Урок 60. Як контролюється клітинний цикл?
Матеріал
Урок 60. Як контролюється клітинний цикл?
Очікувані результати навчання
Місце уроку в темі: Другий урок про клітинний цикл. Розширює знання учнів про клітинний цикл, які вони отримали на першому уроці, і знайомить їх із механізмами регуляції поділу клітин. Урок підготує учнів до розуміння складніших тем, таких як мітоз, мейоз та ембріональний розвиток, які будуть розглянуті в наступних уроках.
Проблема уроку: Як клітина забезпечує точність і стабільність під час поділу?
Очікувані результати для вчителя:
Очікувані результати для учнівства:
Ключові слова:
- клітинний цикл
- інтерфаза
- G1-фаза
- S-фаза
- G2-фаза
- M-фаза
- мітоз
- цитокінез
- G0-фаза
- контрольні точки
- цикліни
- циклін-залежні кінази (CDK)
План уроку
- Мотивація – Що контролює час поділу клітини?
- Повторення – Робота з картками: ключові поняття з попередніх уроків (етапи клітинного циклу ).
- Теоретичний блок – Будова клітинного циклу. Контрольні точки, роль циклінів та CDK.
- Життєва ситуація – квест “Генетичний детектив”
- Попрактикуймо самостійно – Моделювання контрольних точок клітинного циклу.
- Рефлексія – Закріплення знань через практику “Пригадування”.
1. Мотивація
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
🛠 Як провести:
- Запишіть усі відповіді учнів на дошці, навіть якщо вони містять хибні уявлення. Це допоможе зрозуміти, які аспекти потребують уточнення.
(Зверніть увагу учнів на те, що клітинний поділ – це не випадковий процес, а чітко регульований механізм)- Після перегляду відео чи фото обговорити з учнями їх спостереження.
- Ставте навідні запитання
- Чи помітно якийсь порядок на фото/відео?
- На що він вас схожий?
- Чому він є важливим?
Питання для обговорення:
- Що контролює час поділу клітини?
- Чому клітини не діляться постійно?
- Перегляньте відео.
https://youtu.be/MZW0G9ygdx0 - Що ви помітили?
Розгульне фото. Що на ньому помітно?
2. Повторення пройденого
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
На картці з одної сторони поняття, з іншої його пояснення
Учні в парах, один показує картку, другий пояснює значення, якщо не пам’ятає, то перший учень його читає.
Учні проходять завданням на learningsapps для повторення.Можлива модифікація “Хто швидше знайде пару термін-означення”
Робота в парах з картками з ключовими словами із попередніх уроків.
Перелік карток: …
Клітинний цикл складається з фаз, включаючи G0, G1, S, G2 та M- поділу.
Основні етапи клітинного циклу
- Інтерфаза:
- G1-фаза: Клітина росте, синтезує білки та органели.
- S-фаза: Реплікація ДНК (подвоєння генетичного матеріалу).
- G2-фаза: Підготовка до поділу (синтез білків, необхідних для мітозу).
- М-фаза:
- Мітоз: Поділ ядра (профаза, метафаза, анафаза, телофаза).
- Цитокінез: Поділ цитоплазми та утворення двох дочірніх клітин.
- G0-фаза:
- Клітини, які припинили поділ (наприклад, нейрони) або можуть повернутися до циклу (наприклад, гепатоцити).
Рис 1. Схематичне зображення клітинного циклу. Джерело: Вікіпедія
3d схема клітинного циклу
Пройдіть за посиланням та потренуйтесь
https://learningapps.org/watch?v=phxnmxyxn25
3. Тобі може знадобитися
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
🛠 Як провести:
- Поясніть аналогію “клітина – завод з створення клітин” Що важливо на кожному етапі виробництва?
- Продемонструвати фото відбраковуй на заводі
- Стимулюйте дискусію (На який процес вона вказує? На якому етапі клітинного циклу відбуватиметься такий процес? Чи достатньо одного такого етапу?)
Поради для вчителя:
- Адаптуйте рівень обговорення залежно від рівня класу.
- Заохочуйте учнів дискутувати – щоб порівнювали етапи
Уявіть, що клітина – це завод, який виробляє нові клітини. Кожен етап клітинного циклу – це окремий цех, де відбуваються певні процеси.
- Цех G1 (цех підготовки):
- Завод перевіряє, чи є достатньо матеріалів (енергія, поживні речовини) для виробництва.
- Якщо все гаразд, завод починає підготовку до виробництва (синтез білків та органел).
- Цех S (цех копіювання):
- Завод копіює всі інструкції (ДНК), щоб нові клітини були ідентичними.
- Цех G2 (цех перевірки):
- Завод перевіряє, чи всі копії інструкцій правильні, і чи готові всі деталі для збірки нових клітин.
- Цех M (цех збірки):
- Завод ділить всі ресурси на дві частини і створює дві нові клітини.
Перегляньте ілюстрацію. Поділіться ідеями
На кожному етапі виробництва є інспектори (контрольні точки), які перевіряють, чи все відбувається правильно.
- Контрольна точка G1/S:
- Інспектор перевіряє:
- Чи завод має достатньо ресурсів для виробництва.
- Чи інструкції (ДНК) не пошкоджені.
- Якщо щось не так: виробництво зупиняється, доки проблему не виправлять.
- Інспектор перевіряє:
- Контрольна точка G2/M:
- Інспектор перевіряє:
- Чи всі копії інструкцій правильні.
- Чи всі деталі для збірки готові.
- Якщо щось не так: виробництво зупиняється, доки помилки не виправлять.
- Інспектор перевіряє:
- Контрольна точка M:
- Інспектор перевіряє:
- Чи всі деталі правильно прикріплені до конвеєра (хромосоми до веретена поділу).
- Якщо щось не так: збірка зупиняється, щоб уникнути бракованих клітин.
- Інспектор перевіряє:
Цикліни та CDK як керівники заводу
- Цикліни: Це керівники, які з’являються на певних етапах виробництва і дають команду розпочати новий етап.
CDK: Це працівники, які виконують команди керівників (циклінів).
4. Життєва ситуація
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 20 хв.
🎯 Мета:
- Це завдання спрямоване на закріплення знань про етапи клітинного циклу. Які є критичні точки та за що вони відповідають
Підготовка:
- Матеріали:
- Схема клітинного циклу з контрольними точками.
- Мутаційні карти: Картки з описом мутацій, функцій генів.
Проведення:
- Вступ: Поясніть учням мету завдання та його значення для розуміння клітинного циклу.
- Інструктаж: Розкажіть про етапи виконання роботи та очікувані результати.
Для різних рівнів групи можна закривати частину інформації на картках.
- Спрямовуйте групи на чітке виконання завдань.
- Під час презентацій перевіряти розуміння учнями процесів клітинного циклу, задавати уточнюючі запитання.(Які ключові процеси відбуваються на цьому етапі? Яке значення цього етапу для життя клітини?)
Додати питання для обговорення
“Генетичний детектив”
- Вивчення “мутаційної карти”:
Як використовувати картки:
- Розподіл за групами:
- Кожна група отримує 1-2 картки.
- Учні вивчають інформацію.
- Аналіз карток:
- Групи відповідають на питання:
- Який ген мутував?
- Яку роль він відіграє в клітинному циклі?
- Яка контрольна точка порушена?
- Які наслідки для клітини?
- Групи відповідають на питання:
- Презентація результатів:
- Кожна група презентує свої висновки (1-2 хвилини).
- Під час презентацій інші учні можуть ставити питання.
- Вчитель підкреслює ключові моменти, доповнює висновки груп та пояснює складні аспекти, якщо це необхідно.
Картка 1: Ген TP53
- Функція: Кодує білок p53, який зупиняє клітинний цикл при пошкодженні ДНК.
- Мутація: Ген TP53 не працює.
- Вплив на контрольну точку: G1/S контрольна точка не спрацьовує.
- Наслідки: Клітина не зупиняється при пошкодженні ДНК, що може призвести до раку.
Картка 2: Ген RB1
- Функція: Контролює перехід з G1 до S-фази (початок копіювання ДНК).
- Мутація: Ген RB1 не працює.
- Вплив на контрольну точку: G1/S контрольна точка не спрацьовує.
- Наслідки: Клітина починає копіювати ДНК без перевірки, що призводить до неконтрольованого поділу.
Картка 3: Ген BRCA1
- Функція: Відповідає за репарацію (відновлення) пошкоджень ДНК.
- Мутація: Ген BRCA1 не працює.
- Вплив на контрольну точку: G2/M контрольна точка не спрацьовує.
- Наслідки: Клітина входить у мітоз (поділ) з пошкодженою ДНК, що може призвести до раку молочної залози або яєчників.
Картка 4: Ген MYC
- Функція: Контролює ріст і поділ клітини, активує транскрипцію генів.
- Мутація: Ген MYC надмірно активний.
- Вплив на контрольну точку: Клітина швидко проходить усі фази циклу без належного контролю.
- Наслідки: Неконтрольований ріст і поділ клітин, що може призвести до утворення пухлин.
Картка 5: Ген CDK4
- Функція: Кодує циклін-залежну кіназу, яка регулює перехід з G1 до S-фази.
- Мутація: Ген CDK4 надмірно активний.
- Вплив на контрольну точку: G1/S контрольна точка не спрацьовує.
- Наслідки: Клітина швидко переходить до S-фази без перевірки ДНК, що може призвести до неконтрольованого поділу.
4. Попрактикуймо самостійно
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
🎯 Мета:
- Закріпити знання учнів про етапи клітинного циклу
- Розвинути вміння аналізувати різні джерела інформації
Додаткові рекомендації:
- Заохочуйте учнів до дискусії та обміну думками під час обговорення.
- Надайте можливість учням ставити запитання та уточнювати незрозумілі моменти.
- Проаналізуйте графік, що показує концентрація циклінів на різних стадіях клітинного циклу.
- Що показує цей графік?
- Які основні фази клітинного циклу представлені на графіку?
- Чому концентрація кожного цикліну досягає піку в певний момент клітинного циклу?
- Як регулюється концентрація циклінів протягом клітинного циклу?
- Які наслідки можуть виникнути, якщо концентрація циклінів не регулюється належним чином?
- Уявіть, що ви дослідник, який вивчає мутації в генах. Які експерименти ви б провели, щоб зрозуміти, яка мутація впливає на клітинний цикл?
- Які методи ви використаєте для виявлення мутацій у генах, що контролюють клітинний цикл?
- Як ви визначите, на якій стадії відбулося порушення?
- “Клітинний цикл у реальному житті” (Аналогії)
Ситуація:
Уявіть, що клітинний цикл – це будівництво будинку.
Завдання:
- Проведіть аналогію з фазами клітинного циклу (G1, S, G2, M).
- Поясніть, які “контрольні точки” можуть бути в цьому процесі.
- Поясніть, що станеться, якщо одна з фаз буде пропущена або порушена.
Запитання:
- Що, якщо клітина не матиме контрольних точок? Які наслідки це матиме для організму?
- Що, якщо всі клітини організму раптово зупинять поділ? Як це вплине на життя людини?
- Що, якщо клітини почнуть ділитися без контролю? Які захворювання можуть виникнути?
| ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
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.
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:
- Клітинний цикл і мітоз https://youtu.be/Gq1W3lVGkYk
- Introduction to Cell Cycle https://youtu.be/_AtHhradflA
Урок 60. Як контролюється клітинний цикл?
Очікувані результати навчання
Місце уроку в темі: Другий урок про клітинний цикл. Розширює знання учнів про клітинний цикл, які вони отримали на першому уроці, і знайомить їх із механізмами регуляції поділу клітин. Урок підготує учнів до розуміння складніших тем, таких як мітоз, мейоз та ембріональний розвиток, які будуть розглянуті в наступних уроках.
Проблема уроку: Як клітина забезпечує точність і стабільність під час поділу?
Очікувані результати для учнівства:
Ключові слова:
- клітинний цикл
- інтерфаза
- G1-фаза
- S-фаза
- G2-фаза
- M-фаза
- мітоз
- цитокінез
- G0-фаза
- контрольні точки
- цикліни
- циклін-залежні кінази (CDK)
План уроку
- Мотивація – Що контролює час поділу клітини?
- Повторення – Робота з картками: ключові поняття з попередніх уроків (етапи клітинного циклу ).
- Теоретичний блок – Будова клітинного циклу. Контрольні точки, роль циклінів та CDK.
- Життєва ситуація – квест “Генетичний детектив”
- Попрактикуймо самостійно – Моделювання контрольних точок клітинного циклу.
- Рефлексія – Закріплення знань через практику “Пригадування”.
1. Мотивація
Питання для обговорення:
- Що контролює час поділу клітини?
- Чому клітини не діляться постійно?
- Перегляньте відео.
https://youtu.be/MZW0G9ygdx0 - Що ви помітили?
Розгульне фото. Що на ньому помітно?
2. Повторення пройденого
Робота в парах з картками з ключовими словами із попередніх уроків.
Перелік карток: …
Клітинний цикл складається з фаз, включаючи G0, G1, S, G2 та M- поділу.
Основні етапи клітинного циклу
- Інтерфаза:
- G1-фаза: Клітина росте, синтезує білки та органели.
- S-фаза: Реплікація ДНК (подвоєння генетичного матеріалу).
- G2-фаза: Підготовка до поділу (синтез білків, необхідних для мітозу).
- М-фаза:
- Мітоз: Поділ ядра (профаза, метафаза, анафаза, телофаза).
- Цитокінез: Поділ цитоплазми та утворення двох дочірніх клітин.
- G0-фаза:
- Клітини, які припинили поділ (наприклад, нейрони) або можуть повернутися до циклу (наприклад, гепатоцити).
Рис 1. Схематичне зображення клітинного циклу. Джерело: Вікіпедія
3d схема клітинного циклу
Пройдіть за посиланням та потренуйтесь
https://learningapps.org/watch?v=phxnmxyxn25
3. Тобі може знадобитися
Уявіть, що клітина – це завод, який виробляє нові клітини. Кожен етап клітинного циклу – це окремий цех, де відбуваються певні процеси.
- Цех G1 (цех підготовки):
- Завод перевіряє, чи є достатньо матеріалів (енергія, поживні речовини) для виробництва.
- Якщо все гаразд, завод починає підготовку до виробництва (синтез білків та органел).
- Цех S (цех копіювання):
- Завод копіює всі інструкції (ДНК), щоб нові клітини були ідентичними.
- Цех G2 (цех перевірки):
- Завод перевіряє, чи всі копії інструкцій правильні, і чи готові всі деталі для збірки нових клітин.
- Цех M (цех збірки):
- Завод ділить всі ресурси на дві частини і створює дві нові клітини.
Перегляньте ілюстрацію. Поділіться ідеями
На кожному етапі виробництва є інспектори (контрольні точки), які перевіряють, чи все відбувається правильно.
- Контрольна точка G1/S:
- Інспектор перевіряє:
- Чи завод має достатньо ресурсів для виробництва.
- Чи інструкції (ДНК) не пошкоджені.
- Якщо щось не так: виробництво зупиняється, доки проблему не виправлять.
- Інспектор перевіряє:
- Контрольна точка G2/M:
- Інспектор перевіряє:
- Чи всі копії інструкцій правильні.
- Чи всі деталі для збірки готові.
- Якщо щось не так: виробництво зупиняється, доки помилки не виправлять.
- Інспектор перевіряє:
- Контрольна точка M:
- Інспектор перевіряє:
- Чи всі деталі правильно прикріплені до конвеєра (хромосоми до веретена поділу).
- Якщо щось не так: збірка зупиняється, щоб уникнути бракованих клітин.
- Інспектор перевіряє:
Цикліни та CDK як керівники заводу
- Цикліни: Це керівники, які з’являються на певних етапах виробництва і дають команду розпочати новий етап.
CDK: Це працівники, які виконують команди керівників (циклінів).
4. Життєва ситуація
“Генетичний детектив”
- Вивчення “мутаційної карти”:
Як використовувати картки:
- Розподіл за групами:
- Кожна група отримує 1-2 картки.
- Учні вивчають інформацію.
- Аналіз карток:
- Групи відповідають на питання:
- Який ген мутував?
- Яку роль він відіграє в клітинному циклі?
- Яка контрольна точка порушена?
- Які наслідки для клітини?
- Групи відповідають на питання:
- Презентація результатів:
- Кожна група презентує свої висновки (1-2 хвилини).
- Під час презентацій інші учні можуть ставити питання.
- Вчитель підкреслює ключові моменти, доповнює висновки груп та пояснює складні аспекти, якщо це необхідно.
Картка 1: Ген TP53
- Функція: Кодує білок p53, який зупиняє клітинний цикл при пошкодженні ДНК.
- Мутація: Ген TP53 не працює.
- Вплив на контрольну точку: G1/S контрольна точка не спрацьовує.
- Наслідки: Клітина не зупиняється при пошкодженні ДНК, що може призвести до раку.
Картка 2: Ген RB1
- Функція: Контролює перехід з G1 до S-фази (початок копіювання ДНК).
- Мутація: Ген RB1 не працює.
- Вплив на контрольну точку: G1/S контрольна точка не спрацьовує.
- Наслідки: Клітина починає копіювати ДНК без перевірки, що призводить до неконтрольованого поділу.
Картка 3: Ген BRCA1
- Функція: Відповідає за репарацію (відновлення) пошкоджень ДНК.
- Мутація: Ген BRCA1 не працює.
- Вплив на контрольну точку: G2/M контрольна точка не спрацьовує.
- Наслідки: Клітина входить у мітоз (поділ) з пошкодженою ДНК, що може призвести до раку молочної залози або яєчників.
Картка 4: Ген MYC
- Функція: Контролює ріст і поділ клітини, активує транскрипцію генів.
- Мутація: Ген MYC надмірно активний.
- Вплив на контрольну точку: Клітина швидко проходить усі фази циклу без належного контролю.
- Наслідки: Неконтрольований ріст і поділ клітин, що може призвести до утворення пухлин.
Картка 5: Ген CDK4
- Функція: Кодує циклін-залежну кіназу, яка регулює перехід з G1 до S-фази.
- Мутація: Ген CDK4 надмірно активний.
- Вплив на контрольну точку: G1/S контрольна точка не спрацьовує.
- Наслідки: Клітина швидко переходить до S-фази без перевірки ДНК, що може призвести до неконтрольованого поділу.
4. Попрактикуймо самостійно
- Проаналізуйте графік, що показує концентрація циклінів на різних стадіях клітинного циклу.
- Що показує цей графік?
- Які основні фази клітинного циклу представлені на графіку?
- Чому концентрація кожного цикліну досягає піку в певний момент клітинного циклу?
- Як регулюється концентрація циклінів протягом клітинного циклу?
- Які наслідки можуть виникнути, якщо концентрація циклінів не регулюється належним чином?
- Уявіть, що ви дослідник, який вивчає мутації в генах. Які експерименти ви б провели, щоб зрозуміти, яка мутація впливає на клітинний цикл?
- Які методи ви використаєте для виявлення мутацій у генах, що контролюють клітинний цикл?
- Як ви визначите, на якій стадії відбулося порушення?
- “Клітинний цикл у реальному житті” (Аналогії)
Ситуація:
Уявіть, що клітинний цикл – це будівництво будинку.
Завдання:
- Проведіть аналогію з фазами клітинного циклу (G1, S, G2, M).
- Поясніть, які “контрольні точки” можуть бути в цьому процесі.
- Поясніть, що станеться, якщо одна з фаз буде пропущена або порушена.
Запитання:
- Що, якщо клітина не матиме контрольних точок? Які наслідки це матиме для організму?
- Що, якщо всі клітини організму раптово зупинять поділ? Як це вплине на життя людини?
- Що, якщо клітини почнуть ділитися без контролю? Які захворювання можуть виникнути?
| ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
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:
- Клітинний цикл і мітоз https://youtu.be/Gq1W3lVGkYk
- Introduction to Cell Cycle https://youtu.be/_AtHhradflA
Ділись та обговорюй важливе