза

Темновая фаза

Где?

Когда?

Как?