Відкритий урок " Клітинні структури та метаболізм ", 10 клас. 2020 рік

                                 Урок біології. 10 клас. Загальна біологія.

Тип уроку: узагальнюючий урок.

Тема уроку: структури клітини та метаболізм

Мета: провести урок у формі гри : «Веселі старти», розподіливши клас на три команди. Кожна команда голосуванням обирає свого капітана. Змагання між командами здійснюється в кілька конкурсів, серед них – конкурси «розминка -  характеристика», «виправ помилки», «відгадай за функцією: хто швидший », «ти мені – я тобі», конкурс капітанів «заморочки з бочки» і «домашнє завдання». З числа старших учнів ( 11 клас ) призначається журі – три учні. Кожен член журі оцінює виступ команди за шкалою від одного до п’яти балів. Вчитель – ведучий і координатор гри.

Форма уроку: гра – змагання

Назва гри:  «Біологічні старти»

                                                    Хід уроку

1. Вступ. Вчитель називає тему, мету уроку і пояснює суть гри. Парти в класі зсунуті таким чином, щоб за ними розмістилися окремо три команди учнів, на які поділено клас. За окремою партою розміщено журі у складі трьох сильних учнів 11 класу, яке буде оцінювати кожний конкурс. На вчительському столі лежить роздатковий дидактичний матеріал для конкурсу, зокрема, пластмасова банка ( бочка ) з опущеними всередину папірцями з питаннями, перевернуті листочки з характеристиками клітинних структур, що забезпечують метаболізм із навмисне зробленими помилками в характеристиках ( у вчителя теж є подібні листочки з вже виправленими помилками, які він кладе на стіл журі, коли проводиться даний етап конкурсу ), до конкурсу «розминка – характеристика» передбачено слайди із зображенням тих структур клітини, назву яких потрібно відгадати за їх електронною мікрофотографією і охарактеризувати ці структури. Електронна мікрофотографія органел клітини – на інтерактивній дошці ( змагання проводиться в інтерактивному кабінеті ). Для участі в цьому конкурсі капітанам команд передбачено тягнути номерки ( №1, №2 і №3 відповідно ) Хто витягне папірець з першим номером, той буде розпочинати змагання, другим – відповідно буде другий, третій – буде третім…
2. Гру розпочато. Вчитель оголошує початок гри і називає перший конкурс: «розминка – характеристика». Капітани команд виходять і тягнуть папірці з номерками, що вказують порядок виступу команд. На інтерактивній дошці з’являється перший слайд з мікрофотографією певної клітинної структури, що відіграє роль у забезпеченні клітинного метаболізму, наприклад, мітохондрії. Команда, що розпочинає гру, повинна правильно назвати цю органелу клітини. У випадку, якщо органелу названо правильно, команді надається один бал, якщо ні – додатковий бал отримує команда, учасник якої правильно назве показану на слайді органелу клітини. Те, чи вірно, чи ні названа органела, говорить вчитель. Якщо органела названа командою правильно, журі ставить бал команді, якщо органелу називає інша команда, то бал отримує вона. Характеристика повинна бути стисла і коротка ( не більше двох хвилин ), тобто сказано повинно бути основне. Вчитель фіксує час початку характеристики, журі слухає характеристику і оцінює її за п’ятибальною шкалою. Перевага характеристики в тому, щоб член команди вказав у характеристиці найсуттєвіше і найголовніше, а не «лив з пустого в порожнє» Після того, як з’явиться слайд із зображенням органели, учасникам команди, яка першою дає характеристику, дається на обдумування 2 хвилини перед виступом, потім зразу ж з’являється другий слайд із органелою, характеристику якій дає друга команда і після того, як органела буде успішно відгадана, - третій слайд з органелою, яку буде характеризувати третя команда. Всі команди починають коротку підготовку до виступу ( 2 хвилини )

Приклад характеристики.«Ця органела клітини є мітохондрією. Вони належить до двомембранних органел клітини. Мітохондрії називають «енергетичними станціями клітини» Зовнішня мембрана мітохондрій – гладенька. Внутрішня – має численні складки, спрямовані всередину. Вони називаються кристи. Саме на внутрішній мембрані і в просторі між зовнішньою і внутрішньою мембранами ( між мембранному просторі ) відбуваються біохімічні реакції так званого аеробного, або кисневого етапу клітинного дихання, під час якого відбувається окиснення продуктів попереднього, безкисневого етапу розщеплення глюкози – так званого гліколізу, а саме такого продукту, як піровиноградна кислота, або піруват ( C₃H₄O₃ ) до кінцевих продуктів дихання – СО₂ та Н₂О. В цьому процесі беруть участь цілий ряд ферментів, в тому числі АТФ – синтетаза, за участю якого відбувається синтез молекул АТФ. Вирішальне значення в кисневому етапі розщеплення продуктів гліколізу мають явища електричної природи, що відбуваються на внутрішній мембрані мітохондрій і в між мембранному просторі.  На кисневому етапі виділяється енергія, якої достатньо для синтезу аж 36 молекул АТФ – сполуки, яка акумулює про запас енергію у клітині у двох макроергічних фосфатних зв’язках. При цьому, перший макроергічний зв’язок акумулює в собі близько 50 кДж енергії, а другий – близько 30 кДж енергії. У процесі аеробного, або кисневого етапу розщеплення глюкози ( С₆Н₁₂О₆ ) виділяється кількість енергії, достатня для синтезу 36 молекул АТФ, а на попередньому безкисневому етапі – гліколізі -  лише для синтезу 2 молекул АТФ. Отже, кисневий етап розщеплення глюкози у 18 разів ефективніший, ніж без кисневий, тобто гліколіз, тому істоти, які живуть у аеробних умовах середовища, ведуть набагато активніший спосіб життя і значно рухливіші за так званих істот – анаеробів, тобто тих, що живуть в безкисневому середовищі, наприклад, внутрішніх паразитів людини і тварин…Ось таким є типовий приклад характеристики певної органели. Слідом за першою командою, характеристику своєї органели дає друга команда, потім – третя. Так як характеристики займають не більше двох хвилин, етап проходить швидко…Тут учні повинні дійсно продемонструвати свої знання за відносно короткий час. Чим кращою і суттєвішою буде характеристика, тим журі ставить вищий бал команді ( від одного до п’яти балів ). Інші команди в цей час уважно слухають виступ і по його закінченню виправляють помилки ( саме виправляють помилки, а не додають інформацію ). Вчитель також фіксує помилки в розповіді учнів, а в кінці він їх вказує і рекомендує членам журі, якщо ці помилки були суттєвими, зняти один бал команді, що їх зробила.

Друга команда характеризує таким чином іншу органелу клітини, що бере участь у забезпеченні клітинного метаболізму, наприклад, пластиди, цитоплазматичну мембрану клітини, або плазмо лему, ендоплазматичну сітку, комплекс Гольджі і т.д. Таким чином, уже за перший конкурс гри – змагання команда – переможець може отримати шість балів.

Другий конкурс «виправ помилки» Капітани команд підходять до столу вчителя і тягнуть завдання з текстом, в якому навмисне допущені помилки. Ці помилки потрібно вказати і виправити учасникам команд. У вчителя на столі знаходяться такі ж завдання з виділеними жирним шрифтом вже виправленими помилками. Ці завдання вчитель надає членам журі, які повинні бути дуже уважними і слідкувати за кожним словом виступаючих учасників команд. На виконання цих завдань надається певний час учасникам команд для опрацювання тексту завдань і виправлення помилок в текстах.

Приклад тексту з навмисне допущеними помилками:

Цитоплазматична мембрана ( плазмолема ) виконує у ряд функцій. Вона захищає клітину від проникнення в неї ряду шкідливих речовин, вірусів, механічного пошкодження клітини. Через цитоплазматичну мембрану здійснюється виведення клітиною продуктів клітинного обміну речовин, надходять у клітину кисень, вода і поживні речовини. Деякі речовини, такі як білки, вуглеводи полісахариди потрапляють у клітину шляхом пасивного транспорту – дифузії. (1) Ішні речовини, такі як кисень та вуглекислий газ транспортуються через мембрану активно(2). Деякі органічні речовини, наприклад стероїди, є речовинами з полярними (3) молекулами і транспортуються в клітину шляхом пасивного транспорту. Прикладом пасивного (4) транспорту через мембрану також  є цитоз -  транспортування через мембрану речовин у складі мембранних пухирців. На відміну від активного транспорту, який потребує затрат енергії, пасивний енергетичних витрат не потребує. Існують два види цирозу – виведення речовин з клітини у складі мембранних пухирців – ендоцитоз (5) та транспортування речовин з міжклітинного середовища в середину клітини – екзоцитоз (6)Виділяють два типи ендоцитозу – фагоцитоз і піноцитоз. Піноцитоз – це поглинання клітиною рідких речовин, а фагоцитоз – поглинання разом з рідкими і твердих речовин – мікроскопічних твердих часточок, одноклітинних організмів, тощо. Фагоцитоз характерний для деяких одноклітинних еукаріотичних організмів, таких як амеби, інфузорії, а також для деяких клітин багатоклітинних організмів, наприклад для макрофагів у крові та інших тканинах людини.

   В цьому завданні виправленні помилки вказані цифрами після тверджень і понять. Правильно буде так:

1. Білки, полісахариди та інші високомолекулярні органічні сполуки або утворюються в клітині шляхом синтезу з низькомолекулярних, наприклад, білки з амінокислот, вуглеводи полісахариди, такі як крохмаль або целюлоза у рослинних клітинах чи глікоген і хітин у клітинах тваринних організмів та грибів – з вуглеводів моносахаридів, таких як глюкоза. Або ж надходять у клітину з допомогою активного транспорту, що відбувається з енергетичними затратами.
2. Кисень, вуглекислий газ та інші неорганічні речовини з неполярними молекулами транспортуються через клітинну мембрану шляхом дифузії, тобто за градієнтом концентрації, що є типом пасивного транспорту, який відбувається без енергетичних затрат.
3. Стероїди, які належать до ліпідів, мають неполярні молекули і транспортуються через мембрану пасивно
4. Цитоз – це активний транспорт речовин. Він відбувається з витратами енергії, що виділяється при розщепленні молекул АТФ.
5. Ендоцитоз – транспортування речовин всередину клітини, а не з клітини, а екзоцитоз – навпаки, виведення клітиною ряду речовин у міжклітинне середовище.

Якщо команда вкаже всі помилки у фрагменті наукового тексту ( завданні ), то отримує 5 балів, за кожну невиправлену помилку – відповідно на один бал менше.

Журі фіксує невиправлені помилки і знімає бали, в кінці вказуючи на помилки та називаючи правильні твердження і поняття.

Наступний конкурс «відгадай за функцією – хто швидше». Вчитель зачитує функції клітинних органел, а учасники команд піднімають руку, називаючи органелу, що виконує дану функцію. Право відповіді надається учаснику тієї команди, який першим підняв руку. Якщо відповідь неправильна, відповідає учасник другої команди. За кожну правильну відповідь журі надає бал. Приклади завдань:

1. Клітинна органела, в якій відбувається під дією світла синтез органічних поживних речовин – вуглеводів…Зелена пластида – хлоропласт
2. Органела не мембранної будови, що бере участь у синтезі поліпептидного ланцюга і є комплексом РНК і білків…Рибосома
3. Одномембранна органела клітини, що утворена системою канальців і порожнин та може бути гладенькою та зернистою ( гранулярною )…Ендоплазматична сітка
4. Двомембранна органела, в якій відбувається цикл Кребса і синтез основної кількості молекул АТФ…Мітохондрія
5. Двомембранна органела, в якій відбувається модифікація синтезованих структурних білків, ферментів, їх взаємодія з полісахаридами та ліпідними сполуками, упакування утворених складних речовин у грани, утворення мембранних пухирців з ферментами та гормонами, їх відшнуровування від органели та поповнення ними клітинної мембрани, а також виведення ряду речовин за межі клітини…Апарат Гольджі
6. Органела, що обмежена однією мембраною , містить ферменти, які розкладають отруйний для клітини гідрогену пероксид ( Н₂О₂ ) до води та кисню…Пероксисома
7. Безбарвна пластида, яка утворюється з хлоропласта в результаті руйнування хлорофілу в ньому та накопичення поживних речовин у вигляді зерен крохмалю та крапель жирів…Лейкопласт
8. Пластида, що формується з хлоропласту через руйнування хлорофілу в ньому та прояву пігментів, які раніше маскувалися хлорофілом – жовто-бурого пігменту – ксантофілу та червоного – каротину. Цей процес відбувається восени в клітинах основної тканини листків рослин, внаслідок чого вони набувають жовтого і червоного кольору. Пластида називається…Хромопласт

Конкурс «ти – мені, я – тобі».  В цьому конкурсі капітани команд підходять до ведучого ( вчителя ) і визначаються, яка команда буде давати питання іншій команді. Наприклад, перша команда дає питання третій. Третя – другій. Друга – першій. На обдумування відповіді дається хвилина. Якщо команда дає відповідь без підготовки, вона отримує додатковий бал. Цей конкурс максимум оцінюється в три бали ( за правильністю і повнотою відповіді ). Так, якщо команда дає неправильну відповідь, вона отримує 0 балів, якщо відповідь з підготовкою (1 хв ) і правильна та повна, то команда отримує 2 бали, якщо без підготовки, правильна та повна – то 3 бали. Наприклад: « Чим відрізняється зерниста ендоплазматична сітка від гладенької ? » Відповідь: зерниста містить на мембрані комплекси рибосом, які беруть участь у синтезі поліпептидних ланцюгів ( білкових молекул ), що синтезуються і потрапляють всередину канальців ендоплазматичної сітки. Гладенька рибосом не містить, а отже в синтезі білків участі не приймає. В її канальцях синтезуються ліпіди, полісахариди і т.д.

Конкурс капітанів «Заморочки з бочки». В конкурсі приймають участь капітани команд. На учительському столі розміщена бочка ( банка ) з непрозорими стінками, в якій лежать кілька папірців з написаними на них запитаннями. Право першим розпочинати конкурс надається капітану команди, яка на даний момент набрала найменшу кількість балів. Учень підходить, тягне питання і зразу ж дає на нього відповідь. Запитання можуть бути різними, але потрібно не три, а хоча б п’ять різноманітних питань.

Нарешті, останній конкурс «домашнє завдання».  Цей конкурс оцінюється по максимуму – «5» балів. Учасники команд повинні придумати оригінальне домашнє завдання членам іншої команди. Чим більш нетрадиційним і вишуканим буде завдання, тим вища за нього оцінка. Наприклад, можна просто дати завдання: « прочитати параграф такий – то. Це оцінюється в один бал. Завдання, що оцінюється в два бали: «прочитати параграф підручника про клітинні структури, що приймають участь у процесах метаболізму клітини та дати відповіді на питання в кінці параграфа ». Завдання, яке оцінюється в три бали: «прочитавши параграф, самостійно підготувати короткий план розповіді у вигляді тез до кожного розділу параграфа. Завдання, що оцінюється в чотири бали: «до кожного розділу параграфа скласти «дорожню карту» відповіді за принципом схеми з позначеними  у вигляді маленьких малюнків. Вибір таких завдань – виключно плід учнівської фантазії.

Підведення підсумків. В кінці члени журі підсумовують кількість балів за кожен конкурс, визначаючи команду – переможця, та ті, що зайняли друге і третє місця. Вчитель оголошує команду – переможця і результати змагань, оголошуючи винагороду у вигляді оцінок з біології. Відповідно, всі учасники переможної команди отримують по 12 балів, команди, що взяла друге місце – по 11, третє – по 10 балів відповідно. Вчитель підводить підсумки та називає домашнє завдання з боку команди, яке виявилось найоригінальнішим. Наостанок уроку можна включити невеличку і негучну музичну композицію…

              Новобиківський ЗЗСО І-ІІІ ступенів

                                          Підготував:  вчитель біології Ластовець О.В.

                                           Грудень 2019 рік