Реферат: «Биология 10 класс»

МОУ Соколовская средняя общеобразовательная школа Мглинского района Брянской области


Урок биологии в 10-м классе

по учебнику В.Б. Захарова , С.Г.Мамонтова, Н.И.Сонина

«Биология 10 класс» по теме:





Технология педагогических мастерских


Учитель биологии

Горбатенко Н.И.

Задачи:

Образовательные:

-изучить условия осуществления и механизм процесса фотосинтеза;

-расширить знания учащихся о многообразии синтезируемых веществ в зависимости от источников химических элементов и видов используемой энергии;

-уточнить значение фотосинтеза для нашей планеты;

- связать теорию вопроса с требованиями к знаниям учащихся на государственной итоговой аттестации;

Развивающие:

-развивать познавательную деятельность учеников, умение планировать свои действия, моделировать процессы, выделять частное из общего и наоборот – синтезировать из отдельных элементов общее;

-развивать исследовательскую деятельность учащихся;

Воспитательные:

-воспитывать коммуникативную культуру через общение с учителем и в группе.


Оборудование:

-таблицы: «Растительная клетка», «Продвижение органических веществ в растении»;

-магнитная доска, самодельное динамическое пособие для магнитной доски «Механизм фотосинтеза»;

- самодельный материал для интерактивной доски «Механизм фотосинтеза» (галерея);

- набор химического оборудования и реактивов: пробирки, воронки, выпаривательная чаша, спиртовки, индикаторы, йод (р-р), СО2, вода.


Ход урока:


І – Индукция.

Вступительное слово учителя:

«Дайте самому лучшему повару сколько угодно солнечного света и целую речку воды и попросите, чтобы из всего этого он приготовил вам сахар, крахмал, жиры и зерно – он решит, что вы над ним смеетесь. Но то, что кажется совершенно фантастическим человеку, беспрестанно совершается в зеленых листьях растений».


-Как вы думаете, с каким природным процессом предлагал потягаться повару К.А.Тимирязев?


ІІ – Самоконструкция.

-Выслушиваются мнения учеников.

Вопрос: на ваш взгляд, прав ли был К.А.Тимирязев, утверждая, что повар не в силах справиться с задачей, которую выполняют листья в процессе фотосинтеза, даже если у него будут все необходимые для этого ингридиенты?

- Выслушиваются индивидуальные мнения учащихся.

На основании их гипотез формируются группы, согласные с мнением Тимирязева и несогласные.


ІІІ –Социоконструкция.

В группах обсуждаются гипотезы доказательства правоты их версии.


ІV – Социализация.

В результате обсуждений группы приходят к выводу, что самым убедительным доказательством будет проведение лабораторных исследований. Каждая группа предлагает схемы проведения эксперимента, заказывает оборудование.

Учитель- Мастер обеспечивает эксперимент: ученикам предлагаются набор лабораторного оборудования, СО2, Н2О, листья растений , спирт, раствор йода.

Если у учащихся возникают проблемы с получением хлорофилла, то учитель предлагает им инструктивную карточку.


Инструкция по получению хлорофилла


1.Залейте свежие листья спиртом ( вы должны заметить, что спирт окрасится в зеленый цвет, а листья обесцветятся).

2. Профильтруйте полученный раствор.

3. Соберите в фарфоровую чашку зеленую массу, образовавшуюся на фильтре.

4. Если у вас все получилось – радуйтесь – вы счастливый обладатель хлорофилла.


Ученики в группах выполняют лабораторную работу по собственным сценариям.

^ V – Афиширование.

Каждая группа должна показать вещество, которое она получила в результате проведенных опытов по фотосинтезу, прокомментировать свою работу.

^ VІ – Разрыв.

Каково же было удивление всех групп, что несмотря на соблюдение всех условий фотосинтеза, никто не смог получить крахмал. Наступило внутренне осознание несоответствия старых знания новому.

Главный вопрос разрыва:

^ ПОЧЕМУ РАСТЕНИЕ МОЖЕТ ФОТОСИНТЕЗИРОВАТЬ, А У НАС - НЕ ПОЛУЧИЛОСЬ?

Возникает необходимость поиска ответов в различных источниках.

Учитель подводит учеников в ходе беседы к выводу, что фотосинтез – это сложный физико - химический процесс, который осуществляется в биологических системах. Он связан с преобразованием энергии солнечного света и синтезом органических веществ, сл-но, он является частью метаболизма. Ученики получают первое задание:


Самостоятельная работа с учебником:


1. Найдите определение процессов анаболизма и катаболизма (учебник, с 119, 123).

-Объясните эти понятия друг другу.

В ходе работы вам предстоит выяснить: к какому процессу (анаболизму или катаболизму) относится фотосинтез.


Возникает вопрос об условиях осуществления фотосинтеза. Учитель предлагает изучить условия, используя «галерею» интерактивной доски, где заполнены «корзины»:

-Исходные вещества

-Доноры и акцепторы электронов

-Источники энергии.

Следующий этап – изучение механизма фотосинтеза по различным источникам в группах (внутри группы распределяются роли): учебник, пособия для поступающих в ВУЗы, энциклопедия Кирилла и Мефодия, интернет. Каждая группа выдает свою версию фотосинтеза, при этом они могут воспользоваться «галереей» на интерактивной доске, где есть динамические заготовки механизма фотосинтеза в хлоропластах.

Наступает еще один этап «Афиширования».

Рассказ учащихся должен выглядеть примерно так:



Процесс фотосинтеза состоит из 2-х последовательных фаз.

^ Световая фаза происходит только на свету в мембране тилакоидов гран при участии хлорофилла, белков –переносчиков и АТФ-синтетазы.

При действии кванта света электрон молекулы хлорофилла переносится на более высокий энергетический уровень, а хлорофилл переходит в возбужденное состояние, теряя электрон.


Хл Хл*+е-

Эти электроны передаются переносчиками на наружнюю мембрану тилакоидов гран, где накапливаются.

Одновременно внутри полостей тилакоидов гран происходит фотолиз, т.е., разложение воды под действием энергии света.


2Н2Освет 4Н+ + 4е- + О2

или Н2Освет Н+ +ОН-

4ОН- 2Н2О + О2


Электроны, образующиеся при фотолизе, передаются переносчиками молекулам хлорофилла и восстанавливают их.

Кислород уходит в атмосферу, а протоны водорода не могут проникнуть через мембрану граны и накапливаются внутри нее, создавая протонный резервуар.

В результате, внутренняя поверхность мембраны заряжается положительно, а наружняя – отрицательно.

По мере накопления по обе стороны мембраны противоположно заряженных частиц нарастает разность потенциалов. При достижении критической величины разности потенциалов сила электрического поля начинает проталкивать протоны через канал АТФ-синтетазы.

На выходе из протонного канала создается высокий уровень энергии, который идет на образование молекул АТФ из АДФ:

АДФ + Ф АТФ

Ионы водорода, оказавшись на наружней поверхности мембраны тилакоида, встречаются там с электронами, образуя атомарный водород, котроый идет на восстановление НАДФ+:


Н+ + 2е- + НАДФ+ НАД.Н


^ Темновая фаза протекает в строме хлоропласта как на свету, так и в темноте и представляет собой ряд последовательных преобразований СО2, поступающего из воздуха (цикл Кальвина).

В строме постоянно присутствуют пентозы, среди которых имеется рибулозодифосфат, являющийся акцептором СО2. Ферменты связывают пентозу с углекислым газом, образуя гексозу, которая расщепляется на 2 триозы. Каждая из 2-х триоз принимает по одной фосфатной группе от АТФ, обогащая молекулы энергией. Затем каждая из 2-х триоз принимает по одному атому водорода от 2-х молекул НАДФ.Н. После чего триозы объединяются, образуя углеводы:

2С3 С6 (С6Н12О6)

Другие триозы объединяются, образуя пентозы:

5С3 3С5

и вновь возвращаются в цикл Кальвина.

Суммарная реакция фотосинтеза:

6СО2 +6Н2О С6Н12О6 +6О2

^ Фотосинтез- биосинтез органических веществ, происходящий при использовании солнечной энергии.


Рассказ сопровождается демонстрацией процесса в динамике на интерактивной доске (если необходимо – помощь оказывает учитель).

-Группам предлагается по ходу рассказа заполнить таблицу:


Фаза, место проведения

Процессы данной фазы

Результат процессов


В готовом варианте она должна выглядеть примерно так:


фаза, место проведения

процессы, происходящие в этой фазе

Результаты процессов

Световая.

Мембраны тилакоидов гран.

1.Возбуждение хлорофилла

2.Фотолиз воды.


3.Продвижение протонов водорода Н+ по протонному каналу.

4.Восстановление НАДФ+ в НАДФ.Н;


-транспорт электронов

-Образование Н+;

-Свободный кислород выделяется в атмосферу;


-Образование атомарного водорода в виде НАДФ.Н;

-Образование молекулы АТФ;






Темновая.

Строма хлоропласта.

Фиксация углерода в цикле Кальвина.

-Синтез углеводов.


На следующем этапе закрепления новых знаний участникам групп предлагается смоделировать процесс фотосинтеза на самодельном динамическом пособии для магнитной доски.

После выполнения работы ученики формулируют вывод о том является фотосинтез процессом анаболизма или катаболизма с обоснованием своей точки зрения.

-Для проверки результативности выполненной работы и рефлексии учащихся им предлагается решить задания по теме «Фотосинтез» из ЕГЭ-2009; правильность выполнения они проверяют сразу же по «ключу».


Проверь свои знания

А1. В процессе фотосинтеза растения:

1.Обеспечивают себя органическими веществами;

2.Окисляют сложные органические вещества до простых;

3.Поглощают кислород и выделяют углекислый газ;

4.Расходуют энергию органических веществ;


А2. При фотосинтезе кислород образуется в результате:

1.Фотолиза воды;

2. Разложения углекислого газа;

3. Восстановления углекислого газа до глюкозы;

4. синтеза АТФ;


А3. Переход электронов на более высокий энергетический уровень происходит в световую фазу фотосинтеза в молекулах:

1.Воды;

2.Хлорофилла;

3.углекислого газа;

4.глюкозы;


А4. Процесс фотосинтеза происходит в растении с использованием энергии:

1.освобождаемой в процессе дыхания;

2. солнечного света;

3. заключенной в удобрениях;

4. органических веществ;


В1.Составьте рассказ о световой фазе фотосинтеза:

Происходит в темноте и на свету;

Происходит только на свету;

Энергия солнечного света превращается в энергию химических связей;

Из углекислого газа и воды синтезируются углеводы;

Источник энергии – молекулы АТФ;

Источник энергии – солнечный свет;

Конечные продукты – АТФ, молекулы водорода, молекулы кислорода;

Конечные продукты – углеводы;



В2. Установите соответствие между особенностью процесса у растений и его видом (рассмотрите фотосинтез):

Особенность процесса вид процесса

1.Происходит в хлоропластах

2.Состоит из световой и темновой фаз А. Фотоситез

3. Образуется пировиноградная кислота В. Гликолиз

4. Происходит в цитоплазме;

5. Конечный продукт – глюкоза

6. Расщепление глюкозы;


В3. Установите соответствие для процесса фотосинтеза:

А.В клетках каких организмов происходит? 1.В клетках растений;

2.В клетках животных и

растений;

Б.Что служит источником энергии для 3.Солнечная энергия

Синтеза АТФ? 4. Энергия, освобождаемая

при окислении органичес-

ких веществ?

В.Какие вещества образуются на 5.С6 Н12 О6; О2.

Конечном этапе? 6.СО2 ; Н2О ; АТФ


Г.Какие вещества участвуют в начальных 7.Углеводы, белки, жиры,

стадиях процесса? нуклеиновые кислоты.

8.Углекислый газ и вода.


Д.В каких органоидах клетки происходит 9. В митохондриях.

процесс? 10. В хлоропластах.

С1. В листьях растений интенсивно протекает процесс фотосинтеза. Происходит ли он в зрелых и незрелых плодах? Ответ поясните.

VІІ – Рефлексия.

В зависимости от результатов проверки ученики делают вывод, насколько эффективным оказался урок, обсуждают методы усовершенствования или по-другому отражают свои чувства. Учитель-Мастер делает свои выводы и «подкидывает» новую идею:

-Мы рассмотрели вариант, когда из «корзины» с исходными веществами растение берет углекислый в качестве источника углерода и синтезирует углеводы при помощи солнечной энергии. А, ведь, в наших «корзинах» остались другие вещества и другие источники энергии. А для чего нужны они? Может это бесполезный груз? – Чем не мотив для дальнейшей работы на следующих уроках?