Чем питаются растения 5 класс: 5 класс. Строение и жизнедеятельность живых организмов

5 класс. Строение и жизнедеятельность живых организмов

Ты уже знаешь, что растения лишены возможности передвигаться и сами обеспечивают себя органическими веществами, необходимыми для жизни.

Многие годы учёные пытались выяснить, откуда же растение само получает органические вещества. Около 300 лет назад уже известный тебе учёный ван Гельмонт, заинтересовавшись этим вопросом, решил поставить опыт (рис. 39).

Рис. 39. Опыт ван Гельмонта

Он поместил в горшок 80 кг земли и посадил ветку ивы. Землю в горшке прикрыл, чтобы на неё не попадала пыль. Поливал ветку только дождевой водой, которая не содержит никаких питательных веществ. Через 5 лет выросшую иву вынул из земли и взвесил. Её масса за эти годы увеличилась на 65 кг. Масса же земли в горшке уменьшилась всего на 50 г!

Откуда же растение взяло 64 кг 950 г органического вещества? Ван Гельмонт на этот вопрос ответить не смог. Предстояло раскрыть ещё много тайн живых растений, чтобы найти ответ. В разных странах учёные проводили опыты и наблюдения за растениями. Некоторые явления, отмеченные ими, ты можешь наблюдать.

Наблюдение 1. Если накрыть в саду траву деревянным щитом (рис. 40), то вместо зелёной трава станет … .

Наблюдение 2. Если снять щит, то трава снова станет … .

На свету листья растений становятся зелёными. В них образуется вещество зелёного цвета. Это — хлорофилл.

Наблюдение 3. Растения тянутся к свету, у них образуются усики, широкие листья, высокие стебли (рис. 41).

Рис. 42. Растения в теплице

Вывод: для жизни растений необходим свет.

Наблюдение 4. При выращивании растений в теплицах (рис. 42) заметили, что более крупные овощи вырастают там, где больше воды, углекислого газа и есть дополнительное электрическое освещение.

В овощах накапливаются органические вещества, которые созданы самим растением.

Поедая растение, животное получает готовые органические вещества, созданные растением. Человек, используя в пищу клубни картофеля, зёрна пшеницы, капусту, яблоки и другие дары растений, также получает необходимые для жизни готовые органические вещества.

Для образования органических веществ растению нужны углекислый газ, вода и энергия солнечного света. Образование органических веществ происходит в зелёных листьях, содержащих хлорофилл — зелёное красящее вещество, улавливающее солнечный свет.

Растение кормит себя само, образуя органические вещества из неорганических. Человек и животные питаются органическими веществами, которые создали растения.

Рис. 43

1.Объясни рисунок 43. Дай ему название.

Климент Аркадьевич

Тимирязев (1843–1920)

2.Ответь на вопросы. Могут ли животные и человек прокормить себя с помощью света, воды и углекислого газа? Что будет, если человек уничтожит все растения?

3. Прочитай и объясни слова русского учёного К.А. Тимирязева, изучавшего секреты питания зелёных растений и их роль на Земле: «Дайте самому лучшему повару сколько угодно свежего воздуха, сколько угодно солнечного света и целую речку чистой воды и попросите, чтобы из всего этого он приготовил вам сахар, крахмал, жир и зерно, — он решит, что вы над ним смеётесь. Но то, что кажется совершенно фантастическим человеку, беспрепятственно совершается в зелёных листьях растений».

Как питаются растения? 5 класс

Похожие презентации:

Эндокринная система

Анатомо — физиологические особенности сердечно — сосудистой системы детей

Хронический панкреатит

Топографическая анатомия верхних конечностей

Анатомия и физиология сердца

Мышцы головы и шеи

Эхинококкоз человека

Черепно-мозговые нервы

Анатомия и физиология печени

Топографическая анатомия и оперативная хирургия таза и промежности

КАК ПИТАЮТСЯ РАСТЕНИЯ?
25. 11.10. Байгуватова
З.З.

2. Как питаются растения

Разработала
учитель химии высшей
категории МОУ лицей № 21
Кировского района городского
округа город Уфа
Байгуватова Зульфия Зягудовна
25.11.10. Байгуватова
З.З.
25.11.10. Байгуватова
З.З.
1.
У
РАСТЕНИЙ СУЩЕСТВУЕТ:
ВОЗДУШНОЕ
ПИТАНИЕ
ПОЧВЕННОЕ
ПИТАНИЕ
25.11.10. Байгуватова
З.З.

5. Лист под микроскопом

25.11.10. Байгуватова
З.З.
2.
ПРОЦЕСС
ОБРАЗОВАНИЯ
ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
У РАСТЕНИЙ НАЗЫВАЕТСЯ –
ФОТОСИНТЕЗ
25.11.10. Байгуватова
З.З.
ДЛЯ ФОТОСИНТЕЗА НЕОБХОДИМЫ:
ВОДА
УГЛЕКИСЛЫЙ
ГАЗ
ХЛОРОФИЛЛ
25.11.10. Байгуватова
З.З.
ЭНЕРГИЯ
СОЛНЦА
ОКАЗЫВАЕТСЯ, ЧТО В ПРОЦЕССЕ ФОТОСИНТЕЗА
ОБРАЗУЮТСЯ:
ОРГАНИЧЕСКИЕ
ВЕЩЕСТВА ДЛЯ
ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ
ВЫДЕЛЯЕТСЯ:
В АТМОСФЕРУ КИСЛОРОД
КАК ПОБОЧНЫЙ ПРОДУКТ
ФОТОСИНТЕЗА
ОРГАНИЧЕСКИЕ
ВЕЩЕСТВА
25.11.10. Байгуватова
З. З.
О2
3. Существуют растения хищники
Раффлезия
Росянка
Венерина мухоловка
Эти растения питаются готовыми органическими
в-ми потребляя их из других организмов (насекомых).
При этом фотосинтез у них протекает крайне мало
или Байгуватова
совсем
отсутствует, как
у раффлезии.
25.11.10.
З.З.
4. Что даже рыбы в воде
дышат благодаря растениям
5. Что на 2004 г. ученые
зарегистрировали 287 655
различных видов растений
Среди них:
• 258 650 цветковых
• 16 000 мхов
• 11 000 папоротников
• 8000 зелёных водорослей
25.11.10. Байгуватова
З.З.
Зелёные насажде́ния — совокупность древесных, кустарниковых и
травянистых растений на определённой территории.
в городах выполняют ряд функций:
• поглощение СО2 и выделение О2 в ходе фотосинтеза
• понижение температуры воздуха за счёт испарения
• снижение уровня шума
• снижение уровня загрязнения воздуха пылью и газами
• защита от ветров
• выделение растениями фитонцидов — летучих
веществ, убивающих болезнетворные микробы
• положительное влияние на нервную систему человека
делятся на три основные категории:
• общего пользования (сады, парки, скверы, бульвары)
• ограниченного пользования (внутри жилых кварталов,
на территории школ, больниц, др. учреждений)
• специального назначения (питомники,
санитарно-защитные насаждения, и т. д.)
норма зелёных насаждений общего пользования
25.11.10. Байгуватова
для З.З.
крупных городов — 21м² на одного человека
ЗНАЧЕНИЕ РАСТЕНИЙ:
Существование животных невозможно без растений:
• из всех организмов только растения и фотосинтезирующие
бактерии способны аккумулировать энергию Солнца
• образуют в процессе фотосинтеза органические вещества
из неорганических извлекают из атмосферы CO2 (очищая
воздух) и выделяют O2 (так необходимый для дыхания)
• являются основным звеном в сложной цепи питания
всех гетеротрофных организмов, включая человека
• наземные растения образуют степи, луга, леса и др.
растительные группировки, создавая ландшафтное разнообразие Земли
• образуют экологические ниши для жизни организмов всех царств
• образуют почву
Пищевая промышленность
• хлебным растениям (пшеница, рис,
кукуруза, просо, ячмень, рожь, овёс)
• богатые белками зернобобовые (фасоль, горох, чечевица)
• сахароносные (сахарная свёкла и сахарный тростник)
• многочисленные масличные (подсолнечник, арахис, маслина и др. )
• важное место в пищевом рационе человека занимает в странах с умеренным
25.11.10.
Байгуватова а в более южных областях — батат, ямс, ока, таро и др.
климатом
картофель,
З.З.
• плодовые, ягодные, овощные и иные культурные растения.
Тонизирующи растения — чая, кофе, какао
Винодельческие — винограда
Кормовые – в животноводстве
используют дикорастущие и
культивируемые растения
Лёгкая промышленность — хлопчатник,
лён, конопля, рами, джут, кенаф, сизаль
Деревообрабатывающая промышленность
обеспечивает строительным материала,
является источником получения целлюлозы
Энергетика — каменный уголь, торф содержат
аккумулированную в растительных остатках
прошлого энергию Солнца
Марена красильная
Медицина и химия
• из растений добывается естественный каучук,
ценные смолы, эфирные масла, красители
(получаемые в результате переработки)
• основные поставщики витаминов
25.11.10. Байгуватова
• источник
лекарств (наперстянка, алоэ,
З. З.
белладонна, пилокарпус, валериана др.)
Информационные ресурсы
Интернет-ресурсы
Литература:
Агеева И.Д. Веселая биология на уроках и праздниках:
методическое пособие – М.: Сфера, 2005.
Околитенко Н.И. Биология для увлеченных — Ростов-наДону: Феникс, 2006.
Пономарева И.Н. и др. учебник Биология., Растения,
бактерии, грибы, лишайники — М.:Вентана – граф, 2004.
Трайтак Н.Д., Трайтак Д.И. Сборник задач и упражнений
по биологии растений, бактерий, грибов и лишайников:
25.11.10.
Байгуватова
пособие
для учащихся — М.: Мнемозина, 1998.
З.З.

English    
Русский
Правила

Энергия из пищи животных — наука 5-го класса

Все научные ресурсы 5-го класса

93 Практические тесты
Вопрос дня
Карточки
Learn by Concept

← Предыдущая 1 2 Следующая →

Научная помощь 5-го класса »
Физическая наука »
Энергия из корма для животных

Что из следующего лучше всего описывает, как плотоядное животное получает энергию от солнца.

Возможные ответы:

Медведь гризли спит всю зиму, когда на улице в основном темно и холодно, а затем активен все лето, когда погода лучше.

Львы большую часть своей охоты проводят на рассвете, когда у ночных животных заканчивается день, а у других только начинается день.

Растение использует фотосинтез для получения энергии от солнца, а затем олень получает энергию, поедая растение. Затем, когда волк ест оленя, он получает энергию от оленя.

Акула предпочитает охотиться в более теплой воде, куда зимой уходят тюлени и морские львы, чтобы родить потомство.

Правильный ответ:

Растение использует фотосинтез для получения энергии от солнца, а затем олень получает свою энергию, поедая растение. Затем, когда волк ест оленя, он получает энергию от оленя.

Пояснение:

Фотосинтез – это способ, с помощью которого растения преобразуют солнечную энергию в собственную энергию. А поскольку животные получают энергию из пищи, когда животное ест растение, оно получает растительную энергию косвенно от солнца, потому что именно так само растение получает энергию. Затем, когда плотоядное животное ест травоядное животное, оно получает энергию от травоядного, которое получает энергию от растения, которое получает ее от солнца. Таким образом, даже мясоеды косвенно получают энергию от солнца.

Сообщить об ошибке

Леопард — хищник, который питается антилопами и другими травоядными, похожими на оленей, в африканской саванне. Что из нижеперечисленного могло бы стать потенциальным последствием для леопарда, если бы засуха уничтожила большую часть растений в среде обитания леопарда?

Возможные ответы:

Без растений, за которыми можно прятаться, импал и других травоядных было бы легче поймать, а у леопардов было бы переизбыток пищи.

Зубы леопарда достаточно острые, чтобы он мог выжить, поедая камни и гравий, пока не закончится засуха.

С леопардом все в порядке, так как он питается мясом, а не растениями.

Травоядные, которых ест леопард, вымрут от голода, и леопард останется без источника пищи.

Правильный ответ:

Травоядные, которыми питается леопард, вымрут от голода, и леопард останется без источника пищи.

Объяснение:

Пищевая цепочка сильно взаимозависима в любой конкретной среде обитания, поэтому, если растительноядные антилопы и олени, которыми питаются леопарды, внезапно лишатся своих источников растительной пищи, они вымрут, и у леопардов не будет много осталось поесть. Вся питательная энергия исходит от солнца: растения используют хлорофилл для фотосинтеза солнечной энергии в энергию растений, а затем животные либо питаются растениями для получения этой энергии, либо питаются животными, которые съели эту энергию растений. Потеря растений означает, что солнечной энергии, которой снабжаются даже самые свирепые хищники, станет меньше.

Сообщить об ошибке

Какое из следующих животных потеряет свою питательную энергию, если его среда обитания больше не будет получать солнечный свет?

Возможные ответы:

Все ответы верны.

Мыши, питающиеся растениями, которые получают энергию за счет фотосинтеза.

Ни один из ответов не является правильным.

Стервятники, питающиеся мертвыми мышами и ястребами.

Ястребы, которые поедают травоядных мышей.

Правильный ответ:

Все ответы правильные.

Пояснение:

Пищевая цепь начинается с солнца: растения получают энергию путем фотосинтеза солнечного света в энергию, а затем травоядные едят эти растения, чтобы получить энергию. Плотоядные, которые затем поедают травоядных, получают этот солнечный свет от солнца к растениям, от травоядных к плотоядным. Таким образом, если бы солнце больше не светило в этой среде обитания, растения не могли бы преобразовывать солнечный свет в энергию, поэтому мыши умирали, а это означало, что ястребам нечего было бы есть, а стервятники не могли полакомиться объедками.

Сообщить об ошибке

Откуда берется энергия, передаваемая от организма к организму в этой пищевой сети?

Возможные ответы:

автотрофы

солнце

высший трофический уровень

гетеротрофы

Правильный ответ:

1

5 солнце
Пояснение:

В процессе фотосинтеза производители, такие как трава, поглощают световую энергию солнца для производства продуктов питания (запасается сахар и крахмал). Потребители не могут производить себе пищу, поэтому им приходится потреблять другие организмы. Пища почти любого вида животных восходит к растениям и солнцу. Организмы связаны пищевыми цепями, в которых одни животные едят растения в пищу, а другие животные едят животных, которые едят растения. Некоторые организмы, такие как грибы и бактерии, разрушают мертвые организмы (как растения, так и части растений и животных) и поэтому действуют как «разлагатели». Разложение в конечном итоге восстанавливает (перерабатывает) некоторые материалы обратно в почву. Организмы могут выжить только в среде, в которой удовлетворяются их особые потребности.

Сообщить об ошибке

Что из следующего показывает движение энергии по пищевой цепи в правильном порядке?

Возможные ответы:

солнце -> производители -> консументы

ни один из этих

все эти

солнце -> растения -> животные

солнце -> автотрофы -> гетеротрофы 5

5

Правильный ответ:

все эти

Объяснение:

В процессе фотосинтеза производители, такие как трава, поглощают световую энергию солнца для производства пищи (запасается сахар и крахмал). Потребители не могут производить себе пищу, поэтому им приходится потреблять другие организмы. Пища почти любого вида животных восходит к растениям и солнцу. Организмы связаны пищевыми цепями, в которых одни животные едят растения в пищу, а другие животные едят животных, которые едят растения. Некоторые организмы, такие как грибы и бактерии, разрушают мертвые организмы (как растения, так и части растений и животных) и поэтому действуют как «разлагатели». Разложение в конечном итоге восстанавливает (перерабатывает) некоторые материалы обратно в почву. Организмы могут выжить только в среде, в которой удовлетворяются их особые потребности.

Сообщить об ошибке

Какое утверждение о потоке энергии в экосистеме верно?

Возможные ответы:

Энергия течет от Солнца к производителям.

Энергия течет от Солнца к потребителям.

Энергия Солнца течет к разлагателям.

Энергия не исходит от Солнца.

Правильный ответ:

Энергия течет от Солнца к производителям.

Объяснение:

Вся питательная энергия исходит от Солнца: растения используют хлорофилл для фотосинтеза солнечной энергии в растительную энергию, а затем животные либо питаются растениями для получения этой энергии, либо питаются животными, которые съели эту растительную энергию. Пищевая цепь начинается с Солнца, а затем энергия поступает к производителям.

Сообщить об ошибке

Какой объект в пищевой цепи имеет стрелу, идущую от него, но не ведущую к нему?

Возможные ответы:

Растение

Кузнечик

Солнце

Озеро

Правильный ответ:

Солнце

Объяснение:

Вся питательная энергия исходит от Солнца: растения используют хлорофилл для фотосинтеза солнечной энергии в энергию растений. Затем животные либо питаются растениями для получения этой энергии, либо питаются животными, которые съели эту растительную энергию. Стрелка будет направлена ​​наружу, показывая энергию, покидающую Солнце и потребляемую производителем, но не стрелку, направленную к нему, потому что Солнце не потребляет энергию в пищевой цепи.

Сообщить об ошибке

Растения составляют большую часть органического материала Земли. Что было бы с растениями, если бы не было Солнца?

Возможные ответы:

Они начнут есть потребителей, чтобы получить питательные вещества.

Они умрут, потому что у них не будет источника энергии.

Они получают энергию из воды, которую поглощают.

Они просто будут использовать фотосинтез, чтобы продолжать готовить пищу.

Правильный ответ:

Они умрут, потому что у них не будет источника энергии.

Пояснение:

Производители полагаются на Солнце, чтобы производить пищу, необходимую для выживания. Благодаря фотосинтезу растения превращают солнечный свет и углекислый газ в кислород, сахар и углеводы. Без Солнца растениям не хватило бы важного «ингредиента» для создания питательных веществ, и они бы не выжили.

Сообщить об ошибке

Чтобы растения жили и росли, им нужен источник энергии. Что лучше всего описывает, как растения получают энергию, необходимую им для жизни и роста?

Возможные ответы:

Они получают энергию от потребления воды.

Они получают энергию, разрушая организмы.

Они получают энергию из почвы.

Они получают энергию от поглощения солнечной энергии.

Правильный ответ:

Они получают энергию от поглощения солнечной энергии.

Пояснение:

Питательная энергия растений исходит от Солнца. Растения используют хлорофилл для фотосинтеза солнечной энергии в энергию растений. В процессе фотосинтеза производители, такие как трава, поглощают световую энергию Солнца для производства пищи (запасается сахар и крахмал). Фотосинтез — это то, как растения преобразуют энергию Солнца в свою энергию.

Сообщить об ошибке

Луг — это экосистема, в которой живут змеи и кролики. В каком порядке энергия течет через эту луговую экосистему?

Возможные ответы:

Солнце → трава → змея → кролик

Солнце → трава → кролик → змея

трава → змея → кролик → Солнце

трава → кролик → змея → Солнце

. Правильный ответ: .

Солнце → Трава → Кролик → Змея

Объяснение:

Энергия луга начинается с Солнца. Затем Солнце снабжает траву энергией в процессе фотосинтеза. Кролик ест траву, и кролик поглощает ее энергию. Наконец, змея съедает кролика и поглощает его энергию. Энергия поступает от Солнца и перемещается по экосистеме с каждым потребителем по цепочке.

Сообщить об ошибке

← Предыдущая 1 2 Следующая →

Уведомление об авторских правах

Все научные ресурсы 5-го класса

93 Практические тесты
Вопрос дня
Карточки
Learn by Concept

Питаются ли растения? Все о фотосинтезе — Урок

(0 оценок)

Нажмите здесь, чтобы оценить

Quick Look

Уровень: 6
(5-7)

Необходимое время: 1 час

Зависимость урока: Нет

предметных областей:
Биология, наука о жизни

Доля:

TE Информационный бюллетень

Резюме

В ходе обсуждения под руководством учителя учащиеся понимают, что пищевая энергия, получаемая растениями, поступает от солнечного света в процессе фотосинтеза растений. Они узнают, что такое фотосинтез, с соответствующим возрасту уровнем детализации и словарного запаса, а затем начинают задаваться вопросом, откуда мы знаем, что происходит фотосинтез, если мы не можем его видеть. Это подготавливает учащихся к соответствующей деятельности с использованием элодеи, обычного водного растения, подходящего для непосредственного наблюдения признаков фотосинтеза. Когда элодею помещают в стеклянный стакан рядом с хорошим источником света, пузырьки кислорода выделяются как продукты фотосинтеза. Подсчитав количество пузырьков, поднявшихся на поверхность за пятиминутный период, учащиеся могут сравнить фотосинтетическую активность элодеи при сильном и низком уровне освещенности.

Эта учебная программа по инженерному делу соответствует научным стандартам следующего поколения (NGSS).

Инженерное подключение

Студенты выполняют анализ данных и обратное проектирование, чтобы понять, как работает фотосинтез. Оба являются важными аспектами работы инженера.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

• Объясните, что фотосинтез — это процесс, с помощью которого растения превращают световую энергию в глюкозу, источник запасенной химической энергии для растений.
• Кратко опишите фотосинтез как химический процесс, в котором растения используют углекислый газ и воду для образования глюкозы и кислорода.

Образовательные стандарты

Каждый урок или занятие TeachEngineering связано с одной или несколькими науками K-12,
технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.

Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) ,
проект D2L (www. achievementstandards.org).

В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. по штатам; внутри источника по типу; напр. , естествознание или математика;
внутри типа по подтипу, затем по классу, и т.д. .

NGSS: научные стандарты следующего поколения — наука

Ожидаемая производительность NGSS
МС-ЛС1-6. Разработайте научное объяснение, основанное на доказательствах роли фотосинтеза в круговороте веществ и потоках энергии в организмы и из них. (6-8 классы) Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Научная и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Концепции поперечного сечения
Построить научное объяснение, основанное на действительных и надежных доказательствах, полученных из источников (включая собственные эксперименты учащихся), и предположении, что теории и законы, описывающие мир природы, действуют сегодня так же, как они работали в прошлом, и будут продолжать действовать так же в будущем. Соглашение о примирении: Спасибо за ваш отзыв! Научные знания основаны на логических связях между фактами и объяснениями. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!	Растения, водоросли (включая фитопланктон) и многие микроорганизмы используют энергию света для производства сахаров (пищи) из углекислого газа из атмосферы и воды в процессе фотосинтеза, при котором также выделяется кислород. Эти сахара можно использовать сразу или сохранить для роста или последующего использования. Соглашение о примирении: Спасибо за ваш отзыв! Химическая реакция, посредством которой растения производят сложные пищевые молекулы (сахара), требует затрат энергии (например, солнечного света). В этой реакции углекислый газ и вода объединяются, образуя органические молекулы на основе углерода и выделяя кислород. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!	В естественной системе передача энергии приводит к движению и/или круговороту материи. Соглашение о примирении: Спасибо за ваш отзыв!

ГОСТ

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Подписаться

Подпишитесь на нашу рассылку новостей, чтобы получать внутреннюю информацию обо всем, что связано с TeachEngineering, например, о новых функциях сайта, обновлениях учебных программ, выпусках видео и многом другом!

PS: Мы никому не передаем личную информацию и электронные письма.

Больше учебных программ, подобных этому

Урок средней школы

Фотосинтез и клеточное дыхание на атомном уровне

Студенты узнают о фотосинтезе и клеточном дыхании на атомном уровне и изучают основные принципы электромикробиологии — новой области исследований, которая может позволить инженерам использовать энергию на молекулярном уровне.

Фотосинтез и клеточное дыхание на атомном уровне

Высший элементарный урок

Посадка мыслей

Учащиеся получают представление о частях растения, типах растений и о том, как они производят себе пищу из солнечного света посредством фотосинтеза. Они узнают, как растения играют важную роль в поддержании сбалансированной среды, в которой выживают живые организмы Земли. Этот урок является частью …

Посадка мыслей

Урок средней школы

Фотосинтез – первичный источник энергии жизни

Этот урок охватывает процесс фотосинтеза и связанные с ним функции транспирации и клеточного дыхания растительных клеток. Учащиеся узнают, как инженеры могут рассматривать естественный процесс фотосинтеза как образцовую модель сложного, но эффективного процесса преобразования солнечной энергии в хим…

Фотосинтез – первичный источник энергии жизни

Высший элементарный урок

Биопереработка: использование природы для создания ресурсов из отходов

Изучая ключевые процессы углеродного цикла, такие как фотосинтез, компостирование и анаэробное пищеварение, студенты узнают, как природа и инженеры «биоперерабатывают» углерод. Учащиеся знакомятся с примерами того, как микробы играют множество ролей в различных системах переработки органических материалов, а также узнают, как …

Биопереработка: использование природы для создания ресурсов из отходов

Введение/Мотивация

Выберите трех или четырех учеников и попросите их назвать свои любимые блюда. Когда они ответят, укажите на растение или животное, из которого получена пища. Например, если учащийся говорит «мороженое», ответьте, сказав что-то вроде: «Хммм, это в основном коровье молоко или сливки, а сахар — с завода по производству сахарного тростника». Если учащийся говорит «шоколадный торт», ответьте: «Это мука, сахар, яйца и шоколад: мука из растений пшеницы, сахар из сахарного тростника или свеклы, куриные яйца и шоколад из какао-бобов, которые растут в тропических лесах». дерево.»

Далее укажите, что все эти продукты происходят либо от животных (мясо, рыба, молоко, яйца), либо от растений. Это продукты, которые люди едят, и нам нужно есть, чтобы питать наши тела, чтобы они функционировали правильно. Но как насчет других животных, таких как коровы и куры, чье мясо, молоко или яйца мы едим? Что они едят? (Ожидайте, что учащиеся ответят, что коровы едят траву, а куры едят растения, семена и насекомых.)

Затем спросите учащихся: «Чем же тогда питаются растения?» Ожидайте, что учащиеся узнают, что растения не едят, за исключением тех немногих, которые питаются насекомыми, таких как растения-кувшины и венерина мухоловка. Если большинство растений не едят, то как они растут и питаются для производства плодов, семян, новых листьев и т. д.? Все остальные живые существа нуждаются в пище, а как насчет растений? Как растения питаются, является предметом этого урока.

Предыстория урока и концепции для учителей

Растения производят собственное топливо — простой сахар, называемый глюкозой. Они делают это в процессе фотосинтеза, который почти у всех растений происходит в листьях. Простое описание фотосинтеза заключается в том, что растения способны поглощать световую энергию солнца и использовать эту энергию для соединения углекислого газа и воды таким образом, чтобы образовать глюкозу и кислород. Создаваемая глюкоза обеспечивает топливо для всей внутренней деятельности растения. Таким образом, растениям не нужно есть, потому что они производят свой собственный источник пищи.

На самом деле фотосинтез — очень сложный процесс. Это происходит в небольших структурах в клетках листа, называемых хлоропластами. Они микроскопические по размеру, но на некоторых растениях их легко увидеть в обычный световой микроскоп (см. раздел «Дополнительные занятия»). Хлоропласты имеют ярко-зеленый цвет и продолговатую форму. Химический хлорофилл, которым они заполнены, придает им цвет, а также придает зеленый цвет всему листу.

Хлорофилл примечателен тем, что когда на него падает свет, он способен преобразовывать световую энергию в форму химической энергии. Эта первая часть фотосинтеза известна как световые реакции. Через серию событий в хлоропластах химическая энергия используется для расщепления молекул воды на водород и кислород. Это расщепление молекул воды, в свою очередь, обеспечивает водород и источник энергии для второй части фотосинтеза, цикла Кальвина. Тем временем, однако, кислород из расщепленных молекул воды не нужен, поэтому он выделяется во внешний мир через поры на поверхности листа.

Световые реакции составляют фоточасть фотосинтеза, а цикл Кальвина составляет часть синтеза. Цикл Кальвина состоит из серии химических реакций, в которых углекислый газ, поступающий из атмосферы через те же самые поры в листе, которые пропускают кислород, соединяется с молекулами воды с образованием глюкозы. Как и световые реакции, реакции цикла Кальвина также протекают в хлоропластах. И хотя цикл Кальвина не требует света (раньше его называли «темновыми реакциями»), тем не менее он не может произойти, если ему не предшествуют световые реакции.

После того, как растение произвело молекулы глюкозы, их можно использовать в качестве источника топлива для неотложных нужд растения или сохранить для будущего использования. В последнем случае две или более молекулы глюкозы обычно объединяются в более сложные сахара, известные как крахмалы. Эти крахмалы хорошо знакомы нам как часть растения картофеля, которое мы едим, наряду с мясистыми частями фруктов, таких как яблоки, груши, дыни и клубника. Целлюлоза — еще одна знакомая комбинация молекул глюкозы. Он составляет опорные структуры для растения, поэтому именно он делает сельдерей хрустящим, стволы деревьев крепкими, а траву волокнистой. Обратитесь к «Эксперименту с пузырящимися растениями для количественной оценки активности фотосинтеза», чтобы дать учащимся простой метод количественной оценки количества фотосинтеза, происходящего за определенный период времени.

Основная часть урока

Когда вы спросите учащихся, как растения добывают пищу, чтобы расти и поддерживать себя, учащиеся могут ответить, что они получают пищу из почвы. Некоторые даже могут подумать, что корни каким-то образом питаются почвой. Объясните, что растения получают некоторые вещества из почвы, но не едят ее. Вместо этого корни растений способны удалять воду из почвы. Поскольку почва содержит минералы, вода, поглощаемая корнями, будет содержать небольшое количество этих минералов, а они необходимы растению. Однако на самом деле их нельзя считать пищей для растения. Если бы одних этих минералов было достаточно для поддержания растения, это было бы похоже на то, как мы, люди, могли бы жить и расти, просто принимая витаминную таблетку каждый день, не употребляя ничего другого.

Объясните, что вместо этого растения способны производить себе пищу, а затем использовать ее почти так же, как мы используем пищу: она обеспечивает источник энергии для всех видов их деятельности. Хотя мы обычно не думаем о растениях как об активных, внутри растения происходит много всего. Растения растут, создавая новые части растения, и они также создают новые растения, главным образом, производя цветы, семена и плоды. Они также могут восстанавливать повреждения от частей, съеденных насекомыми и другими животными, и восстанавливать раны, например, когда буря или град ломают ветки и листья.

Затем объясните, как растения производят себе пищу в процессе фотосинтеза. Студенты также могут выучить упрощенное «уравнение» фотосинтеза:

.

свет + углекислый газ + вода > глюкоза + кислород

Подчеркните, однако, что этот процесс не может происходить без химического хлорофилла.

Связанные виды деятельности

Закрытие урока

Если в вашем классе есть комнатное растение, попросите учеников внимательно посмотреть на него и посмотреть, смогут ли они найти доказательства фотосинтеза. Если у вас нет растения или растения, которое можно одолжить, прогуляйтесь на улице к маленькому дереву с зелеными листьями или к клочку зеленой травы и задайте тот же вопрос.

На самом деле это вопрос с подвохом, потому что нет никаких доказательств того, что происходит фотосинтез. Учащиеся могут предположить, что зеленый цвет листьев является доказательством. Однако зеленый цвет является лишь свидетельством того, что листья содержат что-то зеленое, что может быть хлорофиллом, а может и не быть. Даже если это хлорофилл, все равно нет возможности определить, участвует ли хлорофилл в фотосинтезе в данный момент.

Поскольку мы не можем видеть фотосинтез, откуда мы знаем, что он происходит Спросите учащихся, есть ли у них какие-либо идеи. Вряд ли они выдвинут какие-то практические предложения, тем более, что углекислый газ и кислород — невидимые газы. Любые средства обнаружения этих газов по мере их движения в атмосферу или из атмосферы потребуют дорогостоящего и сложного оборудования. Однако вы можете сообщить классу, что у вас есть идея, и они могут попробовать ее в следующем упражнении.

Оценка

Заключительные вопросы: Задавайте учащимся вопросы, например:

• Что необходимо для фотосинтеза?
• Какие продукты фотосинтеза?
• Где в растении происходит фотосинтез?
• Почему растениям для выживания нужна вода?

Расширение урока

Используя те же аквариумные растения элодеи (продаются в зоомагазинах), которые используются для соответствующего занятия, предложите учащимся рассмотреть в микроскоп клетки листа, чтобы легко обнаружить хлоропласты. Для этого учащиеся должны приготовить предметные стекла для микроскопа, поместив одну каплю водопроводной воды в центр предметного стекла. Затем отрежьте кончик одного листа элодеи, чтобы получился треугольный лист длиной около 3–6 миллиметров. Кончиком листа на пальце или ножницами коснитесь им капли воды на предметном стекле и дайте ей уплыть в воду. Затем опустите чистое покровное стекло на каплю воды. Держите покровное стекло под углом при опускании его на воду, чтобы предотвратить попадание пузырьков воздуха в препарат.

Используя малое увеличение, попросите учеников найти хорошо видимую область листа — область, в которой нет пузырьков воздуха и где лист не загнут на себя. Структура листа напоминает кирпичную стену из растительных клеток. При более высоком увеличении, примерно в 100 раз, хлоропласты хорошо видны как ярко-зеленые, круглые или футбольные объекты внутри клеток. Скорее всего, они располагаются вдоль клеточных стенок, по одному-двум десяткам в каждой клетке.

авторское право

© 2013 Регенты Университета Колорадо; оригинал © Университет Дьюка, 2004 г.

Авторы

Мэри Р. Хебранк, консультант по проектам и урокам/мероприятиям

Программа поддержки

Инженерная программа K-PhD, Инженерная школа Пратта, Университет Дьюка

Благодарности

Этот контент был разработан в рамках программы MUSIC (Понимание математики через науку, интегрированную с учебной программой) Инженерной школы Пратта Университета Дьюка в рамках гранта Национального научного фонда GK-12 №.