Удивительный мир бактерий
методическая разработка по химии (9 класс) по теме
Окислительно-восстановительные реакции достаточно широко рассматриваются в школьных курсах химии. Для того, чтобы заинтересовать учащихся этой темой, расширить их знания, приблизить данное явление к жизни, а так же связать изучаемый на химии материал с биологическими знаниями, уместно показывать значение окислительно-восстановительных процессов в живой природе. Приведем пример интегрированного урока в 9 классе «Удивительный мир бактерий», рассчитанный на два часа.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
udivitelnyy_mir_bakteriy.doc | 69 КБ |
Предварительный просмотр:
ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УРОК ПО ХИМИИ И БИОЛОГИИ «УДИВИТЕЛЬНЫЙ МИР БАКТЕРИЙ»
Мансурова Д.К., учитель высшей квалификационной категории
МОУ СОШ №1 г.Альметьевск РТ
…этим бесконечно малым живым существам
принадлежит бесконечно большая роль в природе
Луи Пастер
Цели урока:
- ознакомить учащихся с особенностями строения и жизнедеятельности бактерий как представителей прокариот;
- развивать умение составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций;
- обобщить и расширить знания учащихся о роли окислительно-восстановительных реакций в живой и неживой природе, в круговороте веществ;
- развивать умение сравнивать;
- показать связь химии и биологии;
- развивать интерес к окружающей среде.
Оборудование: таблицы «Строение растительной и животной клетки», «Бактерии», Периодическая система химических элементов, учебник биологии для 9 класса, литература по теме, стенгазета «Бактерии в теле человека», рефераты, раздаточный материал с заданием, влажный препарат клубеньковых бактерий, гербарии растений из семейства бобовых.
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Мотивация, изучение нового материала.
Учитель: По строению клетки все живые существа делятся на «безъядерные» организмы – прокариоты и «ядерные» - эукариоты. Таким образом, в настоящее время выделяют два уровня клеточной организации и соответственно два крупных типа клеток: прокариотический и эукариотический.
Особенностями строения эукариотических - животных и растительных клеток – мы уже знакомы. В группу прокариот относятся все бактерии и сине-зеленые водоросли. На этом уроке мы ознакомимся с представителями одной из этих групп. Какие это организмы? Подумайте: человек не в состоянии воспринять их ни одним из пяти органов чувств: их нельзя увидеть невооруженным глазом, они существуют беззвучно, их не определишь на вкус, на ощупь, у них нет запаха. Они способны совершать необъяснимые превращения и удивительные действия. Они вездесущи, их бесконечное множество; нет на свете такой машины, которая в состоянии была бы подсчитать их число...
Они живут во всех трех стихиях – в воде, земле, воздухе. Для них не опасен ни вакуум космоса, ни абсолютный холод, ни смертельная для других живых существ доза радиации. Они умеют защищаться от истребительного ультрафиолетового облучения.
О какой группе прокариот шла речь?
Ответ: Это – бактерии.
Учитель: Тема нашего урока «Удивительный мир бактерий» (записываем). Сегодня мы должны выяснить особенности строения и жизнедеятельности бактерий, значение их в круговороте веществ.
План изучения темы (на доске):
- Многообразие формы бактерий.
- Особенности строения бактерий.
- Особенности жизнедеятельности бактерий. Хемосинтез.
- Роль хемотрофов в природе.
Учитель: Удивительно многообразна форма бактерий, но преобладают палочковидные, шаровидные или кокковидные, веретеновидные, звездообразные. (Работа с учебником Мамонтова С.Г., Захарова В.Б. , Сонина Н.И. «Биология», 9 класс, стр.123, рис.64). Эти таинственные организмы, размеры которых колеблются от 1 до 10 – 15 мкм, живут и по отдельности и образуют скопления.
Используя таблицы «Бактерии», «Строение растительной и животной клетки», ребята, найдите главный признак, по которому различается бактериальная клетка от животной и растительной клеток.
Ответы: Нет обособленного ядра.
Учитель: В чем же еще заключается особенность строения прокариот? Посмотрим рис.63 на стр. 123, прочитаем объяснение к рисунку, прочитаем стр.122 (последний абзац), стр.124 (первые два абзаца).
А сейчас постарайтесь самостоятельно заполнить таблицу (образец дается на доске):
Сравнительная характеристика
прокариотической и эукариотической клеток
№ п/п | Органоиды цитоплазмы | прокариоты | эукариоты |
1 | ядерная оболочка | ||
2 | хромосомы | ||
3 | ДНК (форма, расположение) | ||
4 | пластиды | ||
5 | рибосомы | ||
6 | ЭПС | ||
7 | комплекс Гольджи | ||
8 | митохондрии |
Примечание. Знак «+» ставится, если в клетке имеется данный органоид.
Учитель: Почему бактерий относят к прокариотам?
Ответ: Отсутствует ядро, ограниченное оболочкой.
Учитель: Где же хранится наследственная информация?
Ответ: Наследственная информация у бактерий заключена в одной хромосоме.
Учитель: По своим физиологическим свойствам бактерии довольно разнообразны. Одни не могут жить без кислорода, другие погибают в его присутствии, третьи выживают в тех и других условиях. Многие бактерии паразитируют в организме животных и растений, вызывая у них заболевания. Сравнительно недавно были открыты бактерии, паразитирующие на других бактериях.
Необходимую им энергию они получают в процессе дыхания, брожения или фотосинтеза.
Некоторые бактерии в качестве источника энергии для получения питательных веществ способны использовать окислительно-восстановительные процессы; окисляя неорганические соединения, они получают энергию. Эту группу организмов называют хемотрофами (от греч. «хемо» - «химия») или хемолитотрофами (от греч. «литос» - «камень»). Часто эти бактерии называют и хемосинтезирующими. Процесс «бессолнечного» синтеза органических веществ в клетке бактерий, который получил название хемосинтез, был открыт в 1887 году русским микробиологом С.Н.Виноградским.
Чего стоят одни только железобактерии!
Ученик (сообщение): Железобактерии живут в водоемах, во влажных местах. Внешне довольно разнообразны, то похожи на тончайшие нити, то на красивое металлическое деревце. Это одноклеточные организмы. Каждая такая прокариотическая клетка в течение часа способна выделять железистый стебелек, в 3 раза превышающий длину самой клетки. На кончике такого стебелька и живет сама бактерия. Бактерия размножается делением надвое, и стебелек тоже делится на две веточки.
Учитель: В их клетках с участием ферментов происходит окисление двухвалентного железа в трехвалентное:
FeCO3 + O2 + H2O → Fe(OH)3 + CO2 + Q.
Методом электронного баланса находим коэффициенты и получаем следующее уравнение:
4FeCO3 + O2 + 6H2O → 4Fe(OH)3 + 4CO2 + Q..
В результате этой реакции бактерии черпают энергию для получения питательных веществ, а в это время происходит и обогащение железной руды. Убедимся в этом, вычисляя массовые доли железа в карбонате железа (II) и гидроксиде железа (III).
Деятельность серобактерий – одна из основных движущих сил круговорота серы в биосфере. Сера входит в состав ряда аминокислот и также представляет собой жизненно важный элемент. Находящиеся глубоко в почве и в морских осадочных породах соединения серы с металлами – сульфиды, элементарная сера переводятся микроорганизмами в доступную форму – сульфаты, которые и поглощаются растениями.
В серобактериях в анаэробных условиях происходит следующая окислительно-восстановительная реакция:
S +HNO3 + H2O → H2SO4 + N2 + 109,2 кДж;
а в аэробных условиях:
S + O2 + H2O → H2SO4 + Q.
Методом электронного баланса расставьте коэффициенты. Определите окислитель, восстановитель. (задания выполняются на доске и на местах)
Очень важную функцию связывания атмосферного азота выполняют азотфиксирующие бактерии.
Ученик (сообщение): азотфиксирующие бактерии или клубеньковые живут в корневой системе бобовых растений: гороха, фасоли, люпина, клевера, люцерны (показывает гербарии, демонстрирует влажный препарат клубеньковых бактерий). Эти бактерии из атмосферного азота синтезируют нитраты. В растворенном виде эти соединения из почвы поступают в растения и используются для построения белков. Это свойство азотфиксирующих бактерий широко применяется в севообороте сельскохозяйственных культур и в приусадебных хозяйствах.
Учитель: Деятельность этих бактерий упрощенно дается по схеме:
3H2 +N2 = 2NH3 + 92 кДж.
Центральное место в круговороте азота в биосфере занимают нитрифицирующие бактерии. Их интенсивность свидетельствует о степени завершенности процессов минерализации в экосистемах. Конечным продуктом деятельности нитрифицирующих бактерий является азотная кислота, которая усваивается растениями в виде солей – нитратов.
Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до азотной кислоты в две стадии. Первую стадию осуществляют бактерии рода нитрозомонас:
?NH3 +?О2 = ?НNО2 + ?H2О + 660 кДж.
Азотистую кислоту окисляют до азотной бактерии рода нитробактер:
?HNО2 + О2 = ?НNО3 + 158 кДж.
Методом электронного баланса расставьте коэффициенты. Определите окислитель, восстановитель. (задания выполняются на доске и на местах)
III. Выполнение самостоятельной работы.
Учитель: I вариант. Молекулярный азот возвращается в атмосферу благодаря деятельности денитрифицирующих бактерий:
?НNО3 + ?Н2 → ?N2 + ?Н2О+ 1120 кДж;
II вариант. Благодаря бактериям рода десульфовибрио в толщах морей и океанов формируются слои, содержащие в высоких концентрациях сероводород:
?H2SO4 + ?H2 → ?H2S + ?Н2О+ 154 кДж;
Используя метод электронного баланса, составьте уравнения этих окислительно-восстановительных реакций. Укажите восстановитель и окислитель.
Как видите, в результате окислительно-восстановительных процессов выделяется энергия. Эту энергию бактерии используют для синтеза нужных себе органических веществ.
IV. А теперь обобщим полученные знания:
1. бактерии – это отдельная группа прокариот, они не имеют обособленного ядра в цитоплазме;
2. в ходе эволюции бактерии приспособились использовать энергию окислительно-восстановительных реакций, этим объясняется одна из причин многообразия бактерий;
3. в природе хемосинтезирующие бактерии имеют важное значение.
V. Задание на дом: 1) прочитать § 25(учебник биологии), ответить на вопросы (устно), 2) выполнить задание.
В организме человека избыток нитратов, попавших с пищей, приводит к отравлению. Это обусловлено высокой токсичностью нитритов, которые образуются из нитратов с участием кишечной палочки.
Условно молекулярное уравнение этого процесса выглядит так:
HNO3 + Н2 = HNO2 + H2O + Q,
Методом электронного баланса расставьте коэффициенты. Определите окислитель и восстановитель.
Список литературы
- Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Сонин Н.И. Биология. Общие закономерности. 9 кл.: учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. – М.: Дрофа, 2000.
- Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия – 9. – М.: Просвещение, 2008.
- Яновская М. «А есть ли предел?..». – М.: Издание «Знание», 1969.
- Журнал «Химия в школе» №2, 1995.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Модульный урок № 4 Тема: «Строение и жизнедеятельность бактерий. Роль бактерий в природе и жизни человека».
Урок в 6 классе разработан с помощью модульной технологии, по авторской программе В.В.Пасечника....
Особенности строения и жизнедеятельности грибов и бактерий. Роль грибов и бактерий в природе и их использование человеком.
План конспект урока биологии в 6 классе....
Конспект урока "Царство бактерий. Бактерии, их строение и жизнедеятельность."
Урок посвящен харктеристике Царства Бактерий, их особенностям, дается понятие науке микробиология, сравнение бактериальной клетки с растительной. Предлагаются практические работа для выполнения их уча...
Урок по теме "Удивительный мир бактерий"
Рассматриваются особенности строения бактерий, их многообразие, значение в природе и для человека....
Конспект урока «Строение и жизнедеятельность бактерий. Роль бактерий в природе и жизни человека».
Цель урока: Познакомить учащихся с характерными признаками бактерий, их отличием от растений, сформировать умение сравнивать и обобщать материал, дать представление о скорости размножения бактерий, по...
Разработка урока по биологии "Общая характеристика бактерий. Строение бактерий"
Данная разработка может быть использована учителями биологии при подготовке к уроку по теме "Бактерии". На уроке используется виртуальная лабораторная работа. Урок построен в соответствии с ФГОС....
Методическая разработка : Классификация бактерий. Морфология и ультраструктура бактерий По дисциплине: Основы микробиологии и иммунологии
Методическая разработка по теме: Классификация бактерий. Морфология и ультраструктура бактерий По дисциплине: Основы микробиологии и иммунологии ...