Методическая разработка «Общая характеристика жизни»

Автор: Левенец Ольга Владимировна

Организация: ГБПОУ КК «Камчатский медицинский колледж»

Населенный пункт: Камчатский край, г. Петропавловск-Камчатский

СОДЕРЖАНИЕ

Пояснительная записка……………………………………………...........
Структурно-логическая схема лекции…………………………………...
Содержание лекции……………………………………………….............
Список использованных источников…………………………………….
Приложение А. Комплекс упражнений …………………………………
Приложение Б. Закрепление нового материала ………………………..
Приложение В. Текущий срез знаний ………………………………….. Приложение Г. Внеаудиторная самостоятельная работа ……………... Приложение Д. Текст сообщений……………………………………….. Приложение Е. Рефлексия ………………………………………………

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Методическая разработка лекции по теме: «Общая характеристика жизни» разработана в соответствии с ФГОС СПО специальности 34.02.01 «Сестринское дело» и рассчитано на одну лекцию (2 часа) в соответствии с календарно-тематическим планом программы учебной дисциплины.

Актуальность темы:

Живая природа является неоднородной, целостной системой, в совокупности свойств, присущих всем живым существам. Живому свойственно иерархическая организация с рядом уровней. Уровни организации живой материи отражают общую структуру эволюционного процесса, закономерным результатом которого является человек. В основе жизнедеятельности и развития живых форм лежит клетка, как элементарная структурно-функциональная и генетическая единица, способная к самовоспроизведению, саморегуляции и самообновлению.

Клеточная теория — основополагающая для общей биологии теория, сформулированная в середине XIX века, предоставившая базу для понимания закономерностей живого мира и для развития эволюционного учения. Маттиас Шлейден, Теодор Шванн и Рудольф Вирхов сформулировали клеточную теорию, основываясь на множестве исследований о клетке (1838-1839 гг.). М. Шлейден и Т. Шванн доказали, что клетка является основной единицей любого организма. Клетки животных, растений и бактерий имеют схожее строение. Позднее эти заключения стали основой для доказательства единства организмов. Т. Шванн и М. Шлейден ввели в науку основополагающее представление о клетке: вне клеток нет жизни.

Современная клеточная теория включает следующие основные положения:

Клетка — элементарная единица живого, основная единица строения, функционирования, размножения и развития всех живых организмов. Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов имеют общее происхождение и сходны по своему строению и химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ. Размножение клеток происходит путем их деления. Новые клетки всегда возникают из предшествующих клеток. Клетки прокариот и эукариот являются системами разного уровня сложности и не полностью гомологичны друг другу. В основе деления клетки и размножения организмов лежит копирование наследственной информации - молекул нуклеиновых кислот.

Тип учебного занятия: лекция

Цели занятия:

Учебные:

- углубить знания обучающихся о разнообразии клеток;

- ознакомить обучающихся с понятиями прокариотические и

эукариотические клетки;

- дать представления об уровнях организации жизни как о конкретном

выражении упорядоченности, дискретности, целостности;

- показать единство живых организмов, входящих в систему уровней

организации живой материи от молекулярного до биосферного.

Развивающие:

• способствовать развитию клинического и логического мышления,

медицинской наблюдательности;

• способствовать развитию умения сравнивать и выделять различия;
• развивать познавательную и поисковую активность.

Воспитательная:

- воспитать стремление получить большой объем знаний в области

биологии;

- воспитать аккуратность, последовательность при выполнении заданий.

Мотивация темы

Организм человека состоит из клеток. Клетки и межклеточное вещество образуют ткани, из которых состоят органы. Локализация тканей, особенности их строения определяют их функциональные особенности. Наука, изучающая клетки называется цитологией, а наука, изучающая ткани организма - гистологией. Знания строения и функции клеток и тканей играют большую роль для понимания разнообразных процессов, происходящих в организме, а именно этиологии и патогенеза многих заболеваний.

Полученные навыки необходимы для исследования внутреннего строения растений в курсе микробиологии с основами иммунологии, анатомии и физиологии человека, фармакологии и в дальнейшей практической деятельности.

Обучающийся должен обладать общими компетенциями, включающими в себя способность:

ОК 02. Использовать современные средства поиска, анализа и интерпретации информации и информационные технологии для выполнения задач профессиональной деятельности;

ОК 4. Эффективно взаимодействовать и работать в коллективе и команде;

• 07. Содействовать сохранению окружающей среды, ресурсосбережению, эффективно действовать в чрезвычайных ситуациях.

Данное лекционное занятие способствует формированию у обучающихся следующих личностных результатов:

ЛР. 12. Способный искать нужные источники информации и данные, воспринимать, анализировать, запоминать и передавать информацию с использованием цифровых средств; предупреждающий собственное и чужое деструктивное поведение в сетевом пространстве.

ЛР. 14. Развивающий творческие способности, способный креативно мыслить.

ЛР. 15. Способный в цифровой среде проводить оценку информации, ее достоверность, строить логические умозаключения на основании поступающей информации.

После изучения данной темы обучающийся должен:

уметь: объяснить основные свойства живой материи как результат эволюции, находить отличия биологической системы от объектов неживой природы, сравнивать клетки, ткани, органы, системы органов и организмы.

знать: Разнообразие биосистем. Уровни организации биосистем. Основные свойства живых систем. Клеточная теория.

Междисциплинарные связи:

• ОДП. 09 Химия
• ОДБ. 13 География
• ОДБ. 08 Физика
• ОП. 01 Анатомия и физиология человека
• ОП. 05 Основы микробиологии и иммунологии
• ОП. 06 Фармакология

Методы организации и осуществления учебно-познавательной деятельности:

• словесный (лекция, объяснение, фронтальная беседа);
• наглядный (демонстрация мультимедийной презентации, видеофрагментов);
• проблемно-поисковый.

Место проведения лекции: учебная аудитория ГБПОУ КК «Камчатский медицинский колледж».

Материально-техническое оснащение занятия:

• Компьютер;

• Мультимедийное сопровождение;
• Мультимедийная презентация;
• Информационное обеспечение: материалы электронных пособий и приложений, тесты на платформе Moodle;
• Видеоролики «Самые редкие животные в мире», «Свойства живого» (размещены на платформе Moodle. Ссылки: https://drive.google.com/file/d/1CnHzIFH3x2MEtx5vlntoxQnTwmVAUthT/view?usp=sharing

https://drive.google.com/file/d/1ORHATcNsoCoyF3gD0LtNoCOII33xTI2H/view?usp=sharing);

• Проектор;
• Задания;
• Тесты.

СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ЛЕКЦИИ

Этапы занятия	Время	Действия преподавателя	Действия обучающихся
Организационный момент	2	Проверяет присутствующих на занятии. Оценивает внешний вид. Сообщает тему, цели, план проведения занятий	Занимают рабочие места, приветствуют преподавателя, слушают, отвечают. Записывают тему, цели, план проведения занятий, участвуют в целеполагании.
Изложение нового материала	57	Излагает материал, задает вопросы, показывает презентацию и видеоролики, демонстрирует виртуальные лабораторные опыты.	Слушают, отвечают, задают вопросы. Записывают в тетрадях требования к знаниям, умениям по теме. Оформляют конспект. Выполняют лабораторную работу, обсуждают и записывают выводы.
Физкультминутка	2	Демонстрирует студентам технику выполнения упражнений (Приложение А)	Выполняют совместно с преподавателем
Закрепление нового материала	15	Демонстрирует интерактивные задания. Раздает задания в распечатанном виде (Приложение Б). Контролирует работу студентов.	Выполняют задания, отвечают, оценивают ответы одногруппников
Проверка усвоения полученных знаний	10	Проводит инструктаж, раздает тестовые задания, проводит анализ ошибок. Озвучивает критерии оценивания (Приложение В)	Выполняют тестовые задания. Совместно с преподавателем проводят анализ ошибок
Внеаудиторная самостоятельная работа обучающихся	2	Проводит инструктаж по выполнению самостоятельной внеаудиторной работе (Приложение Г, Приложение Д)	Слушают, записывают в задание, задают вопросы.
Рефлексия	2	Раздает вопросы по рефлексии (Приложение Е)	Осуществляют самооценку: соотносят результаты своей деятельности с целью занятия.
Итого	90

 

СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ

Лекция

1. Сущность жизни. Свойства живого
2. Уровни организации живой материи
3. Клеточная теория
4. Перечень вопросов по изучаемой теме

1. Сущность жизни. Свойства живого

Жизнь – одно из самых сложных явлений природы. Жизнь совершенно особенное и уникальное явление, которое нельзя объяснить на основе одних законов химии и физики, поскольку многие проявления жизни присущи лишь биосистеме как целому.

«Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот» (М.В. Волькенштейн).

«Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причём с прекращением этого обмена прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка» (Ф. Энгельс).

Понимание жизни как процесса обмена веществ дополняется новыми положениями. установлено, что наряду с белками огромную роль в явлениях жизни играют нуклеиновые кислоты, фосфорорганические соединения, липиды, углеводы, вода и минеральные вещества.

«В самом общем виде живой организм можно определить как открытую систему, способную на основе полученной извне энергии поддерживать и самовоспроизводить свою специфическую структуру» (Б.М. Медников).

Вопрос: Что такое биосистема?

Эталон ответа: Форма жизни, которая обусловлена взаимодействием живых компонентов.

Вопрос: Почему клетку можно считать биосистемой?

Эталон ответа: В каждой клетке осуществляется взаимосвязь и взаимодействие ее органоидов, а в них – сложные процессы, происходящие с химическими веществами.

Вопрос: Как называется одноклеточная или многоклеточная живая система, способная к самостоятельному существованию?

Эталон ответа: Организм.

Все организмы разделяются на пять царств: животные, растения, вирусы, бактерии, растения. Животные должны получать углерод в виде органических соединений, растения способны использовать углерод в неорганической форме, в виде диоксида углерода. Грибы относятся к гетеротрофным организмам, но они не способны передвигаться. Вирусы устроены просто, не имеют клеточного строения и не способны существовать независимо от других организмов.

Рисунок 1 – Царства живой природы

Все клеточные организмы подразделяются на две группы, называемые надцарствами: прокариотами и эукариотами. Термины «прокариоты и «эукариоты» отражают различие в локализации ДНК в клетке. У прокариот ДНК не окружена ядерной мембраной и свободно плавает в цитоплазме. Это более древние формы жизни. К ним относятся бактерии и оксифитобактерии (цианобактерии и хлороксибактерии), архебактерии, дробянки. В клетках эукариот имеется настоящее ядро, отделенное от цитоплазмы двойной мембраной. К этому надцарству относят грибы, растения, животные.

Живые организмы используют только два вида энергии – это энергия солнечного света и энергия химических связей. Организмы, специализированные для использования световой энергии, осуществляют фотосинтез и содержат пигменты, способные поглощать свет. Организмы, не способные к фотосинтезу, должны получать химическую энергию, запасенную в химических связях органических веществ. Эти организмы называются автотрофами. К ним относятся растения и некоторые бактерии. К таким организмам, называемым гетеротрофами, относятся животные и грибы.

Вопрос: Представители каких царств живой природы относятся к прокариотам?

Эталон ответа: Бактерии, архебактерии и цианобактерии.

Вопрос: Какие организмы относятся к эукариотам?

Эталон ответа: Организмы, имеющие ядро.

Вопрос: Где хранится наследственная информация в клетках прокариот?

Эталон ответа: в ДНК.

Теперь следует перечислить и описать те свойства живой материи, которые отличают ее от неживой.

 

Таблица 1 – Свойства живого

Свойство	Описание
Способность к обмену веществ с окружающей средой	Процессы: питание дыхание выделение Обмен веществ обеспечивает постоянство химического состава и строения всех частей организма. Существует два типа метаболизма: аэробный и анаэробный.
Самовоспроизведение (репродукция)	Воспроизведение себе подобных. Благодаря этому крупные молекулы, органоиды клетки, сами клетки и организмы сходны по строению со своими предшественниками (наследственность, изменчивость). Две основные формы размножения – бесполое и половое.
Рост	Увеличение массы, обусловленное репродукцией
Раздражимость	Избирательная реакция на внешнее воздействие. На основе раздражимости осуществляется саморегуляция и гомеостаз. Гомеостаз - относительное динамическое постоянство внутренней среды (крови, лимфы, тканевой жидкости) и устойчивость основных физиологических функций.
Саморегуляция	Поддержание постоянства структурной организации и химического состава внутренней среды.
Дискретность строения	Основа структурной упорядоченности (вид состоит из особей, клетка состоит из органоидов, органоиды — из молекул, организм — из органов)
Наследственность	Поток информации между поколениями, в результате чего обеспечивается преемственность.
Изменчивость	Появление новых признаков в процессе репродукции; основа эволюции.
Онтогенез	Индивидуальное развитие, реализация индивидуальной программы.

Проблемные вопросы:

Почему в характеристике биосистемы «организм» отмечается её дискретность?

Почему у большинства многоклеточных организмов наблюдается аэробный обмен веществ?

Почему саморегуляция обеспечивает устойчивое состояние биосистемы?

Почему размножение считается основным биологическим свойством организмов?

Почему половое размножение организмов даёт преимущества потомству в изменяющихся условиях среды обитания?

Какая система поддерживает гомеостаз в организме человека?

Можно ли в онтогенезе отделить друг от друга процессы роста и развития организма?

Перечисленные признаки живого присущи всем организмам. Все эти признаки – лишь наблюдаемые проявления способности извлекать, накапливать и использовать энергию извне. Живая материя способна не только поддерживать, но и увеличивать свои энергетические запасы.

Вопрос: Для живого организма характерны рост и развитие. В чем отличие этих процессов?

Эталон ответа: Рост – это увеличение массы и размеров живого организма за счет увеличения количества клеток. Развитие – это качественные изменения, происходящие в живом организме, в результате которых осуществляется образование новых тканей и органов.

Вопрос: Докажите, что обмен веществ – свойство живых систем.

Эталон ответа: Обмен веществ относится к свойствам, которые отличают живое от неживого, благодаря ему осуществляется связь организма со средой. Обмен веществ в клетке возможен благодаря тому, что живая клетка – открытая система. В клетку постоянно поступают нужные ей химические вещества, они подвергаются изменениям и превращениям, используются клеткой, образовавшиеся продукты распада удаляются из клетки. При расщеплении молекул образуется энергия, используемая для образования новых молекул. Благодаря этому в живой клетке не нарушается целостность ее структур, обеспечивается относительное постоянство ее химического состава.

2. Уровни организации живой материи

На нашей планете обитает свыше 2 млн видов живых организмов. Всё это многообразие находится во взаимосвязи, обитает при определенных условиях и образует биосферу. Живая природа представляет собой сложно организованную иерархическую систему. На основании особенностей проявления свойств живого выделяют несколько уровней организации живой материи.

1. Молекулярный. Любая живая система осуществляется на уровне взаимодействия биологических молекул: белков, полисахаридов, нуклеиновых кислот. С этого уровня начинаются важнейшие процессы: обмен веществ и энергии.

2. Клеточный. Клетка – структурная и функциональная единица. Единица размножения и развития. К неклеточным формам жизни относятся вирусы.

3. Тканевый. Ткань – совокупность сходных по строению клеток, объединенных выполнением общей функции.

4. Органный. Орган – структурно-функциональное объединение тканей нескольких типов.

5. Организменный. Организм – одноклеточная или многоклеточная система. Живая природа состоит из великого множества организмов разной степени сложности. Любой организм связан с окружающей средой и зависит от нее, т.к. все животные используют вещество и энергию, заключенную в пище, усваивают солнечную энергию (растения) и продукты обмена веществ выделяют в окружающую среду.

6. Популяционно-видовой. Любой организм принадлежит к какому-нибудь виду, а совокупность особей одного вида, объединенная общим местом обитания и способная свободно скрещиваться – популяция. Популяция – это группа представителей одного вида на определенной территории.

7. Биоценотический. Биоценоз – сообщество, представляющее собой сожительство нескольких популяций на одной территории. Организмы разной сложности взаимодействуют не только друг с другом, но и с компонентами неживой природы – поэтому биоценозы вместе с участками среды, которые они занимают образуют экосистемы. Например, лес, луг, озеро – это примеры природных экосистем. Сад, поле, город – искусственные экосистемы (человек преобразует экосистемы).

8. Биосферный. Все экосистемы, более мелкие и более крупные, вместе образуют биосферу – область земного шара, охваченная жизнью и измененная ее влиянием. Биосфера – это самая крупная экосистема Земли. На биосферном уровне происходят круговороты веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью организмов. Жизнь одновременно проявляется на всех уровнях организации.

Вопрос: Как называется совокупность всех биогеоценозов планеты?

Эталон ответа: Биосфера.

Вопрос: Что образует совокупность популяций разных видов, проживающих в одном ареале и взаимодействующих между собой?

Эталон ответа: Биоценоз.

Вопрос: Как называется группа особей, сходных по строению, ведущих одинаковый образ жизни, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство?

Эталон ответа: Вид.

Вопрос: Как называется совокупность биоценоза с факторами неживой природы?

Эталон ответа: Экосистема (биогеоценоз).

Вопрос: Какие типы тканей человека Вы знаете?

Эталон ответа: Различают четыре вида тканей – эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную. Эпителиальная ткань образует кожные покровы, а также находится почти во всех органах. Соединительная ткань входит в состав всех органов, составляя около 50% массы тела. Соединительная ткань содержит большое количество межклеточного вещества; различные виды соединительной ткани (костная, хрящевая, волокнистая и др.) осуществляют в организме трофическую, пластическую, защитную и механическую (опорную) функции. Мышечная ткань обеспечивает перемещение тела в пространстве, и находится во всех полых органах, обеспечивая их бесперебойную работу. Нервная ткань образует нервную систему организма, без которой невозможны никакие физиологические процессы.

3. Клеточная теория

Клеточная теория - одно из крупных биологических обобщений, утверждающее общность происхождения, а также единство принципа строения и развития организмов; согласно клеточной теории, их основной структурный элемент — клетка. Клеточная теория впервые сформулирована Т. Шванном и М. Шлейденом (1838-39 гг.). Немецкий ботаник М. Шлейден (1804-1881 гг), исследуя растения с помощью микроскопа, пришел к выводу, что все растения и их органы имеют клеточное строение и в любой клетке есть ядро. Немецкий зоолог Т. Шванн (1810 – 1882), проводя научные исследования, определил, что животные и растения имеют клеточное строение. Он установил: клетки растений и животных имеют черты сходства и различия. Свои наблюдения он опубликовал в работе «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений». Этот труд вышел в 1839 г.

Клетка — cтруктурная и функциональная единица живых организмов, элементарная живая система, для которой характерен обмен веществ, самовоспроизведение, рост, развитие и раздражимость (восприятие сигналов окружающей среды). Снаружи клетка ограничена клеточной мембраной (плазмалеммой) и содержит цитоплазму и генетический аппарат (нуклеоид у прокариот и ядро у эукариот). Каждая клетка образуется из другой клетки в результате её деления. Все живые организмы, за исключением вирусов, состоят из клеток. Организмы бывают многоклеточные (состоят из множества клеток) и одноклеточные (состоят из одной клетки).

Рисунок 2 – Различные формы клеток одноклеточных и многоклеточных организмов

Вопрос: От чего зависит форма и размеры клеток?

Эталон ответа: Форма и размеры клеток зависят от выполняемой функции. Мышечные клетки имеют вытянутую форму, клетки покровных тканей многоугольные, нервные клетки из-за отростков имеют звездчатую форму, эритроциты – дисковидную, лейкоциты – амебоидную.

Клетка была открыта в 1665 г. Робертом Гуком, который и предложил термин «клетка». Р. Гук рассматривал под микроскопом тонкий срез пробки, увидел ее ячеистое строение, которое было похоже на пчелиные соты. Похожие образования Р. Гук увидел при рассматривании срезов стеблей бузины, камыша и других растений.

Рисунок 3 – Микроскоп Гука

Имя первого изобретателя микроскопа точно определить невозможно. Одним из возможных изобретателей первого микроскопа является голландский очковый мастер Захарий Янсен (1580–1638 гг.). В 1590 г. он поместил две выпуклые линзы внутри одной трубки, и это позволило ему разглядывать предметы в сильно увеличенном виде. Увеличение такого прибора составляло от 3 до 10 раз.

Голландский учёный Антони ван Левенгук с помощью микроскопа изучал дрожжевые клетки и клетки крови. Микроскопы для своих исследований Левенгук изготавливал вручную, они были весьма небольшие и с очень сильной линзой, позволяющей детально рассматривать изучаемые объекты. Некоторые его приборы позволяли получить увеличение в 300 раз. Однако его микроскопы были очень неудобны в использовании.

Световые, или оптические, микроскопы используют световые лучи в качестве источника излучения для рассмотрения препарата. Современный световой микроскоп увеличивает в 2000-3000 раз, электронный – в сотни раз больше, до 1,5 млн раз.

Микроскопирование позволило определить размеры клеток, их многообразие. Размеры клеток колеблются в среднем от 0,1 мкм до 10 мкм. Самыми крупными являются яйцеклетки рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц благодаря тому, что содержат большой запас питательных веществ.

Проблемный вопрос: Какие преимущества в изучении клетки дало использование электронного микроскопа?

Положения современной клеточной теории

Современная биология рассматривает многоклеточный организм в его расчлененности на клетки и целостности, основанной на межклеточных взаимодействиях. Основное положение гласит, что все растительные и животные организмы состоят из клеток, сходных по строению и, следовательно, имеют общее происхождение. М. Шлейден ошибочно считал, что новые клетки возникают из неживого вещества. Р. Вирхов внёс важную поправку в теорию, которую выразил в виде афоризма «Omnis cellula ex cellula» — «Каждая клетка от клетки», т. е. новая клетка возникает путём деления исходной. В 1858 г. Р. Вирхов опубликовал работу «Целлюлярная патология», в которой объяснил патологические процессы, происходящие в организме, как определенные изменения в строении клеток. Российский академик К.М. Бэр в 1828 г. открыл яйцеклетку млекопитающих. В 1825 г. чешский ученый Я. Пуркинье описал ядро в яйцеклетке птиц, а в 1830 г. Р. Броун – в клетках растений.

Вопрос: Кто из ученых считается основоположником клеточной теории?

Эталон ответа: М. Шлейден и Т.Шванн.

Вопрос: Какое положение внес Р. Вирхов в клеточную теорию?

Эталон ответа: Новые клетки возникают путем деления уже существующих.

В современном виде клеточная теория включает в себя следующие положения:

1) клетка — структурная и функциональная единица живых организмов, элементарная живая система, для которой характерны обмен веществ, самовоспроизведение, рост и развитие, раздражимость. Клетка – саморегулирующая открытая система;

2) клетки всех живых организмов сходны по строению, химическому составу и физиологии;

3) образование новых клеток осуществляется путём деления исходной клетки;

4) клетки многоклеточного организма специализируются на выполнении разных функций. Клетки образуют ткани, а ткани — органы. У организмов с высоким уровнем организации взаимодействие между клетками осуществляется при помощи гуморальной и нервной регуляции (у животных) и при помощи фитогормонов (у растений). Жизнь организма в целом обусловлена взаимодействием составляющих его клеток.

5) Клетка – единица развития: каждый многоклеточный организм возникает из одной исходной клетки – зиготы.

Полный текст статьи см. в приложении.

1. file0.docx (9,1 МБ)
2. file1.docx (9,1 МБ)

Опубликовано: 13.11.2024