Открытый урок по биологии на тему: «Прокариотическая клетка

Министерство образования и науки РФ
Открытый урок по биологии
на тему:
«Прокариотическая клетка»
Махачкала 2013 г.
Форма урока: комбинированный урок.
*
Цели:
Ракрепить и обобщить знания учащихся по разделу “Учение о клетке”, теме “Клетка - структурная и
функциональная единица жизни.
На основе имеющихся знаний, их расширения и обобщения подойти к понятию клеточная теория.
Задачи:
1. Образовательные:
обобщить и закрепить знания учащихся о строении и функциях основных частей и органоидов
цитоплазмы клетки, их взаимосвязях как основы целостности клетки;
об обмене веществ как основе жизнедеятельности клетки;
особенностях строения и функций эукариотических и прокариотических клеток;
о происхождении клеток как основе жизни на нашей планете.
2. Развивающие:
способствовать развитию общеучебных и общебиологических навыков: наблюдения, сравнения,
обобщения и формулирования доказательств и выводов;
развитию умения находить ошибки, объяснять их;
работать с дополнительной литературой и выполнять творческие задания; отрабатыва ть навыки
коллективной работы в парах и группе.
3. Воспитательные:
содействовать формированию материалистического представления учащихся о научной картине
мира.
1
показать важность научных открытий в жизни общества и развитии науки биологии, ее отраслей,
важность применения этих знаний в медицине.
содействовать эстетическому развитию учащихся через использование наглядных материалов урока.
Межпредметные связи: биология и химия.
Педагогические технологии, приемы и методы, применяемые на уроке:
“Удивляй!”,
“Лови
ошибку!”,
“Да-нетка”
(ТРИЗ),
практичность
знаний,
свои
примеры,
театрализация, парная, групповая, фронтальная работа (КСО), “Светофор” (АСО).
Ход урока
А. Начало урока.
1. Урок начинается с биологической загадки “Удачный подарок” Жена немецкого сельского вр ача
Роберта Коха Эмма преподнесла ему на день рождения подарок. Этот дар любимой женщины
определил его последующие научные успехи. С легкой руки Эммы ему крупно повезло: вскоре он
стал лауреатом Нобелевской премии. Его именем названа бактерия - возбудительница туберкулеза.
Что же подарила Коху его дальновидная супруга?
(Подарком был микроскоп... С его помощью Р. Кох открыл также возбудителей холеры, бубонной
чумы, сонной болезни и столбняка, чем спас жизни миллиона людей. (На стол выставляется
микроскоп)
2. Театрализация: под музыкальное сопровождение разыгрывается сцена
2
открытия клетки Р. Гуком. Роль Гука исполняет ученик: - Эврика! Я вижу ячейки! Пробка дуба
состоит из ячеек-клеток.
3. Беседа.
Учитель: Как зовут ученого, в результате открытий которого было вв едено понятие “клетка”?
Учащиеся: Роберт Гук.
(Информация помещается на доске)
4. Знакомство с задачами урока.
Учитель: Сегодня мы будем вести разговор о клетке. Используя полученные знания, попытаемся
обобщить их и применить в новых ситуациях через решение биологических задач, анализ таблиц,
рисунков, схем, проектного задания. Работая индивидуально и в группах, в конце урока
сформулируем его тему. А сейчас разминка для предстоящей большой работы.
5. Фронтальный опрос. Понятия по разделу “Обмен веществ и энергии клетки”
Дайте определение понятий: метаболизм, анаболизм, катаболизм, гомеостаз, комплементарность,
трансляция, транскрипция, нуклеотид.
6. Сигнальный опрос - “Светофор” по разделу “Строение и функции клетки”.
з
Просигнальте, узнав органоид клетки по описанию его функций.
A) . Одна из главных частей клетки, содержащая набор хромосом, хранящих и передающих
наследственную информацию, (ядро) Учащиеся поднимают карточку чёрного цвета.
Б). Органоид растительной клетки, в котором идёт фотосинтез с образованием углевод ов,
(хлоропласты) карточка зелёного цвета
B)
.”
Силовые станции” клетки, в которых осуществляется синтез АТФ и содержится
собственная ДНК (митохондрии) карточка оранжевого цвета
Г). Органоиды, образующиеся в комплексе Гольджи и выполняющие функции переработки
ненужных клетке веществ, (лизосомы) карточка жёлтого цвета
Д) Органоиды, состоящие из двух частичек, небольших по размерам, но выполняющих очень важную
функцию - синтез белков, (рибосомы) карточка синего цвета.
Б. Проверка знаний и применение их в новой ситуации.
1. Индивидуально-диференцированная разноуровневая работа по карточкам Индивидуальные
задания.
Назови, какое количество аминокислот закодировано: АГУ
4
ТУТ ТУ А АН АУУ УЦЦ У У А?
Выбери правильный ответ. Генетический код несёт информацию в первую оче редь: 1) Об общем
плане строения ядра. 2) О количестве хромосом в клетках организма. 3)0 первичной структуре белка.
Выбери правильное суждение:
A) Жиры не растворимы в воде и имеют гидрофобный характер.
Б) Азот как микроэлемент входит в состав белков, нуклеиновых кислот и АТФ.
B) Нуклеотиды, входящие в состав ДНК и РНК, отличаются друг от друга входящими в их состав
сахаром и азотистыми основаниями.
Г) Мономерами нуклеиновых кислот являются аминокислоты.
2. “Лови ошибку!”. Парная работа
Задание для парной работы. Ученик бойко отвечал у доски, раскрывая процесс фотосинтеза, но
допустил ошибки. Найдите их. Скорость синтеза органических веществ в клетке постоянно меняется
в зависимости от ситуации. Утром и днём процесс фотосинтеза, как правило, осуществляется
медленнее, чем вечером. В солнечный день синтез идёт быстрее, чем в пасмурную погоду. В клетке
также работает система саморегуляции биосинтеза белков. При этом учитывается потребность
клетки в этом органическом соединении на данный момент.
5
3. Коллективная работа. Выполнение заданий по карточкам, анализ рисунков, таблиц, схем.
Выступление учащихся.
Задание группе № 1
а). Вспомните процессы пластического и энергетического обмена в клетке. Расскажите о них.
б). Решите предложенные вам биологические задачи:
1. В какой ситуации может возникнуть особая потребность в белке у клетки? Что означает фраза
“биосинтез белка в клетке активизировался” Что конкретно при этом должно произойти в клетке?
Ответ учащихся: (примерный)
Особая потребность у клетки в белке может возникнуть, например, при подготовки к делению, так
как белковые молекулы нужны для образования нитей веретена деления, построения перегородки
между клетками, образования новых ядерных оболочек и т.д.
Активизация процесса биосинтеза белка означает следующее:
а) в ядре клетки синтезируется большее, чем обычно, количество молекул информационной РНК;
б)
с
большего
числа
генов
“переписываться”
информация
на
строящиеся
молекулы
информационной РНК;
в) большее число молекул информационной РНК транспортируется из ядра клетки в цитоплазму;
г)
большее
количество
молекул
информационной
РНК
одновременно
“обслуживается”
рибосомами;
д) в биосинтезе белков задействовано большее, чем обычно, число рибосом;
е) большее количество молекул транспортной РНК переносит аминокислоты к месту си нтеза белка;
ж) к рибосомам подносится большее, чем обычно, число аминокислот;
з)
в процессе биосинтеза участвует большее, чем обычно, количество молекул АТФ;
к) поглощается большее, чем обычно, количество энергии.
2. Почему именно в семенах, плодах и клубнях растений накапливается большое количество
включений в виде углеводов и жиров.
Примерный ответ учащихся.
Известно, что жиры и углеводы являются потенциальными источниками энергии, которая
необходима ра стению для осуществления различных жизненно важных про цессов (например,
размножение, роста и развития). Вероятно, поэтому в органах и частях растения, связанных с
выполнением функции полового или бесполого размножения, накапливается большое количество
этих веществ. Это позволяет запасти в удобной для клетки ф орме энергиею, которая понадобится в
дальнейшем для роста и развития молодого организма.
Органические вещества, отложенные в семенах и плодах, обеспечат нормальное развитие проростка
на самых первых этапах данного процесса.
7
Различные формы клеток в связи с выполняемыми функциями:
1 —клетки эпителия кишечника; 2 — бактерии (кокки, кишечная палочка, спириллы со
жгутиками на концах тела); 3 — диатомовая водоросль; 4 — мышечная клетка; 5—нервная
клетка; 6—одноклеточная водоросль ацетабулярия; 7 — клетки печени; 8 — инфузория; 9 —
эритроциты человека; J0 — клетки эпидермиса лука; ! 1 — жгутиконосец
2) Выделите клеточные структуры мембранного строения. Назовите их и сделайте вывод. РисунокЗ.
2
А — продольный разрез, Б — объемная модель,
1 — наружная мембрана, 2 — внутренняя мембрана,
3 — рибосома, 4 — Д Н К , 5 — включения
3) Известно, что на ДНК записана и хранится наследственная информация. Ответьте на вопрос и
выскажите свои рассуждения. Почему молекула ДНК не транспортируется из ядра в цитоплазму, к
месту синтеза белка? Ведь в
9
Углеводы и жиры, накопленные корневищем, клубнем, луковицей, будут использованы растением в
дальнейшем при вегетативном размножении..
в) Расскажите о выполненном вами домашнем задании (сообщение о роли витаминов и гормонов).
Рисунок 1.
г). На основании изложенных фактов сделайте вывод о клетке и процессах, происходящих в ней.
Задание группе № 2
1) Рассмотрите предложенные вам рисунки с изображением клеток различных организмов. Сравните
их и сделайте вывод. Рисунок 2.
этом случае не нужна была бы молекула - посредник - информационная РНК! Приведите еще
доказательство того, что ядро - главная составная часть клетки.
В данном случае возможны следующие рассуждения учащихся. ( ДНК является “золотым фондом
клетки” - носителем её наследственной информации, которая должна надёжно защищаться от
внешних воздействий). Иначе весьма вероятны мутации, подавляющее большинство которых при
определённых условиях понижает жизнеспособность организма. Когда ДНК находится в ядре,
например, животной клетки, она относительно защищена от внешней среды: а) плазматической
мембраной; б) толстым слоем цитоплазмы; в) ядерной оболочкой; г) слоем ядерного сока. Если бы
ДНК находилась непосредственно в цитоплазме, то она была бы защищена: а) плазматической
мембраной; б) толстым слоем цитоплазмы. Таким образом, в первом случае наблюдается четыре
уровня защиты, а во втором - только два. Значит, молекула ДНК не должна выводиться из ядра в
цитоплазму, чтобы не подвергаться повышенной опасности быть изменёнными под действием
внешних факторов (например, ультрафиолетового излучения). Кроме того, выведение полимерной
двухцепочечной молекулы ДНК через мелкие поры ядра в цитоплазму могло бы быт ь весьма
затруднительным.
4) Продемонстрируйте свой проект домашнего задания “Клетка - город” представление клетки как
административно - хозяйственной единицы.) Рисунок 4. Сформулируйте вывод: клетка является ...
Задание группе № 3
ю
1. Рассмотрите предложенные вам рисунки клеток разных царств живой природы. Рисунок 5.
Используя их, ответьте на вопросы А), Б), В).
ЖИВОТНАЯ КЛЕТКА
Хлоропласт
Клеточная стенка
РАСТИТЕЛЬНАЯ КЛЕТКА
A) . О чем может свидетельствовать принципиальное сходство химического состава и строение
клеток растительного и животного организма? Примерный ответ учащихся. (Принципиальное
сходство строения и химического состава клеток растений и животных указывает на общность их
происхождения, вероятно, от одноклеточных водных организмов.)
Б). О чем может свидетельствовать наличие различий в строении и функционировании клеток
растений и животных? Примерный ответ учащихся. ( Животные и растения далеко отошли друг от
друга в процессе эволюции, которая, как известно, сопровождается дивергенцией. У них разные
типы питания (автотрофный и гетеротрофный), различные способы защиты от неблагоприятных
воздействий внешней среды и т.д. Естественно, все это должно было отразиться на строении их
клеток.)
B) . Как можно объяснить тот факт, что митохондрии и пластиды обладают собственной ДНК, а
другие органоиды клетки ее не имеют? Примерные
11
рассуждения учащихся. (В соответствии с одной из весьма популярных в научном мире гипотез,
давние предшественники современных пластид и митохондрий в историческом прошлом были
самостоятельно
живущими
одноклеточными
прокариотическими
организмами,
имеющими
собственную генетическую информацию и, естественно, способными размножаться. Однако в
дальнейшем они проникли в более крупную эукариотическую клетку (или были поглощены ею, но не
переварены) и стали выполнять в ней функции органоидов. При этом митохондрии и пластиды
сохранили имевшиеся у них до этого собственные нуклеиновые кислоты, обеспечивающие их
относительную независимость от ядра клетки, появляющуюся, в частности, в способности к
самостоятельному делению.
2.
Приведите примеры из вашего домашнего задания (анализ геохронологической таблицы
“Развитие органического мира на Земле”).
3. Выстройте схему доказательств на основе анализа.
4. С делайте вывод: клетка является...
Выступление учащихся.
Представление домашней работы и ее защита.
Учащиеся выполняли следующие виды заданий:
1.
Составление
проекта
“Клетка
-
город”,
представление
клетки
как
административно-
хозяйственной единицы с использованием ИКТ.
2. Анализ геохронологической таблицы “Развитие органического мира на пла нете Земля”
Примерный рассказ: Анализируя геохронологическую историю Земли мы обнаружили, что в
Архейской эре 3,5 миллиона лет назад возникла жизнь на Земле, о чём свидетельствуют отдельные
находки прокариотических организмов, бактерий и сине-зелёных водорослей в породах. Началась
биологическая
эволюция,
последовавшая
за
химической.
По
теории
Опарина,
первыми
прародителями клеток были кооцерватные капли. Только в Протерозое мы видим разделение клеток
на растительные и животные. Таблица показывает, что животные клетки и животные организмы
развиваются в процессе эволюции быстрее, так как на наш взгляд, у них гетеротрофный тип питания,
а в первичном бульоне мирового океана было достаточно веществ для поглощения. Так как
фотосинтез, в основе которого
12
лежит автотрофный тип питания, был крупным ароморфозом, поэтому растительная клетка в
процессе эволюции возникла значительно позже.
3. Применение знаний об обменных процессах в клетке в области медицины.
Сообщение 1 учащегося. На метаболические процессы в клетках мо гут воздействовать витамины и
гормоны. При нарушении обменных процессов возникают разного рода болезни. Просматривая
инструкции
по
применению
медицинских
препаратов
я
выбрала
для
примера
Аевит
-
поливитаминный препарат, содержащий витамины А и Е, относящий ся к форматерапевтической
группе средств влияющих на метаболические процессы. Препарат восстанавливает капиллярное
кровообращение, нормализует капиллярную и тканевую проницаемость, влияет на липидный обмен в
клетках.
Сообщение 2 учащегося. В журнале “Биология в школе” я нашёл статью, в которой показан
механизм действия гормона на клетку мишень. Гормоны - это биологически активные вещества,
вырабатываемые железами внутренней секреции, которые на ряду с нервной системой, регулируют и
координируют самые разнообразные функции организма, в том числе и метаболизм. Через жидкую
среду организма они могут влиять на сложные клеточные структуры - мембраны эффекторных
органов, оказывая специфическое действие при наличии гормона в низких концентрациях. Гормоны
бывают двух видов - стероиды и пептиды. Стероидные гормоны относительно небольшие и способны
проникать
через
клеточную
мембрану.
Гормон
связывается
с
рецептором
в
цитоплазме.
Образовавшийся гормон-рецепторный комплекс транспортируется в ядро клетки, где вступает в
обратимое взаимодействие с ДНК и индуцирует синтез белка (фермента) или нескольких белков.
Путём взаимодействия специфических генов на определённом участке ДНК одной из хромосом
синтезируется матричная(информационная) РНК (мРНК), которая переходит из ядра в цитоплазму,
присоединяется к рибосомам и индуцирует здесь синтез белка. Таким образом влияют половые
гормоны(например тестостерон,) на формирование пола у человека.
4. Формулирование выводов по выполненным работам. (Учитель помещает выводы на доску)
13
Клетка является структурно - функциональной единицей, а также единицей развития всех живых
организмов;
Клеткам присуще мембранное строение;
Ядро главная составная часть клетки;
Клетки размножаются только делением;
Клеточное строение организма - свидетельство того, что растения и животные имеют единое
происхождение.
В. Знакомство с клеточной теорией.
1 .Игра “Да-нетка”. Задумано учителем слово “теория”, учащиеся его должны отгадать. (Учащиеся
задают вопросы учителю на которые он отвечает да, либо нет. Например: Задуманное Вами слово
связано с клеткой? Да. Это слово открытие? Нет. Это стройная система знаний о клетке? Да. Это
слово теория? Да!
2.
Учитель
говорит о том, что мы сами в результате совместной работы пришли к
определённым выводам о клетке, то есть, выстроили систему определённых знаний. Это и есть
клеточная теория. Учитель даёт сведения о клеточной теории Т.Шванна и делает выводо важности
знаний. Цитирует высказывания Б. Шоу: “Единственный путь, ведущий к знаниям - это
деятельность”. Подводит учащихся к формулированию темы урока.
Формулирование
3.
темы урока: “Клетка - структурная и функциональная
единица жизни”.
Г. Домашнее задание.
1. Творческое задание - составить кроссворд “Клеточная теория”.
2. На основании П. 5.5, стр. 179-180 составить таблицу об этапах изучения клетки учеными мира по
предложенному образцу.Ученый Год открытия
Открытие и его значение
Д. Окончание урока.
1. Подведение итогов урока,
14
2. Комментирование оценок за урок.