Пластичний обмін: фотосинтез (світлова й темнова фази) та хемосинтез
👩🏫Методичні акценти для вчителя • План проведення уроку на 45 хвНУШ▼
🎯 Очікувані результати навчання (НУШ):
Формування предметних компетентностей за темою «Пластичний обмін: фотосинтез (світлова й темнова фази) та хемосинтез», розвиток критичного мислення, вміння аналізувати причинно-наслідкові зв'язки та застосовувати набуті знання на практиці.
💬 Провокативне питання для старту:
Використайте блок «Гачок (Hook)» нижче для 2-хвилинної розминки з класом перед поясненням нового матеріалу.
⏱️ Рекомендований таймінг 45-хвилинного уроку:
Тема: § 23–24. Пластичний обмін: фотосинтез (світлова й темнова фази) та хемосинтез. Д/з: опрацювати матеріал уроку та завдання «У зошит» на платформі EZZ-SCHOOL BOOKS.
⚡ Фронтальне бліц-опитування класу на початку уроку (2 хв):
- Що є ключовим поняттям теми «Пластичний обмін: фотосинтез (світлова й темнова фази) та хемосинтез» і чому воно важливе?
- Де у повсякденному житті, науці чи IT ми стикаємося з цим явищем/алгоритмом?
- Яка найпоширеніша помилка виникає під час першого знайомства з матеріалом?
🏠 Диференційоване домашнє завдання:
- Базовий рівень (обов'язковий): опрацювати конспект і блок «У зошит».
- Достатній рівень: скласти власну шпаргалку та пройти MiniCheck.
- Високий / STEM: виконати симуляцію у лабораторії та скласти BossQuiz на 100 XP.
📊 Критерії формувального оцінювання:
Твоя місія на цей урок
Натискай на цілі у міру їх опанування:
- 1З'ясувати суть фотосинтезу як головного планетарного процесу синтезу органіки та виділення кисню.Опанувати ➔
- 2Розрізняти процеси світлової (фотоліз води, АТФ, НАДФ·H) та темнової фаз (цикл Кальвіна, глюкоза).Опанувати ➔
- 3Охарактеризувати хемосинтез автотрофних бактерій (відкриття С. Виноградського).Опанувати ➔
- 4Усвідомити космічну роль зелених рослин (за К. А. Тімірязєвим) у біосфері.Опанувати ➔
🌿 Кожен ковток кисню, яким ви дихаєте, колись був молекулою води в клітині рослини!
Кисень, що наповнює атмосферу Землі, утворюється не з вуглекислого газу, а з води під час фотолізу на мембранах хлоропластів! Зелені рослини щорічно фіксують понад 150 мільярдів тонн вуглецю і виділяють 200 мільярдів тонн чистого кисню, вловлюючи сонячне світло.
🔬 Інтерактивна біологічна лабораторія
Екологічна лабораторія: Трофічні піраміди
Правило 10% Ліндемана та ланцюги живлення в екосистемах
Згідно з другим законом термодинаміки, більша частина спожитої біомаси витрачається на процеси життєдіяльності організму (дихання, рух, підтримання сталої температури тіла), виділяється у вигляді тепла та розсіюється у навколишнє середовище, а також видаляється з неперетравленими рештками. Саме тому довжина ланцюгів живлення в природі рідко перевищує 4–5 ланок!
§ 23. Фотосинтез: світлова та темнова фази в хлоропластах
Фотосинтез — процес синтезу органічних сполук (глюкози) з неорганічних речовин (вуглекислого газу та води) за рахунок світлової енергії Сонця за участю фотосинтетичних пігментів (хлорофілів).
☀️ Світлова фаза фотосинтезу (на мембранах тилакоїдів)
Відбувається виключно на світлі в мембранах тилакоїдів хлоропластів:
- Вловлювання фотонів: молекули хлорофілу поглинають кванти світла, переходячи в збуджений стан і віддаючи електрони.
- Фотоліз води: розщеплення молекул води світлом під дією ферментів:2 H₂O ⟶ 4 H⁺ + 4 e⁻ + O₂↑Кисень O₂ є побічним продуктом і виділяється в атмосферу!
- Синтез АТФ (фотофосфорилювання): потік протонів крізь АТФ-синтазу мембрани синтезує АТФ.
- Відновлення переносника: електрони та протони відновлюють НАДФ⁺ до НАДФН.
🌙 Темнова фаза фотосинтезу — Цикл Кальвіна (у стромі хлоропласта)
Відбувається у стромі хлоропласта і не потребує безпосереднього світла (може йти вдень і вночі):
Вуглекислий газ (CO₂), що надходить крізь продихи листка, фіксується і за рахунок енергії АТФ та відновного потенціалу НАДФН зі світлової фази перетворюється на молекули глюкози (C₆H₁₂O₆)!
§ 24. Хемосинтез: синтез органіки без сонячного світла
У 1887 році видатний мікробіолог С. М. Виноградський відкрив явище хемосинтезу — процес утворення органічних сполук з неорганічних за рахунок хімічної енергії окиснення неорганічних речовин (без участі світла!).
Хемосинтез здатні здійснювати виключно певні групи бактерій:
📊 Порівняння світлової та темнової фаз фотосинтезу
| Параметр | Світлова фаза фотосинтезу | Темнова фаза (цикл Кальвіна) |
|---|---|---|
| Місце протікання | Мембрани тилакоїдів хлоропластів (за участі пігменту хлорофілу) | Строма хлоропластів (ферментативні реакції) |
| Вимога до світла | Відбувається ТІЛЬКИ на світлі | Світло не потрібне (відбувається як на світлі, так і в темряві) |
| Фотоліз води | 2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂↑ (кисень виділяється як побічний продукт) | Не відбувається |
| Енергетичні сполуки | Утворення АТФ (фотофосфорилювання) та відновлення НАДФ·H | Витрачається енергія АТФ та водень з НАДФ·H |
| Фіксація вуглецю | Не відбувається | Фіксація неорганічного CO₂ та синтез глюкози C₆H₁₂O₆ |
| Хемосинтез (С. Виноградський) | Синтез органіки за рахунок окиснення неорганічних речовин | Нітрифікуючі бактерії, залізобактерії, сіркобактерії (без світла!) |
У якій фазі фотосинтезу відбувається фотоліз води з виділенням кисню?
У зошит (за підручником)
Вправи з підручника до цієї теми уроку. Виконуй у робочий зошит або за комп'ютером за вказівкою вчителя:
Складання порівняльної таблиці світлової та темнової фаз фотосинтезу
💡 Підказка від нас: Параметри: Місце перебігу, Потреба у світлі, Вихідні речовини, Кінцеві продукти.
Порівняння фотосинтезу та хемосинтезу
💡 Підказка від нас: Вказати спільне (автотрофний синтез органіки) та відмінне (джерело енергії: світло проти окиснення неорганіки).
Самоперевірка (картки знань)
Натискай для перевороту (або Пробіл / ◀ ▶ на клавіатурі)
Бос-тест: Пластичний обмін: фотосинтез (світлова й темнова фази) та хемосинтез
Питання 1 з 5 • Завдай удару по босу теми
Який пігмент рослин поглинає червоні та синьо-фіолетові промені світла для запуску фотосинтезу?
Шпаргалка уроку (головне в один екран)
Усе найважливіше для повторення перед уроком або самостійною роботою
Головне правило: Фотосинтез: Світлова (тилакоїди): світло + H2O → O2↑ + АТФ + НАДФ·H. Темнова (строма): CO2 + АТФ + НАДФ·H → C6H12O6 (глюкоза). Хемосинтез (Виноградський): органіка з хімічного окиснення без світла.
Екзаменаційний акцент (НМТ/ЗНО): O2 утворюється з H2O, а не з CO2! Світлова фаза дає енергію, темнова — саму глюкозу.