Задачи : развивать знания учащихся о функциях листа; вырабатывать практические умения и навыки по постановке и проведению опытов.

Оборудование : демонстрационные опыты с примулой или пеларгонией; стеклянные колпаки; раствор гидроксида калия; вазелин; лабораторное оборудование; таблицы.

Методические рекомендации . Урок начинается проверкой знаний. Доказать, что для образования крахмала в листьях нужен свет. Объяснить, что такое фотосинтез. Рассказать, кто из советских ученых исследовал фотосинтез. Почему выращенные в темноте растения имеют бледно-желтый цвет?

Растения делают свою пищу путем фотосинтеза. Двуокись углерода и вода взаимодействуют вместе в присутствии света и хлорофилла, чтобы сделать глюкозу и кислород. Для хранения глюкоза превращается в крахмал, жиры и масла. Он используется для производства целлюлозы для клеточных стенок и белков для роста и восстановления. Он также используется установкой для высвобождения энергии путем дыхания.

Фотосинтез и дыхание

Он использует световую энергию для преобразования углекислого газа и воды в глюкозу. Он вырабатывает глюкозу для использования растениями, а кислород - в качестве отходов. Вот уравнения для фотосинтеза. Двуокись углерода. Световая энергия поглощается хлорофиллом в хлоропласте хлоропластов: микроскопическая структура, содержащая хлорофил, обнаруженная в зеленых клетках растений, где происходит фотосинтез. для фотосинтеза.

Затем учитель формулирует задачу урока. Растения дышат кислородом, но в зеленом лесу всегда легко дышать, так как там много кислорода. Выяснить, куда расходуется углекислый газ. Как связано это явление с фотосинтезом? Проводится беседа о свойствах углекислого газа и кислорода и о дыхании органов растений.

Затем учитель сообщает об истории развития учения о фотосинтезе и изучении роли углекислого газа. Более 250 лет тому назад гений русской науки М. В. Ломоносов написал трактат "Слово о явлениях воздушных", в котором отмечал, что растение строит свое тело из воздуха, поглощенного листьями. Научные предсказывания М. В. Ломоносова были экспериментально подтверждены и доказаны значительно позже. Ученые многих стран занимались этой проблемой. Одним из первых, кто открыл, что растение "исправляет", "восстанавливает" воздух, "испорченный" горением и дыханием животных, был английский химик Д. Пристли. Пристли не занимался непосредственно исследованиями фотосинтеза. В те времена даже не были известны понятия "кислород" и "углекислый газ", но благодаря проведенному им опыту было доказано, что воздух под колпаком, где находились мышь и веточка мяты, каким-то образом обновляется, обезвреживается. Открытие Пристли было высоко оценено на заседании самого авторитетного для того времени научного общества мира - Лондонского королевского общества.

Это не просто животные, которые дышат (дыхание: заниматься дыханием - процесс производства энергии внутри живых клеток) - растения также выполняют дыхание. Растения дышат все время, потому что их клеткам нужна энергия, чтобы оставаться в живых, но растения могут фотографировать только тогда, когда они находятся на свету.

На диаграммах показано, что это означает для общего выброса углекислого газа или кислорода из растений. Помните, что дыхание использует кислород и образует углекислый газ. Предыстория Наводнение вызывает существенный стресс для наземных растений, особенно если наводнение полностью погружает стрельбу. Основными проблемами при погружении являются нехватка кислорода из-за медленных скоростей диффузии газов в воде и истощение углеводов, что является основой для дыхания. Эти два фактора вместе приводят к потере биомассы и, в конечном счете, к гибели подводных растений.

Ученые многих стран с помощью опытов изучали накопление органических веществ в листьях, роль воздуха и воды в этом процессе. Учитель подводит учащихся к тому, что один из таких опытов подготовлен к уроку. Учащиеся рассказывают, как готовился опыт. Учитель спрашивает: почему растение находится под стеклянным колпаком? Для чего под колпак поставили стакан с известковой водой? Для чего растение выдерживали в темном шкафу, а затем на свету? Обобщая ответы учащихся, учитель демонстрирует конечные результаты опыта: листья, прокипяченные в воде и спирте, и действие на них йода. Учащиеся делают самостоятельный вывод, почему в листьях под стеклянным колпаком, где находился гидроксид калия, не образовался крахмал. Учащиеся приходят к выводу о значении углекислого газа для образования крахмала.

Сфера применения В этом обзоре основное внимание уделяется доказательству в литературе, согласно которому фотосинтез способствует выживанию наземных растений во время полного погружения. Кроме того, мы обсуждаем соответствующие морфологические и физиологические реакции побегов наземных видов растений, которые дают положительный эффект света на производительность подводных растений.

Выводы. Свет увеличивает выживаемость наземных растений под водой, указывая на то, что фотосинтез обычно происходит в этих условиях погружения. Такой подводный фотосинтез увеличивает как внутренние концентрации кислорода, так и содержание углеводов по сравнению с растениями, погруженными в темноту, и тем самым смягчает неблагоприятные последствия наводнения. Кроме того, несколько наземных видов обладают высокой пластичностью в отношении их развития листьев. В ряде видов морфология листьев изменяется в ответ на погружение, вероятно, для облегчения подводного газообмена.

Учитель особо подчеркивает значение исследований по изучению роли зеленых растений русского физиолога К. А. Тимирязева. Его экспериментами доказано, что зеленые растения, которые на протяжении своей жизни выделяют кислород, не дадут погибнуть человечеству. (Можно заслушать сообщения учащихся о жизни и деятельности К. А. Тимирязева и его работах.) Для подтверждения, что при фотосинтезе выделяется кислород, следует продемонстрировать опыты с традесканцией и элодеей. Кислород собирают в пробирку, как описано в учебнике, и выясняют его свойства.

Такой увеличенный газообмен может привести к более высоким уровням ассимиляции и более низким точкам компенсации диоксида углерода под водой, что особенно важно при низких концентрациях диоксида углерода, наблюдаемых в полевых условиях. В результате более высоких внутренних концентраций углекислого газа в акклиматизированных растениях с подводкой, уровни подводной фотодыхательности, как ожидается, будут ниже, чем у неаклитизированных растений. Кроме того, регулирующие механизмы, которые вызывают переход от наземных к акклиматизированным листьям с погружением, могут контролироваться теми же способами, которые описаны для гетерофильных водных растений.

Учащиеся приходят к выводу: для образования крахмала в листьях необходимы свет, углекислый газ, вода и тепло. При подведении итогов урока следует подчеркнуть связь строения и функции, например роль устьиц для проникновения воздуха, значение хлоропластов в клетках мякоти, строение и значение проводящего пучка, прозрачность кожицы листа, и на этой основе показать приспособления в строении листьев к фотосинтезу. Затем необходимо ознакомить с важнейшими мероприятиями, проводимыми в нашей стране по охране зеленых растений, основных источников кислорода и органических веществ.

Фотосинтез. Условия необходимые для образования крахмала в листе

Полное погружение накладывает значительный упор на функционирование завода, преимущественно путем лишения кислорода, и быстро приводит к потере биомассы и, в конечном счете, к гибели многих видов растений. Однако не все виды в равной степени уязвимы для погружения, и поэтому затопление приводит к разным пределам распространения видов растений вдоль вертикального градиента высоты пойменных рек. Как и ожидалось, чувствительные к наводнениям виды обычно ограничены высоко поднятыми участками в этих поймах, где наводнения редки, тогда как большинство видов, которые растут на низких и более часто затопляемых местообитаниях, терпимы к затоплению.

Задание на дом : подготовить ответ на вопросы к тексту параграфа.

Во внеурочное время учащиеся закладывают опыты.

Опыт 1 . В стакан наливают воды слоем 1 см, на дно кладут марлю, затем опускают в стакан 4-5 молодых листьев пеларгонии, плотно закрывают стакан пробкой и ставят в темный шкаф.

Опыт 2 . Закладывают так же, как и первый, только стакан оставляют на свету (можно под электрическим освещением).

В частности, глубина и продолжительность наводнений сильно зависят от вероятности выживания растений, даже в случае, устойчивых к наводнениям. Растения разработали ряд механизмов, которые, как считается, уменьшают негативные последствия погружения и которые включают как метаболическую, так и морфологическую пластичность. Многие из характеристик наводнений, устойчивых к наводнениям, направлены на улучшение доступности кислорода. Хорошо описанным примером является удлинение побега, либо за счет увеличения роста черешков и ламины, либо из-за удлинения ствола, что в конечном итоге может привести к восстановлению контакта растения с атмосферой.

Опыт 3 . Берут две трехлитровые широко гордые банки. В одну банку на дно ставят 2 стаканчика: один - с веточками пеларгонии или листьями традесканции; другой - с известковой водой. Во вторую банку ставят стаканчик с известковой водой без растений. Обе банки закрывают плотными крышками и ставят на 2-3 дня в темный шкаф.

Опыты к занятиям по теме «Лист»

Цель : выявить потребность растения в воздухе, дыхании; понять, как происходит процесс дыхания у растений.

Когда кислород входит в побег, диффузия внутри растения усиливается продольными воздушными каналами в побегах и корнях и развитием газонепроницаемого барьера в корнях для предотвращения диффузии кислорода в анаэробную почву. Эти виды обычно обитают в плохо дренированных местах обитания, где наводнение может оставаться застойным в течение значительного периода вегетационного периода, а удлинение отскока в этих местах является эффективным решением, чтобы избежать дефицита кислорода. Многие виды, с другой стороны, испытывают погруженные условия, которые слишком глубоки для побега, чтобы достичь поверхности.

Оборудование : комнатное растение, трубочки для коктейля, вазелин, лупа.

Ход опыта : Педагог спрашивает, дышат ли растения, как доказать, что дышат. Обучающиеся определяют, опираясь на знания о процессе дыхания у человека, что при дыхании воздух должен поступать внутрь растения и выходить из него. Вдыхают и выдыхают через трубочку. Затем отверстие трубочки замазывают вазелином. Дети пытаются дышать через трубочку и делают вывод, что вазелин не пропускает воздух. Выдвигается гипотеза, что растения имеют в листочках очень мелкие отверстия, через которые дышат. Чтобы проверить это, смазывают одну или обе стороны листа вазелином, ежедневно в течение недели наблюдают за листьями. Через неделю делают вывод: листья «дышат» своей нижней стороной, потому что те листья, которые были смазаны вазелином с нижней стороны, погибли.

Поскольку фотосинтез производит как кислород, так и углеводы, он может значительно облегчить стресс у полностью погруженных растений. Наша цель - предоставить обзор текущих знаний о важности подводного фотосинтеза для выживания подводных наземных растений. Вкратце обсудим основные факторы, которые меняются в подводной среде, после чего мы суммируем эффекты фотосинтеза на внутренние концентрации кислорода.

Кроме того, мы сосредоточимся на морфологической акклиматизации побега, которая часто встречается на подводных растениях, что важно для газообмена между листьями и паводковыми водами и, таким образом, имеет решающее значение для подводного фотосинтеза. Актуальность этих изменений фенотипа листьев для производительности растений будет показана путем сравнения их с листьями гетерофиллических водных и амфибийных видов. Последние группы также демонстрируют высокую пластичность в морфологии листьев и имеют листья, специализированные для фотосинтеза как в воздухе, так и в воде.

Как дышат растения?

Цель : определить, что все части растения участвуют в дыхании.

Оборудование : прозрачная емкость с водой, лист на длинном черешке или стебельке, трубочка для коктейля, лупа

Ход опыта : Педагог предлагает узнать, проходит ли воздух через листья внутрь растения. Высказываются предположения о том, как обнаружить воздух: дети рассматривают срез стебля через лупу (есть отверстия), погружают стебель в воду (наблюдают выделение пузырьков из стебля). Педагог с детьми проводит опыт «Сквозь лист» в следующей последовательности:

Поглощение сильно тормозит газообмен между установкой и окружающей средой из-за скорости диффузии газов в воде в 10 4 раза ниже, чем в воздухе. В результате этого затрудненного газообмена концентрации кислорода в подводном растении могут упасть в темноте. Такие низкие уровни кислорода будут тогда ограничивать аэробное дыхание и другие существенные кислород-зависимые процессы. Таким образом, дефицит кислорода, вызванный субмикронным излучением в наземных растениях, неизбежно сопровождается дефицитом энергии и углеводов.

Количество и качество света также различаются по воде, по сравнению с условиями, превышающими воду. Водные среды обычно считаются заштрихованными средами, поскольку свет ослабляется отражением поверхности, обратным рассеянием и поглощением водой и взвешенными частицами. Это особенно относится к речной воде, в которой нагрузка взвешенных осадков часто очень высока, и, следовательно, легкая передача плохой. Например, средняя передача в реке Рейн.

наливают в бутылку воды, оставив ее незаполненной на 2-3 см;
вставляют лист в бутылку так, чтобы кончик стебля погрузился в воду; плотно замазывают пластилином отверстие бутылки, как пробкой;
здесь же проделывают отверстие для соломинки и вставляют ее так, чтобы кончик не достал до воды, закрепляют соломинку пластилином;
встав перед зеркалом, отсасывают из бутылки воздух.

Из погруженного в воду конца стебля начинают выходить пузырьки воздуха. Дети делают вывод о том, что воздух через лист проходит в стебель, так как видно выделение пузырьков воздуха в воду.

Кроме того, фотосинтез не только будет ограничен светом во время затопления, но также доступность углекислого газа сильно ограничена. Хотя этот газ составляет ок. В 28 раз более растворимый в воде, чем кислород, медленная скорость диффузии в воде будет значительно затруднять скорость поглощения листьями по сравнению с воздухом. Граничные слои вокруг листьев, вероятно, будут на несколько порядков выше в воде, чем на воздухе, особенно в застойной или медленной проточной воде. Кроме того, уровни углекислого газа сильно изменяются во времени как в суточных, так и в годовых циклах, причем более высокие концентрации обычно присутствуют в ночное время и в более холодный сезон из-за температурного воздействия на растворимость газов в воде.

Цель : установить, что растение при фотосинтезе выделяет кислород.

Оборудование : большая стеклянная емкость с герметичной крышкой, черенок растения в воде или маленький горшочек с растением, лучинка, спички.

Ход опыта : Педагог предлагает детям выяснить, почему в лесу так легко дышится. Обучающиеся предполагают, что растения выделяют кислород, необходимый для дыхания человека. Предположение доказывают опытом: помещают внутрь высокой прозрачной емкости с герметичной крышкой горшочек с растением (или черенок). Ставят в теплое, светлое место (если растение дает кислород, в банке его должно стать больше). Через 1-2 суток педагог ставить перед детьми вопрос, как узнать, накопился ли в банке кислород (кислород горит). Наблюдают за яркой вспышкой пламени лучинки, внесенной в емкость сразу после снятия крышки. Сделать вывод с использованием модели зависимости животных и человека от растений (растения нужны животным и человеку для дыхания).

Из-за неблагоприятных условий освещения и концентраций углекислого газа, описанных выше, потенциал для подводного фотосинтеза, как ожидается, будет очень низким на земных растениях. Однако все большее количество доказательств указывает на благоприятный эффект света на выживание растений. Во всех тестируемых видах более высокие световые условия привели к улучшению выживаемости, независимо от их толерантности к затоплению. Ясно, что для поддержания выживших растительных тканей недостаточно света, хотя в таких условиях общая биомасса обычно значительно уменьшается.

Во всех ли листьях происходит фотосинтез?

Цель : доказать, что фотосинтез происходит во всех листьях.

Оборудование : кипяток, лист бегонии (обратная сторона окрашена в бордовый цвет), емкость белого цвета.

Ход опыта : Педагог предлагает выяснить, происходит ли фотосинтез в листьях, окрашенных не в зеленый цвет (у бегонии обратная сторона листа окрашена в бордовый цвет). Обучающиеся предполагают, что в этом листе не происходит фотосинтез. Педагог предлагает детям поместить лист в кипящую воду, через 5-7 минут его рассмотреть, зарисовать результат. Лист становится зеленым, а вода изменяет окраску. Делают вывод, что в листе происходит фотосинтез.

Испарение влаги с листьев растений

Даже высокие виды хелофитов и деревьев могут получать прибыль от подводного фотосинтеза, когда они погружаются во время фазы их создания. Установлено, что повышенная выживаемость подводных растений в присутствии света коррелирует с углеводным статусом растений. Внутренние концентрации растворимых углеводов и крахмала в побегах погруженного риса уменьшались как в светлых, так и в затененных условиях, но затопляемые растения в полном свете всегда содержали больше углеводов, чем те, которые погружены в тень.

Лабиринт

Цель : уставить наличие фототропизма у растений

Оборудование : картонная коробка с крышкой и перегородками внутри в виде лабиринта: в одном углу картофельный клубень, в противоположном - отверстие.

Ход опыта : В коробку помещают клубень, закрывают ее, ставят в теплое, но не жаркое место, отверстием к источнику света. Открывают коробку после появления из отверстия ростков картофеля. Рассматривают, отмечая их направление, цвет (ростки бледные, белые, искривленные в поисках света в одну сторону). Оставив коробку открытой, продолжают в течение недели наблюдать за изменением цвета и направлением ростков (ростки теперь тянутся в разные стороны, они позеленели). Обучающиеся объясняют результат.

Такие различия в уровнях углеводов, вероятно, будут связаны с фиксацией углерода и последующим образованием сахарозы, что, в свою очередь, способствует дыханию и тем самым снижает спрос на накопленный углерод. Таким образом, истощение запасов углеводов также будет значительно замедлиться. Как показано выше, свет и, следовательно, предположительно подводный фотосинтез могут определять выживание наземных видов растений при затоплении. Кислородная недостаточность обычно считается основным фактором стресса в этих условиях, и поэтому можно ожидать, что одним из важных результатов фотосинтеза является улучшение содержания кислорода в погруженных листьях.

Цель : установить, как растение двигается в направлении источника света.

Оборудование : два одинаковых растения (бальзамин, колеус).

Ход опыта : Педагог обращает внимание детей на то, что листья растений повернуты в одном направлении. Устанавливают растение к окну, помечая сторону горшка символом. Обращают внимание на направление поверхности листьев (во все стороны). Через три дня обращают внимание, что все листья потянулись к свету. Поворачивают растение на 180 градусов. Отмечают направление листьев. Продолжают наблюдение еще дня три, отмечают изменение направления листьев (они опять повернулись к свету). Результаты зарисовывают.

Затем, если пористость тканей достаточно высока, кислород может диффундировать по всему растению, включая корневую систему. Аналогично, рис, морские травы и виды амфибий изоэтидов показали значительно более высокие концентрации кислорода в ризосфере в течение светового периода.

Происходит ли фотосинтез в темноте?

Эти косвенные методы имеют общее сходство, что все они четко указывают на увеличение концентрации кислорода в подводных растениях, когда они были фотосинтезирующими, хотя они не предсказывают фактическую внутреннюю концентрацию кислорода. Как указывалось в предыдущем разделе, подводный фотосинтез будет ограничен не только светом, но и сильно уменьшенным содержанием неорганического углерода по сравнению с фотосинтезом над водой из-за более медленных скоростей диффузии диоксида углерода. Кроме того, развитие более крупных застойных пограничных слоев вокруг листьев еще больше снижает доступность диоксида углерода для фотосинтеза под водой.

Происходит ли фотосинтез в темноте?

Цель : доказать, что фотосинтез в растениях происходит только на свету.

Оборудование : комнатные растения с твердыми листьями (фикус, сансевьера), лейкопластырь.

Ход опыта : Педагог предлагает детям письмо-загадку: что будет, если на часть листа не будет падать свет (часть листа будет светлее). Предположения детей проверяются опытом: часть листа заклеивают пластырем, растение ставят к источнику света на неделю. Через неделю пластырь снимают. Дети делают вывод: без света фотосинтеза в растениях не происходит.

Цель : определить, что растение может само себя обеспечить питанием.

Оборудование : горшок с растением внутри стеклянной банки с широким горлом, герметичная крышка.

Ход опыта : Внутрь прозрачной большой емкости дети помещают черенок растения в воде или небольшой горшочек с растением. Почву поливают. Емкость герметично закрывают крышкой, ставят в теплое, светлое место. В течение месяца наблюдают за растением. Выясняют, почему оно не погибло (растение продолжает расти: на стенках банки периодически появляются капли воды, потом исчезают. (Растение кормит само себя).

Испарение влаги с листьев растений

Цель : проверить, куда исчезает вода с листьев.

Оборудование : растение, целлофановый пакетик, нить.

Ход опыта : Обучающиеся рассматривают растение, уточняют, как движется вода из почвы к листьям (от корней к стеблям, затем к листьям); куда она потом исчезает, почему растение надо поливать (вода с листьев испаряется). Предположение проверяют, надев на листочек целлофановый пакетик и закрепив его. Растение ставят в теплое светлое место. Замечают, что внутри пакетик «запотел». Спустя несколько часов, сняв пакетик, обнаруживают в нем воду. Выясняют, откуда она появилась (испарилась с поверхности листа), почему не видно воды на остальных листьях (вода испарилась в окружающий воздух).

Цель : установить зависимость количества испаряемой воды от величины листьев.

Оборудование : стеклянные колбы, черенки диффенбахии и колеуса.

Ход опыта : Срезают черенки для дальнейшей посадки, помещают их в колбы. Наливают одинаковое количество воды. Через один-два дня дети проверяют уровень воды в каждой колбе. Выясняют, почему он неодинаков (растение с крупными листьями поглощает и испаряет больше воды).

Цель : установить зависимость между структурой поверхности листьев (плотность, опушение) и потребностью их в воде.

Оборудование : фикус, сансевьера, диффенбахия, фиалка, бальзамин, целлофановые пакеты, лупа.

Ход опыта : Педагог предлагает выяснить, почему фикус, фиалка и некоторые другие растения не требуют много воды. Проводят опыт: надевают на листья разных растений целлофановые пакетики, плотно закрепляют, наблюдают за появлением влаги в них, сравнивают количество влаги при испарении с листьев разных растений (диффенбахия и фикус,фиалка и бальзамин).

Усложнение : каждый ребенок выбирает себе растение, проводит опыт, обсуждает результаты (фиалку поливать часто не надо: опушенные листья не отдают, сохраняют влагу; плотные листья фикуса тоже испаряют меньше влаги, чем листья такого же размера, но неплотные).

Что чувствуешь?

Цель : выяснить, что происходит с растением при испарении воды с листьев.

Оборудование : губка, смоченная водой.

Ход опыта : Педагог предлагает детям попрыгать. Выясняет, что они чувствуют при прыжке (жарко); когда жарко, что происходит (пот выступает, потом он исчезает, испаряется). Предлагает представить, что рука - листочек, с которого испаряется вода; смочить губку в воде и провести ею по внутренней поверхности предплечья. Дети передают свои ощущения до полного исчезновения влаги (почувствовали прохладу). Выясняют, что происходит с листьями, когда из них испаряется вода (они охлаждаются).

Что изменилось?

Цель : доказать, что при испарении воды с листьев происходит их охлаждение.

Оборудование : термометры, два кусочка ткани, вода.

Ход опыта : Дети рассматривают термометр, отмечают показания. Завертывают термометр в мокрую ткань и кладут в теплое место. Предполагают, что должно произойти с показаниями. Через 5-10 минут проверяют, объясняют, почему температура понизилась (при испарении воды из ткани происходит охлаждение).

Цель : выявить зависимость количества испаряемой жидкости от размера листьев.

Оборудование : три растения: одно - с крупными листьями, второе - с обычными листьями, третье - кактус; целлофановые пакетики, нитки.

Ход опыта : Педагог предлагает выяснить, почему растения с крупными листьями необходимо поливать чаще, чем с мелкими. Дети выбирают три растения с разными по величине листьями, проводят опыт, используя незаконченную модель зависимости размера листьев и количества выделяемой воды (отсутствует изображение символа - много, мало воды). Дети выполняют следующие действия: надевают пакетики на листья, закрепляют, наблюдают за изменениями в течение суток; сравнивают количество испаряемой жидкости. Делают вывод (чем крупнее листья, тем больше они испаряют влаги и тем чаще их надо поливать).