фоторедактор онлайн фотошоп онлайн игры онлайн

Урок-кейс «Живлення рослин. Фотосинтез»

биология
Автор кейсу: Кравчук Яна.
Каскад: Науки, природа та людина.
Рівень: 7 клас.
Урок: Біологія.

Мета: засвоїти знання з різних галузей наук, практики та перспектив на прикладі кейсу «Живлення рослин. Фотосинтез».

Завдання:
- проаналізувати зібрану цільову інформацію;
- опанувати знання наук, що стосуються відповідної галузі;
- сформувати цілісне уявлення про роль фотосинтезу в житті людини.


Розгортка за предметами:

Біологія
Хімія
Історія
Природознавство
Географія
Фізика
Астрономія
Мистецтво
Література
Українська мова

ПредметБіологія
 
          

Діти, чи знаєте ви, як з
являється повітря, яким им дихаємо?

Давайте переглянемо відео:
 


Phot1.jpg
                                                Фотосинтез і дихання

          Що ви знаєте про фотосинтез?

Фотосинтез – це утворення живими клітинами рослини органічних сполук, таких, як цукри та крохмаль, з неорганічних СО2 та Н2О, за допомогою енергії світла, що поглинається пігментами рослин. У всіх наземних рослин і у більшості водних в ході фотосинтезу виділяється кисень. Однак деяким організмам притаманні інші види автотрофного живлення без виділення кисню.

Згадайте, які органели віповідають за фотосинтез.

Органела, яка відповідає за фотосинтез – хлоропласт. Ознайомитись з дуже складною будовою хлоропластів дозволив електронний мікроскоп.


      xloroplast.jpg       
                                                 Хлоропласт

                                                                                       
kletka.jpg
                                               Рослинна клітина

За допомогою нього в хлоропластах виявлені дуже тонкі мембранні структури – тилакоїди. Це пласкі мішечки, зімкнуті з краю і зібрані у купки – грани. Всередині мішечків є простір, а самі тилакоїди занурені у желеподібну масу розчинних білків, що заповнюють внутрішній простір хлоропласта – строму. В тилакоїдах сконцентровані фотосинтетичні пігменти, в них відбувається фотосинтез.  Хлорофіл та каротиноїди, занурені в тилакоїдні мембрани хлоропластів, зібрані у функціональні одиниці – фотосистеми, кожна з яких налічує приблизно 250 молекул пігментів. Кожна фото система побудована так, що зі всіх цих молекул, здатних поглинати світло, тільки одна, розташована певним чином, молекула хлорофілу може використовувати енергію в фотохімічних реакціях. Ця молекула – реакційний центр фотосистеми. Інші молекули пігментів, поглинаючи світло, передають його енергію на реакційний центр. Ці світлозбираючі молекули називаються антенами.


фотосинтезА чи знаєте ви, що нібито непомітиний процес фотосинтезу проходить у дві стадії?

Процес фотосинтезу поділяється на світлову та темнову стадії. Світлова стадія – це процес використання світла для розщеплення води. При цьому виділяється кисень та утворюються багаті енергією сполуки.  Темнова стадія складається з групи реакцій, які використовують високоенергетичні продукти світлової стадії для відновлення СО2 до простого цукру, тобто асиміляції вуглеводу. Тому темнову стадію називають стадією синтезу. Сам термін «темнова стадія» означає лише те, що світло безпосередньо в ній не використовується.



Світлова фаза:                                                                                Темнова фаза: 
    
617px-Phot3.jpg  608px-Phot4.jpg
                          

Фішки для допитливих 
Щорічно в результаті фотосинтезу на Землі утворюється близько 150 мільярдів тонн органічної речовини, засвоюється 300 мільярдів тонн вуглекислого газу і виділяється близько 200 мільярдів тонн кисню. 


                                                                                                 
ПредметХімія

          Як ви вважаєте, чи важливий фотосинтез з погляду хімії? Чому?

Головну реакцію фотосинтезу, що проходить з виділенням кисню можна записати в таким чином:


400px-Phot2.jpg

До органічних речовин відносять всі сполуки вуглецю крім його оксидів та нітридів. При фотосинтезі в найбільшій кількості утворюються такі органічні речовини, як вуглеводи (цукри та крохмаль), амінокислоти (з них складаються білки), жирні кислоти (матеріал для синтезу жирів). З неорганічних речовин для утворення всіх цих сполук необхідні вода та вуглекислий газ. Для амінокислот необхідні, крім того, азот та сірка. Рослини поглинають ці елементи у формі оксидів, нітрату (NO3-) і сульфату, або у формі аміаку та сірководню. В склад органічних сполук можуть включатись при фотосинтезі також фосфор та іони металів – заліза та магнію. У наземних рослин всі ці неорганічні сполуки, за виключенням СО2, потрапляють через коріння.  СО2 рослина отримує з атмосферного повітря, в якому середня його концентрація складає 0,03%. Вуглекислий газ потрапляє в листя, а кисень виділяється з них через невеликі отвори в епідермісі – продихи. Відкриття та закриття продихів регулюють особливі замикаючі клітини, які теж містять хлорофіл і здатні до фотосинтезу. Коли на замикаючі клітини потрапляє світло в них розпочинається процес фотосинтезу. Накопичення продуктів фотосинтезу  призводить до розтягування цих клітин. При цьому отвір продиху відкривається ширше і СО2 потрапляє до глибших шарів листа, клітини яких теж починають фотосинтезувати.
Водні рослини добувають всі необхідні їм поживні речовини з води. СО2 та йон бікарбонату також присутні в морській та в прісній воді.
Світло в процесі фотосинтезу не лише каталізатор, але й один з реагентів. Більша частина світлової енергії запасається у вигляді хімічної потенційної енергії в продуктах фотосинтезу. Для фотосинтезу, що йде з виділенням кисню, підходить будь – яке видиме світло від фіолетового (довжина хвилі 400 нм) до середнього червоного (довжина хвилі 700 нм).

ПредметІсторія

1771 року англієць Джозеф Прістлі зацікавився, здавалося б, простим питанням: чому повітря в полі чи лісі завжди значно чистіше, ніж у місті. Йому спало на думку, що, можливо, рослини очищають повітря від шкідливих речовин, які виділяють люди при диханні, а також пічні труби з димом. Щоб перевірити це своє припущення, він посадив живу мишу під скляний ковпак. Доволі швидко вона померла. Тоді він посадив під такий самий ковпак іншу мишу, але вже разом із гілочкою м'яти. Упродовж багатьох днів миша залишалася живою. Таким чином було виявлено, що рослини виділяють газ, потрібний для дихання тварин і людей, тобто кисень. Так почалося вивчення фотосинтезу.


ПредметПриродознавство

биологияЯкі процеси відбуваються в рослинах окрім фотосинтезу? Що ви знаєте про метаболізм мінеральних  елементів грунтового оточення?


Не слід забувати, що автотрофність рослин полягає не лише в здатності до фотосинтезу, але й в умінні видобувати та метаболізувати мінеральні елементи грунтового та водного оточення. Рослини слугують для тварин та людини джерелом не лише вуглеводів, а й мінеральних елементів, що потрапляють в гетеротрофні організми у складі органічних молекул та комплексів, а також у вигляді іонів у збалансованих концентраціях. Після загибелі організмів та розкладенню їх залишків мінеральні речовини можуть бути знову використані рослинами.  Кожен з елементів мінерального живлення підлягає такому коло обігу. Рослини та мікроорганізми – центральна ланка, що забезпечує циркуляцію в природі елементів мінерального живлення, необхідних для життєзабезпечення всієї планети.

В рослинах можна знайти майже всі елементи таблиці Менделєєва. Але було з’ясовано, що рослинам життєво необхідні такі елементи: азот, фосфор, калій, кальцій, марганець, залізо, мідь, магній, молібден, цинк, бор.  На основі кількісних потреб та вмісту в рослині, мінеральні елементів були розділені на мікроелементи та макроелементи. Критерій необхідності було введено Арноном і Стоутом (1937 рік). За ним необхідний елемент – це той, що має бути включений в процеси метаболізму, а при його відсутності в оточенні рослина не може пройти весь цикл розвитку.


        
Що ви знеєте про виснаження грунту?

Давайте подивимося відео щодо цього процесу:



Особливість мінерального обміну рослин – накопичення елементів в тканинах в концентраціях значно більших, ніж в зовнішньому середовищі. Також рослинам притаманна специфічність в потребі, накопиченні та розподіленні по органам окремих елементів у різних рослин.  Специфічність в накопиченні елементів, в тому числі токсичних для людини, має значення при оцінці якості сільськогосподарської продукції.

ПредметГеографія

У горах Європи, зокрема й у Карпатах, на скелях і в печерах росте оcoбливий вид мохів. Зелена нитка, що проростає зі cпоp цього моху, живе тривалий час, сягаючи значних розмірів. Здатна вона й до світіння в темряві - оcобливі лінзоподібні клітини вловлюють слабке світло та спрямовують його на хлоропласти, створюючи таким чином умови для фoтосинтезу. Світло проходить крізь мох. І стінка клітини відбиває його, як зелений промінь. Cвітіння цьогo моху породило народні легенди про гномів, які внoчi в печерах із ліхтарями охороняють скарби.


ПредметФізика
 

5494.jpg Як зазначають фізики, фотосинтез – еволюційний прорив древньої Землі Більше трьох мільярдів років організми, що назад живуть на землі, придбали здатність ефективно захоплювати сонячну енергію і використовувати її для синтезу органічних молекул шляхом фотосинтезу.  Процес фотосинтезу привів до безпрецедентного вибуху біологічної активності на Землі, дозволивши життю процвітати і змінюватися величезними кроками,   про що свідчать викопні останки тваринних і рослинних організмів, що збереглися в земній корі з колишніх геологічних епох, а також кількість і різноманітність організмів, що живуть, на нашій планеті сьогодні. Енергія Сонця – це єдине наявне в надлишку джерело поновлюваної енергії, і фотосинтетичний апарат використовує цю енергію для здійснення термодинамічно і хімічно витратній реакції розщеплювання води.
Розкажіть, що ви знаєте про сонячну енергію? Як використовують її нині?
Як ви вважаєте, чи може людство збільшувати споживання сонячної енергії й зменшувати використання електричної енергії? Для чого це потрібно?






Все ще не вирішено питання про те, наскільки індустріальна активність людства відповідальна за ці глобальні зміни нашого клімату,  оскільки ці зміни можуть викликати безліч чинників. Проте причина, за яку активність людства, безумовно, відповідальна, – це розробка лише тих промислових процесів, які приводять до виділення двоокису вуглецю, і жодного з тих, які б були зв'язані з її асиміляцією. І це є істотною проблемою, тому що ми порушуємо рівновагу в круговороті вуглецю, поглинаючи успадковані нами джерела вуглецю без якої-небудь надії на їх відновлення. Тому дуже поважно в самому найближчому майбутньому розробити джерела поновлюваної, чистої енергії. В цьому відношенні  фотосинтезом є успішний приклад того, як енергія сонця може перетворюватися на паливо,   коли електрони віднімаються від води, використовуючи світло як єдине джерело енергии.


ПредметАстрономія
Про те, що фотосинтез відбувається енергії світла сонця, – відомо.

          Як ви вважаєте, чи відбувається фотосинтез при інших видах світла? Чи відбувається фотосинтез вночі?

фотосинтез при свтлі місяця Фішки для допитливих

Американський любитель-садівник Чарльз Міллер в 1996 році переїхав з штату Каліфорнію в Північну Кароліну і оселився там в маленькому містечку. Міллер займався садівництвом протягом двадцяти років і був фахівцем в цій області. При переїзді він узяв з собою насіння і саджанці рослин зі свого саду: овочів, фруктів, кольорів, кущів, дерев, навіть декілька видів виноградної лози. Протягом трьох років Міллер на новому місці обладнав сад. Він намагався зробити його схожим на залишений сад в у Каліфорнії, де він вирощував багато видів декоративних кольорів: гіацинти, жасмин, акацію, калли, троянди. Проте в північних широтах багато привезеного насіння не проростали, їм не вистачало тепла і вологи. Чарльз витратив багато праці, щоб зробити свою ділянку землі красивою, але все таки його зусилля були винагороджені, і з часом сад став пам'яткою містечка.  Весною 2002 року ентузіаст виявив дивне явище: рослини його саду не пробуджувалися після зими, не давали нирок і паростків.  у Каліфорнії, де він вирощував багато видів декоративних кольорів: гіацинти, жасмин, акацію, калли, троянди. Проте в північних широтах багато привезеного насіння не проростали, їм не вистачало тепла і вологи.  Так тривало до початку квітня. Одного дня вранці, коли господар прийшов в сад, він здивувався, виявивши, що всі рослини за ніч трохи виросли. З деяких нирок стали проглядати листя. Напередодні увечері рослини в саду не подавали ознак життя. Особливо зростання було помітне у винограду деякі лози виросли за ніч сантиметра на три. 

Садівник був сильно спантеличений. Не було жодної зміни температури повітря, атмосферного тиску або вологості, що могло б пояснити незвичайне зростання. Інтенсивний розвиток рослин продовжувався в теченіє- декількох днів, причому особливо посилено воно  відбувалося ночами. Потім, коли сад вже повністю покрився листям і зазеленіла трава, посилене зростання припинилося, рослини неначе знову впали в сплячку.  Міллер вирішив зберігати в таємниці деякі лози виросли за ніч сантиметра на три.  Садівник був сильно спантеличений. Не було жодної зміни температури повітря, атмосферного дивну особливість своїх зелених улюбленців до тих пір, поки сам у всьому не розбереться. Рівень розвитку садових рослин загалом збігався з рівнем розвитку дерев і чагарників в окрузі, відмінність полягала в тому, що рослини на фермі Міллера зростали ривками і не лише вдень, але і ночами. Період таких ривків, як встановив садівник, дорівнював одному  місяцю.  Чарльз не спав ночами, спостерігаючи, як збільшується в розмірах листя і подовжуються виноградні лози. Він простудіював десятки книг по біології, ботаніці і по садівництву, але не знайшов пояснення дивному явищу. Єдине логічне пояснення, Міллеру, що прийшло на розум, – якесь космічне випромінювання діє вночі на сад.  Нарешті його осяяло – вся справа в повному Місяці! Саме під час повного Місяця рослини здійснювали ривки в зростанні.


Давайте підсумуємо все вищесказане.

Дайте відповіді на питання:

Фотосинтез – це….?
Яку будову має хлоропласт?
Які є фази фотосинтезу? Чим вони відрізняються?
Що таке критерій необхідності?
Які особливості мінерального обміну рослин ви знаєте?


ПредметМистецтво
Як фотосинтез проявляється в мистецтві:

фотосинтез у мистецтві

ПредметЛітература

Ось, на який шедевр надихнула поета природа, зокрема фотосинтез:

Борода «Фотосинтез»
Фотосинтез життя,
Фотосинтез зеленого світу
І набухші бруньки
Демострують чарівний свій хист.
А пройде якийсь
час
Забуянить усе, прийде літо,
І краплинки роси
Разом з світлом возродяться в лист.
Він вбиратиме все,
Що з легенів всякчас викидаєм.
Не ділитиме, ні!
А під дією сонця тепла,
Лиш умиє у росах,
Легенько усе поскладає,
І очистить у кисень
Усі наші грішні слова.
Може й нам би отак
Очищатись у мислях і діях
І творити добро
Із усього, що світом пливе?
Не ділити його,
Не складати направо, й наліво,
А у квантах тепла
Перетворювать в вічне, живе!


ПредметУкраїнська мова
Згадайте правопис складних слів. Поясніть написання слова «фотосинтез».


Список використаних джерел

1. Урок на тему: "Влияние хозяйственной деятельности человека на растительный мир" Автор: Яковлева Л.А.
2. М.М. Мусієнко, П.С. Славний, П.Г. Балан, Біологія, 7 клас
3.Тимонин А.К. Ботаника. Том 4. Систематика высших растений. Книга 2. Учебник для студ. высш. учеб. заведений. Издательский центр "Академия". 2009. -- 352 с.
4. Ботаника.   Андреева И.И., Родман Л.С. 2 - е изд., перераб. и доп. - М.: КолосС, 2002. - 488 с.
5. Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия под.ред. Горкин А. П. - М.: Росмэн-Пресс, 2006. - 560 с. (Серия: Современная иллюстрированная энциклопедия.)



Підбиття підсумків уроку

1. Індивідуальні досягнення учнів становили:
............

2. У результаті проведення кейсу у Гіпермаркет Знань можна додати такі знахідки учнів:
Наприклад:
Іванов
Петров
Сидоров

3. Які 3 сайти допомогли здобути найсуттєвішу інформацію?
http://school.xvatit.com/
http://ru.wikipedia.org/
http://znaj.net/
...

4. На допомогу учню та коучу:
http://school.xvatit.com/

5. Де брати інформацію для кейсу:
сайт.......................................
сайт………………...……………
сайт………………...……………
підручники…………............…
книги……………....….............
журнали………………….……..
консультації коуча…...........…
інше..…………….................…

6.
Локація проведення урока-кейсу:
Урок-кейс проходить у класі. Можливе проведення заняття в музеї, парку, бібліотеці...

7.
Змагання:
Команди хлопчиків і дівчат.
Рахунок змагання між командами становив:………
Завдання їм:………….

8. Завдання додому:
сформолювати п'ять запитань до кейсу.

9. Тривалість кейсу:
90 хвилин.

10.
<a href="http://xvatit.com/Idealny_urok.ht

Похожие статьи:
        9 Мая! С Днем Победы! Пусть всегда гремят только салюты!
Київський університет ринкових відносин було засновано на зламному для країни періоді, коли в суспільстві відбувались кардинальні зміни, економіка
открытки поздравления с 8 марта   Найщиріші привітання до свята 8 березня! 
Комментарии к статье:
Контакты Реклама на сайте Все права защищены © 2008-2015. Xvatit.com | TDX
liveinternet counter
При использовании материалов ресурса ссылка на xvatit.com обязательна (для интернет ресурсов - активная и индексируемая поисковыми системами гиперссылка).
Все советы, методики и рекомендациии на портале xvatit.com размещенны только в ознакомительных целях. Перед их применением обязательно проконсультируйтесь с врачом.