«Обмін речовин та енергії – основа функціонування біологічних систем»

Тема: «Обмін речовин та енергії – основа функціонування біологічних систем»

Мета: продовжити знайомити учнів з темою «Біологічна система»; розширити знання учнів про роль  метаболізму в живому організмі;  дати поняття про обмін речовин та перетворення енергії  в організмі людини, про асиміляцію та дисиміляцію; розвивати вміння учнів установлювати  причино - наслідкові зв’язки між обміном речовин та енергією як основою функціонування біологічних систем; розвивати уміння використовувати знання з інших предметів на уроці біології та  у повсякденному житті; розвивати в учнів уміння самостійно вивчати та аналізувати фактичний матеріал з теми; сприяти розвитку уваги, логічного мислення, естетичних смаків, емоційних почуттів, виховувати культуру спілкування, вміння висловлювати свої думки; виховувати екологічну культуру, відповідальність за власне здоров’я.

Обладнання і матеріали: схеми, що ілюструють процеси пластичного та енергетичного обміну.

Базові поняття і терміни: обмін речовин, метаболізм, пластичний обмін, енергетичний обмін, автотрофи, гетеротрофи.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою; наукове розуміння природи; уміння аналізувати, формулювати висновки; знання та розуміння фундаментальних принципів біології.

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Актуалізація базових компетентностей учнів.

Сьогодні на  trial ми з вами дамо вiдповiдь на   запитання – як працюють бiологiчнi системи. За рахунок чого цi системи iснують.

- Пригадайте!

- Що називається системою?

- Чи є людський організм системою? Доведіть це.

        - Чому температура тіла гомойотермних тварин і людини не залежить від  температури навколишнього середовища на відміну від пойкілотермних?

       - Чому теплокровні тварини, на відміну від холоднокровних, не можуть бути в стані анабіозу або діапаузи і зовсім не спроможні до голодування?

TRIAL Мотивація навчальної діяльності

На слайді (слайд 2) ви бачите приклади різних систем. Скажіть, будь-ласка, завдяки чому можуть працювати ці системи? (Завдяки енергії) З курсу фізики ви вже знаєте що таке енергія.

Енергія – це здатність виконувати роботу. Це те, що стоїть за поняттям «сила», що дає можливість існувати силі. Щоб привести в рух автомобіль треба застосувати силу. Її треба якимось чином отримати. А звідки береться енергія в автомобілі? Її отримують із бензину під час його згоряння в циліндрах. Ця енергія активізує певні сили, що приводять в рух механізми автомобіля. У результаті двигун працює.

Життєдіяльність живих організмів також забезпечується завдяки енергії. Але ж у людини немає двигуна і ми не споживаємо бензин.

Тож яка природа енергії живих організмів і як вона працює?

ІV. Оголошення теми та мети уроку

Людина, тварина, рослина, гриби – це відкриті біологічні системи, вони знаходяться у стані постійного обміну речовин та енергії з навколишнім середовищем. Для забезпечення власних енергетичних потреб організм використовує енергію, що надходить з зовнішнього середовища. Вони акумулюють енергію у формі хімічних зв’язків органічних молекул.

Для біологічних систем обмін з навколишнім середовищем є умовою збереження і підтримки їхньої структурної організації. Тобто завдяки обміну речовин вони існують.

Коли ми говоримо про живі організми, поняття «обмін речовин» і «енергія» є нерозривними. Адже обмін речовин це процес, під час якого одночасно витрачається і виробляється енергія.

-         Як же цей процес відбувається в нашому організмі?

Всі ми з вами любимо смачно поїсти. Давайте згадаємо прислів’я про їжу.

Слайди 3-6

Прислів’я:

• По саме горло ситий.
• Риба не хліб, ситий не будеш.
• Хто сит, той гадає, що вже ніколи не зголодніє.
• Калач приїсться, а хліб ніколи.
• Нагодують калачем та й у спину рогачем,
• Паляниця — хлібові сестриця.
• Яка пшениця, така й паляниця.
• Добра паска, як є ковбаска.

Навіщо ми з вами споживаємо їжу? Чому ми не можемо прожити без неї?

(Відповіді учнів)

Їжа це джерело енергії та наш будівельний матеріал.

Отже. Тема нашого уроку:

«Обмін речовин та енергії – основа функціонування біологічних систем»

Слайд 7, 8

-         Як ще називають обмін речовин? Підберіть синонім до цього слова.

Метод «Впізнай мене»

- Спробую вам ще trial натякнути за допомогою наступного завдання: із запропонованих літер спробуйте скласти біологічний термін, з яким ви знайомі ще з попередніх класів. (МЕТАБОЛІЗМ)

Слайд 9

- Що таке метаболізм?

Слайд 10

(Метаболізм це — це хімічні реакції, що виникають з моменту надходження в організм поживних речовин до моменту виділення в зовнішнє середовище кінцевих продуктів цих реакцій. Це складний процес перетворення споживаної їжі в життєву енергію).

Метаболізм

- Отже, сьогодні ми поговоримо про обмін речовин та енергію як основу функціонування біологічних систем.

Скажіть, будь ласка, обмін речовин відбувається лише під час споживання їжі? Де, взагалі, відбувається метаболізм?

(Довільні відповіді учнів з корегуванням учителя)

V. Вивчення нового матеріалу

5.1. Розповідь учителя з елементами бесіди.

Клітина є єдиним цілим, біологічною системою, елементи якої об’єднує спільний обмін речовин і перетворення енергії. Обмін речовин клітини можна умовно поділити на дві частини – обмін із навколишнім середовищем і внутрішній обмін, або метаболізм.

Обмін речовин і енергії в клітині – сукупність хімічних перетворень, що відбуваються в живій клітині та забезпечують її ріст, життєдіяльність, відтворення, постійний контакт і обмін з навколишнім середовищем.

Обмін речовин

Хоча реакції, що відбуваються в організмі безліч, їх можна розділити на дві великі групи: реакції синтезу та реакції розпаду.

Метаболізм будь-якої клітини складається з двох взаємопов’язаних комплексів реакцій. У результаті першої групи реакцій відбувається розщеплення складних органічних сполук на простіші, а енергія, яка при цьому виділяється, запасається клітиною у формі макроенергетичних зв’язків ряду сполук (наприклад, АТФ). Ця група процесів називається енергетичним обміном –цитоплазма (гліколіз), мiтохондрii). У результаті trial групи реакцій за рахунок енергії макроенергетичних зв’язків відбувається синтез складних органічних сполук із більш простих попередників. Ця група процесів називається пластичним обміном. Вiдбувається в органелах клітини-рибосоми(білок)

Слайд 11. 12

Trial згадаємо як відбувається процес травлення в організмі людини.

(Метаболізм (на рівні організму) Використання плакату людини

 Надходження речовин (дихання, харчування);

 Перетворення речовин (травлення);

 Всмоктування;

 Виведення з організму trial продуктів життєдіяльності (шкіра, легені, видільна система, травний тракт)

Слайд 13

Травлення являє собою багатостадійний процес, під час якого полімерні молекули розщеплюються на мономери:

     Білки на амінокислоти

     Складні вуглеводи на моносахариди (глюкозу)

     Trial на жирні кислоти та гліцерин

     Нуклеїнові кислоти на нуклеотиди

Їжа тваринного походження в основному складається з полімерів, які не можуть всмоктуватися у шлунковому тракті. Тому живі організми змушені розщеплювати полімери до мономерів. Під час цих реакцій виділяється енергія. Яка акумулюється в макромолекули АТФ.

-         В яких органелах клітини відбувається цей процес? (мітохондріях, цитоплазмі.)

-         Що trial собою АТФ? (єдине універсальне джерело енергії)

Після trial травлення відбувається процес всмоктування.

-         В якій частині травної системи відбувається цей процес? (тонкий кишечник→ворсинки→капіляри→клітина)

В клітинах відбувається процес біосинтезу (білків, жирів, вуглеводів, нуклеїнових кислот) які за своєю структурою подібні до структури організму людини, процеси асиміляції, пластичного обміну та використання молекул АТФ.

З організму виводяться продукти обміну речовин – це вуглекислий газ, вода, сечовина та ін.. Виділення відбувається через органи виділення.

Наголосити Trial обмiну речовин тiсно мiж собою взаємоповязанi

Слайд 14

За стратегією одержання матеріалів для забезпечення  енергетичного обміну різні групи живих організмів суттєво різняться між собою.

Слайд 15

Класифікація живих організмів за основним джерелом енергії:

 Автотрофи (фототрофи, хемотрофи);

 Гетеротрофи (сапротрофи, паразити).

Trial організми в реакціях енергетичного обміну розщеплюють синтезовані ними ж органічні речовини, частіше за все у формі глюкози. А от гетеротрофні організми розщеплюють органічні речовини, які надходять до їхніх клітин з їжею.

При цьому гриби й бактерії виділяють травні ферменти в навколишнє середовище, а поглинають і розщепляють уже досить прості органічні речовини, які утворилися внаслідок дії цих ферментів. А тварини поживні речовини спочатку поглинають, а вже потім починають їх обробляти ферментами у своїй травній системі. В аеробних живих організмів розщеплення глюкози в клітинах відбувається у два етапи гліколіз і дихання. Гліколіз відбувається в цитоплазмі, а дихання у мітохондріях.

Для реакцій пластичного обміну у своїх клітин і гетеротрофні й автотрофні організми використовують зовнішні джерела енергії та Карбону. Різниця в тому, що автотрофи отримують Карбон з неорганічних речовин за рахунок енергії сонячного світла, а гетеротрофи – з органічних речовин інших живих організмів.

5.2. Заповнення trial разом з учнями у робочих зошитах

(Учні отримують бланк таблиці, окрім стовпчика «Де відбувається», який заповнюють разом)

Слайд 13

Особливості перебігу окремих процесів метаболізму

VI. Закріплення матеріалу

- Пропоную переглянути відео «Поради лікаря Валіхновського»

(Обговорення переглянутого відео)

Цікаво знати…

К. Бернар (фахівець у галузі фізіології) говорив «Всі, хто вважає себе людиною розумною, просто зобов’язані мати уявлення про процеси, що відбуваються у природі і у їх власному організмі, особливо це стосується такого біологічного процесу як метаболізм. Для того, щоб бути здоровим і жити довго, важливо знати, що основу життя становить сукупність хімічних реакцій, що повинні протікати за чітко визначеного  генетичною програмою, без накопичення шкідливих продуктів і шлаків».

Тому потрібно знати, що таке правила харчування і навіщо потрібні вітаміни, призначення і склад лікарських засобів та спосіб їх застосування.

Нормальний метаболізм неможливий без окремих груп корисних бактерій, які живуть в нашому організмі. Добре налаштований метаболізм – це і є життя, краса і здоров’я.

VIІ. Рефлексія

Метод «Вірю не вірю»

Слайд 17,18,19.

«Причини порушення обміну речовин»

1. Генетичні порушення (вірю)
2. Порушення trial білків , ферментів (вірю)
3. Відсутність емоцій, потрясінь, депресій, стресів (не вірю)
4. Надлишок вітамінів (не вірю)
5. Надходження в організм чужорідних токсичних речовин (вірю)
6. Порушення діяльності trial та нервової системи (вірю)
7. Дотримання trial способу життя (не вірю)
8. Кількісний та якісний склад їжі не відповідає енергетичним витратам організму (вірю)
9. Накопичення організмом важких металів (вірю)

Прийом «Дивуй»

5000 років тому середньостатистичній людині для виживання необхідно було 12000 кілокалорій енергії на день (сумарна витрата на підтримання активності організму, обігрів, приготування їжі тощо). На початку XV століття їй необхідно було вже 26000 кілокалорій на день. Після промислової революції в третій чверті ХІХ століття середній споживач енергії використовував 77000 ккал. До 1975 року споживання енергії людиною потроїлося й досягло 230000 кілокалорій на день.

ІХ. Оцінювання навчальних досягнень учнів, домашнє завдання.