Осмотический шок: жизнь клетки в солёной воде
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока учащиеся приготовят микропрепарат кожицы лука, сравнят клетки в воде и концентрированном растворе соли, зафиксируют признаки плазмолиза и объяснят осмотический шок через движение воды через клеточную мембрану.
- Сформировать представление об осмосе, клеточной мембране и плазмолизе как результате потери воды клеткой в гипертоническом растворе.
- Научить готовить временный микропрепарат кожицы лука, пользоваться микроскопом и соблюдать правила работы с лабораторным оборудованием.
- Развивать умение наблюдать, сравнивать, фиксировать результаты в таблице и формулировать вывод на основании увиденного.
- Воспитывать аккуратность, ответственность за безопасность и готовность сотрудничать в паре.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют познавательный интерес к тому, как клетки реагируют на изменение условий среды.
- Осознают значение аккуратности и ответственности при проведении биологического эксперимента.
- Оценивают собственный вклад в парную работу и соблюдение правил безопасного поведения.
- Понимают связь клеточных процессов с жизнью растений и практическими ситуациями.
Метапредметные
- Формулируют гипотезу и проверяют её с помощью наблюдения под микроскопом.
- Сравнивают два микропрепарата, выделяют сходства и различия, представляют данные в таблице.
- Работают с инструкцией, распределяют роли в паре и аргументируют вывод.
- Осуществляют самоконтроль по чек-листу и корректируют действия при приготовлении препарата.
Предметные
- Знать понятия «осмос», «клеточная мембрана», «гипертонический раствор», «плазмолиз».
- Уметь приготовить временный микропрепарат кожицы лука и рассмотреть его при малом и большом увеличении.
- Уметь сравнивать состояние клеток в воде и растворе соли.
- Уметь объяснить, что при высокой концентрации соли вода выходит из клетки, а цитоплазма отходит от клеточной стенки.
- Владеть приёмами биологического наблюдения, зарисовки и формулировки вывода по результатам опыта.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Осознавать смысл изучения осмоса для понимания жизнедеятельности клеток.
- Проявлять интерес к экспериментальной проверке предположений.
- Соблюдать нормы сотрудничества и бережного отношения к оборудованию.
- Оценивать собственное эмоциональное состояние и готовность продолжать исследование.
Регулятивные УУД
- Принимать учебную задачу и формулировать цель лабораторной работы.
- Планировать последовательность приготовления микропрепарата.
- Проверять качество препарата и исправлять ошибки при его изготовлении.
- Сопоставлять полученный результат с гипотезой и оценивать степень её подтверждения.
Познавательные УУД
- Выделять признаки клеточной стенки, цитоплазмы и вакуоли на микропрепарате.
- Сравнивать клетки в чистой воде и солевом растворе.
- Устанавливать причинно-следственную связь между концентрацией соли и движением воды.
- Моделировать осмос с помощью схемы «клетка — мембрана — раствор».
Коммуникативные УУД
- Распределять роли наблюдателя и оператора микроскопа в паре.
- Задавать уточняющие вопросы по инструкции.
- Договариваться о едином описании результата наблюдения.
- Аргументированно представлять вывод пары классу.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить на каждую пару микроскоп, предметные и покровные стёкла, пипетку, препаровальную иглу, пинцет, салфетки и кусочек мясистой чешуи лука.
- Приготовить на каждую пару стаканчик с чистой водой и стаканчик с концентрированным раствором поваренной соли; подписать ёмкости.
- Подготовить раствор соли заранее, не допускать его попадания в глаза и на повреждённую кожу.
- Распечатать инструкцию лабораторной работы и таблицу наблюдений — по одному комплекту на пару.
- Распечатать карточки трёх уровней сложности — по одной карточке на пару каждого уровня или предоставить выбор.
- Вывести на доску схему клетки лука и последовательность действий: отделить кожицу, капнуть воду, накрыть стеклом, рассмотреть, заменить раствор.
- Подготовить слайд или плакат с изображениями клетки в воде и при плазмолизе.
- Подготовить защитные салфетки, контейнер для использованных материалов и памятку по безопасной работе с микроскопом.
- Проверить исправность микроскопов и установить их на устойчивых столах; заранее выполнить контрольный препарат.
- Подготовить сигнальные карточки зелёного, жёлтого и красного цвета для быстрой обратной связи.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в исследовательскую деятельность и вызвать интерес к проблеме поведения клетки в солёной воде.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель приветствует класс и показывает на экране фотографию увядшего растения рядом с растением, политым пресной водой: "Ребята, сегодня мы будем не просто изучать клетки, а расследовать клеточное происшествие. Почему растение может потерять упругость, если почва стала слишком солёной?" | Рассматривают изображения, высказывают предположения: "Растению не хватает воды", "Соль мешает корням поглощать воду". |
Учитель объявляет игру "Лабораторный детектив": "Каждая пара получит статус исследовательской группы. Ваша задача — найти под микроскопом следы осмотического шока, описать их и доказать вывод наблюдением. Сегодня особенно важны аккуратность, точность и работа в паре." | Принимают роли в паре: оператор микроскопа и биолог-наблюдатель; записывают дату и тему урока. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы увидели жизненную проблему растения. Теперь вспомним, что уже знаем о клетке и её оболочках, чтобы понять, какое наблюдение поможет нам раскрыть эту тайну."
Этап 2. Актуализация знаний и физкультминутка (5 мин)
Цель этапа: восстановить знания о строении растительной клетки и активизировать внимание через короткую двигательную игру.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель проводит игру "Собери клетку": показывает карточки с названиями органоидов и спрашивает: "Что защищает растительную клетку? Где находится клеточный сок? Что содержит зелёный пигмент? Какая часть клетки управляет её жизнедеятельностью?" На доске фиксирует слова "клеточная стенка", "мембрана", "вакуоль", "цитоплазма". | По очереди выбирают карточку и объясняют её значение: "Клеточная стенка придаёт форму", "в вакуоли находится клеточный сок", "ядро управляет процессами". |
Учитель проводит физкультминутку "Клетка и вода": "Когда я говорю «вода входит», потянитесь вверх; «вода выходит» — опустите руки; «мембрана» — соедините ладони; «плазмолиз» — отведите руки от корпуса. Будьте внимательны: движения будут меняться быстро." | Выполняют движения по сигналу, затем объясняют: "Мембрана отделяет клетку от среды, но пропускает некоторые вещества". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили части растительной клетки и представили мембрану как границу между клеткой и средой. Теперь проверим, что произойдёт, если среда вокруг клетки станет очень солёной."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: сформулировать исследовательский вопрос, гипотезу и план лабораторной работы.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель показывает два стаканчика: "В одном чистая вода, в другом раствор соли. Представьте, что клетка кожицы лука оказалась сначала в воде, а затем в солёном растворе. В каком направлении будет двигаться вода?" Приём "Подумай — обсуди в паре — поделись": 30 секунд индивидуально, 1 минута обсуждения, затем ответы. | Формулируют гипотезы в парах: "В солёной воде вода выйдет из клетки", "Клетка станет меньше", "Цитоплазма отойдёт от стенки". |
Учитель записывает проблемный вопрос: "Как изменяется клетка кожицы лука в концентрированном растворе соли и почему?" Затем предлагает план: "Что нам нужно сделать, чтобы ответить на вопрос?" | Предлагают план: приготовить препарат, увидеть клетки в воде, заменить воду раствором соли, сравнить изменения, записать вывод. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Гипотеза появилась, теперь её нельзя просто угадать — её нужно проверить. Переходим к лабораторной работе и сначала повторим правила безопасного поведения."
Этап 4. Инструктаж и приготовление микропрепарата (8 мин)
Цель этапа: научить учащихся безопасно приготовить временный микропрепарат кожицы лука и получить изображение клетки.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель демонстрирует действия на крупном образце: "Работаем только сухими руками. Острые концы препаровальной иглы направляем от себя. На предметное стекло кладём маленькую каплю воды, пинцетом отделяем прозрачную кожицу с внутренней стороны чешуи лука, расправляем её и накрываем покровным стеклом под углом. Не прижимаем стекло пальцами." | Называют правила безопасности, распределяют роли: оператор выполняет действия с микроскопом, наблюдатель читает инструкцию и заполняет таблицу. |
Учитель раздаёт материалы и проговаривает алгоритм: "Сначала приготовьте препарат с водой. Установите малое увеличение, опустите тубус или объектив, не касаясь стекла, затем смотрите в окуляр и медленно наводите резкость. После этого перейдите на большее увеличение." Учитель контролирует пары и помогает при затруднениях. | Готовят микропрепарат кожицы лука с водой, устанавливают микроскоп, находят поле зрения, рассматривают клетки при малом и большом увеличении. |
Учитель задаёт вопросы: "Что повторяется в клетках? Видна ли клеточная стенка? Как расположена цитоплазма?" При необходимости показывает изображение клеток на экране. | Зарисовывают 2–3 клетки, подписывают клеточную стенку, цитоплазму, вакуоль; фиксируют наблюдение: "Клетки плотно прилегают друг к другу, форма клеток многоугольная". |
Запись в тетрадях
- Цель: выяснить, как изменяются клетки кожицы лука в растворе соли.
- Материалы: кожица лука, вода, раствор соли, микроскоп, стёкла, пипетка, пинцет.
- Сделать зарисовку клеток в воде и подписать клеточную стенку, цитоплазму, вакуоль.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Первое наблюдение показывает исходное состояние клеток. Теперь внесём изменение только в один фактор — заменим воду на солёный раствор — и посмотрим, как клетка ответит на это воздействие."
Этап 5. Исследование осмотического шока (8 мин)
Цель этапа: экспериментально обнаружить плазмолиз и связать наблюдаемые изменения с осмосом.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель объясняет способ замены среды: "Не разбирайте препарат. Осторожно коснитесь края покровного стекла каплей солевого раствора, а с противоположной стороны приложите полоску салфетки. Салфетка втянет воду, а раствор соли поступит под стекло. Выполняйте медленно, чтобы не сдвинуть кожицу." | Заменяют воду на солевой раствор, наблюдают за клетками в одном и том же поле зрения. |
Учитель направляет наблюдение вопросами: "Изменилось ли положение цитоплазмы? Появился ли промежуток между цитоплазмой и клеточной стенкой? Стала ли вакуоль меньше? Сравните рисунок с первым препаратом." | Заполняют таблицу сравнения: в воде цитоплазма прилегает к стенке; в солевом растворе цитоплазма отходит от стенки, пространство внутри клетки увеличивается. |
Учитель вводит термин: "Выход воды из клетки в более концентрированный раствор называют осмосом. Отхождение цитоплазмы от клеточной стенки — плазмолиз. Это и есть осмотический шок клетки." | Повторяют термины, формулируют объяснение: "Снаружи соли больше, поэтому вода выходит из клетки через мембрану". |
Запись в тетрадях
Осмос — движение воды через клеточную мембрану в сторону раствора с большей концентрацией растворённых веществ. Плазмолиз — отхождение цитоплазмы от клеточной стенки при потере клеткой воды.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы обнаружили главный признак осмотического шока: цитоплазма отошла от клеточной стенки. Теперь каждая пара проверит, насколько точно она умеет описывать результат и объяснять его причину."
Этап 6. Парное первичное закрепление и игра «Спасатели клетки» (6 мин)
Цель этапа: закрепить алгоритм объяснения осмоса через задания разной сложности и сотрудничество в паре.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель раздаёт карточки на выбор: "Зелёная карточка — базовый уровень: соедините термин и определение. Синяя — средний: заполните пропуски в объяснении. Красная — повышенный: объясните ситуацию с засолённой почвой. В паре выберите карточку, но сначала каждый предложит свой ответ." | Выбирают уровень, индивидуально намечают ответ, затем обсуждают его с партнёром. |
Учитель предлагает задание: "Расположите этапы в правильном порядке: вода выходит из клетки; снаружи концентрация соли выше; цитоплазма отходит от стенки; клетка теряет упругость." | Расставляют карточки и проговаривают причинную цепочку. |
Учитель проводит проверку игры "Спасатели клетки": "За точный термин — один жетон, за объяснение причины — второй, за связь с опытом — третий. Почему при переносе клетки в чистую воду состояние может частично восстановиться?" | Представляют ответ пары: "Вода снова войдёт в клетку, если снаружи раствор менее концентрированный; цитоплазма приблизится к стенке". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы не только назвали плазмолиз, но и выстроили цепочку причин и следствий. Осталось индивидуально проверить, умеете ли вы применить это знание к новой ситуации."
Этап 7. Самостоятельная работа с самопроверкой (6 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание осмоса и умение интерпретировать результат лабораторного опыта.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель раздаёт мини-карточку: "1. Выберите верное утверждение: при помещении клетки в концентрированный раствор соли вода входит в клетку или выходит из неё? 2. Назовите процесс отхождения цитоплазмы от клеточной стенки. 3. Объясните, почему засоление почвы может вредить растениям. 4. Подпишите на схеме клеточную стенку, мембрану и отступившую цитоплазму." | Индивидуально выполняют четыре задания, формулируют ответ: "Вода выходит; это плазмолиз; корни испытывают трудности с поглощением воды, а клетки теряют воду". |
Учитель показывает эталон на доске и предлагает самопроверку: "Поставьте плюс за каждый верный пункт. Если есть ошибка, не стирайте её сразу, а подпишите рядом правильное объяснение." | Сверяют ответы, подсчитывают результат, отмечают затруднившийся пункт зелёной или жёлтой карточкой. |
Эталон решения
1. В концентрированном растворе соли вода выходит из клетки. 2. Отхождение цитоплазмы от клеточной стенки называется плазмолизом. 3. При высокой концентрации солей снаружи клетки вода движется через мембрану наружу; клетка теряет воду, поэтому растение может увядать. 4. На схеме должны быть подписаны клеточная стенка по краю клетки, мембрана рядом с цитоплазмой и участок цитоплазмы, отошедший от стенки.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Самостоятельная работа показала, кто уже может объяснить осмос без подсказки. Теперь соберём результаты исследования, оценим работу и ответим на главный вопрос урока."
Этап 8. Рефлексия и домашнее задание (5 мин)
Цель этапа: осмыслить результат эксперимента, оценить сотрудничество и определить дальнейшее направление работы.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель возвращается к проблемному вопросу: "Как изменяется клетка кожицы лука в концентрированном растворе соли и почему? Ответьте по схеме: условие — движение воды — видимый результат." | Формулируют итог: "В солёной среде вода выходит из клетки, цитоплазма отходит от клеточной стенки, возникает плазмолиз". |
Учитель предлагает лист самооценки: "Отметьте: я умею готовить препарат; я умею находить клетки; я умею объяснять плазмолиз; я умею работать в паре. Поднимите зелёную карточку, если всё понятно, жёлтую — если нужна тренировка, красную — если требуется помощь." | Заполняют самооценку, показывают карточку, называют один успех и один вопрос. |
Учитель объявляет домашнее задание и благодарит за работу: "Сдайте таблицы наблюдений. Проверьте, чтобы в них были сравнение, термин и объяснение причины." | Записывают домашнее задание, задают уточняющие вопросы. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы доказали результат не пересказом, а наблюдением: клетка в солёной среде теряет воду. На следующем уроке мы рассмотрим, как клетки могут восстанавливать исходное состояние и какую роль в этом играет вода."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — микропрепарат приготовлен аккуратно, клетки найдены и рассмотрены при двух увеличениях, выполнены две зарисовки с подписями, таблица заполнена полностью, плазмолиз объяснён через выход воды из клетки.
- «4» — препарат приготовлен правильно, наблюдения в основном верны, есть одна неточность в зарисовке, термины «осмос» и «плазмолиз» использованы с небольшой помощью.
- «3» — препарат получен с помощью учителя, различия между клетками в воде и соли отмечены частично, вывод неполный или содержит одну существенную ошибку.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что вы увидели в клетке после замены воды раствором соли? | Выявление понимания наблюдаемого признака плазмолиза. |
Почему вода вышла из клетки? | Проверка причинного объяснения осмоса. |
Какое действие при приготовлении препарата оказалось самым трудным? | Выявление технических затруднений при лабораторной работе. |
Что вы сделали для успешной работы в паре? | Оценка коммуникативных навыков и распределения ролей. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня вы работали как настоящие исследователи: приготовили микропрепарат, сравнили состояние клеток и обнаружили плазмолиз. Главная мысль урока такова: в концентрированном солевом растворе вода выходит из клетки через мембрану, поэтому цитоплазма отходит от клеточной стенки. Не путайте клеточную стенку с мембраной: стенка сохраняет форму, а мембрана регулирует обмен с окружающей средой. На следующем уроке мы выясним, при каких условиях клетка может восстановить потерянную воду."
Домашнее задание
Что задать | Зачем |
|---|---|
Составить схему из четырёх звеньев: высокая концентрация соли снаружи — направление движения воды — изменение цитоплазмы — название процесса. Повторить определения «осмос» и «плазмолиз». | Закрепляет причинно-следственную цепочку; при проверке обратить внимание на направление движения воды и точность терминов. |
Описать 2–3 жизненные ситуации, связанные с осмосом: увядание растения на засолённой почве, засолка овощей или действие солёной воды на живые ткани. Для каждой ситуации указать, куда движется вода. | Формирует естественно-научную и функциональную грамотность; проверяется связь бытового примера с клеточным процессом. |
Подготовить мини-объяснение с рисунком: сравнить клетку в чистой воде и в концентрированном растворе соли, обозначить клеточную стенку, мембрану, цитоплазму и направление движения воды. | Развивает моделирование и умение создавать биологическую схему; при проверке оцениваются полнота подписей и обоснованность стрелок. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Как называется движение воды через мембрану? В каком направлении вода движется при помещении клетки в концентрированный раствор соли? Как называется отхождение цитоплазмы от клеточной стенки? Какой признак вы увидели под микроскопом?»
