Завдяки фотосинтезу, щорічно з атмосфери поглинаються мільярди тонн вуглекислого газу, виділяються мільярди тонн кисню, фотосинтез є основним джерелом утворення органічних речовин. З кисню утворюється озоновий шар, що захищає живі організми від короткохвильового ультрафіолетової радіації. Як же відбувається фотосинтез?
ТЕМА: Космічна роль фотосінтеза.Воздушное живлення рослин.
Мета уроку: вивчити особливості метаболізму автотрофніорганізмів на прикладі процесу фотосинтезу.
освітні - розкрити особливості процесу фотосинтезу, сутність світловий і темнової фази фотосинтезу, обґрунтувати космічну роль рослин;
виховні - визначити значення фотосинтезу для життя на Землі, шляхи підвищення його ефективності, вплив зовнішніх факторів на фотосинтез, вчити розумного відношенню до зелених рослин;
розвиваючі - продовжити розвиток дослідницьких умінь, вміння порівнювати, узагальнювати і робити висновки.
Тип уроку: Урок формування знань.
Обладнання: ноутбук, проектор, екран, слайдовая презентація.
Методи і методичні прийоми. розповідь з елементами бесіди, демонстрація, бесіда.
Перевірка домашнього завдання.
Чому важливою умовою життєдіяльності організмів є харчування?
До якої групи організмів за типом харчування відноситься людина?
3.К якої групи організмів за типом харчування відносяться рослини.
3. Відмінність гетеротрофов від автотрофів?
4. На які групи діляться автотрофи?
5. Доведіть на прикладі, що гетеротрофні організми знаходяться в прямій залежності від продуктів фотосинтезу?
6. Який спосіб харчування характерний для бактерій?
7. Етапи енергетичного обміну.
Пояснення нового матеріалу:
1. Історія відкриття фотосинтезу:
Початок вивчення фотосинтезу було покладено в:
1630 г. - Ян ван Гельмонт першим досліджував механізм росту рослин.
1771 г. - англ. хімік Джозеф Прістлі встановив, що рослини «виправляють» повітря, «зіпсований» запаленою свічкою.
1782 г. - Жан Сенебье показав, що рослини, виділяючи кисень, поглинають вуглекислий газ; припустив, що в речовина рослини перетворюється вуглець, що входить до складу вуглекислого газу.
Австр. лікар Ян Інгенхауз виявив, що рослини виділяють кисень тільки на світлі. Він занурював гілку верби в воду і спостерігав на світлі освіти на листках бульбашок кисню.
1877 р німець. учений В. Пфеффер описав процес поглинання СО2 з повітря за участю води і світла з утворенням органічної речовини і назвав його фотосинтезом.
У 1961 р М.Келвіну була присуджена Нобелівська премія з хімії «за дослідження засвоєння двоокису вуглецю рослинами». В цілому дослідження в цьому напрямку вченим проводились близько 20 років, починаючи з 1946 р У 1956 їм була остаточно сформована циклічна схема процесу фотоасиміляції СО2 при фотосинтезі, з'ясована природа акцептора і першого проміжного продукту в цьому процесі.
Історія відкриття фотосинтезу - процесу, завдяки якому зелена рослина за рахунок енергії сонячного світла створює з неорганічних сполук - вуглекислого газу і води - органічні сполуки, - налічує понад 200 років.
Як ми бачимо багатьох вчених цікавив процес фотосинтезу. Але лише російський вчений Климент Аркадійович Тімірязєв перший узагальнив всі дані про фотосинтезі і дав наукове пояснення цього процесу в книзі "Життя рослин».
Вивченню механізму фотосинтезу.
Зелені листя-основні органи повітряного харчування. У них через спеціальні щілиновидні клітинні освіти - продихи надходить повітря, з яких рослини за допомогою спеціальних акцепторів. засвоюють вуглекислий газ. Хлоропласти листа містять зелений пігмент хлорофіл, який має здатність вловлювати сонячне світло. За допомогою енергії світла електрон в складі молекули хлорофілу переноситься на більш високий енергетичний рівень і здійснює біохімічні реакції.
В процесі фотосинтезу розрізняють дві фази:
Світлова фаза відбувається тільки на світлі в мембранах гран за участю хлорофілу і ферментів.
Темнова фаза протікає в стромі хлоропласта без участі світла.
Молекула хлорофілу поглинає квант світла. В результаті цього вона отримує надлишок енергії і переходить в збуджений стан:
Збуджений електрон переміщується по ланцюгу складних органічних сполук, втрачаючи енергію, яка витрачається на синтез біологічного «акумулятора» АТФ.
АДФ + Ф + Е електрона = АТФ,
Е - енергія електрона, яка запасається в АТФ.
Втративши надлишок енергії, електрон повертається до молекули хлорофілу, яка тепер здатна захопити новий квант світла.
Одночасно відбувається фотоліз, т. Е. Розкладання молекули води під дією світла.
Н2 Про світло = Н + + ОН -
Іони гідроксилу віддають свої електрони, перетворюючись в реакційно здатні радикали ОН 0:
Утворені електрони передаються переносниками до молекул хлорофілу і відновлюють їх, а радикали ОН 0 об'єднуються, утворюючи воду і молекулярний кисень:
4ОН 0 2Н2 О + О2
Н + захоплюються органічною речовиною НАДФ +. яке при цьому переходить в буде свою відновлену форму НАДФ. Н2. Ця речовина багато енергією, яка необхідна в темновой стадії.
Таким чином, під час світлової стадії фотосинтезу відбуваються три процеси:
Фотоліз Н2 О Н + + ОН -.
Синтез АТФ: АТФ + Ф АТФ.
Відновлення НАДФ + + 2Н + НАДФ. Н2.
Кисень дифундує в атмосферу, а АТФ транспортується в строму пластид і беруть участь в процесах темнової фази.
Темнова фаза. Використання водню з НАДФ. Н2 на відновлення СО2 і утворення глюкози. Сумарна реакція фотосинтезу:
6СО2 + 6Н2 Про С6 Н12 ПРО6 + О2
Глюкоза може бути використана в подальшому як на синтез складних вуглеводів, целюлози і крохмалю, так і на утворення білків і ліпідів.
Ми розглянули механізм фотосинтезу, а тепер спробуємо порівняти світлову і темновую стадії фотосинтезу.
(Заповнюємо схему стадій фотосинтезу в зошитах і cверяем зі схемою на слайді)
Запишіть повне рівняння реакції фотосинтезу:
6СО2 + 6Н2 Про С6 Н12 ПРО6 + О2
3. Космічна роль фотосинтезу.
Завдяки фотосинтезу, щорічно з атмосфери поглинаються мільярди тонн вуглекислого газу, виділяються мільярди тонн кисню, фотосинтез є основним джерелом утворення органічних речовин. З кисню утворюється озоновий шар, що захищає живі організми від короткохвильового ультрафіолетової радіації.
При фотосинтезі зелений лист використовує лише близько 1% падаючої на нього сонячної енергії, продуктивність складає близько 1 г органічної речовини на 1 м.2 поверхні в годину. Крім процесу фотосинтезу, в листі протікає і протилежний процес - дихання, при якому поглинається кисень і виділяється вуглекислий газ. Але при фотосинтезі виділяється кисню в 20 - 30 разів більше, ніж поглинається при диханні.
Значення фотосинтезу:
Фотосинтез - основа харчування всіх живих істот.
Щорічно на Землі виробляється 150 млрд. Тонн органічної речовини і виділяється 200 млрд. Тонн вільного кисню.
З кисню утворюється озоновий шар, що захищає живі організми від ультрафіолетової радіації.
Фотосинтез підтримує сучасний склад атмосфери.
Перешкоджає збільшенню концентрації СО2. запобігаючи перегрів Землі.
Рослини втягують в круговорот мільярди тонн азоту, фосфору, сірки, кальцію, магнію, калію і інших елементів.
4.Закрепленіе нового матеріалу:
Заповнити таблицю: характеристика фаз фотосинтезу.