Реферат Екологія фотосинтезу

Страница 1 из 2 | Следующая страница

> A.A.Пантявин, гімназія No 1, р. Воронеж

З створення нашоїбиолого-химической гімназії 1990 р. педагоги кафедри біології працюють над проблемою екологізації навчальні програми.

Навчання за такими програмами має сприяти формуванню особистості, здатної приймати екологічно грамотні рішення на області майбутньому професійному діяльності.

Для цього він застосовуються таких форм навчання, як проблемна лекція, семинар-дискуссия, практичні заняття з моделювання, і навіть розмаїття різноманітних форм лабораторних робіт учнів. Цикл занять із темі «> Фотосинтез» включав проблемну лекцію «Екологія фотосинтезу», семинар-дискуссию «> Фотосинтез», і навіть лабораторну роботу, під час якої учні визначали зміни морфології листя хвойних дерев та змісту у яких хлорофілу при вплив токсикантів.

Мета заняття: формування поглядів на чинниках середовища, які впливають процес фотосинтезу.

Обладнання ГЕС і матеріали: книжка-раскладка «Історія фотосинтезу», таблиця «ДослідиДж.Пристли», інструктивні і дидактичні картки, водне рослина (> елодея чи кушир), NаНСО3 чи (> NН4)2СО3, відстояна водогінна вода, скляна паличка, нитки, ножиці, електролампи потужністю 60 і 250 Вт, годинник, термометри, набір світлофільтрів, сім високихширокогорлих банок, штативи з пробірками, термостат маркиТГУ 01-200.

ХІДЗАНЯТИЯ

Заняття будується як бінарний урок, у якому проблемна лекція передує виконання учнями практичних робіт з групам.

На початку уроку вчитель оголошує мета заняття. Матеріал викладається у вигляді лекції, яка знайомить учнів з історією відкриття фотосинтезу та розвитком вчення стосовно названого процесу впродовж двох століть. Окремою завданням теоретично фотосинтезу завжди був дослідження зовнішніх чинників на швидкість і ефективність цього процесу.

Лекція передбачає елементи дискусії.

Короткий виклад лекційного матеріалу

Учитель викладає результати досвіду бельгійського натураліста ванГельмонта (1580–1644), проведеного на початку XVII в. (роботи ванГельмонта були опубліковані лише 1648 р.). Вчений вирощував вербу певного ваги в горщику з певною кількістю грунту при регулярному поливі рослини дощовій водою. Упродовж років маса рослини збільшилася на 76, 7 кг, а маса грунту зменшилася лише на 60 р.

Учитель звертається до учнів з аналогічним запитанням.

– Як ви вважаєте, якого висновку виходячи з проведеного досвіду зробив ванГельмонт?

Учні роблять припущення, що маса дерева збільшилася з допомогою води, використаної для поливу.

На дошці записують перше вихідне речовина – H2O.

Потім викладач знайомить учнів з дослідами Джозефа Прістлі (1733–1804), про яку гімназисти знають з курсу неорганічної хімії як одного із першовідкривачів кисню. Свою розповідь вчитель закінчує питанням.

– Які висновки прийшовДж.Пристли, провівши цей експеримент?

Учні, як і вчена, припускають, що рослини виділяють кисень, роблячи повітря придатним дихання.

Пізніше голландський лікар ЯнИнгенхауз (1730–1799) виявив, що рослини виділяють кисень тільки сонячному світу, де лише зеленими частинами.

На дошці з'являється запис:

H2O + сонячне світло + зелена частина рослин - --> O2.

У 1782 р. швейцарський фізіолог рослин ЖанСенебье (1742–1809) експериментально довів участь у процесі фотосинтезу вуглекислоти повітря, яка служить рослинам «їжею». Згодом інший швейцарський дослідник, Нікола Теодор деСоссюр (1767–1845), експериментально довів, що синтез органічних сполук рослинами забезпечується харчуванням вуглекислотою (> СO2) і H2O.

Ці відкриття видатних учених узагальнюються учнями як схеми на дошці:

H2O + CO2 + сонячне світло + зелена частина рослин - --> O2 + органічні речовини.

Розкриваючи зв'язок фізіологічного процесу з його фізичної основою, вчитель звертає увагу учнів на зроблене німецьким лікаремР.Майером (1814–1878) в 1845 р. відкриття, що зелені рослини перетворять сонячної енергії в хімічну енергію синтезованих органічних сполук відповідно до Закону збереження та перетворення енергії.

Отже, вже до середини уже минулого століття про фотосинтезі склалися уявлення, які можна сформулювати рівнянням:

H2O + CO2 + сонячне світло + зелена частина рослин - --> O2 + органічні речовини + хімічна енергія.

Подальші відкриття пов'язані із конкретними іменами французького фізіолога рослин Жана-БатистаБуссенго (1802–1887), який точно поміряв ставленняпоглощаемого при фотосинтезі вуглекислого газу до кількості який виділяється кисню (1: 1), і німецького ботаніка Юліуса Сакса, яке продемонструвало в 1864 р. освіту зерен крохмалю при фотосинтезі.

Учитель знову поводиться з питанням до студентів.

– Як ви вважаєте, як Сакс показав, що органічним речовиною, запасаемим зеленим рослиною при фотосинтезі, є крохмаль?

Учні, що проводили якісну реакцію на крохмаль, відповідають це й уточнюють, що відтоді ця реакція називається пробою Сакса.

Отже, до початку XX в. були відомі всі компоненти фотосинтезу, як вихідні, і кінцеві:

> Н2О + (> СО2)n + сонячне світло + зелена частина рослин - --> (> О2)n + крохмаль + хімічна енергія.

Підсумковим результатом діалогу вчителя з учнями є таблиця «Історія фотосинтезу»

Історія фотосинтезу до XX в.

Після діалог із учнями вчитель задає таке запитання.

– Які чинники повинні, судячи з рівнянню фотосинтезу, проводити швидкість цього процесу?

Учні називають ці чинники (світло, температура, концентрація СО2 повітря, вологість тощо.), а вчитель записує їх у дошці гаразд надходження пропозицій. Потім вчитель організує з учнями 40-хвилинну роботу для перевірки висловлених ними припущень про який вплив світла, і температури на швидкість фотосинтезу. Для проведення практичної роботи клас ділиться на групи.

Перша група отримує таку інструктивну картку.

Експериментальна робота №1

«Залежність продуктивності фотосинтезу від інтенсивності світла»

Мета роботи: вивчення залежності продуктивності фотосинтезу від інтенсивності світла.

Матеріали й устаткування: елодея чи кушир; NаНСО3 чи (> NH4)2CO3; відстояна водогінна вода; скляна паличка; нитки; ножиці; електролампа потужністю 200 Вт; годинник; термометр.

ХІД РОБОТИ

1. Виберіть здорові пагониелодеи чироголистника завдовжки близько 8 див, інтенсивного зеленкуватого кольору з неушкодженої верхівкою, підріжте їх під водою, прив'яжіть ниткою до скляній паличці і опустіть верхівкою вниз склянку із жовтою водою кімнатної температури (температура води повинна залишатися постійної).

2. Для досвіду взятиотстоявшуюся водопровідну воду, збагачену CO2 шляхом внесенняNаНСО3 чи (> NН4)2СО3, і виставити склянку з водним рослиною на світло.Наблюдайте за появою повітряних бульбашок з зрізу рослини.

3. Коли струм пухирців стане рівномірним, підрахуйте кількість пухирців, виділилися за 1 хв. Підрахунок проведіть 3 разу із перервою один хв, дані запишіть в таблицю. Визначте середній результат.

Таблиця. кількість пухирців О2, виділилися за 1 хв з водного рослини

4. Потім склянку з рослиною приберіть від світла на 50–60 див і повторіть дії, вказаних у п. 3.

5. Порівняйте результати дослідів і зробіть письмовий висновок про різної інтенсивності фотосинтезу на яскравому і слабкому світу.

Наприкінці роботи учні першої групи відповідають питання.

– Чомутеневиносливие рослини використовують світло низькою інтенсивності ефективніше, ніжсветолюбивие рослини?

Учні другої групи отримують інше завдання.

Експериментальна робота №2

«Залежність продуктивності фотосинтезу від спектрального складу світла»

Мета роботи: з'ясування залежності інтенсивності фотосинтезу від спектрального складу світла.

Матеріали й устаткування: елодея чи кушир; набір світлофільтрів; сім високихширокогорлих банок; відстояна водогінна вода; ножиці; електролампа потужністю 200 Вт; годинник; термометр; пробірки.

ХІД РОБОТИ

1.Наполните пробірку на 2/3 обсягу відстояної водогінної водою і помістіть у ній водне рослина верхівкою вниз.Стебель підріжте під водою.

2. Помістіть в високуширокогорлую банку синій світлофільтр (кругової), поставте у ній пробірку з рослиною і виставте прилад на світло те щоб він потрапляв на рослина, проходячи через світлофільтр.Наблюдайте за появою повітряних бульбашок з зрізу стебла рослини.

3. Коли струм пухирців стане рівномірним, підрахуйте кількості пухирців, виділилися за 1 хв. Підрахунок проведіть 3 разу із перервою один хв. Визначте середній результат, дані запишіть в таблицю.

Таблиця. кількість пухирців О2, виділилися за 1 хв з водного рослини

4.Смените синій світлофільтр на червоний і повторіть дії, вказаних у п. 3. Стежте те, щоб відстань джерела світла, і температура води залишалися постійними.

5. Порівняйте результати дослідів і зробіть письмовий висновок про залежності інтенсивності фотосинтезу від спектрального складу світла.

Після завершення роботи учні другої групи записують на запитання.

– У яких променях інтенсивність фотосинтезу, судячи з виділенню кисню, перевищить і чому?

Учням третьої групи запропонована наступна завдання.

Експериментальна робота №3

«Залежність інтенсивності фотосинтезу від температури»

Мета роботи: вивчення залежності інтенсивності фотосинтезу від температури.

Матеріали й устаткування: елодея чи кушир; три високіширокогорлие банки; відстояна водогінна вода; ножиці; пробірки; електролампа потужністю 200 Вт; годинник; термометр.

ХІД РОБОТИ

1.Наполните пробірку на 2/3 обсягу відстояної водогінної водою і помістіть у ній водне рослина верхівкою вниз.Стебель підріжте під водою.

2. Налийте у трьох високіширокогорлие банкиотстоявшуюся водопровідну воду різною температури (+4 °З, +25 °З повагою та +40 °З), помістіть пробірку з рослиною в банку із жовтою водою з температурою +25 °З повагою та виставте прилад на світло.Наблюдайте за появою повітряних бульбашок з зрізу стебла рослини.

2. Через 5 хв підрахуйте кількість пухирців, виділилися за 1 хв. Підрахунок проведіть 3 разу із перервою один хв. Визначте середній результат, дані запишіть в таблицю.

Таблиця. кількість пухирців О2, виділилися за 1 хв з водного рослини

4. Перенесіть пробірку з рослиною в банку із жовтою водою інший температури і повторіть дії, вказаних у п. 3. Стежте те, щоб відстань джерела світла, і температура води залишалися постійними.

5. Порівняйте результати дослідів і зробіть письмовий висновок про який вплив температури на інтенсивність фотосинтезу.

Після проведених досліджень учні третьої групи мають відповісти питанням.

– Чому, маючи вищих чи більше низьких, ніж 25 °З, температурах швидкість фотосинтезу знижується?

Після закінчення практичної роботи учні кожної групи доповідають результати своїх досліджень, інші учні записують в своїх зошитах.

Наприкінці заняття учні роблять підсумковий висновок про який вплив різних чинників середовища на інтенсивність фотосинтезу.

Продовженням цієї роботи є підставоюсеминар-дискуссия, який виносяться такі питання.

1. Історія фотосинтезу початку XX в. донині.

2. Вплив забруднювачів довкілля (сірчистого газу, важких металів та інших.) на фотосинтез рослин.

3. Космічна роль зелених рослин.

За цією питанням учні готують повідомлення й обговорюють їх.

Результатом цієї роботи має стати оформлення продовження таблиці «Історія фотосинтезу».

Історія фотосинтезу в XX в.

Під час обговорення ролі забруднювачів довкілля, які впливають інтенсивність фотосинтезу, учні обговорюють насамперед роль сірчистого газу (> SO2) і сірчаної кислоти (> H2SO4), оскільки паралельно по неорганічної хімії вони вивчають тему «> Серная кислота та її похідні».

Обговорюючи космічну роль зелених рослин, учні у результаті підводять «баланс» продуктивності фотосинтезу:

«1см2 аркуша цукрових буряків протягом дня утворює з повітря та води з допомогою сонячного світла 0, 001 р цукру.

Щороку наземні рослини пов'язують майже 20 млрд т, а рослини морів – 25 млрд т вуглецю, які витрачаються освіту понад 100 млрд т цукру. Для перевезення такої кількості цукру був потрібен поїзд довжиною більш ніж 50 млн км, що у 40 разів перевищує загальну довжину всіх залізничних ліній Землі.

Для синтезу 1 кг глюкози рослинам досить затратити близько чотирьох, 4 кВт x год електроенергії, тобто. приблизно стільки ж, скільки споживає кольорової телевізор за 15 год.

При фотосинтезі рослини використовують протягом року майже 500 трлн кВт x год сонячної енергії, що за 200 разів перевищує світову вироблення електроенергії протягом року».

Визначення забруднення довкілля за змінами комплексу ознак хвойних дерев

> Hayчно-исследовательская діяльність гімназистів розробки цієї теми залежить від визначенні морфологічних і біохімічних змін рослин під впливом антропогенних

чинників.

Відомо, що у забруднення довкілля найсильніше реагують хвойні деревні рослини. Характерними ознаками неблагополуччя довкілля, і особливо газового складу атмосфери, є різноманітних некрозів, зменшення розмірів багатьох органів (хвої, втеч нинішнього року минулих років, їх товщини, розміру гуль, розміру й числазаложившихся нирок). Через зменшення зростання втеч і хвої завдовжки рослин в забрудненій зоні спостерігаєтьсясближенность хвоїнок (їх кількість на 10 див втечі більше, ніж у чистої зоні).

Використання хвойних якбиоиндикаторов дає можливість оцінити стан довкілля. Для досліджень запропонований район пам'ятника Слави, де рослини оцінювалися як у якісним, і за кількісними показниками. Об'єктом досліджень обраний вид ялина звичайна. галузі дерева зрізано в розквіті 2 м з частини крони, яка перебуває ближчі один доЗадонскому шосе (зоні з забрудненим повітрям).Контролем можуть бути галузі дерев, зібрані в Прохаськовому зеленої зони міста (Центральний парк культури та відпочинку).

Під час огляду хвої з допомогою лупи виявлено, що кінчики більшості хвоїнок мають жовто-коричневий колір, що свідчить про забруднення повітря. Інші якісні ознаки (колючість, ламкість, смолистість) не дозволили однозначно оцінити стан довкілля в досліджуваному районі.

Довжина хвоїнок на пагони минулого року в рослин досвідченої групи здебільшого була за такою для контрольних зразків, проте кількість листя їли на 10 див втечі досліджуваної зони не відрізнялися від аналогічні показники, притаманних чистої зони. Товщина хвоїнок варіювала від 1 до 5 мм. Кількість сформованих нирок для досвідчених зразків дорівнювало 4±2, для контрольних 8±2.

З проведених спостережень і вимірів можна дійти невтішного висновку про середній мірі забруднення повітря на районі пам'ятника Слави.

Визначення змісту хлорофілуфотометрическим методом.Биоиндикация стану довкілля

> Биоиндикация – це метод оцінки дії екологічних чинників з допомогою біологічних систем. Наприклад, впливSO2 на хвойні породи виражено в пригніченні їхнього зростання і некрозі хвої. Зміст хлорофілу в листі може також служити неспецифічнийбиоиндикационним ознакою, т.к. зниження вмісту хлорофілу спостерігається до появи видимих змін листя.

Якбиоиндикатора обраний чутливий до вихлопним газам автомобілів вид сосни звичайної, листя якому було зібрані поблизу окружної автодороги.

Метод грунтується на реєстрації оптичних характеристикацетоновой витяжки хлорофілу, отримані з використаннямфотоелектроколориметраКФК-2. Для визначення змісту хлорофілу в листі використовували метод побудови каліброваної кривою з допомогою стандартного розчинуГетри.

Масове співвідношення взятого для досліджень матеріалу (листя) іекстрагирующей рідини (ацетону) одно 1: 100.

Через війну проведених експериментів показано, що у спектрі поглинання молекул хлорофілу кімнатного рослини, обраного як контролю, є максимуми у синьому (440 нм) та червоної (670 нм) областях. Дляацетоновой витяжки листя сосни простежується зміщення короткохвильового максимуму поглинання в фіолетову область (400 нм).Величини максимумів залежать від кількості хлорофілу ввитяжке, який розраховують основі цих вимірів.

Встановлено, що відсотковий вміст хлорофілу в контрольному і дослідному зразках становило величину 0, 14±0, 02мг/г аркуша, що він відповідає нормальному кількості зеленого пігменту в листі сосни.

Отже, не виявлено значних змін у змісті хлорофілу в контрольному і дослідному зразках. Це свідчить про тому, що відсотковий вміст діоксиду сірки повітря й у випадаючих опадах (дощ, снігові) у межах норми.

толкования переводы книги фильмы