Урок №20

Дата 10.11.2014

Біологія 6 клас

Тема.  Бактерії-найменші одноклітинні організми. Будова, поширення, розмноження бактерій

Мета уроку: розширити знання учнів про царства живої природи; сформувати поняття про бактерії як прокаріотичні організми; ознайомити з будовою бактерій; розвивати уміння порівнювати, спостерігати, аналізувати біологічні об’єкти між собою; робити відповідні висновки; розвивати пам’ять, увагу, логічне мислення; удосконалювати вміння учнів працювати з додатковою літературою та Інтернет ресурсами виховувати бережливе ставлення до навколишнього середовища та розуміння єдності всіх живих організмів.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань з використанням ІКТ.

Міжпредметні зв’язки: біологія, хімія, фізика, історія

Матеріали та обладнання: роздавальний матеріал, аплікації «Будова клітини бактерій», підручник, електронні мікрофотографії прокаріотичних клітин, мультимедійний проектор, персональний комп’ютер.

Очікувані результати уроку:

називають загальні ознаки бактерій,

характеризують особливості будови бактеріальних клітин та процеси життєдіяльності прокаріотів, які зумовлюють існування у природі;

вміють:

порівнювати будову бактеріальної та рослинної клітини;

визначати  форми бактерій;

формулювати висновок про рівень організації бактерій.

Сколько чудес таят в себе эти крохотные создания. 

А.В. Левенгук

Основний зміст, структура та методи роботи

І. Етап орієнтації . Психологічне налаштування

Привітання вчителя. Установка на позитивний настрій.

ІІ. Мотивація навчально-пізнавальної діяльності учнів

Метод – повідомлення вчителя

Форма – фронтальна

Мета: сконцентрувати увагу учнів на проблемі; викликати інтерес до нового матеріалу   

Учитель.  Я запрошую вас у світ найцікавіших відчуттів і спостережень, які тільки існують на нашій планеті Земля.  Живий світ! Скільки в ньому таємниць, скільки форм життя!

Протягом навчального року ми з вами вивчали представників царства Рослин та Грибів, але  є ще одне таємниче царство ….. Сьогодні наш урок буде присвячений мешканцям паралельного світу - бактеріям. Першим «мисливцем за бактеріями»  був голландський  вчений Антоні ван Левенгук, який побачив і описав бактерії у далекому 1683 році,  а  про внутрішню будову бактеріальної клітини дізналися набагато пізніше,  у 30-х роках 20 ст., із появою  електронного мікроскопа. В той саме час виникає окрема наука - мікробіологія, що вивчає мікроорганізми.

Тож пропоную  вам відвідати царство з характерною назвою «Дроб’янки» та дізнатися про ……

              А про щоб ви хотіли дізнатися?

             На які питання отримати відповіді?

Повідомлення теми уроку. Визначення разом з учнями мети та завдань уроку.

ІІІ. Актуалізація опорних знань та чуттєвого досвіду учнів 

Метод – «Асоціативний кущ»

Форма – фронтальна    

Що вам відомо про бактерії ?

ІV.  Засвоєння учнями нового матеріалу

Загальна характеристика бактерій

Місце бактерій у системі живої природи

Метод – пояснення вчителя та демонстрація

Форма – фронтальна

Подивіться уважно, що об’єднує ці фотографії на слайді?

Важко знайти подібність між грибами, квіткою, птахом, рибою, медузою, бактеріями та людиною. Але все ж вона існує! Тож  що їх поєднує?

    Що спільного у цих різноманітних організмів?

(Орієнтовна відповідь учнів)

Вони складаються з клітин.

Метод – повідомлення вчителя

Форма – фронтальна

У живій природі можна виділити два види клітин, у яких  є  у наявності оформлене ядро або його відсутність.

На які два надцарства  об’єднані клітинні форми життя, враховуючи цю особливість?

(Орієнтовна відповідь учнів)

Організми, клітини яких мають оформлене  ядро, називаються еукаріотами, а організми, клітини яких не мають ядра, називають прокаріотами.

Які царства входять до Надцарства Еукаріоти?

Яке царство входить до Надцарства Прокаріоти?

Мета: відновити у пам'яті поняття «царства», «надцарства», ознаки прокаріот та еукаріот, підготувати учнів до сприйняття нового матеріалу.

Метод – складання опорної схеми та її обговорення

Форма – фронтальна

Учитель.   Бактерії — це найдавніша з відомих груп організмів, що існують на землі. Вік бактерій — так званих архей — налічує понад 3,5 мільярди років. Вони жили за часів археозойскої ери, коли на Землі не було більше нічого живого.

 Поширення бактерій

Метод – інформаційний проект, спрямований на збирання інформації з теми «Особливості поширення бактерій в природі»

Форма – індивідуальна

Учитель

— Де поширені бактерії?

Відповідь на це питання ми отримаємо від нашої творчої групи, яка мала  завдання здійснити пошук інформації, використовуючи довідники, додаткову літературу та Інтернет-ресурси.

Протягом  виступу пропоную вам заповнити опорну схему.

Метод – складання опорної схеми та її обговорення

Форма -  фронтальна

(Відповіді учнів та їх корекція)

Хвилинка -- цікавинка.

На рибі й м'ясі інколи з'являється велика кількість нешкідливих бактерій, які виділяють зеленувато-голубе світло. Німецький вчений Е. Дюбуа-Реймон розводив колонії таких бактерій. Він зумів з їх допомогою освітити велику кімнату світлом, подібним до яскравого місячного сяйва. Вечорами при цьому світлі можна було навіть читати.

Протягом тисячоліть люди писали секретні повідомлення невидимими ​​чорнилами, які можна прочитати тільки за певних умов – при певному світлі або хімічних речовинах. Тепер вчені придумали спосіб кодувати повідомлення в бактеріях, які світяться різними кольорами.

 Виявлено і такі бактерії, які живляться мармуром, цеглою і асфальтом, руйнуючи тим самим автошляхи, пам'ятники, будівлі. Японськими вченими було виявлено групу бактерій, яким абсолютно не шкодить отрута, доза якої у півміліграма смертельна для людини,а ґрунтові бактерії живляться цією отрутою і прекрасно себе почувають. Ось які вони -  герої нашого уроку!

Будова бактеріальної клітини

Метод – повідомлення вчителя

Форма – фронтальна

Бактерії - найдрібніші організми з тих, що живуть на Землі. Розміри бактерій значною мірою залежать від зовнішніх умов і коливаються в межах від часток мікрометра до кількох мікрометрів. Довжина їх становить 1-10 мкм (рідко більше), ширина - 0,2-1 мкм. За розміром бактеріальні клітини в 10 разів менші, ніж клітини еукаріотів. Щоб зрозуміти, які розміри бактерій,  я  пропоную вам незвичайне завдання. Розгляньте лінійку з міліметровим поділом. Поставте впритул крапки між двома найближчими мітками й полічить їх. Уявіть, що тут можуть розміститися в рядок тисяча бактерій.

Більшість із них одноклітинні, колоніальні, але є й нитчасті багатоклітинні види. Нитчасті організми - це такі, в яких клітини розташовуються в ряд одна за одною, а колоніальні -  в яких клітини об’єднуються без певного порядку,  утворюючи найчастіше кулю.

Назва «бактерія» була запропонована Крістіаном Ернбергом у 1828році, вона означала «маленька паличка». Чи дійсно бактерії мають форму палички? Відповідь на це питання ми з вами і з’ясуємо разом.

Тож які можуть бути бактерії за формою?

Чи здатні вони рухатися?

Яку будову вони мають?

Як розмножуються?

Як живляться?

Учитель. Щоб ознайомитись з особливостями будови бактеріальної клітини, пропоную пошукову роботу в малих творчих групах. Кожна група отримує певне завдання на вибір:

1 група

Метод – спрямоване читання тексту підручника (с.244, §57) та роздавальний матеріал.

Форма – індивідуальна.

Які форми клітин властиві бактеріям?

Чому саме такі різноманітні форми важливі для життєдіяльності бактерій?

(Орієнтовна відповідь учнів).

Більшість бактерій мають або сферичну (округлу) форму, так звані коки. Диплококи

(з’єднані попарно), тетракоки (з’єднані по 4), стрептококи (утворюють ланцюжки різної довжини), стафілококи (мають вигляд виноградного грона) та сарцини (утворюють пакети з 8-16-32 клітин), паличкоподібні - бацили. Деякі бактерії  мають вигляд коми - вібріони, а інші формують спіральні завитки (2-3 оберти)  - спірили, а закручені більше, ніж у три оберти, - спірохети.

Ці форми важливі для функціонування бактерій, оскільки вони можуть впливати на здатність бактерій отримувати поживні речовини, прикріплятися до поверхонь, рухатися.

2 група

Метод – робота в групах

Форма – групова

За допомогою чого рухаються бактерії?

Який тип руху притаманний бактеріям?

Чи всі бактерії мають джгутики?

(Орієнтовна відповідь учнів).

Чимало бактерій активно рухається за допомогою джгутиків або слизу.

Джгутик -  служить для пересування в рідкому середовищі або поверхнею вологих твердих середовищ. Джгутики бувають більшими за саму клітину, а їх кількість  може бути різна (один, два та досягати 1000 на клітину).

До руху здатні бактерії, що мають джгутики (плаваючий рух) і бактерії, позбавлені джгутиків, але здатні пересуватися іншим способом (ковзний тип руху).

Метод – повідомлення вчителя

Форма – фронтальна

Здатність бактерій до активного руху була описана в 1676 р. А. Левенгуком, а в 1876 р. Р. Кох сфотографував джгутики.

Рухливі бактерії активно переміщаються в напрямку, визначеному тими чи іншими зовнішніми чинниками. Такі спрямовані переміщення бактерій називають таксис. Залежно від фактора розрізняють хемотаксис (тобто руху в певному напрямку щодо джерела хімічної речовини). Для кожного організму всі хімічні речовини в цьому плані можуть бути розділені на дві групи: речовини, які приваблюють бактерії, і речовини, що відлякують бактерії. Фототаксис, тобто рух до світла або від нього, властивий, насамперед, фототрофним  бактеріям. Здатність переміщатися по силових лініях магнітного поля Землі або магніту - магнітотаксіс - виявлений у різних бактерій, які живуть у прісній і морській воді. У клітинах цих бактерій знайдені непрозорі частки, які заповнені залізом і виконують функцію магнітної стрілки.

         Хвилинка -- цікавинка

Джгутик може обертатися з швидкістю до 100 об/сек., при цьому напрям обертання може змінюватися менш ніж за 0,1 сек.

3 група.

Метод – спрямоване читання тексту підручника (с.242, §57) та роздавальний матеріал.

Форма – індивідуальна

Чим оточена бактеріальна клітина?

Яку функцію виконує клітинна стінка у житті бактерій?

Яку функцію виконує слизова капсула?

(Орієнтовна відповідь учнів)

Бактерія оточена щільною оболонкою - клітинною стінкою.

Клітинна стінка є бар'єром між цитоплазмою клітини та зовнішнім середовищем, захищає клітину від багатьох факторів оточуючого середовища, підтримує її форму і надає міцності, бере активну участь в обміні речовин клітини.  За будовою клітинної стінки бактерії можна поділити на дві групи: одні забарвлюються спеціальним барвником (грампозитивні), а інші — ні (грамнегативні).

У клітинній оболонці відкладається складна речовина мурен.

 Здебільшого оболонка вкрита слизовою капсулою, яка захищає бактерію від несприятливих умов навколишнього середовища, пересихання.

Що розміщується під клітинною стінкою?

(Орієнтовна відповідь учнів).

Під клітинною оболонкою розташована плазматична мембрана, яка відіграє важливу роль у регуляції надходження в клітину необхідних речовин та виведення назовні продуктів обміну. У деяких бактерій плазматична мембрана може вгинатися усередину клітини й утворювати так звані фотосинтетичні мембрани, у яких відбувається процес фотосинтезу, а також особливі мембрани, у яких відбуваються процеси дихання.

 Основні процеси обміну речовин (живлення, дихання, виділення) – спрощені. Здійснюються просто через клітинну оболонку.

Що міститься  по центру бактеріальної клітини в цитоплазмі?

(Орієнтовна відповідь учнів).

Структура, яка у прокаріот виконує функцію носія генетичної інформації, отримала назву нуклеоїда та зазвичай складається із замкненої в кільце молекули ДНК.

Яку функцію виконує кільцева молекула ДНК?

А чому це не ядро?

(Орієнтовна відповідь учнів).

ДНК - носій спадкової інформації,  розташовується в цитоплазмі.

(Відповіді учнів і корекція відповідей учителем.)

4 група.

Метод – спрямоване читання тексту підручника 

Форма – індивідуальна

Як же бактерії живляться?

Які способи живлення їм притаманні?

(Орієнтовна відповідь учнів)

Для того, щоб клітина могла існувати, повинен відбуватись постійний обмін речовин з навколишнім середовищем. Виявляється, більшість бактерій для свого харчування використовує готові органічні речовини. Вони всмоктують їх всією поверхнею свого тіла.

За характером живлення і джерелами використання енергії в процесі обміну речовин усі організми поділяють на дві основні групи: автотрофи та гетеротрофи.

Пригадайте, що є характерним для кожного типу живлення?

Автотрофи – це…?           

 Гетеротрофи – це..?

Більшість бактерій є гетеротрофами і представлені паразитами та сапрофітами.

Сапротрофні бактерії - це..?

Сапрофітні бактерії живляться органічними решками відмерлих рослин і тварин.

Бактерії-паразити - це…?

Бактерії-паразити живуть у тканинах живих тваринних і рослинних організмів, за рахунок яких вони й живляться. Одні з них – хвороботворні і можуть спричинити захворювання тварин і людини.

Які  бактерії   називають  мутуалістами?

Деякі гетеротрофні бактерії в процесі еволюції виробили здатність до симбіозу (мутуалізму) з вищими рослинами. Це, наприклад, азотфіксуючі бактерії, які живуть на коренях бобових рослин, - бульбочкові бактерії. Вони поглинають азот з ґрунту й повітря і перетворюють його на сполуки, доступні для використання бобовими рослинами, які,  в свою чергу, постачають бактеріям вуглеводи та мінеральні солі. За один вегетаційний період бульбочкові бактерії накопичують до 100 кг азоту на 1 га.

Метод – повідомлення вчителя

Форма – фронтальна

Автотрофні бактерії здатні самостійно синтезувати органічні речовини з неорганічних. Серед них є фотосинтезуючі (синтезують органічні речовини за рахунок сонячної енергії) — зелені та пурпурні бактерії; бактерії - хемосинтетики (синтезують органічні речовини за рахунок хімічної енергії окислення) — сіркобактерії, залізобактерії, нітрифікуючі.

Зворотній зв'язок – бесіда з учнями щодо змісту термінів.

Форма – фронтальна

5 група.

Метод – спрямоване читання тексту підручника

Форма – індивідуальна

Якщо бактерії ми відносимо до живих організмів, то чи потрібен їм кисень для дихання?

 (Орієнтовна відповідь учнів).

За типом дихання бактерії поділяються на аероби (використовують для дихання вільний кисень) та анаероби (живуть у середовищі без кисню).

Метод – повідомлення вчителя

Форма – фронтальна

Розмноження бактерій відбувається нестатеве - поділом клітини навпіл

Розмножуються вони з фантастичною швидкістю. За 6 годин з однієї бактерії може утворитися півмільйона нащадків. Протягом доби маса нащадків однієї бактерії може досягти 1 млн. 800 тисяч кілограмів, а через тиждень вона може дорівнювати масі земної кулі.

Метод – експеримент

Форма – індивідуальна

Експеримент

Отримання культури сінної палички.

Мета: отримати колонію сінної палички

ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДУ

Щоб дістати культуру сінної палички, покладіть з водою трохи сіна, шийку колби закрийте ватою й кип`ятіть вміст для знищення інших бактерій, які можуть бути в колбі. Сінна паличка від кип`ятіння не загине.

Настій сіна відфільтруйте і на кілька днів поставте в приміщення з температурою 20 -25 градусів. Сінна паличка розмножувалась  і незабаром поверхня води покрилася плівкою з бактерій  (учень демонструють  плівку з культурою бактерій).

Висновок:

Розмноження  бактерій  відбувається дуже швидко і за декілька днів ми отримали  цілу колонію сінної палички.

Математик

Нехай в кабінеті, де проходять уроки біології, чисельність бактерій дорівнює 1000 одиниць на мм², тоді яка чисельність буде в кінці робочого дня. Якщо при сприятливих умовах поділ бактерій відбувається кожні 20-30 хвилин. Розрахуємо чисельність колоній бактерій 1-ого, 2-ого, 3-ого, 4-ого, 5-ого, 6-ого покоління.

Після перших 20-30 хвилин чисельність бактерій буде дорівнювати 1000 одиниць на мм², після проходження ще 20-30 хвилин маємо, що чисельність бактерій збільшиться у 2 рази відносно початкової кількості і буде дорівнювати 2000 одиниць на мм². Зробимо висновок, що після проходження кожного інтервалу часу кількість бактерій буде збільшуватися у 2 рази відносно початкової кількості.

Якщо в середньому класі проводиться 5 уроків, то за цей час колонія дасть 10 поколінь, тобто:

В1=1000 одиниць на мм²

В2=2000 одиниць на мм²

В3=4000 одиниць на мм²

В4=8000 одиниць на мм²

В5=16000 одиниць на мм²

В6=32000 одиниць на мм²

В7=64000 одиниць на мм²

В8=128000 одиниць на мм²

В9=256000 одиниць на мм²

В10=512000 одиниць на мм²

А тепер ми можемо порахувати загальну кількість бактерій:

Метод – проблемно-пошуковий

Форма – фронтальна

Чому в природі немає стільки бактерій?

(Орієнтовна відповідь учнів)

Існують обмежуючі фактори (нестача їжі, вологості, отруйна дія продуктів виділення тощо), що затримують розмноження бактерій або зовсім зупиняють його.

При настанні несприятливих для їх життя умов, наприклад, при нестачі їжі, вологи або при різкому зниженні або підвищенні температури, бактерія стискається в кульку і покривається новою міцною, щільною оболонкою - цистою.

У стані цисти бактерія не харчується і не рухається - вона знаходиться в спокої. Цисти багатьох бактерій витримують тривале висушування, кип'ятіння, заморожування, а також дію різних отрут. Більшість бактерій гине при температурі +85 ° і -100 °. Спори ж деяких бактерій переносять нагрівання до температури 140 ° тепла і охолодження до 253 ° морозу. Коли настають сприятливі умови, з цисти виходить бактерія, яка починає рухатися, харчуватися і розмножуватися. Таким чином, шляхом утворення цист бактерії зберігають своє існування.

Учні роблять висновок

Які особливості будови й життєдіяльності зумовлюють існування бактерій у природі?

    Проста будова;

    спрощені процеси обміну речовин;

    різноманітні способи живлення;

    швидке розмноження;

    різні типи дихання;

    здатність утворювати цисти.

V.  Узагальнення і систематизація знань

Розгляньте рослинну клітину (хламідомонаду) і клітину бактерії, знайдіть риси подібності та відмінності

Що спільного?

    Оболонка (клітинна стінка);

    цитоплазма;

    запас поживних речовин;

    клітинна будова;

    джгутики.

Що їх відрізняє?

    Відсутність оформленого ядра (кільцева молекула ДНК);

    відсутність органел: пластид, вакуоль, мітохондрій;

    основний компонент клітинної стінки - муреїн, а у рослин основний структурний компонент полісахарид - целюлоза.

         Метод –  «Третій зайвий», визначити зайвий термін та пояснити свій вибір.

Форма – фронтальна

1. Цитоплазма, клітинна стінка, ядро.

2. Одноклітинні, багатоклітинні, нитчасті.

3. Слизова капсула, целюлоза, пластиди.

Підвести підсумки уроку. Здійснити оцінювання діяльності учнів згідно з критеріями оцінювання навчальних досягнень

      VІ. Надання та пояснення домашнього завдання

1.  Завдання для всього класу.

Опрацювати відповідний матеріал підручника (§ 52).

Дати відповіді на питання стор. 203

2*. Індивідуальні та творчі завдання.

Творче завдання: скласти тестові завдання.

Підготувати індивідуальне  повідомлення з теми: «Хвороботворні бактерії»

 VІІ. Рефлексія

Метод –  інтерв’ю

Форма – фронтальна

Що найбільше запам’яталось?

Чи сподобався вам урок?

Чи важко було працювати в групах?

Що б ви зробили по-іншому?

Повідомлення учнів

«Чи бачив хто-небудь із вас бактерії?»

Бактерії поширені всюди. Найактивніше розвиваються мікроорганізми в ґрунті при вологості 60%. Кількість бактерій в 1 г ґрунту може досягти сотень мільйонів і навіть кількох мільярдів і залежить від типу ґрунту. Ґрунти лісів, сфагнових боліт, піски пустинь і кам’янисті ґрунти містять мало бактерій. Основна маса їх знаходиться на глибині 10-20 см. На глибині 1-2 м   бактерії майже не зустрічаються.

Вода морів, океанів, річок і озер, як і ґрунт, є природним середовищем для існування багатьох видів бактерій. У воді різних водоймищ кількість бактерій буває дещо меншою, ніж у ґрунті. В 1мл води міститься від 5 до 100 тис. бактеріальних клітин. Найменше бактерій у воді артезіанських свердловин, багато – у відкритих водоймах і річках. Найбільше бактерій спостерігається поблизу берега у верхніх шарах води.

Особливо забруднена бактеріями вода відкритих водойм у тих місцях, куди потрапляють стічні води. Саме тут часто зустрічаються хвороботворні бактерії, які небезпечні для здоров'я людей.

Атмосферне повітря є несприятливим середовищем для бактерій. У ньому відсутні певні речовини,  недостатня вологість та температура, а сонячне проміння згубно впливає на бактерії. У повітрі бактерій міститься ще менше, ніж у воді. Забруднення повітря бактеріями залежить від багатьох причин (пори року, географічної зони). Найбільше бактерій налічують у закритих приміщеннях, де їх може скупчуватись до 300 тис. в 1мм. У сільській місцевості повітря чистіше, ніж у міській. Практично немає бактерій у соснових і кедрових лісах, оскільки виділювані хвойними деревами фітонциди вбивають або пригнічують ріст і розмноження всіх видів бактерій.

Бактерії живуть також  на поверхні або всередині живих організмів (тварин, рослин, грибів). Особливо багато бактерій на шкірі людини, якщо вона не дотримується правил гігієни. Відкриті частини тіла людини забруднюються різними видами бактерій значно частіше, ніж закриті. Організм людини населяють понад 500 видів бактерій.

Ми можемо зробити висновок, що бактерії поширені   у повітрі, ґрунті, воді та живих організмах.

 Число бактерій у навколишньому середовищі змінюється під впливом різних факторів.

Назва	Форма	Зовнішній вигляд
Коки Диплококи Тетракоки Стрептококи Стафілококи Сарцини	Сферична (округла) З’єднані попарно З’єднані по 4 Ланцюжки різної довжини Виноградне гроно Пакети з 8-16-32 клітин
Бацили	Паличкоподібна
Вібріони	Вигляд коми
Спірили Спірохети	Спіральні завитки  (2-3 оберти) Закручені більше ніж у три оберти