Уровни организации живой материи. Признаки живого.
методическая разработка по биологии (10 класс) по теме

Уровни организации живой материи.

Биологические системы.

(Что такое жизнь?)

Разработка урока по биологии.  Курс «Общая биология» для 10 класса. Учитель Хохлова Марина Николаевна, МБОУ СОШ №35 пгт.Новомихайловский Туапсинского района Краснодарвского края.

Урок на тему «Уровни организации живой материи. Биологические системы» проводится в 10 классе и соответствует программе по биологии для общеобразовательных школ уровню стандарта. Урок составлен с использованием технологий деятельностного подхода. Метод обучения, при котором ребенок не получает знания в готовом виде, а добывает их сам в процессе собственной учебно-познавательной деятельности называется деятельностным методом. Деятельностные компетенции – это личностное включение школьника в процесс, когда компоненты деятельности им самим направляются и контролируются. При данном методе обучения обеспечивается комфортное психологическое самочувствие учащихся и учителя, резко снижаются конфликтные ситуации на уроках. Создаются благоприятные предпосылки для повышения уровня общекультурной подготовки. В построении урока учитывается разноуровневость класса. Поэтому, не  смотря на различную работоспособность учащихся на выходе объем усвоенного  материала будет примерно одинаковый.  Тема урока имеет широкое значение, не только биологическое, но и философское. На уроке предполагается  узнать об уровнях организации живой материи, а также разобраться в самом понятии «жизнь», дать биологическое и философское толкование этого понятия. На уроке необходимо выявить основные особенности живой материи и ее отличия от неживой, понять значение эволюционного процесса в возникновении различных уровней организации живого.

             Важнейшим аспектом воспитательной функции данного урока является воспитание интереса к учению, к процессу познания, формирование мотивов учебной деятельности. Степень реализация деятельностной самостоятельности учеников обеспечиваются построением самого урока, созданием опорного конспекта и заданиями, которые обеспечивают самостоятельное изучение темы.   Тема данного урока предполагает актуализацию и повторение знаний полученных в 6, 7 и 8 классах. Для этого на уроке используется справочная литература.

             Этот урок является частью в системе уроков биологии, организованных с точки зрения воспитания деятельностных компетенций учащегося, поэтому методы и приёмы, предложенные на нём, являются выражением планомерной работы, направленной на создание условий самостоятельного добывания знаний, при которых роль учителя как бы стушевывается, он становится незаметным руководителем процесса.

               Разработка  урока используется на занятиях районных  консультативных пунктов по подготовке к  государственной аттестации. Образовательные учреждения района дают заявки на работу в этих пунктах. По заявкам распределяются консультанты. Это учителя с богатым опытом, высшей квалификационной категории, эксперты. Программа занятий определяется также по заявкам учителей. Обычно рассматриваются самые сложные темы курса биологии.

               При постановке целей урока  учитывалась не только необходимость приобретения знаний в ходе урока, которые пригодятся для сдачи экзаменов и поступления в ВУЗ, но так же  учитывалось значение данной темы в формировании мировоззрения ученика.

              Задачи урока «Уровни организации живой материи. Биологические системы».

Получить знания об  уровнях организации живой материи. Понять  ведущую роль эволюционного процесса в формировании различных уровней живой материи. Выявить основные признаки живого, на основе выявленных признаков сформулировать понятие «жизнь». Повторить некоторые аспекты строения и функционирования различных биологических систем.  Самостоятельно систематизировать полученные знания в виде таблицы и схемы. Закрепить умения по составлению опорного конспекта. Развивать навыки использования на уроке справочной литературы.

                Оборудование урока. Мультимедийный проектор для демонстрации презентации, содержащей иллюстрированный материал урока, раздаточный материал для малых групп или пар учащихся (самостоятельная работа может быть организована в парах или группах).  Учебник: «Общая биология» . 10-11 класс. «Общая биология»: 10-11 кл. Под редакцией Беляева Д.К. или  «Общая биология»: 10–11 кл. Под редакцией Шумного В.К., Рувинского А.О.

Раздаточный материал к уроку:

Карточка 1. – «Уровневая организация жизни»

Карточка 2. – «Фундаментальные свойства живых систем»

Справочная литература.

Карточка 1. «Уровневая организация жизни».

Молекулярно-генетический уровень. Как бы сложно ни была организована любая живая система, в ее основе лежит взаимодействие биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, углеводов, а также других органических веществ. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: кодирование и передача наследственной информации, обмен веществ, превращение энергии.

Клеточный уровень. Клетка — это структурно-функциональная единица всего живого. Существование клетки лежит в основе размножения, роста и развития живых организмов. Вне клетки жизни нет, а существование вирусов только подтверждает это правило, потому что они могут реализовывать свою наследственную информацию только в клетке.

Тканевый уровень. Ткань — это совокупность клеток и межклеточного вещества, объединенных общностью происхождения, строения и выполняемой функции. В животных организмах выделяют четыре основных типа ткани: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную. В растениях различают образовательные, покровные, проводящие, механические, основные и выделительные (секреторные) ткани.

Органный уровень. Орган — это обособленная часть организма, имеющая определенную форму, строение, расположение и выполняющая конкретную функцию. Орган, как правило, образован несколькими тканями, среди которых одна (две) преобладает.

Организменный (онтогенетический) уровень. Организм — это целостная одноклеточная или многоклеточная живая система, способная к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов. Существование организма обеспечивается путем поддержания гомеостаза (постоянства структуры, химического состава и физиологических параметров) в процессе взаимодействия с окружающей средой.

Популяционно-видовой уровень. Популяция — совокупность особей одного вида, в течение длительного времени проживающих на определенной территории, внутри которой осуществляется в той или иной степени случайное скрещивание и нет существенных внутренних изоляционных барьеров; она частично или полностью изолирована от других популяций данного вида.

Вид — совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство. Все особи одного вида имеют одинаковый кариотип, сходное поведение и занимают определенный ареал.

На этом уровне осуществляется процесс видообразования, который происходит под действием эволюционных факторов.

Биогеоценотический (экосистемный) уровень. Биогеоценоз — исторически сложившаяся совокупность организмов разных видов, взаимодействующая со всеми факторами их среды обитания. В биогеоценозах осуществляется круговорот веществ и энергии.

Биосферный (глобальный) уровень. Биосфера — биологическая система высшего ранга, охватывающая все явления жизни в атмосфере, гидросфере и литосфере, которая объединяет все биогеоценозы (экосистемы) в единый комплекс. Здесь происходят все вещественно-энергетические круговороты, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.

Карточка 2. «Фундаментальные свойства живых систем»

Клеточное строение имеют все живые организмы (за исключением вирусов). Некоторые организмы состоят из множества клеток, такие как грибы, животные и растения, а некоторые лишь из одной. Однако клетки всех этих организмов имеют способность к самовоспроизведению, росту, развитию и обмену веществ.

Особенности химического состава. В состав живых организмов входят такие же элементы, которые присущи неживой природе. Однако соотношение этих веществ различно. В живой природе 98 % веществ составляют углерод, кислород, водород и азот. В состав живых организмах входят четыре группы органических соединений: белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Эти вещества - редкость в неживой природе.

Обмен веществ. Основой жизнедеятельности клетки является метаболизм. Все живые существа получают питательные вещества из внешней среды и выделяют в нее конечные продукты обмена. Поступившие в организм питательные вещества трансформируются в энергию, которая используется в процессе жизнедеятельности. Молекулы ДНК и РНК обеспечивают передачу наследственной информации из поколение в поколение.

Гомеостаз. Только биологические системы способны поддерживать относительное постоянство и свойства. Гомеостаз - это состояние, которое позволяет организмам сохранять свое постоянство с помощью химических реакций, поддерживать равновесие и преодолевать сопротивление окружающей среды.

Раздражимость. Все живые организмы способны реагировать на внешние или внутренние воздействия, что говорит о взаимодействии их с окружающей средой. Например, человек реагирует на такие воздействия с помощь нервной системы, а растения с помощью таксисов (например, растения тянутся к свету).

Движение - это проявление жизнедеятельности. Все живое способно двигаться, что обеспечивает активное взаимодействие с окружающей средой.

Например: постоянное движение цитоплазмы в клетке, движения цветка в зависимости от времени суток, использование жгутиков или ресничек одноклеточными организмами или использование специальных органов движения.

Рост и развитие. Рост это изменение размеров организма, а развитие - это изменение качества организма. Развитие представлено онтогенезом (индивидуальным развитием) и филогенезом (историческим развитием или эволюцией).

Воспроизведение. Одно из самых главных свойств живой материи - это способность воспроизводить себе подобных. Размножение осуществляется на всех уровнях: редупликации ДНК, воспроизводство органоидов в клетке, деление самой клетки, бесполое и половое размножение живых существ. Это свойство живого обеспечивает обмен наследственной информацией.

Ход урока.

             Организационная часть урока. Обращение учителя: Ребята, сегодня на уроке мы с вами найдем ответы на главные вопросы биологической науки: Что такое Жизнь? Какими признаками обладает живой организм? Как отличить живой организм от неживой природы? Почему на нашей планете наряду с высокоорганизованными организмами существуют и примитивные?

◘ На экране план урока:

1. Изучение уровней организации живой материи.
2. Обсуждение полученной информации.
3. Обсуждение понятия «биологическая система», обобщение информации об уровнях  живой организации материи.

      4.   Составление опорной схемы «Уровни организации живого. Признаки живого».

5. Изучение информации о фундаментальных свойствах живой материи.
6. Обсуждение полученной информации и дополнение опорной схемы.
7. Вывод урока. Ответ на вопрос: что такое жизнь?
8. Закрепление. Заполнение таблицы «Уровни организации живой материи»
9. Домашнее задание.

◘ Ученики получают Карточку №1 которая содержит информацию об уровнях организации живой материи. Изучение информации сопровождается демонстрацией иллюстрирующей различные уровни на экране.

Далее происходит обсуждение: какими системами образованы уровни организации и какие функции выполняются на этих уровнях.

              Понятие биологической системы является основополагающим в понимании уровня организации. Как вы понимаете термин «биологическая система? К живой или неживой материи можно применить термин «биологическая система»? Приведите примеры биологических систем. Какие более мелкие биологические системы образуют названную вами систему?

               Примерный вывод о понятии «биологическая система»: Это определенная организация живой материи, связанная между собой и образующая единое целое. Биологической системой может быть лес, в котором сосуществуют хищники, грызуны, деревья, насекомые, трава. Биологической системой так же может быть одна единственная клетка, в которой слаженно работают органоиды, происходит синтез и расщепление веществ, размножение и многие процессы.

               Обобщающий вывод  об уровнях организации живой материи может выглядеть примерно так (записывается в тетрадь): окружающий нас мир живых существ — это совокупность биологических систем разной степени сложности, образующих единую иерархическую структуру. При этом взаимосвязанные  биологические системы, принадлежащие к одному уровню организации, формируют качественно новую систему.

◘ Далее ученикам предлагается составить опорную схему, на которой уровни будут иерархически соподчинены. Для обозначения структур уровня вводятся обозначения: молекулы - ◦, клетки - ʘ, ткань - ʘʘʘ, организм - !, популяция - !!!!, биотоп -  ~   и т.д.

Выполненная опорная схема может выглядеть примерно так:

Опорная схема «Уровни организации живого.

Признаки живого».

◘ На следующем этапе урока ученики получают Карточку №2 «Фундаментальные свойства живых систем».

               Обсуждение полученной информации: какие свойства живой материи были вам знакомы ранее? О каких свойствах живого узнали сегодня впервые?

              Вспомните или найдите в справочнике информацию: какие органоиды клетки амебы осуществляют гомеостаз? Какую роль выполняет рефлекс в выполнении функции раздражимости у животных? Каковы основные признаки клеток бактерии, растения и животного? Поясните их, пожалуйста.

◘ Далее необходимо дополнить опорную схему признаками живых организмов:

Опорная схема «Уровни организации живого.

Признаки живого».

◘ Сейчас давайте ответим на вопрос, который был лейтмотивом нашего урока: «Что такое жизнь?» Понятие жизнь рассматривают многие науки. Философское определение жизни:  жизнь  особая форма существования материи. По другому  определению жизнь - это совокупность явлений, которые сопротивляются смерти. До сих пор не определена четкая грань между живым и неживым. Однако мы с вами выявили некоторые общие признаки, присущие только живым организмам. Живые биологические системы имеют гораздо более высокий уровень организации, чем неорганическая природа. Биологические системы постоянно обмениваются с окружающей средой энергией, веществом, информацией, что делает их открытыми системами, и позволяет противостоять разрушению.

                В процессе эволюции происходило постепенное усложнение организации живой материи. При образовании более сложного уровня предыдущий уровень, возникший ранее, входил в него как составная часть. Именно поэтому уровневая организация и эволюция являются отличительными признаками живой природы. Мы  сегодня узнали, что в настоящее время жизнь  представлена на нашей планете несколькими уровнями организации.

                  Таким образом, жизнь на нашей планете представлена саморегулирующимися и самовоспроизводящимися системами различного ранга, открытыми для вещества, энергии и информации. Существование и взаимодействие этих систем обеспечивается происходящими в них процессами жизнедеятельности и развития.

На каждом уровне организации живой материи существуют свои специфические особенности, поэтому в любых биологических исследованиях, как правило, какой-то определенный уровень является ведущим. Так, например, изучение механизмов деления клетки осуществляется на клеточном уровне, а основные успехи в области генной инженерии достигнуты на молекулярно-генетическом. Но такое разделение проблем по уровням организации является весьма условным, потому что большинство задач биологии так или иначе касаются одновременно нескольких уровней, а порой и всех сразу. Например, проблемы эволюции затрагивают все уровни организации, а методы генной инженерии, реализуемые на молекулярно-генетическом уровне, направлены на изменение свойств всего организма.

                 Сейчас вы самостоятельно попробуете сформулировать определение жизни. В карточке №2 «Фундаментальные свойства живого» есть все признаки живого, включите их в ваше определение. Определение жизни может выглядеть так (записывается в тетрадь) :«Жизнь – это открытая система, имеющая наследственный аппарат в виде ДНК или РНК, обладающая иерархическим построением или уровневой организацией, ей присущи гомеостаз, взаимосвязь, самовосстановление, эволюция».

◘     На заключительном этапе урока ученики систематизируют полученные знания в таблице. Можно предложить готовый образец таблицы, а так же можно предложить ученикам самим разработать формат таблицы.

Заполним таблицу    «Уровни организации живой материи»

◘ Домашнее задание стр. 3-5, конспект.

◘ Литература.

1. «Общая биология»: 10-11 кл. Под редакцией Беляева Д.К. М: Просвещение.
2. . «Общая биология»: 10–11 кл. Под редакцией Шумного В.К., Рувинского А.О. и др. М: Просвещение
3. Биология. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ.  Лернер Г.И. М.: АСТ, Астрель, 2010. - 352 с.
4. Богданова Т. Л., Солодова Е. А. "Биология: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы". М: АСТ-Пресс, 2012 г.

Молекулярно-генетический

˳̊◦˳˚

Популяционно-видовой

!!!!    !!!!

!!!!

Клеточный

Биогеоценоти-ческий

!!!!   ????  ))))

Организ-менный

!

Органно-тканевый

ʘʘʘʘ    

ʘʘʘʘ,

Биосферный

Органические вещества

Молекулярно-генетический

˳̊◦˳˚

Популяционно-видовой

!!!!    !!!!

!!!!

Клеточное строение

Движение

Обмен веществ

Гомеостаз

Клеточный

Биогеоценоти-ческий

!!!!   ????  ))))

Раздражимость

Рост и развитие

Воспроизведе-ние

Организ-менный

!

Органно-тканевый

ʘʘʘʘ    

ʘʘʘʘ,

Биосферный