Урок "Основні шляхи розщеплення органічних речовин в живих організмах "

Урок № 20

Тема: Обмін речовин та енергії. Основні шляхи розщеплення органічних речовин в живих організмах.

Мета: Сформувати поняття про обмін речовин та перетворення енергії в клітині. Показати асиміляцію і дисиміляцію як дві сторони єдиного процесу обміну речовин.  Дати уявлення про основні етапи енергетичного обміну, особливості їх проходження, взаємозв’язки і результати.

          Розвивати вміння працювати самостійно та в групі, робити логічні висновки та виділяти головне при вивченні нового матеріалу та вирішенні проблемних питань.

          Виховувати старанність та уважність на уроці.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Концепція уроку: Використовуючи електронно-методичне забезпечення, показати клітину як відкриту систему, що отримує енергію ззовні й витрачає її на процеси життєдіяльності. Звернути увагу на різні джерела енергії, які можуть використати клітини, і у зв’язку з цим вийти на основні способи живлення живих організмів: фототрофний, гетеротрофний і хемотрофний. А потім показати зв’язок процесів синтезу і розпаду в клітинному обміні речовин, звернувши увагу на роль молекул АДФ і АТФ у цьому процесі.

Простежити долю органічних сполук, які є джерелами енергії для життєдіяльності гетеротрофів: що відбувається з цими сполуками у шлунково - кишковому тракті, у цитоплазмі клітин і в мітохондріях. Звернути увагу на ті етапи, на яких синтезуються молекули АТФ.

Обладнання та матеріали: підручник: Біологія 10 клас (Р.Шаламов, Г.Носов, О.Литовченко, М.Каліберда ), презентація по даній  темі, тестові завдання.

Структура уроку

1.          Організаційний момент.
2.          Актуалізація опорних знань та мотивація навчальної діяльності.
3.          Вивчення нового матеріалу та закріплення вивченого по певних розділах.
   1. Поняття про метаболізм
   2. Класифікація живих організмів за основним джерелом використання енергії.
   3. Форми існування енергії в біологічних системах.
   4. Енергетичний обмін та його етапи.
4.          Узагальнення та систематизація знань
5.          Підсумок уроку. Домашнє завдання.

Хід уроку:

І. Організаційний етап.

 Привітання учнів, перевірка їх готовності до уроку.

(Вчитель пояснює основні завдання та мету уроку, а також за якою  схемою учні будуть працювати на уроці )

 ІІ. Актуалізація опорних знань.

    Вчитель: Ми вже з вами вивчили будову основних складових клітини, а на сьогоднішньому уроці розглянемо, що лежить в основі всіх фізіологічних процесів в живих клітинах.

 Вправа «Пригадай».

      Вчитель задає запитання, а учні усно відповідають.

        Давайте пригадаємо основні положення клітинної теорії на сучасному етапі ?

      Клітинна теорія на сучасному етапі:

-         клітина - елементарна (найменша) одиниця будови і розвитку всіх організмів;

-         клітини всіх одно- і багатоклітинних організмів подібні за походженням (гомологічні), будовою, хімічним складом, основними проявами життєдіяльності;

-         кожна нова клітина утворюється внаслідок поділу материнської;

-         із клітин утворюються тканини, а з тканин складаються органи, які тісно пов’язані між собою.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності.

На сьогоднішньому уроці ми почнемо розглядати наступне положення клітинної теорії, а саме процеси функціонування клітини як одиниці живого.

      Основна мета та завдання сьогоднішнього уроку розглянути клітину як відкриту систему, що отримує енергію ззовні й витрачає її на процеси життєдіяльності. Звернути увагу на різні джерела енергії, які можуть використовувати клітини. Простежити долю органічних сполук, які є джерелами енергії для життєдіяльності гетеротрофів: що відбувається з цими сполуками у  шлунково - кишковому тракті, у цитоплазмі клітин і в мітохондріях. Звернути увагу на ті етапи, на яких синтезуються молекули АТФ.

Вчитель задає запитання, а учні усно відповідають

1. Давайте пригадаємо з курсу фізики як перетворюється енергія у світі і що є основним джерелом енергії?
2. Які біологічні системи різного рівня складності вам відомі?
3. Які властивості притаманні людині як біологічній системі?

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

 Вивчення матеріалу супроводжується використанням відео матеріалів та створеної презентації.

1. Розповідь вчителя.

      Однією з властивостей, які притаманні людині як біологічній системі є обмін речовинами та енергією з навколишнім середовищем. У процесі живлення людина, як і інші гетеротрофні організми, отримує з довкілля органічні та неорганічні речовини і використовує їх для своєї життєдіяльності. Неперетравлені рештки та кінцеві продукти обміну виділяються в навколишнє середовище.

    Вчитель пропонує учням створити структурований конспект уроку, у якому будуть використовуватись схеми, запропоновані вчителем і створені учнями .

      1.  Обмін речовин та енергії.

 Обмін речовин — це сукупність усіх хімічних перетворень речовин в організмі з моменту надходження їх з навколишнього середовища до моменту виведення продуктів розпаду

Структури організму, що беруть участь в обміні речовин:

      Травний  канал                               Розчеплення складних органічних

                                                               речовин на простіші під дією ферментів

      Кров і лімфа                                   Транспортують ці речовини

      Клітини                                           Остаточне розщеплення і окиснення

органічних сполук до кінцевих продуктів; синтез властивих людському організму сполук

 Основний обмін — це мінімальні витрати енергії, які необхідні для підтримання температури тіла, діяльності внутрішніх органів

.1. Які речовини надходять                                       Які речовини виділяються

    в організм?                                                             з організму?

      Білки                                                                     Вуглекислий газ

      Жири                                                                     Сечова кислота

      Вуглеводи                                                             Аміак

      Вода                                                                       Вода  

      Мінеральні                                                            Мінеральні

      речовини                                                               речовини

2.                                                         Обмін речовин

(метаболізм)

                Е                                                                              Е

Асиміляція — це процес утворення властивих організму білків, жирів, вуглеводів. Енергія використовується на процеси фотосинтезу

Дисиміляція — це процес розщеплення складних органічних речовин на простіші. Енергія при дисиміляції виділяється

                                            Функції обміну речовин

Енергетична                                                                         Будівельна

(забезпечує організм                                                       (забезпечує організм

енергією)                                                                         будівельним матеріалом)

                                            Механізми регуляції інтенсивності обміну речовин

Нервовий                                                                                     Гуморальний

(центр у проміжному                                                                (за допомогою   

відділі головного мозку)                                                            гормонів)

      2. Співвідношення між асиміляцією і дисиміляцією в різні періоди життя людини.

      У живому організмі обидва процеси протікають паралельно і невіддільні один від одного, але в деякі моменти рівновага між ними порушується. Наприклад, у дітей і підлітків, коли процес росту і розвитку ще незавершений, обмін речовин характеризується перевагою процесу асиміляції. У середньому віці спостерігається деяка рівновага, а після 50-ти років в обміні речовин переважає процес дисиміляції.

      3.  Енергетичні потреби організму.

Енергетичні витрати організму на

Підтримання життєво важливих                               Виконання різноманітних

функцій в стані спокою                                              видів діяльності

(основний обмін)                                                        (додаткова активність)

Енергетичні потреби людини зумовлені

Характером діяльності                             Віком                                    Статтю

Перетворення енергії в організмі людини

Енергія хімічних зв’язків

органічних речовин

продуктів харчування

Організм людини перетворює її на

Електричну              Механічну                  Теплову             Хімічну енергію

енергію                     енергію                       енергію             синтезованих орга- 

                                                                                                 нізмом сполук

      4.  Енергетичний баланс в організмі людини.

      Кількість енергії, що надходить з їжею, має бути більшою за рівень основного обміну та покривати всі витрати на додаткову активність (м’язову й розумову). Так, для забезпечення звичайної фізичної і розумової активності (ходіння, виконання звичайних розумових дій) необхідно додатково витратити близько 25% від основного обміну. Фізична робота (зокрема професійний спорт)  потребує ще до 50% від основного обміну.

      Якщо енергетична цінність їжі буде перевищувати потреби організму, надлишок накопичуватиметься у формі жирових відкладень. Надлишкова вага тіла — ожиріння — є однією з найзначніших проблем сучасного людства. Формування жирової тканини на внутрішніх органах може ускладнювати їх функціонування.

      Якщо енергетична цінність їжі буде меншою за потреби організму, то це призведе до розвитку апатії, людина відмовлятиметься від  будь-яких видів активності. У дитячому віці недоїдання, а тим більше голодування призводить до зменшення м’язової маси, м’язів серця, затримки росту і розвитку, зниження імунітету.

       5.  Завдання на самоспостереження.

Виконання практичної роботи №5 на тему: «Антропометричні виміри».

                         ПРАКТИЧНА РОБОТА № 5. АНТРОПОМЕТРИЧНІ ВИМІРЮВАННЯ

Мета: навчитися вимірювати ріст і вагу тіла, встановлювати кореляцію між окремими частинами тіла.

Обладнання й матеріали: ростомір, медичні терези, сантиметрова вимірювальна стрічка, ручний динамометр, зошит, підручник.

Хід роботи

Робота виконується групами по два-чотири учні.

1. Визначення росту.

Встаньте без взуття на площадку ростоміру так, щоб торкатися вимірювальної планки трьома точками: на рівні п’яток, сідничних м’язів і лопаток. По горизонтальній планці, яку притискують до голови, визначте ріст і занесіть результати до таблиці.

2. Визначення ваги.

Встаньте без взуття й верхнього одягу на медичні терези. Визначте вагу й занесіть результати до таблиці.

3. Визначення масо-ростового індексу.

Масу свого тіла розділіть на ріст (у см). На кожний сантиметр росту має припадати 350–400 г у хлопчиків і 375–425 г у дівчат.

Результати занесіть до таблиці.

4. Визначення масо-ростового показника.

Якщо ваш ріст у межах 155–164 см, то відніміть від росту цифру 100. Якщо ваш ріст у межах 165–185 см, то відніміть від росту цифру 110. Результати занесіть до таблиці.

5. Зняття мірок з фігури.

Вимірювання виконується сантиметровою стрічкою. Проводяться такі вимірювання:

1) довжина ніг (від горба стегнової кістки до підлоги);

2) обхват шиї (по основі шиї);

3) обхват грудей (по найбільш виступаючих точках грудей);

4) обхват талії (по найбільш тонкій частині фігури);

5) обхват стегон (по найбільш виступаючих точках сідниць).

Результати занесіть до таблиці:

6. Сформулюйте висновки, в яких укажіть, про що свідчить відповідність маси тіла й росту, а також окремих частин тіла. Поясніть, яке значення для людини має знання цих параметрів.

6.          Вчитель:

Єдиним джерелом енергії для живих організмів є Сонце. Якщо всі речовини на Землі роблять колообіг, то сонячна енергія надходить односпрямованим потоком.

З курсу ботаніки ви вже знаєте що в  процесі фотосинтезу світлова енергія перетворюється в хімічну (енергію хімічних зв'яз­ків), а ця енергія перетворюється в інші види енергії, але знову в енергію сонячного про­меня перетворитися не може.

А тепер давайте пригадаємо з курсу ботаніки та зоології на які групи поділяються живі організми в залежності від основного джерела енергії яке вони використовують для своєї життєдіяльності? (Учні висловлюють свої думки і в процесі дискусії виводимо правильну відповідь)

     Давайте розглянемо схему

      За способом добування енергії живі організми можна поділити на автотрофів і гетеротрофів.

 Клітини гетеротрофів (тварини, гри­би, більшість бактерій, паразитичні рослини) для побудови влас­них біополімерів використовують мономери поглинених і розщеп­лених ними органічних сполук, і енергію, що виділяється в цьому випадку.

Автотрофи здатні синтезувати власні біополімери з води, вуглекислого газу і мінеральних солей. Залежно від енергії, яка використовується для синтезу, автотрофів поділяють на фототрофів (акумулюють сонячну енергію — зелені рослини, деякі бак­терії) і хемотрофів (акумулюють енергію, що виділяється внаслі­док окисно-відновних процесів,— сіркобактерії, нітрифікуючі бактерії).

IV. Закріплення знань.

    Поняття про метаболізм

 Обмін речовин (метаболізм) — сукупність хімічних перетво­рень, які відбуваються у клітині, забезпечують їхній ріст, жит­тєдіяльність і відтворення. Обмін речовин живої клітини скла­дається з двох протилежно спрямованих видів реакцій — катаболічних і анаболічних.

Сукупність реакцій розпаду органічних сполук називається катаболізмом, або енергетичним обміном (переважає при активній фізичній роботі, старінні) Су­купність реакцій синтезу органічних сполук називають анаболіз­мом, або пластичним обміном (відбувається коли організм росте і активно розвивається - в молодому віці).

     Унаслідок розщеплення (катаболізму) органічних сполук (біл­ків, жирів, вуглеводів) виділяється теплова енергія, яка аку­мулюється в хімічних зв'язках молекул АТФ.

Ця енергія викорис­товується клітиною в анаболітичних процесах - синтезі власних, необхідних на даний момент часу білків, жирів і вуглеводів. Таким чином, енергетичний і пластичний обмін тісно зв'язані між собою потоками речовин й енергії.

                                                Метаболізм

                                          (на рівні клітини)

Пластичний обмін                                     Енергетичний обмін

(асиміляція, анаболізм)                            (дисиміляція, катаболізм)

сукупність реакцій біосинтезу                      сукупність реакцій розщеплення та                                                                      

                                                                                окислення

А тепер давайте пригадаємо, яке питання ми ставили на початку уроку?

Як же класифікують організми за типом живлення в природі?

(Учні  працюють над заповненням таблиці  )

 V. Підсумок уроку

Отже, давайте підведемо підсумок нашого уроку.

Що ми вивчали на сьогоднішньому уроці?

Рефлексія

1. Сьогодні я дізнався…..
2. Було цікаво …..
3. Тепер я можу ….
4. Я навчився….
5. Урок дав мені для життя …..

VІ.  Домашнє завдання

Завдання 1: Наведенні нижче організми розділіть на дві групи - автотрофи і гетеротрофи. (Біологічний диктант з взаємоперевіркою)

Хламідомонада, шимпанзе, зозулин льон, амеба, перлівниця, залізобактерії, плаун булавовидний, щука, горобець, сіркобактерії, сироїжка, холерний вібріон.

Завдання 2:Заповніть таблицю  «Відмінність асиміляції від дисиміляції».