Урок биологии в 10 классе

Урок биологии в 10 классе
по теме «Прокариотические клетки. Их строение, жизнедеятельность и значение»
Форма урока: урок-ролевая игра «Суд над бактериями».
Цель: Обобщить и расширить знания обучающихся о прокариотических клетках, их строении и
жизнедеятельности.
Задачи:
Образовательные: Познакомить обучающихся со строением и процессами жизнедеятельности
бактериальных клеток, сравнить клетки прокариот и эукариот, выявить значение бактерий в природе и
жизни человека.
Развивающие: Развитие познавательных качеств личности, связанных с усвоением основ научных
знаний, формирование познавательной культуры.
Воспитательные: Реализация установок здорового образа жизни; умение адекватно использовать
речевые средства для дискуссии и аргументации своей позиции, внимательно и позитивно относиться к
аргументам своих оппонентов.
Оборудование: Интерактивная доска, компьютер, проектор, мультимедийная презентация, доска, мел,
карточки-задания,
Ход урока.
1. Орг. Момент(2 мин.)
2. Постановка цели урока. Тема сегодняшнего урока «Прокариотические клетки. Их строение,
жизнедеятельность и значение». На этом уроке мы еще раз поговорим о бактериях и их строении
и жизнедеятельности. Узнаем, как используются бактерии в народном хозяйстве, как бороться с
бактериальными болезнями человека, животных и растений. Этот урок будет необычным.
Сегодня нам предстоит почувствовать себя в роли участников судебного заседания. Итак,
начинается суд над бактериями!
3. Мизансцена: чуть по диагонали расположен стол для судьи и столы для прокурора и адвоката.
Вместо кафедры используется еще один стол. Все остальные ученики располагаются за своими
столами и играют роль присяжных заседателей и свидетелей по делу.
4. Секретарь: Встать. Суд идет. (выходит судья и садится на свое место). Слушается дело о
бактериях. Слово для обвинения предоставляется прокурору.
5. Прокурор: Уважаемый судья, уважаемые присяжные заседатели. Несмотря на свои
микроскопические размеры, бактерии приносят огромный вред человеку. Во-первых, сапрофитные
бактерии портят пищевые продукты, вызывая их гниение. Гниение – это разложение
азотсодержащих веществ с выделением аммиака. Гниению подвергаются самые разнообразные
азотсодержащие соединения: белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, амиды, амины, мочевая
кислота и мочевина. Процесс гниения сопровождается выделением СО2, аммиака и энергии,
избыток которой вызывает нагревание субстрата. Выделяется и ряд других газов с неприятным
запахом (сероводород и метан). При гниении образуются ядовитые вещества, поэтому употребление
в пищу или скармливание животным гниющих продуктов может привести к отравлению.
Во-вторых, бактерии часто являются возбудителями болезней человека и животных, таких как
дизентерия, холера, туберкулез, сибирская язва и др.; а также патогенные бактерии поражают и
растения, вызывая так называемые бактериозы: увядание, пятнистость, гниение стеблей и др. Из
всего сказанного можно сделать вывод о том огромном ущербе, который наносят бактерии
народному хозяйству и здоровью человека.
6. Судья: Хотелось бы подробнее узнать о том, что представляют собой обвиняемые. Поэтому на
заседание приглашается эксперт микробиолог.
7. Микробиолог: Бактерии – это мельчайшие организмы, обладающие клеточным строением.
Диаметр бактериальной клетки в среднем составляет 1 мкм. Размеры клеток варьируют в пределах от
0,1 до 10 мкм. Бактерии – одноклеточные организмы; их можно разглядеть только под микроскопом.
Поэтому их и называют микробами или микроорганизмами (слово крепится на доску). Изучением
бактерий занимается наука бактериология (на доску) – одна из дисциплин микробиологии (на доску).
Бактерии встречаются повсеместно в самых разнообразных условиях среды: в воздухе, воде, почве,
глубинах земной коры, организмах растений и животных.
Их можно обнаружить даже в горячих источниках, где они живут при температуре около 60
градусов и выше. Численность бактерий трудно определить: в 1 гр. плодородной почвы может
находиться до 100 млн., а в 1 см3 парного молока – свыше 3000 млн. бактерий.
Бактерии – наиболее стойкие обитатели Земли. Живые бактерии, способные к размножению, были
обнаружены в нефтяных водах на глубине 1700 м, на дне океана (глубже 10 км), в рассолах с
концентрацией солей более 250 г/л, при большом давлении, после пятидневного кипячения в
условиях очень высокого вакуума.
Бактерии были открыты голландцем Антонием Левенгуком еще в 1675 году, но только великий
французский ученый Луи Пастер (1822 – 1895) впервые показал их роль в процессе брожения и
других превращений веществ в природе. Л. Пастер установил, что именно бактерии являются
возбудителями заболеваний человека и животных. Его работы имели огромное теоретическое и
практическое значение. Именно он получил вакцины против сибирской язвы и бешенства.
Для того, чтобы присяжные могли подробнее узнать о том, как устроены бактериальные клетки, я
приготовил материалы исследования бактерий, они находятся на столах.
8. Судья: Предлагаю присяжным заседателям изучить материалы, предоставленные экспертом и по
результатам изучения заполнить материалы дела.
Материалы.
Клетки бактерий имеют размеры от 0,1 до 10 мкм. Плотная клеточная стенка обеспечивает
постоянство формы. Снаружи она часто окружена слизистой капсулой, защищающей клетку от
высыхания и других неблагоприятных воздействий внешней среды. Под клеточной стенкой
расположена наружная цитоплазматическая мембрана, образующая мезосомы. В цитоплазме
находятся рибосомы (до 10 000 на клетку) и включения – запасные питательные вещества (гликоген,
жир, волютин). У автотрофных фотосинтезирующих бактерий имеются мембранные структуры,
содержащие пигменты. Морфологически обособленное ядро отсутствует. Нуклеоид большинства
бактерий содержит одну замкнутую в виде кольца двойную цепь ДНК, которая контролирует обмен
веществ и является носителем наследственных свойств клетки.
По форме бактерии делят на шаровидные – кокки, палочковидные – бациллы, изогнутые –
вибрионы, спиралевидные – спириллы. Бактерии способны к самостоятельному движению с
помощью жгутиков или благодаря сокращению клеток.
Схематическое изображение бактерии
Задание на карточках.
Из перечисленных признаков выбрать те, которые относятся к бактериям и заполнить таблицу.
Характеристика
прокариоты
эукариоты
Размеры клеток
Генетический материал
Наличие оформленного ядра
Синтез белка
Органоиды
Клеточные стенки
Жгутики
Дыхание
Фотосинтез
Фиксация азота
Признаки: 1) размеры клеток от 0,1 до 10 мкм,
2) размеры клеток до 40 мкм,
3) линейные молекулы ДНК, связанные с белками, образуют хромосомы,
4) Кольцевая молекула ДНК, находящаяся в цитоплазме,
5) имеется оформленное ядро и ядрышко.
6) нет истинного ядра и ядрышка,
7) Эндоплазматической сети нет, рибосомы мелкие.
8) более крупные рибосомы могут быть прикреплены к ЭПС,
9) органоидов мало, ни один из них не имеет оболочки
10) органоидов много, некоторые из них окружены оболочкой (двойной мембраной),
11) клеточные стенки жесткие, содержат полисахариды и аминокислоты, основной
уплотняющий компонент – муреин,
12) Имеются простые жгутики,
13) имеются сложные жгутики,
14) аэробное дыхание происходит в митохондриях,
15) дыхание происходит в мезосомах,
16) хлоропластов нет, фотосинтез происходит в специализированных мембранах,
17) фотосинтез происходит в хлоропластах,
18) могут фиксировать азот,
19) не способны к фиксации азота.
9. Судья: Итак, присяжные изучили материалы дела, представленные на этом этапе. Настало время
выслушать свидетелей со стороны обвинения.
10. Секретарь: Приглашается свидетель врач-эпидемиолог.
11. Врач: «Черной смертью» в древности и в средние века называли эту болезнь, внушавшую людям
панический ужас. (См. Энциклопедию «Аванта +», стр. 140).
12. Судья: Мы с вами выслушали сторону обвинения, а сейчас хотелось бы услышать аргументы
защиты.
13. Секретарь: Слово для защиты предоставляется адвокату.
14. Адвокат: Уважаемые судья и господа присяжные заседатели, мы выслушали прокурора и его
свидетеля, которые обвинили бактерии во всех грехах. Но я докажу вам, что бактерии приносят
огромную пользу человеку и природе: во-первых, потому, что они играют важную роль в биосфере,
и, во-вторых, потому, что их можно преднамеренно использовать в нужных целях и при этом
самыми разными способами.
Рассмотрим несколько примеров.
- Сапрофитные бактерии участвуют в почвообразовательных процессах, обеспечивая
разложение органических веществ.
- Азотфиксирующие, нитрифицирующие, денитрифицирующие бактерии участвуют в
круговороте азота в биосфере.
- Молочнокислые бактерии вызывают молочнокислое брожение, окисляя сахар молока в
молочную кислоту. Эти бактерии широко используются человеком для изготовления простокваши,
кефира, сметаны, сливочного масла, сыров. Другие молочнокислые бактерии сбраживают сахара
растений. Они играют основную роль в квашении огурцов, капусты и силосования кормов.
- Человеком бактерии используются и для очистки бытовых сточных вод. При этом бактерии
расщепляют органические вещества, превращая их в безвредные растворимые неорганические
соединения.
- Симбиотические бактерии живут в кишечниках травоядных животных и помогают им
переваривать клетчатку. В кишечнике человека живут многие бактерии. При этом некоторые из них
синтезируют витамины группы В и витамин К. Бактерии, живущие на коже человека, предохраняют
его от заражения патогенными микробами.
- и, наконец, мы используем бактерии для получения антибиотиков, а также многих важных
для промышленности и сельского хозяйства веществ: спиртов, кетонов, органических кислот,
сахаров и полимеров.
Уважаемые господа, я прошу пригласить сюда моего свидетеля генного инженера.
15. Секретарь: Приглашается свидетель со стороны защиты.
16. Генный инженер: Наши знания по вопросам генетики и молекулярной биологии растут с
каждым днем. Это связано прежде всего с работами на микроорганизмах, и особенно на таких, как
бактерии.
Одно из достижений генетической инженерии – это перенос генов, кодирующих синтез инсулина у
человека, в клетки бактерий. Таким образом удалось получить более дешевый способ получения
белка инсулина и начать его промышленное производство.
Другим важным для человека белком является интерферон, который обычно образуется в
ответ на вирусную инфекцию. Ген интерферона удалось перенести в клетки бактерий, и, заглядывая
в будущее, можно сказать, что бактерии будут широко применяться как «фабрики» для
производства целого ряда таких продуктов эукариотических клеток, как гормоны, антибиотики,
ферменты и вещества, необходимые в сельском хозяйстве.
1. Прокурор: Все, о чем вы рассказали, хорошо. Но остается открытым вопрос о том, как же всетаки бороться с вредными бактериями? Тем более что они обладают исключительной
приспособленностью к неблагоприятным условиям среды и быстро размножаются в
благоприятных условиях. В доказательство этого я пригласил на наше заседание бактериолога
2. Бактериолог: Бактерии размножаются путем деления клетки на две части (см. учебник на стр.
138 – 139).
3. Адвокат: Прошу слова! Существует много способов, как можно ограничить размножение
бактерий и предотвратить тот вред, который они могут принести. Во многом ущерб, который
наносят бактерии человеку, зависит от знаний человека и от его умения применять эти знания в
повседневной жизни. Прошу пригласить свидетеля, главного технолога молочного комбината
4. Секретарь: Для дачи показаний приглашается свидетель со стороны защиты, главный технолог
молочного комбината.
5. Судья: Уважаемый……………., существуют ли доступные способы борьбы с вредными
бактериями?
6. Технолог: Да, ваша честь. Существует много способов борьбы с бактериями, которые успешно
применяются в народном хозяйстве и промышленности.
Например, высушивание. При высушивании многие бактерии погибают, жизнедеятельность
остальных сильно замедляется. Поэтому для сохранения плодов, овощей, грибов, мяса, рыбы,
травы, зерна и других продуктов их высушивают. Но при этом споры бактерий не погибают, так
же как и некоторые неспорообразующие стафилококки и молочнокислые бактерии, способные
сохраняться в высушенном виде несколько лет.
Высокие температуры вызывают свертывание цитоплазмы и гибель бактерий. На этом основана
пастеризация – нагревание до 60 – 70 градусов Цельсия в течении 10 – 20 мин. Пастеризацию
применяют для сохранения молока, вина, икры, фруктовых соков.
Освобождение среды от всех бактерий и их зачатков проводится посредством стерилизации
пламенем, кипячением, насыщенным паром под давлением (120 – 130оС).
С помощью охлаждения и замораживания можно приостановить жизнедеятельность бактерий, и,
тем самым, предупредить их порчу.
Следующий способ – это консервирование пищевых продуктов в крепких растворах соли или
сахара. Консервирование основано на том, что повышенные концентрации, например, солей в
окружающей бактерии среде нарушает обмен веществ между ними и ведет к гибели бактерий.
Также губительно на большинство бактерий действует кислая реакция среды. При квашении
овощей, когда накапливается молочная кислота и создается кислая среда, развитие гнилостных
бактерий резко подавляется, что и обеспечивает консервирование.
7. Прокурор: Однако ваш свидетель не назвал меры борьбы с болезнетворными бактериями. Как
быть в этом случае?
8. Судья (адвокату): Что вы можете ответить на этот вопрос?
9. Адвокат: Прошу пригласить свидетеля врача – инфекциониста.
10. Врач: Уважаемые присяжные заседатели, уважаемый судья. В нашей больнице для уничтожения
болезнетворных бактерий мы используем ультрафиолетовые лампы, так как известно, что
ультрафиолетовые лучи обладают бактерицидным действием. А в домах и школах мы
рекомендуем делать большие окна, чтобы в комнаты и классы проникало как можно больше
солнечного света, ведь прямой солнечный свет за несколько минут или часов убивает почти все
бактерии, за исключением фототрофных.
Сильными ядами для большинства бактерий являются соли тяжелых металлов (ртути, меди,
серебра), хлор, иод, пероксид водорода, марганцовокислый калий, борная кислота и др. Из
органических веществ наиболее токсичны фенолы (карболовая кислота), формалин, спирт.
Растворы этих соединений используются в практике для дезинфекции , т.е. для уничтожения
патогенных бактерий. Дезинфицирующие средства применяются не только в медицине, но и в
пищевой промышленности, и в сельском хозяйстве.
11. Адвокат: Прошу оправдать подсудимых в связи с огромной пользой, которую приносят одни
бактерии, и возможностью ограничить вред, приносимый другими.
12. Судья: Уважаемые присяжные заседатели. Вы выслушали сторону обвинения и сторону защиты.
Прошу вас вынести свой вердикт о виновности или невиновности обвиняемых бактерий.
У вас на столах лежат карточки с материалами дела. Прошу вас поработать с ними и сделать свое
заключение.
30. Работа по карточкам:
Польза бактерий
Вред, приносимый бактериями
Меры борьбы
13. Судья читает одну из карточек (или просит прочитать ученика) и выносит приговор.
14. Приговор. Полезные бактерии – оправдать в связи с их большим значением в биосфере и
народном хозяйстве, вредные бактерии – уничтожать всеми возможными способами.
15. Подведение итогов урока. Выставление отметок.
16. Д/з. Написать реферат по теме «Значение бактерий в природе и жизни человека».