Уравнение фотосинтеза биология 6 класс

Урок по теме: «Фотосинтез». 6-й класс

Разделы: Биология

Класс: 6

Цели и задачи урока:

1. Образовательная цель: Раскрыть сущность процесса фотосинтеза и его значения для жизни на Земле

2. Развивающая цель: развивать логическое мышление, навыки самостоятельной работы, умение делать выводы из анализа результатов эксперимента и предъявлять результаты своей деятельности.

3. Воспитательная цель: Воспитывать бережное отношение к зеленым растениям, исходя из знаний об их роли в жизни человека и всех живых организмов на Земле.

Тип урока: изучение нового материала с элементами лабораторной работы.

Методы обучения: репродуктивные (вступительные слова учителя), частично-поисковые (самостоятельная работа в группах с познавательными материалами), проблемный метод (при решении проблемных заданий).

Формы работы: вступительное слово учителя, групповая работа по решению познавательных заданий, выступления представителей групп с результатами своей познавательной деятельности, заполнение таблицы, общее обсуждение проблемных заданий, проверка усвоения новых знаний с помощью теста.

Оборудование: карточки с познавательными материалами и заданиями, раствор йода, предварительно обесцвеченные в спиртовом растворе листья герани окаймленной, кинофрагмент “Фотосинтез”, таблица “Клеточное строение листа”, тестовый раздаточный материал.

I. Организационный момент.

Знакомство учеников с темой, целью урока, формами работы.

Ученикам предлагаются проблемные вопросы урока:

Как растения получают органическое вещество для питания?

Какие органы растения участвуют в этом процессе?

Каково значение фотосинтеза в природе и жизни человека?

Учитель поясняет, что для ответа на эти вопросы учащимся нужно будет заполнить таблицу (записана на доске). Каждая группа получит карточку с заданиями, которые позволят ей разобраться в одном из пунктов плана и заполнить две строки таблицы. После выступления представителя от каждой группы и заполнения таблицы ребята смогут ответить на первый вопрос урока. Затем учащимся будут предложены задания для ответа на второй и третий вопрос урока, после чего каждый получит возможность проверить полученные на уроке знания, выполнив небольшой тест.

II. Изучение нового материала.

Изучение нового материала происходит в форме групповой работы. После вступительного слова учителя класс разбивается на 3 группы, каждая из которых получает карточку с материалом для анализа и вопросами.

Задание каждой группе: выполнив задания, указанные в карточке, рассказать о своих выводах классу. Время на работу с карточкой – 5-10 минут. Затем выступления представителей групп.

Перед выступлением представителей групп учитель рассказывает предысторию вопроса.

Уже в Древней Греции ученые пытались ответить на вопрос: как питаются растения? Они видели, что человек и животные существуют за счет потребляемой пищи. Но какую пищу поглощает растение и как оно это делает?

Было совершенно ясно, что растение не может жить без почвы. Поэтому сначала предполагали, что именно из почвы растение получает все необходимое. Богатая фантазия помогала представить на кончиках корней маленькие ротики, которые поедают почвенные частицы.

В XVII веке голландский врач Ян Баптист ван Гельмонт доказал, что почва для растения не самое главное.

Во время выступления представителей групп остальные ребята заполняют таблицу в тетради.

Автор опыта

Описание и результат опыта

ВыводЯн ван ГельмонтЗа пять лет масса выращенной в бочке ивы увеличилась примерно в 30 раз, а масса почвы уменьшилась всего на 57 г.Растение строит тело с участием водыДжозеф ПристлиПод стеклянным колпаком мышь через некоторое время погибала, а в присутствии растения жила.Растение выделяет кислородД.Пристли

Ян ИнгенхаузНа помещенной в воду ветке ивы пузырьки кислорода выделялись. В темноте пузырьков не наблюдалось.Кислород выделяется только на светуЖан СенебьеС увеличением содержания в воде углекислоты увеличивается и количество выделяемых листьями пузырьков “чистого воздуха” (кислорода).Кислород выделяется только в присутствии углекислого газаЮлиус СаксВ растениях на свету образуется крахмал, который выявляется йодной пробой.На свету в растениях образуется крахмалНа участках листа герани, лишенных хлорофилла, крахмал не образуетсяКрахмал образуется только в зеленых листьях (содержащих хлорофилл)

III. Обсуждение вопросов проблемного задания.

В качестве итога групповой работы учитель предлагает обобщить полученные результаты в виде “уравнения”:

Этот процесс был назван ФОТОСИНТЕЗОМ – от двух греческих слов “фото” – свет и “синтез” – соединение.

По схеме ученики дают определение понятия “фотосинтез”:

Фотосинтез – процесс образования в зеленых клетках растения органических веществ (углеводов) из неорганических за счет энергии света.

Для ответа на второй вопрос урока учащимся предлагается вспомнить с помощью таблицы строение листа и выявить приспособления листа к фотосинтезу. На доске записаны предложения, в пропущенные места которых вписываются нужные слова.

1. Свет проникает в лист через прозрачную кожицу.
2. Хлорофилл находится в хлоропластах, которые расположены наилучшим образом для улавливания света.
3. С помощью устьиц в лист поступает углекислый газ и выделяется кислород.
4. Внутри растения газы перемещаются по межклетникам.

Возникает вопрос о поглощении воды. Учащиеся должны вспомнить материал о функциях корня.

5. Вода поступает в растение из почвы с помощью корня, перемещается к листьям по сосудам стебля.

В тетради записывается вывод – ответ на второй вопрос урока.

В фотосинтезе принимают участие все вегетативные органы растения – лист, корень, стебель.

Для ответа на третий вопрос урока учитель предлагает посмотреть кинофрагмент “Солнце, жизнь и хлорофилл”. После просмотра зачитывает слова Тимирязева и просит ответить на проблемный вопрос урока.

О роли фотосинтеза более ста лет назад писал К.А. Тимирязев: “Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую 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 вошел 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 мозгу”.

После обсуждения вопроса в тетради записывается вывод

1. В результате фотосинтеза выделяется кислород для дыхания живых организмов.
2. Благодаря фотосинтезу постоянно образуются органические вещества для питания грибов, бактерий, животных и человека.
3. Из кислорода в атмосфере образуется защитный озоновый слой
4. Растения понижают в атмосфере содержание углекислого газа, предотвращая перегрев Земли

IV. Закрепление.

Проводится в виде теста. После выполнения задания – взаимопроверка и выставление оценок.

Биология. 6 класс

Конспект урока

Биология, 6 класс

Урок 3. Фотосинтез

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке

1. Необходимые условия протекания фотосинтеза.
2. Структура листа как основного органа процесса производства органических веществ.

Фотосинтез – процесс образования органических веществ (сахаров) из неорганических (углекислого газа и воды), который происходит в растении НА СВЕТУ.

Хлорофилл – (от др.-греч. chloros – «зелёный», phyllon – «лист») – зелёный пигмент, окрашивающий хлоропласты растений в зелёный цвет. При его участии происходит фотосинтез.

Хлоропласт – (от др.-греч. chloros – «зелёный» и от plastos – «вылепленный») – зелёные пластиды, которые встречаются в клетках фотосинтезирующих эукариот. С их помощью происходит фотосинтез. Хлоропласты содержат хлорофилл.

Основная и дополнительная литература по теме урока

1 Биология 5 – 6 классы. Академический школьный учебник. Линия жизни: учебник для общеобразовательных организаций / Под редакцией профессора В. В. Пасечника, 3-е издание. – М.: Просвещение, 2014.

2. Биология. 5 – 6 классы. Учебник. ФГОС / Г. С. Калинова, С. В. Суматохин, З. Г. Гапонюк, В. В. Пасечник. – М.: Просвещение, 2019.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Фотосинтез – процесс образования органических веществ (сахаров, или углеводов) из неорганических (углекислого газа и воды), который происходит на свету в хлоропластах растения.

Лист растения состоит из листовой пластинки, черешка и основания листа. У основания могут иметься парные выросты – прилистники. На листовой пластинке отчетливо выделяются жилки.

Форма листьев у разных растений очень разнообразна. Листья бывают простые – имеющие одну листовую пластинку, как, например, листья подорожника, березы, клена, и сложные – состоящие из нескольких листовых пластинок (лист клевера, рябины, шиповника).

Листья могут различаться также типом расположения жилок – жилкованием. Жилкование бывает сетчатым, в этом случае имеется одна или несколько крупных, главных, жилок, которые разветвляются на более мелкие, как в листе клена или дуба. У других листьев все жилки примерно одинаковы и расположены параллельно друг другу – это параллельное жилкование, как у листьев злаков и луков. Наконец, бывает дуговое жилкование, при котором одинаковые по размеру жилки располагаются по дуге, как у ландыша и тюльпана.

Поскольку задача листьев – максимально полно улавливать свет, они особым образом расположены на стебле: так, чтобы не перекрывать друг друга. Листорасположение бывает супротивным, как у клена, очередным, как у липы, или мутовчатым, как у вороньего глаза. Листья, как мы уже сказали, располагаются на растении так, чтобы как можно меньше перекрывать друг друга. Это явление называется листовой мозаикой.

Основная функция листа – фотосинтез – отражена не только на внешнем строении и расположении листьев, но и на анатомическом, то есть внутреннем строении.

Внутреннее строение листа и процесс фотосинтеза

Основная масса листа состоит из фотосинтезирующих клеток, образующих фотосинтезирующую ткань. Под палисадной фотосинтезирующей тканью лежит слой губчатой ткани, здесь клетки расположены рыхло, и между ними есть полости, заполненные воздухом – межклетники. Сверху и снизу лист покрыт одним слоем прозрачных клеток, образующих кожицу листа. Под кожицей листа расположены хлоропласты. Через устьица между листом и окружающей средой идет обмен газами.

Есть еще один путь, ведущий в лист, он пролегает внутри жилки и образован двумя видами проводящей ткани – древесиной и лубом. В совокупности луб и древесина образуют проводящий пучок. По древесине проводящего пучка в лист от корня поступает вода с растворенными в ней минеральными веществами. А по лубу из листа оттекают ко всем органам растения синтезированные в листе сахара. Вода, поступающая в лист по древесине, необходима для фотосинтеза. Хотя большая часть воды испаряется листом через устьица.

Растение, поглощая углекислый газ из воздуха, превращает его в углеводы (сахарá), которые используются для питания не только самим растением, но и животными. Для образования сахаров в процессе фотосинтеза растение использует энергию света. Кроме углеводов в результате фотосинтеза образуется кислород необходимый для жизни других живых организмов.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Как происходит обмен веществ у растений? Распределите элементы по соответствующим группам.

Вещества, поступающие в организм

Вещества, образовавшиеся в ходе обмена веществ

Процессы, происходящие при обмене веществ

Что такое фотосинтез? История открытия процесса, фазы фотосинтеза и его значение.

Оглянитесь вокруг! Пожалуй, в каждом доме есть хотя бы одно зеленое растение, а за окном несколько деревьев или кустарников. Благодаря сложному химическом процессу происходящего в них фотосинтеза стало возможно зарождение жизни на Земле и существование человека. Разберем историю его открытия, суть процесса и реакции, которые протекают в разных фазах.

История открытия фотосинтеза

В настоящее время школьники впервые знакомятся со сложными процессами фотосинтеза уже в 6 классе.

Но еще 300-400 лет назад ответ на вопрос «откуда растения берут питательные вещества для строительства своих клеток?» занимал умы ученых во всем мире.

Первым и очевидным ответом было предположение, что из земли. Однако, в далеком 1600 году фламандский ученый Ян Батист ван Гельмонт решил проверить влияние почвы на рост растений и провел уникальный в своей простоте опыт. Естествоиспытатель взял веточку ивы и бочку с почвой. Предварительно их взвесил. А затем посадил отросток ивы в бочку с почвой.

Долгие пять лет ван Гельмонт поливал молодое деревце лишь дождевой водой. А через пять лет выкопал деревце, и вновь взвесил отдельно деревце и отдельно почву. Каково же было его удивление, когда весы показали, что деревце увеличило свой вес практически в тридцать раз, и совсем не походило на тот скромный прутик, что был посажен в кадку. А вес почвы уменьшился всего на 56 граммов.

Ученый сделал вывод. что почва практически не дает строительного материала растениям, а все необходимые вещества растение получает из воды.

После ван Гельмонта различные ученые повторили его опыт, и сложилась так называемая «водная теория питания растений».

Одним из тех, кто попытался возразить этой теории был М.В. Ломоносов. И строил он свои возражения на том, что на пустых, скудных северных землях с редкими дождями растут высокие, мощные деревья. Михаил Васильевич предположил, что часть питательных веществ растения впитывают через листья, но доказать свою теорию экспериментально он не смог.

И как часто бывает в науке, помог его величество случай.

Однажды нерадивая мышь, решившая поживиться церковными запасами, случайно перевернула банку и оказалась в ловушке. И через некоторое время погибла. К нашей удаче, эту мышь в банке обнаружил Джозеф Пристли, который был не просто священником, а по совместительству ученым-химиком, и очень интересовался химией газов и способами очистки испорченного воздуха. И тут церковным мышам не повезло. Они стали участницами различных опытов английского ученого.

Джозеф Пристли ставил под одну банку горящую свечу, а в другую сажал мышь. Свеча тухла, грызун погибал.

В наше время его самого зоозащитники посадили бы в банку, но в далеком 1771 году ученому никто не помешал продолжить свои опыты. Пристли посадил мышь в банку, где до этого потухла свеча. Животное погибло еще быстрее.

И тогда Пристли сделал вывод, что раз все живое на Земле до сих пор не погибло, Бог (мы же помним, что Пристли был священником), придумал некий процесс, чтобы воздух вновь был пригоден для жизни. И скорее всего, основная роль в нем принадлежит растениям.

Чтобы доказать это, ученый взял воздух из банки где погибла мышь, и разделил его на две части. В одну банку он поставил мяту в горшочке. А другая банка ждала своего часа. Через 8 дней растение не только не погибло, а даже выпустило несколько новых побегов. И он опять посадил грызунов в банки. В той, где росла мята — мышь была бодра и закусывала листиками. А в той, где мяты не было — практически моментально лежала дохлая мышиная тушка.

Опыты Пристли вдохновили ученых, и во всем мире начали отлавливать мелких грызунов и пытаться повторить его эксперименты.

Но мы же помним, что Пристли был священником и весь день, до вечерней службы мог заниматься исследованиями.

А Карл Шееле, аптекарь из Швейцарии, экспериментировал в домашней лаборатории в свободное от работы время, т.е. по ночам, и мыши дохли у него независимо от присутствия мяты в банке. В результате его экспериментов получалось, что растения не улучшают воздух, а делают его непригодным для жизни. И Шееле обвинил Пристли в обмане научной общественности. Пристли не уступил, и в результате противостояния ученых было установлено, что для восстановления воздуха растениям необходим солнечный свет.

Именно эти опыты положили начало изучению фотосинтеза.

Исследование фотосинтеза стремительно продолжалось. Уже в 1782 году, спустя всего лишь 11 лет после исследований Пристли, швейцарский ботаник Жан Сенебье доказал, что органоиды растений разлагают углекислый газ в присутствии солнечного света. И практически еще сто лет провальных и удачных экспериментов понадобилась ученым разных специальностей, чтобы в 1864 году немецкий ученый Юлиус Сакс смог доказать, что растения потребляют углекислый газ и выделяют кислород в соотношении 1:1.

Значение фотосинтеза для жизни на Земле

И теперь становится понятна важность процесса фотосинтеза для жизни на земле. Именно благодаря этому сложному химическом процессу стало возможно зарождение жизни на земле и существование человека.

Кто-то может возразить, что на Земле есть места, где не растут ни деревья ни кустарники, например, пустыни или Арктические льды. Ученые доказали, что доля кислорода, выделяемого зеленой массой лесов, кустарников и трав — т. е. растений, что обитают на поверхности суши, составляет всего около 20% газообмена, а 80% кислорода приходится на мельчайшие морские и океанские водоросли, которые потоками воздуха переносятся по всей планете, позволяя дышать животным в экстремальных, практически лишенных растительности регионах нашей удивительной планеты.

Благодаря фотосинтезу вокруг нашей планеты сформировался защитный озоновый экран, защищающий все живое на земле от космической и солнечной радиации, и живые организмы смогли выйти на сушу из глубин океана.

Подробнее о «великой кислородной революции» можно прочитать в учебнике «Биология 10-11 классы» под редакцией А.А. Каменского на портале LECTA.

К сожалению, в настоящее время кислород потребляют не только живые существа, но и промышленность. Уничтожаются тропические леса, загрязняются океаны, что приводит к снижению газообмена и увеличению дефицита кислорода.

Определение и формула фотосинтеза

Определение и формула фотосинтеза

Слово фотосинтез состоит из двух частей: фото — «свет» и синтез — «соединение», «создание». Если подходить к определению упрощенно, то фотосинтез — это превращение энергии света в энергию сложных химических связей органических веществ при участии фотосинтетических пигментов. У зеленых растений фотосинтез происходит в хлоропластах.

Схема фотосинтеза, на первый взгляд, проста:

Вода + квант света + углекислый газ → кислород + углевод

или (на языке формул):

Если копнуть поглубже и посмотреть на лист в электронный микроскоп, выяснится удивительная вещь: вода и углекислый газ ни в одной из структурных частей листа непосредственно друг с другом не взаимодействуют.

Фазы фотосинтеза

К фотосинтезу способны не только растения, но и многие одноклеточные животные благодаря специальным органоидам, которые называются хлоропласты.

Хлоропласты — это пластиды зеленого цвета фотосинтезирующих эукариот. В состав хлоропластов входят:

1. две мембраны;
2. стопки гранов;
3. диски тилакоидов;
4. строма — внутреннее вещество хлоропласта;
5. люмен — внутреннее вещество тилакоида.

Сложный процесс фотосинтеза состоит из двух фаз: световой и темновой. Как понятно из названия, световая (светозависимая) фаза происходит с участием квантов света. Название темновая фаза вовсе не означает, что процесс происходит в темноте. Более точное определение — светонезависимая. Т.е. для реакций, происходящих в этой этой фазе, свет не нужен, а протекает она одновременно со световой, только в других отделах хлоропласта.

Многие делают ошибку, говоря, что в процессе фотосинтеза происходит производство растениями такого необходимого человечеству кислорода. На самом деле фотосинтез — это синтез углеводов (например, глюкозы), а кислород — лишь побочный продукт реакции.

Световая фаза фотосинтеза

Световая фаза фотосинтеза происходит на мембранах тилакоидов. Фотон света, попадая на хлорофилл, возбуждает его и происходит выделение электронов и скопление отрицательно заряженных электронов на мембране. После того, как хлорофилл потерял все свои электроны, квант света продолжает воздействовать на воду, вызывая фотолиз Н₂О.

Положительно заряженные протоны водорода накапливаются на внутренней мембране тилакоида.

Получается такой бутерброд: с одной стороны отрицательно заряженные электроны хлорофилла, с другой – положительно заряженные протоны водорода, а между ними – внутренняя мембрана тилакоида.

Гидроксильные ионы идут на производство кислорода:

Когда количество протонов водорода и электронов достигает максимума, запускается специальный переносчик — АТФ-синтаза. АТФ-синтаза выталкивает протоны водорода в строму, где их подхватывает специальный переносчик никотинамиддинуклеотидфосфат или сокращенно НАДФ. НАДФ — специфический переносчик протонов водорода в реакциях углеводов.

Прохождение протонов водорода через АТФ-синтазу сопровождается синтезом молекул АТФ из АДФ и фосфата или фотофосфорилированием, в отличие от окислительного фосфорилирования.

На этом световая фаза фотосинтеза заканчивается, а НАДФН+ и АТФ переходят в темновую фазу.

Повторим ключевые процессы световой фазы фотосинтеза:

1. Фотон попадает на хлорофилл с выделением электронов.
2. Фотолиз воды.
3. Выделение кислорода.
4. Накопление НАДФН+.
5. Накопление АТФ.

У некоторых растений фотосинтез идет по упрощенному варианту, который называется «циклическое фосфорилирование» и разбирается этот процесс в учебнике «Биология 10-11 классы» под редакцией А. А. Каменского на портале LECTA.