«Активизация познавательной деятельности учащихся при изучении биологии в старших классах»

Реферат

« Активизация познавательной деятельности

учащихся при изучении биологии в старших классах »

Из опыта работы учителя биологии МОУ " СОШ № 1" г. Электросталь Лыткиной Т. М.

В свете современной концепции образования, требующей дифференцированного подхода к обучению, необходимо углублять и расширять знания учащихся. Большая роль отводится при этом формированию и развитию у них умений и навыков работы с научной и учебной литературой ( запись лекций, составление планов и конспектов. написание рефератов); правил оформления исследовательских работ и литературных обзоров; углублению знаний по основным проблемам биологии; расширению кругозора и стимулированию стремления к самостоятельному приобретению знаний.

Формируя у учащихся систему общебиологических знаний , я не только требую у них простого запоминания фактов, понятий и законов, но и стараюсь вовлекать их в активный познавательный процесс. Это помогает воспитать школьников думающими, творческими, ищущими людьми. На своих уроках биологии в старших классах я использую три метода познавательной деятельности: репродуктивный (работа по образцу); частично-поисковый и творческий, предполагающий наиболее активно включаться учащимся в учебный процесс. Использую разнообразные проблемные задания, биологические задачи, осмысление различных фактов и формулирование выводов. Такие формы работы возможны на уроках любых тем-"клетка", "Онтогенез","Генетика" и др. Они приближают изучаемый материал к жизни, позволяют проявить творческие способности учащихся, делают уроки интересными и эмоционально окрашенными. Использование на уроках опорных схем и составление их учащимися по образцу позволяет лучше усвоить материал, применить и развить логическое мышление. Например, составление схем раскрывающих сущность и особенности процессов мейоза и митоза , позволяет выявить сходство в протекании этих жизненноважных процессов. При изучении темы "Индивидуальное развитие организмов" предлагаю ученикам составить схему замкнутого цикла развития животных, начиная со стадии взрослых организмов и указывая гаплоидность или диплоидность каждой стадии.

Предлагаю такие творческие задания:

1 составьте опорный конспект по теме с помощью учебника. задание можно выполнять группами. Затем команды обмениваются опорами и расшифровывают их. Оценивается и составление и расшифровка опоры.

Для анализа и синтеза сложного термина использую тексты, в которых предлагаю вставить пропущенные термины:

1. РНК и ДНК состоят из------.

Эти нуклеиновые кислоты отличаются тем, что РНК вместо сахара-------- содержит --------, вместо азотистого основания-------- содержит ---------.

Ответы. 1- нуклеотиды, дезоксирибоза, рибоза. тимин, урацил.

Практикую усложненные вопросы:

1. На сравнение

2. На анализ: Какие положения составляют основу клеточной теории?

3. На синтез: О чем идет речь : анаболизм, катаболизм, синтез, распад, ассимиляция, диссимиляция?

a. Ответ: Об обмене веществ

4. На обобщение

5. На причинно-следственные связи: почему в процессе фотосинтеза происходит выделение кислорода в атмосферу?

Ответ. Кислород является побочным продуктом фотосинтеза.

6. На знание теории

7. На разъяснение закона: В чем суть закона зародышевого сходства К. Бэра?

тема " Основы цитологии" также позволяет схематически изложить материал о структуре клетки и ее органоидов, подразделить их на мембранные и не мембранные.

С удовольствием ребята формируют схемы, включающие в себя строение и функции разных органоидов, органических и неорганических веществ.

Теоретический материал я стараюсь излагать в виде конкретных примеров, классификаций, вопросов, схем, диаграмм, таблиц и т. д., что облегчает самостоятельную работу учащихся.

Далее на примере урока по теме " Строение и функции нуклеиновых кислот" можно наглядно увидеть воплощение идей учителя и разных форм деятельности учащихся.

Тема:


Строение и функции нуклеиновых кислот

Задачи: сформировать знания учащихся о структуре и функциях нуклеиновых кислот, развивать логическое мышление через сравнение структуры нуклеиновых кислот ДНК и РНК, и выявление их сходных и отличительных признаков, развивать умения работать с учебником.

Оборудование: модель ДНК, динамическая модель клетки, динамическая модель фрагмента ДНК( аппликации нуклеоидов), магнитная доска, таблицы: а)репликация ДНК;

б) строение РНК.

Проведение урока.

1 этап. Оргмомент.

В основном мы уже познакомились с химическим составом клетки. Вода, минеральные соли, белки, углеводы, липиды – это вещества, которые составляют материальную основу структуры и жизнедеятельности клетки. Они обеспечивают обмен веществ, передвижение, рост. Но есть еще одно свойство живого – способностью к самовоспроизведению. И цель нашего урока: изучить материальные основы воспроизводства.

2 этап. Повторение изученного материала.

Подгот. 1.
Ответы у доски.

у доски 1. Углеводы: строение и функции.

2. Липиды: строение и функции.

2.
Фронтальная беседа.

1. На последних уроках мы изучали химический состав клетки. Скажите, существуют ли различия на химическом уровне между живой и неживой природой.

2. В чем они проявляются?

3. Перечислите органические вещества клетки.

4. Какие из них относятся к биологическим полимерам?

5. Перечислите функции, которые выполняют в клетке и в организме белки.

6. Объясните, почему пересаженные от одного организма ткани или органы

отторгаются?

7. Установлено, что при достаточной калорийности пищи, но при отсутствии в ней белка у животных наблюдаются патологические явления: останавливается рост, изменяется состав крови и т. д. С чем это связано?

3 этап. Изучение нового материала.

Вводное слово.

Я думаю, что многие из вас слышали о расшифровке генома человека. У нас в России эта программа существует с 1989 г. Работая над этой программой, ученые преследовали возвышенную цель – прочесть книгу жизни,
т.е. раскрыть всю наследственную информацию человека, ставили и ставят чисто практические задачи. Прежде всего, это относится к наследственным болезням (их насчитывают около 4000), которые являются тяжелым бременем для человеческого общества. Информация об исследованиях и новых открытиях генетиков звучит с экранов телевизоров, встречается на полосах газет. И не может современный человек, кем бы он ни был: слесарем, инженером, водителем или… не интересоваться, не задумываться над вопросами наследственности. Сейчас совершенно невозможно оставаться в стороне от обилия информации.

И сегодня на уроке мы с вами только прикоснемся к тайне генов и материальной основы наследственности.

1.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты - природные высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмах.

Впервые они были описаны в 1869 году швейцарским биохимиком Фридрихом Мишером. Из остатков клеток, содержащихся в гное, он выделил вещество, в состав которого входят азот и фосфор. Ученый назвал это вещество нуклеином (лат. nucleus– ядро), полагая, что оно содержится лишь в ядрах клеток. Позднее небелковая часть этого вещества была названа нуклеиновой кислотой.

Значение нуклеиновых кислот в клетке очень велико. Особенности их химического строения обеспечивают возможность хранения, переноса и передачи по наследству дочерним клеткам информации о структуре белковых молекул, которые синтезируются в каждой ткани на определенном этапе индивидуального развития. Поскольку большинство свойств и признаков клеток обусловлено белками, то понятно, что стабильность нуклеиновых кислот - важнейшее условие нормальной жизнедеятельности клеток и целых организмов. Любые изменения строения нуклеиновых кислот влекут за собой изменения структуры клеток или активности физиологических процессов в них, влияя, таким образом, на их жизнеспособность.

Работа в

тетрадях В природе существуют нуклеиновые кислоты двух типов – ДНК и РНК. Они могут находиться как в ядре, так и в цитоплазме и ее органоидах.

Нуклеиновые кислоты

Схема

на доске ДНК РНК

2.

ДНК

В человеческом обществе информация передается различными способами и посредством различных устройств: азбука Морзе на телеграфе, звуками различной тональности, силы и продолжительности при телефонных разговорах, буквами в печати и т.п. Но живая природа избрала иной, непохожий путь.

Материальный носитель генетической информации у человека и преобладающего множества организмов – дезоксирибонуклеиновая кислота(ДНК).

ДНК – биологический полимер, состоящий из двух полинуклеотидных цепей, соединенных друг с другом. Мономерами являются нуклеотиды.

?
Используя знания по химии, составьте схему строения ДНК

- из каких частей состоит нуклеотид?

- какие азотистые основания входят в его состав?

- какой углевод?

Схема строения нуклеотида ДНК

В каждой цепи нуклеотиды соединяются между собой ковалентными связями: дезоксирибоза одного нуклеотида соединяется с остатком фосфорной кислоты последующего нуклеотида. Две цепи объединяются в единую молекулу водородными связями, возникающими между азотистыми основаниями, входящими в состав нуклеотидов, образующих разные цепи. Пространственная конфигурация азотистых оснований различна (один цикл у пиримидиновых и два цикла у пуриновых) и количество таких связей между разными азотистыми основаниями неодинаково. Вследствие этого они могут соединяться только попарно: А – Т( 2 вод. связи) и Г – Ц ( 3 вод. связи)

В тетрадь Такая способность к избирательному соединению нуклеотидов, в результате чего формируются пары А – Т; Г – Ц, называется комплементарностью
.

модель ДНК. Цепи нуклеотидов образуют правозакрученные объемные спирали по 10 оснований в каждом витке. Последовательность соединения нуклеотидов одной цепи противоположна таковой в другой, т.е. цепи, составляющие одну молекулу ДНК, разнонаправлены. Сахаро–фосфатные группировки нуклеотидов находятся снаружи, а азотистые основания внутри. Цепи, закрученные друг относительно друга, а также вокруг общей оси, образуют двойную спираль. Такая структура молекулы поддерживается в основном водородными связями.

Структуру нуклеиновых кислот впервые установили амер. биолог Джеймс Уотсон и англ. физик Френсис Крик с помощью англ. биофизика Мориса Уилкинса. Сделать это было не просто. А о том, как открытие свершилось, нам расскажет Наташа Трухина, которая, как будущий медик, интересуется материальными основами наследования.

Доклад « История открытия структуры ДНК»

В 1953 году в одном из номеров 171-го тома «При­роды» было напечатано краткое,- как и все «пись

ма к редактору», сообщение «О макромолекулярной струк­туре дезоксирибонуклеиновой кислоты». Под заметкой стояли два имени: Ф. Г. К. Крик и Дж. Д. Уотсон. Но именно благодаря этой небольшой — меньше страницы — статье оба имени сразу же стали изве­стны всем ученым, интересовавшимся проблемами на­следственности или нуклеиновыми кислотами.

Попытки расшифровать строение молекулы ДНК с помощью рентгеноструктурного анализа начались еще в первой половине 40-х годов, но снимки выхо­дили столь невразумительными, что сделать по ним какие-либо определенные выводы было невозможно. Однако на сей раз англичанину Уилкинсу с группой сотрудников после долгих трудов удалось сделать от­личнейшие фотографии. Но расшифровать их они не могли. Отличные специалисты по изготовлению рентгеноструктурных снимков, они не были большими ав­торитетами в их расшифровке. И не удивительно: та­кова степень специализации теперешней науки. Рас­шифровку снимков суждено было сделать Уотсону и Крику.

Как же выглядит, по их представлениям, молеку­ла ДНК? Скорее всего ее можно сравнить с лестни­цей-стремянкой, закрученной в спираль. Мы уже го­ворили, что нуклеиновые кислоты построены из нуклеотидов, а каждый нуклеотид состоит из трех частей: сахара, фосфата и основания. Нуклеотиды соединены в длинные цепи таким образом, что основной хребет этой цепи состоит из чередующихся молекул сахара и фосфата, а основания торчат в стороны. Если про­должить наше сравнение с лестницей, то ее стойки представляют собой сахарофосфатные цепи, а основа­ния двух цепей соединены друг с другом, образуя пе­рекладины. Так в общих чертах построена молекула

ДНК.

Но самое интересное заключается в другом. Рентгеноструктурный анализ не только показал, что ДНК представляет собой двойную спираль, но дал также диаметр спирали, расстояние между ее витками — словом, все точные размеры. Между тем химики к то­му времени уже хорошо знали, как отдельные атомы, входящие в ДНК, соединены друг с другом. Нужно было химические данные привести в соответствие с рентгеноструктурными.

Если бы они сошлись, это бы говорило, что строе­ние ДНК описано верно; если были бы расхождения, это бы свидетельствовало, что модель не соответству­ет истине. А вогнать все атомы в «лесенку» — зада­ча не такая простая. Атомы могут вступать в химиче­скую связь, только находясь на вполне определенном расстоянии друг от друга, а химические связи должны образовывать вполне определенные углы. Таковы за­коны строения вещества. И природа требует выполне­ния своих законов. Расстояния и углы могут коле­баться лишь в очень узких границах.

Крик и Уотсон -стали располагать атомы в своей «лесенке» в соответствии с законами природы. Внача­ле все шло нормально. В «стойки лестницы» все ато­мы вписывались хорошо, а вот когда дело дошло до «перекладин», получилась крупная загвоздка.

Здесь нам снова придется вернуться к химии. Как мы уже знаем, основания в ДНК четырех разных сор­тов. Формулы их довольно сложны, и подробно рас­сматривать их не обязательно. Важно то, что у этих оснований разные размеры. Два из них, тимин и цитозин (сокращенно их обозначают первыми буквами — Т и Ц), относятся к группе так называемых пиримидинов и отличаются сравнительно небольшой величиной. Два других — аденин (А) и гуанин (Г) относят­ся к пуринам и по размерам почти вдвое превосходят своих пиримидиновых собратьев.

В греческой мифологии существует страшный рас­сказ о разбойнике Дамасте по прозвищу Прокруст («Вытягиватель»), который жил возле большой до­роги у переправы через реку Кефис. Он ловил путни­ков и укладывал на свою кровать. Если ложе оказы­валось слишком длинным для пленника, Прокруст растягивал его, ломая кости, а если оно было коро­че, чем его гость, то разбойник отрезал излишки. Как известно, справиться с ним удалось только славному сыну Посейдона и Этры знаменитому Тезею. До сих пор часто употребляют выражение «прокрустово ложе», когда говорят об искусственной подгонке под не­соответствующую мерку.

Двойная спираль оказалась поистине прокрусто­вым ложем для пуринов и пиримидинов. Каждую «пе­рекладину лесенки» нужно было соорудить из пары оснований, соединенных друг с другом. Но оказа­лось, что почти ни одна из пар не подходила для этой цели. Два пурина («черные масти») не влезали внутрь спирали, а два пиримидина («красные») ока­зывались так далеко друг от друга, что между ними не могла образоваться химическая связь. Только если брали один пурин и один пиримидин, то размеры их в точности соответствовали диаметру спирали. Но и здесь в половине случаев те атомы, которые должны были соединиться, оказывались на разных концах мо­лекулы и не могли образовать химическую связь. Только две пары удовлетворяли всем требованиям: А и Т («пики» и «черви») и Г и Ц («трефы» и «буб­ны»). Это могло бы показаться неправдоподобным, если бы не совпадало с данными химиков. В опытах Андрея Николаевича Белозерского и Э. Чаргафа, о которых мы уже рассказывали, было установлено, что во всех образцах ДНК А ровно столько же, сколько Т, а Г столько же, сколько Ц. Несмотря на трудности, все сошлось. Крик и Уотсон убедились в том, что они правы.

Слово учителя.

Модель строения молекулы ДНК, предложенная У. и К. , полностью

подтвердилась экспериментально.

Благодаря своей спиральной структуре молекулы ДНК компактны. Если бы размотать всю ДНК, содержащуюся в ядре клетки млекопитающего, мы получили бы нить длинной – 2 метра.

Спираль – самая распространенная форма во Вселенной, от атомов до галактик, т.к. обеспечивает компактную упаковку.

В эукариотических клетках ДНК находится в ядре, митохондриях и пластидах.

3.

Репликация ДНК.

Молекула ДНК обладает уникальной способностью к самовоспроизведению (к удвоению). Удвоение ДНК – репликация. Под влиянием ферментов водородные связи между азотистыми основаниями рвутся и молекула « расплетается». Две цепи расходятся и вдоль каждой образуются новые, согласно принципу

комплементарности. В результате из одной молекулы ДНК получаются две абсолютно идентичные, только дочерние состоят из одной старой цепи и одной новой.

Таким образом, ДНК передает, хранящуюся в ней информацию о структуре белковых молекул.

4.



РНК – рибонуклеиновая кислота.

РНК, так же, как и ДНК, представляет собой полимер, мономерами которого являются нуклеотиды, близкие к нуклеотидам ДНК.

Схема строения нуклеотида РНК

О

Работа уч-ся

у доски

РНК в отличие от ДНК является одноцепочечной, и немного короче.

В клетке РНК находится в ядре, в цитоплазме, в пластидах, митохондриях, рибосомах.

РНК переносит информацию о последовательности аминокислот в белках, т.е. о структуре белков от хромосом к месту их синтеза, и участвует в синтезе белков.

5.

Виды РНК

0,5-1%
Информационная РНК (и – РНК)

или матричная РНК (м – РНК)

10% от
- переносит информацию о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка в РНК
рибосомах

Транспортная РНК (т – РНК)

- молекулы самые короткие (80 – 100 нуклеотидов)

Переносит аминокислоты к месту синтеза белка.

≈90%
Рибосомная РНК (р – РНК)

3-5 тыс. - составляют существенную часть рибосомы и участвует в синтезе белка.

нукл. Все виды РНК синтезируются на ДНК, которая служит матрицей.

Подробнее с функционированием ДНК и РНК мы поговорим немного позже, при изучении биосинтеза белка.

4 этап. Закрепление.

1. Заполните таблицу:

Сравнительная характеристика РНК и ДНК

Признаки сравнения	ДНК	РНК
1. количество цепей
2. азотистые основания в нуклеотидах
3. моносахариды в нуклеотидах
4. местонахождение в клетке
5. функции

2. Тест с самоконтролем

Нуклеиновые кислоты

Для названного вещества выберите соответствующие характеристики:

1в. ДНК 2 в. РНК

1. Количество цепей в молекуле.
А. Одноцепочечная молекула. Б. Двухцепочечная молекула.

2. Азотистые основания, входящие в состав нуклеиновой кислоты
. А. Содержит аденин, урацил, гуанин, цитозин.

Б. Содержит аденин, тимин, гуанин, цитозин.

3. Углевод, входящий в состав нуклеиновой кислоты.
А. В состав нуклеиновой кислоты входит рибоза.

Б. В состав нуклеиновой кислоты входит дезоксирибоза.

4. Местонахождение в клетке.

А. Содержится в ядре, хлоропластах, митохондриях, центриолях, рибосомах, цитоплазме. Б. Содержится в ядре, митохондриях, хлоропластах.

5. Функции нуклеиновых кислот.

А. Участвует в хранении, воспроизведении и передаче наследственной информации. Б. Участвует в передаче наследственной информации.

Ответы.

1 в. 2 в.

1. б 1. а

2. б 2. а

3. б 3. а

4. б 4. а

5. а 5. б

Д/З.

1. § 40

2. решить задачу

В одной молекуле ДНК тиминовый нуклеотид (Т) составляет 16% от общего количества нуклеотидов. Определите количество (в %) каждого из остальных видов нуклеотидов.

3. продолжить таблицу «Хим. состав клетки».

Использование на уроках биологии в старших классах различных форм работы, включая групповую, стимулирует познавательную активность учащихся, позволяет реализовать их творческий потенциал. Полученные навыки групповой работы будут необходимы при подготовке к олимпиадам разного уровня, используя на уроках различные задания и упражнения, можно с успехом реализовать главную цель обучения -вооружить школьников знаниями и навыками, необходимыми при изучении любого предмета.

ЛИТЕРАТУРА:

1 БиличГ.П., Крыжановский В.А. Биология для поступающих в вузы. М. 2004

2 Биология .под ред. Ярыгина В. Н.- М. Медицина 1987

3 Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: в 3-х т. М.: Мир 2001

4 Захаров В. Б. и др. Общая биология М.: Дрофа, 2001

5 Ченцов Ю. С. Общая биология. М:Изд-во Мгу, 2005

6 Гусарева Н. Б, Теоретические основы биологии:10-11 классы М.:

ооо " Чистые пруды" 2005