Система творческих заданий к разделу "Клетка". Биология. 10 класс

Тропина Ольга Сергеевна

учитель биологии МКОУ «ДСОШ №3»

г. Далматово, Курганской области

Система заданий к разделу «Клетка»

Предмет: Биология

Класс: 10

Место раздела в системе изучаемого материала: Раздел «Клетка» изучается в 10 класс, после раздела «Биология как наука. Методы научного познания». Является частью рабочей программы составленной на основе Федерального компонента государственного образовательного стандарта, Примерной программы среднего (полного) общего образования (базовый уровень) и авторской программы под редакцией В.В. Пасечник.

Содержание:

Предмет, задачи и методы исследования современной цитологии. Развитие знаний о клетке (Р.Гук, Р.Вирхов, К.Бэр, М.Шлейден и Т.Шванн). Клеточная теория. Роль клеточной теории в становлении современной естественнонаучной картины мира.

Химический состав клетки. Роль неорганических и органических веществ в клетке и организме человека. Ферменты, их роль в регуляции процессов жизнедеятельности.

Строение клетки. Строение и функции хромосом. Основные части и органоиды клетки, их функции; доядерные и ядерные клетки. Особенности строения клеток бактерий, грибов, животных, растений. Вирусы. Меры профилактики распространения вирусных заболеваний. Профилактика СПИДа. Организм — единое целое. Многообразие организмов.

Обмен веществ и превращения энергии — свойство живых организмов. Особенности обмена веществ у растений, животных, бактерий. Способы получения органических веществ: автотрофы и гетеротрофы. Фотосинтез, его фазы, космическая роль в биосфере. Хемосинтез и его значение в биосфере.

ДНК — носитель наследственной информации. Удвоение молекулы ДНК в клетке. Значение постоянства числа и формы хромосом в клетках. Ген. Генетический код. Роль генов в биосинтезе белка.

Планируемые результаты обучения:

знать / понимать:

• ключевые понятия: цитология; макро-, макро- и утрамикроэлементы; биополимеры; полипептид; эукариоты; прокариоты; гаплоидный и диплоидный набор хромосом; гомологичные хромосомы; кариотип; ген; транскрипция; трансляция; триплет; вирус; денатурация

• этапы создания клеточной теории

• положения современной клеточной теории

• состав и мономеры белков

• типы и функции нуклеиновых кислот

• строение клетки (ядро, хромосомы, плазматическая мембрана, цитоплазма, митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, клеточный центр, рибосомы, пластиды, вакуоль, лизосомы) функции органоидов и частей клетки

• строение: клетки прокариот, вирусов

• экологическая роль бактерий, вирусов

Уметь:

• перечислять: макро-, макро- и утрамикроэлементы;

• приводить примеры углеводов и липидов различных групп

• характеризовать биологическую роль углеводов, липидов, белков, нуклеиновых кислот

• сравнивать клетки: прокариот и эукариот; грибов, растений и животных

• использовать приобретенные знания о вирусах в повседневной жизни для профилактики вирусных заболеваний

Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:
- соблюдения мер профилактики отравлений, вирусных и других заболеваний, стрессов, вредных привычек (курение, алкоголизм, наркомания);
- оказания первой помощи при простудных и других заболеваниях, отравлении пищевыми продуктами;

Творческие задания

Задания к теме «Химический состав клетки»

1. Биологическое лото «Химический состав клетки». (Работа в группах)

https://multiurok.ru/files/biologicheskoe-loto-khimicheskii-sostav-kletki-10.html

1. Корни кукурузы с 1 га собирают столько железа, что из него можно выковать 2 кг гвоздей, а из меди, собираемой этими же корнями, можно изготовить 20м проволоки. Рассчитайте, сколько металла можно получить из посевов кукурузы с площади 1 тыс.га.

Ответ: 2т железа, 20 кг медной проволоки

1. Вода – удивительное вещество и сегодня, с развитием науки и техники, когда кажется, что мы все о ней знаем, продолжает оставаться для человека загадкой. Почему?

Ответ: Молекулы воды являются диполем, они взаимодействуют между собой и притягиваются полярными частицами, вызывают диссоциацию электролитов в растворах. Вода – прекрасный растворитель многих ионных, полярных и неполярных соединений. Благодаря своей полярности молекулы воды ориентированы особым образом вокруг растворенных в ней частиц (связанная вода) и непосредственно участвует в построении биологических структур. Другие молекулы воды с растворенными в ней веществами относительно свободно передвигаются в цитоплазме и являются транспортной жидкостью клетки.

1. Увядшие растения после полива их теплой водой быстро приобретают нормальный вид. Что с ними произойдет, если полить их не водой, а раствором сахарного сиропа? Можно ли поливать сухопутные растения морской водой?

Ответ: Зависит от концентрации сахарного сиропа, при достаточно высокой концентрации растение завянет еще сильнее. Не следует поливать растения морской водой, т.к. растение завянет. Связано это с тем, что вода из растения будет перемещаться в более концентрированный раствор.

Задания к теме «Основные части и органоиды клетки, их строение и функции»

1. Посмотрите мультфильм « Клетка» https://www.youtube.com/watch?v=0A48UMPmT7c

Из предложенного материала выберите только тот, который касается строения клетки.

Отметьте моменты мультфильма, которые преподносят изучаемый материал в доступной и понятной форме. Внесите свои предложения по изменению сценария для лучшего восприятия информации.

1. На основе полученных знаний о строении и функциях частей клетки составьте виртуальную экскурсию по клетке или напишите сказку. Определитесь с названием экскурсии и возрастом детей, для которых данная экскурсия проводится.

1. Дидактическая игра «Строение клетки». В предыдущих классах вы уже изучали строение клетки. На основе имеющихся знаний расположите соответствующие карточки на поля того органоида клетки, которому они соответствуют

https://multiurok.ru/files/didakticheskii-material-na-temu-stroenie-zhivotnoi.html

1. Отличаются ли по размерам клетки одних и тех же тканей слона и мыши? Ответ обоснуйте.

Ответ: в пределах одной и той же ткани объем клеток относительно постоянен и не зависит от общего размера тела данного организма. Лишь для таких специализированных клеток, как нервные и кишечные, существует определенная зависимость между их величиной и размерами тела

Задания к теме «Бактерии»

Опираясь на полученные вами знания о разных группах бактерий, о том, что они могут в качестве продуктов жизнедеятельности выделять и неорганические вещества, предположите несколько возможных путей применения бактерий и объясните предложенные события.

Работа в парах. Учащимся раздаются вопросы. Время на обсуждение 1 минута.

Задание 1) Предложен способ предохранения зубов от разрушения. Зубы покрывают слоем определенных белков. Авторы изобретения считают, что это предохраняет от разрушения даже корни зубов. Каким образом данная разработка связана с жизнедеятельностью бактерий?

Ответ: Предложен способ предохранения зубов от разрушения. Зубы покрывают слоем определенных белков, который засевают специальными видами бактерий. Авторы изобретения считают, что это предохраняет от разрушения даже корни зубов.

Задание 2) Некоторые бактерии питаются растворимыми солями кальция, выделяя при этом кальцит – нерастворимый в воде минерал, составную часть мрамора. Каким образом данную особенность может использовать человек?

Ответ: Покрывая поврежденную поверхность мраморных монументов питательным раствором и внося туда же культуру соответствующих бактерий, можно добиться равномерного восстановления поверхности памятника

Задание 3) Одна из важнейших улик – отпечатки пальцев преступника. Обычно отпечатки снимают так. Поверхность предмета покрывают тальком, а потом его сдувают. Где тальк остается, там – отпечаток папиллярной линии. Если отпечаток четкий, то потом злодея опознать довольно просто. А если линия – т.е. маленький жировой отпечаток кожи – неотчетлива и тальк на ней не задерживается? Как выяснить расположение всех линий, даже мельчайших?

Ответ: Для четкой фиксации едва различимых отпечатков пальцев используют бактерии. Их наносят на отпечатки вместе с особым гелем – они размножаются только там, где пролег отпечаток папиллярной линии. Через 24 часа колонии бактерий в точности повторяют кожные узоры. Используются бактерии, живущие на теле человека.

Задание 4) Новозеландские эксперты ведут расследование одного необычного дела. Прямо перед носом у хозяйки взорвалась рыба, которую та хотела приготовить на ужин. Женщина не пострадала от ударной волны, но вот еда сгорела, а на кухонном ноже остались черные пятка. Объясните, в чем причина произошедшего?

Ответ: По мнению специалистов Министерства сельского хозяйства и рыболовства, вероятно, в рыбе содержался метан, образовавшийся в результате жизнедеятельности гнилостных микроорганизмов.

Задание 5) В 1383 году в небольшом германском городке Вильснаке гости, оставшиеся в заброшенной полуобгоревшей церкви, обнаружили, что лепешки из пшеничного тести покрылись кровавыми пятнами. Пятна эти смыли, но они появились вновь в еще большем количестве. Слух об этом «чуде» быстро распространился. Церковники возложили вину на еретиков, началось сжигание людей на кострах. Как вы объясните причину появления пятен?

Ответ: Какие- либо бактерии в подходящих условиях образовали колонии на подходящем субстрате – т.е. пшеничном тесте; эти колонии были красного цвета – т.е. «кровяные» пятна

Задания к теме «Сравнение клеток прокариот и эукариот»

1. Составьте «тонкие» вопросы, т.е. вопросы требующие ответа на вопросы «как», «что», «где» (домашнее задание)

1. Рассмотрите рисунок. Определите, какая клетка изображена на рисунке. Найдите биологические ошибки. Ответ объясните

Дома нарисуйте свой рисунок, в котором будут присутствовать биологические ошибки.

Задания к теме «Вирусы»

1. Создайте модель любого вируса. Например, бактериофага и ли ВИЧ.

1. За время эпидемии холеры умирало примерно 60% заболевших людей. Смертность СПИДом – 100%-ная. Как это можно объяснить?

Ответ: На протяжении тысячилетий человечеству известны эпидемии холеры, и часть людей имеет иммунитет от этого заболевания, а СПИД – новая болезнь, и пока нет людей с иммунитетом от этого заболевания

1. Составьте подборку известных вам фильмов, в основе которых лежит появление иммунитета к вирусному заболеванию или герои ищут носителя, от которого возникло распространение болезни и возможно создание лекарства.

1. Создайте иллюстрированный атлас «Осторожно – вирусы!»

1. Проект-презентация «Вирус гриппа», «Вирус ВИЧ» и т.д.

Задания к теме «Энергетический обмен»

1. При езде на велосипеде мы затрачиваем 40кДж в минуту. Сколько граммов глюкозы израсходуется за 30 минут езды на велосипеде?

Ответ: При гидролизе 1 молекулы АТФ в АДФ освобождается 40кДж энергии. Следовательно, за 30 минут езды на велосипеде произошел гидролиз 30 молекул АТФ. При расщеплении 1 моля глюкозы синтезируется 38 молекул АТФ, следовательно, было израсходовано 180г * 30: 38=142г глюкозы

1. Мышцы ног при беге со средней скоростью за 1 мин расходуют около 24 кДж энергии. Определите: а) сколько всего граммов глюкозы израсходуют мышцы ног за 25 мин бега, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве для полного окисления глюкозы; б) накопится ли в мышцах молочная кислота

Ответ: а) израсходуется 71г глюкозы (Решение: 1) за 25 минут бега расход энергии в мышцах составит 24 кДж ^. 25 = 600 кДж; 2) такое количество энергии может выделить 600 кДж : 40 = 15 моль АТФ; 3) (180 ^. 15) : 38 = 71г.); б) не накопится, т.к. при наличии кислорода молочная кислота полностью окисляется и дает максимум энергии

1. Используя данные из задания 2, составьте свои задачи.

1. В процессе диссимиляции произошло расщепление 7 моль глюкозы, из которых полному (кислородному) расщеплению подверглось только 2 моль. Определите: а) сколько моль молочной кислоты и углекислого газа при этом образовано; б) сколько моль АТФ при этом синтезировано; в) сколько энергии и в какой форме аккумулировано в этих молекулах АТФ; г) сколько моль кислорода израсходовано на окисление образовавшейся при этом молочной кислоты.

Решение: 1) из 7 моль глюкозы 2 подверглись полному расщеплению, 5 – неполному (7-2=5);

2) составляем уравнение неполного расщепления 5 моль глюкозы:

5С₆Н₁₂О₆+5^.2Н₃РО₄+5^.2АДФ=5^.2С₃Р₆О₃+5^.2АТФ+5^.2Н₂О 3) составляем суммарное уравнение полного расщепления 2 моль глюкозы:

2С₆Н₁₂О₆+2^.6О2+2^.38Н₃РО₄+2^.38АДФ=2^.6СО2+2^.38АТФ+2^.6 Н₂О 4) суммируем количество АТФ: (2^.38)+(5^.2)=86 моль АТФ 5) определяем количество энергии в молекулах АТФ: 86^.40кДж=3440кДж

Ответ: а) 10 моль молочной кислоты, 12 моль углекислого газа; б) 86 моль АТФ; в) 3440 кДж, в форме энергии макроэргических связей в молекуле АТФ; г) 12 моль кислорода

1. Составьте собственные задачи, на основе задания 4.

Задания к теме «Фотосинтез»

1. Зеленый лист на свету при температуре +25⁰С поглощал СО₂, а при повышении температуры до + 40⁰С начал выделять СО_2. Почему?

Ответ: При температуре, превышающей + 35 0С, фотосинтез тормозится (происходит денатурация белков – ферментов и фотосинтез тормозится).

1. Английский ученый Томсон «лорд Кельвин» в 1988 году утверждал, что человечеству грозит удушье, поскольку в воздух выделяется большое количество углекислого газа. Это утверждение опроверг К.А. Тимирязев. Какими фактами руководствовался ученый?

Ответ: Он доказал, что человечеству не дадут погибнуть зеленые растения.

1. За сутки один человек массой в 60 кг при дыхании потребляет в среднем 30 л кислорода (из расчета 200 см² на 1 кг массы в 1ч.). одно 25-летнее дерево – тополь – в процессе фотосинтеза за 5 весенне-летних месяцев поглощает около 42 кг углекислого газа. Определите, сколько таких деревьев обеспечат кислородом человека.

Ответ: 5 деревьев (без учета собственного дыхания дерева)

1. Почему выдающийся ученый-ботаник К.А. Тимирязев назвал растение зеленым посредником между Землей и космосом? В чем заключается эта космическая роль растений?

Ответ: Растения способны использовать энергию солнечного света для создания органических веществ. Поскольку солнце находится в космосе, то свет поступает из космоса, а значит растения выполняют космическую роль.

1. Используя интернет, найдите видео, которое наиболее точно отражает процесс фотосинтеза. Довольно часто встречается видео на английском языке. Используя знания, по биологии и английскому языку осуществите перевод и смонтируйте новый ролик.

Задания к теме «Биосинтез белка»

1. Сколько нуклеотидов содержит ген (обе цепи ДНК), в котором запрограммирован белок инсулин из 51 аминокислоты?

Решение: каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами (триплетами) ДНК. Следовательно, для кодирования 51 аминокислоты белка требуется 51^.3=153 нуклеотида, в одной цепи ДНК, а в гене – в два раза больше 153^.2=306

Ответ: 306

1. В процессе трансляции участвовало 30 молекул т-РНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.

Ответ: 1) Одна т-РНК транспортирует одну аминокислоту. Так как в синтезе белка участвовало 30 т-РНК, белок состоит из 30 аминокислот.

2) Одну аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, значит, 30 аминокислот кодирует 30 триплетов.

3) Триплет состоит из 3 нуклеотидов, значит, количество нуклеотидов в гене, кодирующем белок из 30 аминокислот, равно 30х3=90.

1. В процессе трансляции участвовало 40 молекул тРНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.

Ответ:

1) одна тРНК транспортирует одну аминокислоту, следовательно, 40 тРНК соответствуют 40 аминокислотам, и белок состоит из 40 аминокислот;

2) одну аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, значит, 40 аминокислот, кодируют 40 триплетов;

3) количество нуклеотидов в гене, кодирующем белок из 40 аминокислот, 40 · 3 = 120.

1. В двух цепях молекулы ДНК насчитывается 3000 нуклеотидов. Информация о структуре белка кодируется на одной из цепей. Подсчитайте сколько закодировано аминокислот на одной цепи ДНК. В ответ за­пи­ши­те только со­от­вет­ству­ю­щее количеству аминокислот число.

Решение: В одной цепи будет 1500 нуклеотидов. Каждую аминокислоту кодирует три нуклеотида (триплет), значит, 1500 нуклеотидов кодирует 500 аминокислот.

Ответ: 500.

1. Сколько ами­но­кис­лот кодирует 900 нуклеотидов. В ответ запишите только соответствующее число.

Решение: Одну ами­но­кис­ло­ту кодируют 3 нуклеотида, зна­чит, 900 нук­лео­ти­дов = 300 три­пле­тов = 300 аминокислот.

 Ответ: 300

1. Фрагмент молекулы ДНК содержит 60 нуклеотидов. Из них 12 нуклеотидов приходится на тимин. Сколько гуаниновых нуклеотидов содержится в этом фрагменте? В ответе запишите только число.

Решение:По правилу комплементарности количество тимина и аденина равно, значит, количество аденина = 12. По правилу Чаргаффа 100% − (А + Т) = (Г + Ц). 60 нуклеотидов — это 100%. Значит, Г = (60 − (12 + 12)) : 2 = 18.

 Ответ:18.

1. Определите по­сле­до­ва­тель­ность нуклеотидов на и-РНК, ан­ти­ко­до­ны т-РНК и ами­но­кис­лот­ную последовательность со­от­вет­ству­ю­ще­го фрагмента мо­ле­ку­лы белка (используя таб­ли­цу генетического кода), если фраг­мент цепи ДНК имеет сле­ду­ю­щую последовательность нуклеотидов: ГТГЦЦГТЦАААА.

Генетический код (иРНК)

По прин­ци­пу комплементарности опре­де­ля­ем последовательность иРНК (с ДНК) и тРНК (с иРНК)

Ответ:

1) Последовательность на и-РНК: ЦАЦГГЦАГУУУУ;

2) антикодоны на т-РНК: ГУГ,ЦЦГ,УЦА,ААА;

3) аминокислотная последовательность: Гис-гли-сер-фен.

Информационные источники:

1. Демьянков Е.Н. Познавательные задачи по биологии и природоведению. – Орел, 1993г

2. Модестов С.Ю. Сборник творческих задач по биологии, экологии и ОБЖ: Пособие для учителей. – СПб: Акцидент, 1998г

3. Муртазин Г.М. Задачи и упражнения по общей биологии. – М.: Просвещение, 1981г

Интернет- ресурсы:

1. Решу ЕГЭ - https://bio-ege.sdamgia.ru/test?a=catlistwstat