Фотосинтез способ питания растений 6 класс

§ 11. Фотосинтез — способ питания растений

1. По типу питания растения являются автотрофами. Как вы это понимаете?

Растения синтезируют органические вещества из неорганических.

2. Какие условия необходимы для осуществления процесса фотосинтеза?

Единственные условия для осуществления процесса фотосинтеза, это наличие света и воды с углекислым газом в окружающей среде.

3. Как вы считаете, идет ли фотосинтез ночью? Почему вы так думаете?

Ночью фотосинтез не идет, потому что для фотосинтеза растениям необходима световая энергия, которую они получают только днем.

5. Выберите признаки, характеризующие фотосинтез (1) и дыхание (2): а) происходит во всех клетках; б) протекает только на свету; в) поглощается углекислый газ и выделяется кислород; г) поглощается кислород и выделяется углекислый газ; д) происходит в клетках с хлоропластами; е) протекает на свету и в темноте; ж) образуются органические вещества; з) органические вещества расщепляются до неорганических. Ответы запишите в тетрадь.

6. Решите задачу: 1 человек в сутки потребляет примерно 430 г кислорода. Какое количество деревьев нужно посадить, чтобы выросший лес (через 60 лет) обеспечил кислородом на год небольшой городок численностью 5000 человек, если известно, что одно крупное дерево выделяет в атмосферу за один солнечный день примерно 250 г кислорода? Необходимо принять во внимание, что фотосинтез активно осуществляется деревьями в нашей зоне около 5 месяцев в году (с мая по сентябрь).

Дано:
1 человек — 430 г кислорода/сутки;
1 дерево — 250 г кислорода/солнечный день;
Время — 1 год;
Фотосинтез — 5 месяцев;
Численность населения — 5000 человек.

Найти: количество деревьев, чтобы лес обеспечил кислородом небольшой городок.

Решение:
1. Найдем количество кислорода, которое употребят люди в данном городке за 1 год:
430 г × 5000 чел × 365 дней = 784750000 г.
2. Найдем количество кислорода, которое может выделить в атмосферу одно крупное дерево за 1 год (но т.к. фотосинтез активно осуществляется деревьями в нашей зоне с мая по сентябрь, то учитываем только 5 месяцев):
250 г × 30 суток × 5 мес = 37500 г.
3. Найдем количество деревьев, которые нужно посадить, чтобы выросший лес (через 60 лет)
обеспечил кислородом на год данный городок:
784750000 г. : 37500 г. = 20927 деревьев.

Источник

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

Источник

Урок «Воздушное питание растений — фотосинтез» 6 класс

Тема урока : Воздушное питание растений – фотосинтез.
Тип урока : изучения нового материала

Цель урока : формирование у обучающихся представлений о воздушном питании – фотосинтезе; об условиях необходимых для этого процесса, его значении в природе и жизни человека, способах питания живых организмов

образовательная : дать понятие «Фотосинтез», «Способы питания организмов», доказать, что листья являются органами воздушного питания, выяснить условия протекания процесса фотосинтеза;

развивающая : продолжить развивать кратковременную память и навыки самостоятельной учебной работы составление опорных конспектов, схем, взаимоконтроль, работа в парах)

воспитательная : воспитывать бережное отношение к зеленым растениям — «легким» планеты Земля.

Оборудование : таблица «Внутреннее строение листа», лабораторное оборудование: комнатное растение пеларгония (или примула), горячая вода, ванночка, пинцет, водный раствор йода, черная бумага, не пропускающая свет, рабочие листы (Приложение № 1), текст (Приложение № 2), заготовленные заранее составляющие (опорных схем), учебник.

Стадия вызова (мотивация к учебной деятельности).

Задание 1. Прочитайте эпиграф к уроку и выясните о чем идет речь?

Чтение отрывка из басни И.А. Крылова «Листы и корни»

« В прекрасный летний день, бросая по долине тень,

Листы на дереве с земфирами шептали,

Хвалились густотой, зеленостью своей

И вот как о себе земфирам толковали:

«Не правда ли, что мы краса долины всей?

Что нами дерево так пышно и кудряво,

Раскидисто и величаво?

Чтоб было в нем без нас? Ну, право,

Хвалить себя мы можем без греха!»

— Что корни ответили листьям?

«Мы те, которые здесь, роясь в темноте,

Питаем вас. Ужель не узнаете?

Мы корни дерева, на коем вы цветете.

Красуйтесь в добрый час!

Да только помните ту разницу меж нас,

Что с новою весной лист новый народится,

А если корень иссушится –

Не станет дерева, ни вас»

Кто прав в этом споре? (Заслушиваем мнения детей)

Вспоминаем материал прошлого урока.

— Что такое питание?

— Какие способы питания существуют у растений?

Прошу выдвинуть предположения о теме урока.

Дети самостоятельно формулируют тему урока и цель (учитель записывает ее на доске, дети у себя в рабочих листах), приходят к выводу о недостаточном количестве информации для разрешения данного спора.

Постановка проблемы: «Чтоб было в нем без нас?», « Кто прав в споре?»

3. «Открытие» нового знания.

Время шло и наука доказала, что без зеленого листа не только не может жить растение, но и не было бы вообще жизни на Земле, т.к. практически весь кислород земной атмосферы, которым дышат все живые существа, был наработан зелеными листьями растений, а колоссальное количество органического вещества планеты – это тоже продукты фотосинтеза.

3.1. История открытия фотосинтеза.

Фотосинтез был открыт в конце XVIII столетия. В 1771 г. английский химик Джозеф Пристли проделал такой опыт. Он заключал мышь под стеклянный колпак. Через пять часов мышь погибала. Однако при наличии под колпаком ветки мяты она оставалась живой (рис. 1). Отсюда Пристли сделал вывод , что животные своим дыханием делают воздух непригодным для жизнедеятельности организма, а растения своим дыханием восстанавливают его, т. е. делают пригодным для жизнедеятельности . Однако опыт с мышью не всегда удавался. Голландец Ингенхуз (1779 г.) показал, что непременным условием удачного опыта является наличие солнечного света. (Работа по рис.1 (опыт Д. Пристли))

3.2. Определение понятия «фотосинтез».

Работа с текстом (Часть1)

Задание 2. Внимательно прочитайте текст (Часть1). Попытайтесь из выделенных опорных слов сформулировать понятие «Фотосинтез». Запишите определение в рабочий лист.

Органические вещества и заключенную в них энергию растения получают в процессе фотосинтеза (от греческого «фотос» — свет, «синтезис» — соединение). Этот процесс протекает в хлоропластах . В ходе этого процесса за счет энергии солнечного света с помощью зеленого хлорофилла листьев образуется необходимые ему органические вещества (углеводы) из неорганических — углекислого газа и воды , а также при этом выделяется кислород . Так как основным поставщиком углекислого газа для фотосинтеза является воздух, то этот способ получения растением органических веществ называют воздушным питанием.

(опорные слова можно записать на доске)

После истечения времени работы с текстом несколько учащихся формулируют определение, мы его корректируем вместе и дети записывают его в рабочий лист.

(Фотосинтез – это процесс образования органических веществ (углеводов) из неорганических веществ (углек. газа и воды) в зеленых частях растения (хлоропластах) идущий за счет энергии солнечного света с выделением кислорода)

Это определение было дано еще в 70-е годы прошлого столетия К.А. Тимирязевым русским ученым физиологом и ботаником. Зеленый лист он назвал «фабрикой жизни».

С точки зрения современной науки процесс фотосинтеза – это совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии световых квантов в различных реакциях с затратой энергии. Это определение показывает, насколько на самом деле сложен данный процесс. Наша с вами задача – разобраться как работает «фабрика», какие условия необходимы для нормальной ее работы. А поможет нам в этом научная статья части второй вашего текста.

3.3. Стадии фотосинтеза.

Задание 3 . Внимательно прочитайте Часть 2 текста. Заполните кластер «Этапы (стадии) фотосинтеза». Подготовьте устный ответ на вопрос «Как происходит фотосинтез?»

Источник

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.

Источник