Урок

Цель работы:

• показать, как изменяется интенсивность фотосинтеза (по числу выпускаемых пузырьков O₂) при изменении концентрации растворённого CO₂ и интенсивности света.

Ожидаемые результаты:

После проведения работы ученики могут:

•  формировать навыки работы в команде
•  уметь анализировать и обобщать полученную информацию
•   самостоятельно делать логические выводы

Руководство для учителя:

• Задание выполняется в группах по 3-4 человека
• Можно распределить между группами разные факторы для исследования, а затем в конце урока сравнить полученные результаты и сделать общий вывод.
• Прежде чем приступить к лабораторным работам, ознакомьтесь с правилами безопасности, пройдя по ссылке:

• Чтобы загрузить рабочий лист, перейдите по ссылке:

Теоретическая часть

Фотосинтез — это процесс, при котором зелёные растения с помощью солнечного света превращают углекислый газ и воду в глюкозу и кислород. Скорость фотосинтеза может изменяться в зависимости от условий окружающей среды.

Лимитирующие факторы фотосинтеза — это внешние условия, которые ограничивают интенсивность фотосинтеза, если их недостаточно. Основные лимитирующие факторы:

• Свет — при недостатке света фотосинтез замедляется; при избытке достигается плато насыщения.
  
• Концентрация CO₂ — больше CO₂ → выше скорость фотосинтеза, пока не начнут ограничивать другие факторы.
  
• Температура — влияет на активность ферментов; при слишком низкой или высокой температуре фотосинтез падает.
  
• Доступность воды и минеральных веществ — необходимо для работы хлоропластов и образования органических веществ.
  

Когда один фактор становится оптимальным, лимитирующим становится другой, то есть именно он начинает определять максимальную скорость процесса. Это называют законом лимитирующих факторов.

Практическая часть

Влияние концентрации CO₂

• Свет: постоянная средняя (фиксированное расстояние лампы).
• CO₂: 0%, 0.25%, 0.5%.
• Повторы: 3 установки на каждую концентрацию.

Шаг 1. В емкость с водой добавьте нужное количество пищевой соды (NaHCO₃):

• I — 0% (контроль): вода без NaHCO₃
• II — 0.25% → 0.25 г на 100 мл → 2.5 г на 1 л
• III — 0.50% → 0.5 г на 100 мл → 5.0 г на 1 л

Шаг 2. Возьмите воронку и поместите в нее отрезок водорослей (срез направлен вниз к узкому горлу воронки). Листья/стебель должны быть прямо под горлышком.

Шаг 3. Наполните пробирку водой полностью и прикрывая руками, переверните её и вставьте в трубчатую часть воронки. Вода должна оставаться в пробирке.

Шаг 4.  Включите лампу и поставьте на высоте 25 см.

Шаг 5. Дайте установке 2–3 минуты на адаптацию под свет.

Шаг 6. Затем запустите таймер и считайте число пузырьков, выходящих из-под воронки, в течение фиксированного интервала. Рекомендуемый интервал: 5 минут. 

Шаг 7. Запишите данные в Рабочем листе и сделайте выводы. Повторите опыт с другими факторами, например с интенсивностью света:

• CO₂: постоянная (например 0.25%).
• Свет: 3 уровня (высокий = 10 см, средний = 25 см, низкий = 40 см от лампы) — или 100%/50%/25% мощности.
• Повторы: 3 установки на каждый уровень света.

Заключение

В этой работе ученики экспериментально убедились, что скорость фотосинтеза зависит от внешних условий. При увеличении концентрации CO₂ количество пузырьков кислорода возрастало, что указывает на усиление фотосинтеза. Аналогично, уменьшение расстояния до источника света приводило к большему числу пузырьков. Таким образом, ученики подтвердили закон лимитирующих факторов: скорость фотосинтеза ограничивается тем фактором, который находится в минимуме в данный момент.