Программа элективного курса «Таинственный процесс зеленого листа, или загадки фотосинтеза» предназначена для учащихся 11 класса. Курс связан с базовым курсом биологии основной и средней школы и является естественным дополнением, нацелен на поддержку курса профильного обучения биологии, рассчитан на 17 учебных занятий. Изучение материала программы способствует целенаправленной подготовке обучающихся к поступлению в учебные заведения аграрного профиля. Элективный курс раскрывает современные представления о сущности процесса фотосинтеза, позволяет получить ответ на вопросы, связанные с глобальной ролью растений в биосфере, демонстрирует практическое значение знаний о процессе фотосинтеза для человека.

Цель:

создать условия для изучения истории развития представлений о фотосинтезе и современных открытий в этой области;

систематизировать у учащихся научное представление о природе физиологического процесса, происходящего в зеленом растении, о механизмах его регуляции;

выявить условия, необходимые для протекания процесса фотосинтеза;

оценить значимость открытия процесса фотосинтеза для развития науки и человеческого общества;

обосновать космическую роль зеленых растений, значение растений в природе и жизни человека;

ознакомить учащихся с возможностями применения знаний о процессе фотосинтеза в практической деятельности человека, прежде всего в сельском хозяйстве;

продолжить формирование навыков работы с микроскопом и лабораторным оборудованием, а также умения ставить опыты;

выяснить как усвоены понятия темы.

Задачи:

продолжить развитие у учащихся понятие о фотосинтезе, как одном из способов автотрофного питания организмов;

научить школьников выявлять причинно-следственные связи, лежащие в основе процесса фотосинтеза и составляющие сущность его световой и темновой фаз;

сформировать у старшеклассников убежденность в том, что фотосинтез имел глобальное значение для исторического процесса формирования биосферы нашей планеты;

осуществлять патриотическое воспитание учащихся, отмечая заслуги отечественных ученых в изучении процесса фотосинтеза;

реализовывать межпредметные связи физики и биологии, демонстрируя опыты, раскрывающие оптические свойства хлорофилла;

показать значение знаний о фотосинтезе в растениеводстве;

формировать навыки работы с лабораторным оборудованием, умения наблюдать и делать выводы на примере биологических фактов и наблюдаемых явлений;

развивать навыки использования дополнительной литературы;

продолжить формирование бережного отношения к природе, умение работать в группах.

При изучении курса предусматривается лекционная система занятий. При проведении занятий предполагается демонстрация видеофильмов, что будет способствовать визуализации представляемой информации и успешному усвоению материала. Помимо теоретических занятий в курсе предполагается проведение лабораторных работ. На базе учебного материала предполагается также проектная деятельность учащихся по наиболее интересным и актуальным проблемам. Работа над проектом позволяет проявить интеллектуальные способности учащихся, продемонстрировать уровень владения знаниями и умениями способность к самообразованию и самоорганизации. Кроме классно-урочной системы предполагается проведение экскурсий.

Ожидаемые результаты:

Учащиеся должны знать:

роль фотосинтеза в функционировании биосферы;

заслуги отечественных и зарубежных ученых в области фотосинтеза;

сущность фотосинтеза в свете современных достижений;

строение и функционирование фотосинтезирующих структур на различных уровнях организации;

исходные, промежуточные и конечные продукты световой и темновой фаз фотосинтеза, механизмы их образования;

элементы светового режима местообитания организмов;

экологические группы растений по отношению к свету и их световые адаптации;

особенности физиологических механизмов у растений разных экологических групп;

возможности и перспективы использования фотосинтеза в решении глобальных экологических проблем планеты.

Учащиеся должны уметь:

работать с учебной и научно-популярной литературой, составлять план, конспект, реферат;

системно использовать знания биологии, химии, физики и других наук в решении поставленных задач;

давать аргументированную оценку новой информации по вопросам биологии в целом и по вопросам (проблемам) фотосинтеза в частности;

работать с таблицами, гербарием, коллекциями, наблюдать за живыми объектами;

проводить наблюдения и эксперименты с использованием растений, анализировать полученные результаты и делать выводы, использовать полученные знания в практической деятельности.

Формы итоговой отчетности:

итоговые тесты и задания;

защита рефератов, проектов, исследовательских работ.

Учебно-тематический план элективного курса
«Таинственный процесс зеленого листа, или загадки фотосинтеза»

№ п/п	Наименование темы курса	Общее количество часов	В том числе
			теоретические занятия	лабораторные работы	экскурсии
1	Введение	1	1
2	История развития учения о фотосинтезе	1	1
3	Хлоропласты, их строение и образование	2	1	1
4	Пигменты фотосинтеза	2	1	1
5	Физико-химические основы процесса фотосинтеза	2	1	1
6	Влияние условий на интенсивность процесса фотосинтеза	2	1	1
7	Экологические группы растений по отношению к свету, их адаптивные способности	2	2
8	Экскурсия к водоему: «Изучение приспособлений водных растений к световому фактору»	1			1
9	Фотосинтез и урожай	1	1
10	Экскурсия в тепличное хозяйство: «Изучение условий выращивания растений в условиях закрытого грунта»	1			1
11	Защита рефератов, исследовательских работ и проектов	2		2
	Итого	17	9	6	2

Содержание элективного курса
«Таинственный процесс зеленого листа, или загадки фотосинтеза»

1. Введение (1 час)

Современная биосфера. Роль фотосинтеза в функционировании живой оболочки планеты. Фотосинтезирующие организмы, особенности их строения и жизнедеятельности. (Лекция).

Демонстрация таблиц «Биосфера», «Биоценоз дубравы», диапозитивы «Биосфера и человек», видеофильм «Глобальные проблемы экологии».

2. История развития учения о фотосинтезе (1 час)

История открытия фотосинтеза. Этапы развития учения о фотосинтезе. Роль отечественных и зарубежных ученых в изучении процесса фотосинтеза. Исследование значения воздуха и солнечного света в жизни растений – Д.Пристли, Ян Ингенхауз, Жан Сенебье. Вопросы воздушного и почвенного питания растений в работах Ник.Соссюра, Ю.Майера и Я.Гельмонт. Исследование Ж.Б.Буссенго о влиянии температуры, парциального давления, углекислого газа, состава атмосферы, степени освещенности, интенсивности фотосинтеза верхней и нижней поверхности на усвоение растениями углекислого газа. Изучение внешних условий на интенсивность процесса фотосинтеза в работах К.А.Тимирязева, В.Е.Любименко, С.П.Костычева, А.А.Рихтер. Развитие представлений о сложной природе фотосинтеза. Исследование механизма фотосинтеза. Исследование механизма фотосинтеза на молекулярном,субклеточном и клеточном уровнях.(Лекция).

Демонстрация портретов ученых, занимающихся изучением фотосинтеза.

3. Хлоропласты, их строение и образование (2 часа)

Происхождение пластид. Физиологические особенности хлоропластов.(Лекция). Демонстрация таблиц «Внутреннее строение листа»
Лабораторная работа № 1 «Изучение внешнего и внутреннего строения листа».

4. Пигменты фотосинтеза.(2 часа)

Хлорофиллы. Свойства хлорофилла. Представления о пигментах в работе М.С.Цвета Условия образования хлорофилла. Каротиноиды. Фикобилины. (Лекция)

Лабораторная работа № 2. «Получение спиртовой вытяжки пигментов листа и изучение свойств хлорофилла».

5.Физико-химические основы процесса фотосинтеза. (2 часа)

Этапы фотосинтеза. Фотофизический этап фотосинтеза. Фотохимический этап (световой). Происхождение кислорода при фотосинтезе. Фотосинтетическое фосфорилирование. Темновая фаза фотосинтеза – путь превращения углерода. С₃ – (цикл Кальвина). С₄– путь фотосинтеза (цикл Хетча-Слэка). Фотосинтез и фотодыхание. (Лекция)
Демонстрация видеофильма «Механизм фотосинтеза».
Лабораторная работа № 3.»Образование крахмала в зеленых листьях на свету».

6. Влияние условий на интенсивность процесса фотосинтеза. (2 часа)

Влияние внешних условий на интенсивность процесса фотосинтеза. Свет, температура, содержание углекислого газа в воздухе, снабжение водой, снабжение кислородом и интенсивность фотосинтеза. Влияние минерального питания. Влияние внутренних факторов на процесс фотосинтеза. Влияние оттока ассимилятов. Влияние содержания хлорофилла. Влияние возраста листа. Влияние открытости устьиц. (Лекция)
Лабораторная работа № 4 «Изучение условий, необходимых для протекания процесса фотосинтеза».

7. Экологические группы растений по отношению к свету, их адаптивные способности (2 часа)

Элементы светового режима местообитания организмов (интенсивность прямого и рассеянного света, годовая суммарная радиация, спектральный состав, альбедо). Экологические группы растений по отношению к свету (гелиофиты, сциофиты, факультативные гелиофиты). Световые адаптации гелиофитов и сциофитов. Работы В.Н.Любименко о световых адаптациях растений.

8. Экскурсия к водоему. «Изучение приспособлений водных растений к световому фактору» (1 час)

Цель: изучить особенности экологических факторов в водной среде; растительность водоема; приспособление водных растений к световому фактору.

9. Фотосинтез и урожай (1 час)

Фотосинтез – неиссякаемый и не загрязняющий среду источник энергии, основа получения продовольствия, кормов, технического сырья. Фотосинтез и продуктивность растений. Селекция растений с высокой эффективностью фотосинтеза. Связь фотосинтеза и урожая в работах А.А.Ничипоровича. выращивание культур при искусственном освещении. (Лекция).

10. Экскурсия в тепличное хозяйство

«Изучение условий выращивания растений в закрытом грунте при искусственном освещении». (1 час)

Цель: изучить условия выращивания растений в закрытом грунте; как влияет интенсивность освещения на продуктивность растений.

11. Защита рефератов, исследовательских работ, проектов, тестовый контроль (2 час)

Лабораторные работы.
Примерные темы рефератов, исследовательских работ, проектов.
Тесты и проверочные задания.

Используемая литература

Литература для учителя:

Армо К. Кемп П. Введение в биологию. – М.: Мир, 1988.

Васильева Е.Н. и др. Эксперимент по физиологии растений в средней школе. – М.: Просвещение, 1978.

Винчестер А. Основы современной биологии. – М.: Мир, 1961.

Гэлстон А. Дэвис П. Сэттер Р. Жизнь зеленого растения. – М.: Мир, 1983.

Единый государственный экзамен 2002. Контрольные измерительные материалы. Биология. Г.С. Калинова. А.Н.Мягкова, В.З.Резникова и др. – М.: Просвещение, 2002.

Ивин М.Е. У порога великой тайны. – Л.: Дет.лит.,1971.

Кузнецов В.В. Дмитриева Г.А. Физиология растений. – М.: Высшая школа, 2005.

Настольная книга учителя биологии авт.-сост. Г.С. Калинова. В.С Кучменко. – М.: АСТ. Астрель, 2002.

Медведев С.С. Физиология растений. – С-Пб.: изд-во Санкт-Петербургского университета, 2004.

Николаев Л.А. Химия жизни: пособие для учителей изд.2-е, М.Просвещение, 1977.

Наблюдай и экспериментируй. Под ред.доц. П.А. Садименко, доц. Г.М.Зозулин, доц. О.Г. Чораян. Изд-во Ростовского университета.

Полевой В.В. Физиология растений. – М.: Высшая школа, 1989.

Райнботе Х. Тайна растений. – М.: Мир, 1979.

Тимирязев К.А. Жизнь растений. – М., 1967.

Травкин М.П. Занимательные опыты с растениями. – М.: Учпедгиз, 1960.

Физиология растений под. ред. И.П. Ермакова. – М.: Академия, 2005.

Якушкина Н.А. Физиология растений М.Просвещение, 1993.

Литература для учащихся:

Артамонов В.И. Занимательная физиология растений. М.Агропромиздат,1992.

Виленский Е.Р. Бойко.В.В. Растение раскрывает свои тайны . М.Колос.1984.

Журнал Биология для школьников № 1, 2005.

Чирков.Ю. Яблони на Марсе. – М. Молодая гвардия.