матеріал 2

Урок 21. Клітина як структурна одиниця живих систем

Матеріал

Для вчителя

Для учня

Завантажити матеріал (PDF)

Урок 21. Клітина як структурна одиниця живих систем

Очікувані результати навчання

Формулює проблему дослідження клітини як основної структурної одиниці життя – [12 ПРО 1.1.1]
Створює і аналізує самостійно або у співпраці з іншими моделі клітин – [12 ПРО 1.4.1]
Досліджує клітинні органели, використовуючи віртуальні/реальні моделі – [12 ПРО 1.4.2]
Аналізує та формулює висновки щодо будови та функцій клітини – [12 ПРО 1.5.2]
Порівнює та класифікує клітини за типами (прокаріоти, еукаріоти) – [12 ПРО 3.2.1]
Описує функції органел, використовуючи наукову термінологію – [12 ПРО 2.2.1]
Презентує результати дослідження у вибраний спосіб (усно, письмово, графічно) – [12 ПРО 1.5.3]

Місце уроку в темі: Це перший урок великого розділу «Біологія клітин». Він створює фундамент для розуміння клітинної будови живих систем та функцій клітини як основи життя.

Проблема уроку: Як структура клітини забезпечує її функціонування?

Очікувані результати для вчителя:

Учні розуміють значення клітини як структурної одиниці життя та можуть пояснити її основні компоненти.
Учні застосовують отримані знання на практиці, використовуючи моделювання.
Учні здатні робити висновки на основі реальних наукових даних, розвиваючи критичне мислення.

Очікувані результати для учнівства:

Я розумію, що клітина є фундаментальною одиницею життя і маю уявлення про її структуру.
Я вмію розрізняти прокаріотичні та еукаріотичні клітини, їхні основні органели та функції.
Я можу критично аналізувати наукові джерела та застосовувати знання про клітину для пояснення біологічних процесів.

Ключові слова:

клітина
прокаріоти
еукаріоти
мембрани
органели
компартменталізація

План уроку

Мотивація – клітина – структурна одиниця живого (5 хв)
Тобі може знадобитися – загальна будова і типи клітин (10 хв)
Життєва ситуація – створюємо модель клітини (20 хв)
Попрактикуймо самостійно – узагальнення знань (5 хв)
Рефлексія (5 хв)

1. Мотивація

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 5 хв.

🛠 Як провести:

Розкажіть коротку історію про вчених, які відкрили клітини. Наприклад, про Роберта Гука

Попросіть учнів сформулювати свої очікування: Що вони вже знають про клітини, що хотіли б дізнатися?

Плавно перейдіть до основного матеріалу уроку.

Додаткові питання для обговорення:

Чи всі клітини однакові?

Чи може існувати життя без клітин?

Рис 1. Схема Роберта Гука – першовідкривача, та автора терміна «клітина» (англ. – cell) з його праці «Мікрографії», 1665 рік. Джерело: AskBiologist

Загадка на старті:
Уявіть, що ви науковці, які знайшли невідому живу істоту. Вона надзвичайно мала, але ви бачите її наче через потужний мікроскоп. Як ви дізнаєтеся, до якої групи організмів вона належить? Які характеристики допоможуть вам зрозуміти, як він функціонує?

Міні-дискусія:

Чи можна назвати клітину «будівельним матеріалом життя»?
Що об’єднує всі живі організми на рівні клітини?
Чи є щось спільне між вашими клітинами і клітинами бактерій чи рослин?

Цей урок допоможе вам знайти відповіді та зрозуміти, чому саме клітина є основною одиницею всього живого.

2. Тобі може знадобитися

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 10 хв.

🛠 Як провести:

Переконайтеся, що в учнів є доступ до пристроїв (планшетів/ноутбуків) з Інтернетом або заздалегідь завантажте зображення клітин.

Ознайомтеся з інтерактивними моделями на Sketchfab, які будуть використовувати учні.

Підготуйте запитання для обговорення після перегляду моделей.

Поради для вчителя:

Адаптуйте рівень обговорення залежно від рівня класу – можна додати більш глибокі питання про ендосимбіотичну теорію або роль білків у мембрані.

Заохочуйте учнів дискутувати – нехай пояснюють відмінності між клітинами одне одному.

Програмне забезпечення для комп’ютерного моделювання можна використовувати для дослідження внутрішніх компонентів клітин (згадані у блоці моделі створені на основі зображень, отриманих електронною томографією).

Натискайте на покликання нижче, щоб дослідити ідентифіковані структури.

Рис 2. Будова бактеріальної клітини. Джерело: Вікіпедія

Бактерії (прокаріотична клітина)

Бактерії є прокаріотичними клітинами, тобто вони не мають ядра та внутрішньої компартменталізації (тобто у клітині немає мембранних органел).
🦠Прокаріот від Джейкоба Гронемана на Sketchfab

Рис 3. Будова типової тваринної клітини. Джерело: Вікіпедія

Тваринна клітина (еукаріотична клітина)

Клітини тварин є еукаріотичними (мають ядро та внутрішню компартменталізацію – містять мембранні органели). Вони не мають клітинної стінки і мають лише невеликі тимчасові вакуолі (не у кожній клітині). Поширеність певних органел визначається функцією клітини (наприклад, імунні клітини фагоцити містять багато лізосом, тоді як м’язові клітини – багато мітохондрій).
🦠Animal cell 2.0 – montanna на Sketchfab

Рис 4. Будова типової рослинної клітини. Джерело: Вікіпедія

Рослинна клітина (еукаріот)

Клітини рослин є еукаріотичними (мають ядро та мембранні органели). Вони мають клітинну стінку з целюлози та велику центральну вакуоль (вакуоль заповнена клітинним соком). Клітини рослин можуть мати хлоропласти, якщо вони є частиною фотосинтезуючої тканини (тобто клітини листя мають хлоропласти, а клітини кореня — ні. Проте клітини, що не здійснюють фотосинтез можуть містити інші типи пластид).
🦠Органели рослинної клітини від CVallance на Sketchfab

Рис 5. Клітинна мембрана. Джерело: Вікіпедія

Подвійний фосфоліпідний шар клітинної мембрани

Усі клітинні мембрани складаються з подвійного фосфоліпідного шару. Фосфатні «головки» фосфоліпідів завжди звернені назовні до водних розчинів (міжклітинної рідини та цитозолю), тоді як гідрофобні хвости жирних кислот звернені всередину (утримуються разом слабкими гідрофобними взаємодіями).
🦠Ліпідний подвійний шар клітинних мембранах від JuanGartner на Sketchfab

Ядро

Ядро являє собою двомембранну структуру з порами. Ядерна мембрана переходить в ендомембранну систему (мережу ендоплазматичного ретикулуму – ЕПР). Усередині ядра знаходиться ядерце – на клітинних препаратах та схемах це темна область. У ядерці відбувається збірка рибосом.
🦠Ядро від MajoraMaster на Sketchfab

Рис 7. Органели еукаріотичних клітин. Джерело: Вікіпедія

3. Життєва ситуація

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 20 хв.

🎯 Мета:

Це завдання спрямоване на закріплення знань про будову клітини та розвиток практичних навичок учнів.

Підготовка:

Матеріали: Забезпечте наявність необхідних матеріалів для створення фізичних моделей або доступ до комп’ютерів з встановленими програмами для 3D-моделювання.

Ресурси: Підготуйте наочні матеріали або відео про будову клітини.

Проведення:

Вступ: Поясніть учням мету завдання та його значення для розуміння клітинної будови.

Інструктаж: Розкажіть про етапи виконання роботи та очікувані результати.

Робота учнів: Надайте учням час для створення моделей, спостерігайте за процесом, відповідайте на запитання.

Презентація: Запропонуйте учням коротко представити свої моделі та пояснити вибір матеріалів або інструментів.

Рис 8. 3D-модель клітини. Джерело: EdVerse

Завдання: Створіть 3D-модель еукаріотичної клітини, використовуючи доступні підручні матеріали або цифрові інструменти для 3D-моделювання.

Можливі матеріали:

Пластилін, кольоровий папір, картон, клей, ножиці (для фізичної моделі)
Комп’ютер або планшет з доступом до програм для 3D-моделювання (наприклад, Tinkercad)

Інструкція:

Оберіть тип клітини: тваринна або рослинна.
Дослідіть будову клітини: визначте основні органели та їхні функції.
Сплануйте модель: визначте розміри та розташування органел.
Створіть модель: використовуючи обрані матеріали або запропоновану чи аналогічну програму, відтворіть клітину з усіма її компонентами.
Підготуйте презентацію: поясніть функції кожної органели та їх взаємодію.

Відео для натхнення: Як створити 3D-модель клітини?

4. Попрактикуймо самостійно

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 5 хв.

🎯 Мета:

Закріпити знання учнів про будову та функції основних органел еукаріотичної клітини.

Розвинути вміння аналізувати та порівнювати функції різних органел.

Сприяти розумінню взаємодії між органелами у клітині.

Додаткові рекомендації:

Заохочуйте учнів до дискусії та обміну думками під час обговорення.

Надайте можливість учням ставити запитання та уточнювати незрозумілі моменти.

Завдання: Аналіз клітинних органел та їх функцій

Інструкція:

Ознайомтеся з таблицею нижче, яка містить опис основних органел еукаріотичної клітини та їх функцій.
Виконайте завдання після таблиці, відповідаючи на поставлені питання.

Органела	Опис	Функція
Ядро	Оточене подвійною мембраною, містить генетичний матеріал (ДНК).	Керує клітинною активністю, зберігає та передає генетичну інформацію для подальшої реалізації.
Мітохондрія	Оточена подвійною мембраною, внутрішня мембрана утворює складки (кристи). Містить власну кільцеву молекулу ДНК, та 70S-рибосоми	Виробляє енергію АТФ через процеси клітинного дихання.
Ендоплазматичний ретикулум (ЕПР)	Мережа мембранних трубочок і мішечків; розрізняють гладкий та шорсткий ЕПР (шорсткий з рибосомами).	Синтез білків (шорсткий ЕПР) та ліпідів (гладкий ЕПР); транспортування речовин всередині клітини.
Аппарат Гольджі	Складається з плоских мембранних мішечків.	Модифікація, сортування та пакування білків і ліпідів для подальшого транспортування у везикулах.
Лізосома	Везикула (мембранний мішечок), що містить гідролітичні ферменти.	Розщеплює та утилізує відпрацьовані органели та макромолекули.
Хлоропласт	Оточений подвійною мембраною, містить власну кільцеву молекулу ДНК, 70S-рибосоми та пігмент хлорофіл; присутній лише в рослинних клітинах.	Здійснює фотосинтез, перетворюючи світлову енергію в хімічну.
Вакуоля	Великий мембранний мішечок, заповнений рідиною; зазвичай міститься у рослинних клітинах.	Зберігає воду, поживні речовини та відходи; підтримує тургорний тиск у рослинних клітинах.

Таблиця 1: Основні органели еукаріотичної клітини та їх функції

Запитання:

Порівняйте функції мітохондрій та хлоропластів. Чому обидві органели мають подвійні мембрани та власну ДНК?
Що може статися, якщо лізосоми не функціонуватимуть належним чином?
Чому рослинні клітини мають велику центральну вакуолю, а тваринні – ні?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рефлексія

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 5 хв.

Як провести:

Швидке коло відповідей: Оберіть 2-3 учнів, які поділяться своїми відповідями.

Жестова рефлексія:
Попросіть учнів показати пальцем рівень розуміння (👍 🤔 👎). Якщо багато учнів обрали 🤔 або 👎, варто за можливості зробити узагальнення складних моментів.

Фінальний місток:
Запитайте: «Як ви думаєте, чому знання про клітину важливі не лише для медицини та біотехнологій?»

Закінчіть речення:

Сьогодні я дізнався/дізналася, що…

Найцікавішим для мене було…

Питання, яке у мене залишилося, це…

Оцініть свій рівень розуміння (жестова рефлексія):

👍 – Все зрозуміло, можу пояснити іншому.

🤔 – Дещо зрозумів(ла), але є питання.

👎 – Мені було складно, потрібно ще пояснення.

У вільний від відпочинку час

📺 Відео для натхнення:

Прокаріотичні та еукаріотичні клітини – порівняння (канал AmoebaSisters): https://www.youtube.com/watch?v=Pxujitlv8wc
Огляд структури клітин різних типів (канал NucleusMedia): https://www.youtube.com/watch?v=URUJD5NEXC8

Завантажити матеріал (PDF)

Урок 21. Клітина як структурна одиниця живих систем

Очікувані результати навчання

Проблема уроку: Як структура клітини забезпечує її функціонування?

Очікувані результати для учнівства:

Я розумію, що клітина є фундаментальною одиницею життя і маю уявлення про її структуру.
Я вмію розрізняти прокаріотичні та еукаріотичні клітини, їхні основні органели та функції.
Я можу критично аналізувати наукові джерела та застосовувати знання про клітину для пояснення біологічних процесів.

Ключові слова:

клітина
прокаріоти
еукаріоти
мембрани
органели
компартменталізація

План уроку

Мотивація – клітина – структурна одиниця живого (5 хв)
Тобі може знадобитися – загальна будова і типи клітин (10 хв)
Життєва ситуація – створюємо модель клітини (20 хв)
Попрактикуймо самостійно – узагальнення знань (5 хв)
Рефлексія (5 хв)

1. Мотивація

Міні-дискусія:

Чи можна назвати клітину «будівельним матеріалом життя»?
Що об’єднує всі живі організми на рівні клітини?
Чи є щось спільне між вашими клітинами і клітинами бактерій чи рослин?

Цей урок допоможе вам знайти відповіді та зрозуміти, чому саме клітина є основною одиницею всього живого.

2. Тобі може знадобитися

Натискайте на покликання нижче, щоб дослідити ідентифіковані структури.

Бактерії (прокаріотична клітина)

Тваринна клітина (еукаріотична клітина)

Рослинна клітина (еукаріот)

Подвійний фосфоліпідний шар клітинної мембрани

Ядро

3. Життєва ситуація

Можливі матеріали:

Пластилін, кольоровий папір, картон, клей, ножиці (для фізичної моделі)
Комп’ютер або планшет з доступом до програм для 3D-моделювання (наприклад, Tinkercad)

Інструкція:

Оберіть тип клітини: тваринна або рослинна.
Дослідіть будову клітини: визначте основні органели та їхні функції.
Сплануйте модель: визначте розміри та розташування органел.
Створіть модель: використовуючи обрані матеріали або запропоновану чи аналогічну програму, відтворіть клітину з усіма її компонентами.
Підготуйте презентацію: поясніть функції кожної органели та їх взаємодію.

Відео для натхнення: Як створити 3D-модель клітини?

4. Попрактикуймо самостійно

Завдання: Аналіз клітинних органел та їх функцій

Інструкція:

Ознайомтеся з таблицею нижче, яка містить опис основних органел еукаріотичної клітини та їх функцій.
Виконайте завдання після таблиці, відповідаючи на поставлені питання.

Органела	Опис	Функція
Ядро	Оточене подвійною мембраною, містить генетичний матеріал (ДНК).	Керує клітинною активністю, зберігає та передає генетичну інформацію для подальшої реалізації.
Мітохондрія	Оточена подвійною мембраною, внутрішня мембрана утворює складки (кристи). Містить власну кільцеву молекулу ДНК, та 70S-рибосоми	Виробляє енергію АТФ через процеси клітинного дихання.
Ендоплазматичний ретикулум (ЕПР)	Мережа мембранних трубочок і мішечків; розрізняють гладкий та шорсткий ЕПР (шорсткий з рибосомами).	Синтез білків (шорсткий ЕПР) та ліпідів (гладкий ЕПР); транспортування речовин всередині клітини.
Аппарат Гольджі	Складається з плоских мембранних мішечків.	Модифікація, сортування та пакування білків і ліпідів для подальшого транспортування у везикулах.
Лізосома	Везикула (мембранний мішечок), що містить гідролітичні ферменти.	Розщеплює та утилізує відпрацьовані органели та макромолекули.
Хлоропласт	Оточений подвійною мембраною, містить власну кільцеву молекулу ДНК, 70S-рибосоми та пігмент хлорофіл; присутній лише в рослинних клітинах.	Здійснює фотосинтез, перетворюючи світлову енергію в хімічну.
Вакуоля	Великий мембранний мішечок, заповнений рідиною; зазвичай міститься у рослинних клітинах.	Зберігає воду, поживні речовини та відходи; підтримує тургорний тиск у рослинних клітинах.

Таблиця 1: Основні органели еукаріотичної клітини та їх функції

Запитання:

Порівняйте функції мітохондрій та хлоропластів. Чому обидві органели мають подвійні мембрани та власну ДНК?
Що може статися, якщо лізосоми не функціонуватимуть належним чином?
Чому рослинні клітини мають велику центральну вакуолю, а тваринні – ні?

Рефлексія

Закінчіть речення:

Сьогодні я дізнався/дізналася, що…

Найцікавішим для мене було…

Питання, яке у мене залишилося, це…

Оцініть свій рівень розуміння (жестова рефлексія):

👍 – Все зрозуміло, можу пояснити іншому.

🤔 – Дещо зрозумів(ла), але є питання.

👎 – Мені було складно, потрібно ще пояснення.

У вільний від відпочинку час

📺 Відео для натхнення:

Прокаріотичні та еукаріотичні клітини – порівняння (канал AmoebaSisters): https://www.youtube.com/watch?v=Pxujitlv8wc
Огляд структури клітин різних типів (канал NucleusMedia): https://www.youtube.com/watch?v=URUJD5NEXC8

Завантажити матеріал (PDF)

Ділись та обговорюй важливе