Усі уроки біології 10 клас - Р. С. Євсеєв 2018

Обмін речовин і перетворення енергії
Роль процесів дихання в забезпеченні організмів енергією

Цілі уроку:

освітня: сформувати знання про роль процесів дихання в забезпеченні організмів енергією; дослідити виникнення й еволюцію дихальної системи, різновиди органів дихання; з'ясувати принципи організації дихальних систем;

розвивальна: розвивати вміння порівнювати, зіставляти та робити висновки на прикладі різноманітності організації органів дихання різних груп живих організмів;

виховна: виховувати розуміння єдності всіх біологічних процесів у живих організмах і важливості цих процесів для існування життя.

Обладнання і матеріали: зображення дихальних систем різних груп тварин, зображення будови стебла та листка рослини.

Базові поняття і терміни: дихання, газообмін, продихи, сочевички, зябра, легені.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою; наукове розуміння природи; уміння аналізувати, формулювати висновки; знання та розуміння фундаментальних принципів біології.

Хід уроку

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

Питання для бесіди

1. Навіщо, на вашу думку, потрібні процеси дихання?

2. Чи всі живі організми дихають? які способи дихання вам відомі?

3. Назвіть пристосування до дихання у різних середовищах, підтвердивши відповідь прикладами організмів.

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Розповідь учителя з елементами бесіди

1. Газообмін і дихальні поверхні

У процесі дихання між організмом та середовищем відбувається обмін газами. Аеробним організмам потрібен кисень, що надходить з навколишнього середовища, натомість назовні аеробні організми та більшість анаеробних вивільняють карбон(IV) оксид — кінцевий продукти дихання.

Обмін CO2 та O2 з навколишнім середовищем носить назву «газообмін», а поверхня, на якій це фактично відбувається, — «дихальною поверхнею». Для того щоб цей процес відбувався, дихальна поверхня має відповідати таким вигонам:

1) бути проникною, для того щоб гази могли проходити крізь неї;

2) шар, що її утворює, має бути тонким, оскільки дифузія є ефективною на відстані не більше 1 см;

3) вона має бути вологою, оскільки обидва гази — і O2, і CO2 — дифундують у розчині;

4) дихальна поверхня має бути великою, для того щоб крізь неї могли обмінюватися достатні кількості газів відповідно до потреб організму.

Організми отримують кисень або безпосередньо з атмосфери, або з води, в який він розчинений. Вміст кисню в одиниці об’єму повітря є набагато більшим, ніж у такому ж об’ємі води. Тому об’єм води, що мають пропускати над дихальними поверхнями водні організми для потреб метаболізму, набагато більший за об’єм повітря, достатнього для наземних тварин.

2. Надходження газів у організмів тварин. Виникнення й еволюція дихальної системи. Різновиди органів дихання і принципів організації дихальних систем

Одноклітинні: у звичайної амеби тіло менше 1 мм, тому відношення поверхні до об’єму є досить великим. Дифузія газів відбувається крізь усю клітинну мембрану. І цього достатньо для її метаболічних потреб.

Кишковопорожнинні: у двошарової багатоклітинної прісноводної гідри всі клітини перебувають у контакті з водним середовищем. У кожній з цих клітин газообмін відбувається крізь клітинну мембрану, що контактує із середовищем. Такий газообмін є достатнім для її потреб.

Плоскі черви: у вільноживучої білої планарії кисень потрапляє в організм через усю поверхню тіла. Цьому сприяє сплощена форма тіла (товщина не більше 0,06 см), яка збільшує відношення поверхні до об’єму. Дифузії сприяє те, що планарії мешкають у добре аерованих водоймах.

Кільчасті черви: не мають систем, спеціально призначених для газообміну. Вони і не потрібні: завдяки циліндричній формі тіла відношення поверхні до об’єму є великим, а активність червів і потреба в кисні є незначною. Газообмін відбувається всією поверхнею тіла. Кровоносна система є, в крові розчинений дихальний пігмент гемоглобін. Скорочення кровоносних судин, як насос, проштовхують кров по всьому тілу. Кутикула на поверхні тіла постійно зволожується виділеннями залоз епітелію. Відстань між кровоносними судинами та поверхнею тіла є невеликою — це забезпечує швидку дифузію кисню у кров. У водних кільчастих червів вирости стінки тіла пронизані численними судинами.

Членистоногі: у комах газообмін відбувається через систему трубочок — трахей. Завдяки їм кисень з повітря потрапляє прямо до тканин, і необхідності транспортувати його кров’ю нема. це набагато швидший спосіб, ніж дифузія кисню крізь тканини. Але, зважаючи на те що дифузія достатньо ефективна лише на відстані 1 см, комахи не можуть бути надто великими. Хоча деякі з них сягають у довжину 16 см, товщина їхнього тіла не повинна перевищувати 2 см.

Кісткові риби. Газообмін відбувається, коли вода проходить крізь зяброві порожнині. Кров у зябрових пелюстках тече у напрямку, що є протилежним току води, і, таким чином, постійно зустрічається з водою, яка має високу концентрацію кисню, що збільшує ефективність газообміну.

Земноводні. Газообмін може відбуватися трьома різними шляхами:

• через зволожену слизовими залозами шкіру; кисень розчиняється у слизу, а потім потрапляє у кров;

• через епітелій, що вистилає ротову порожнину; газообміну сприяють рухи горла;

• через легені, які являють собою пару порожніх мішків, стінки яких утворюють численні складки, а поверхня зволожена слизом.

Плазуни: тіло вкрите роговим покривом, що є непроникним для газів, тому шкірне дихання відсутнє. Газообмін відбувається лише в легенях більш складної будови, ніж у земноводних. Вентиляція легенів відбувається за рахунок руху ребер грудної клітини.

Птахи: мають інтенсивний метаболізм і велику потребу в кисні. Легені невеликі, компактні, мало еластичні, мають численні бронхи, що пронизані численними кровоносними судинами. Прирослі до ребер та хребта. Вентиляція наскрізна. З легенями пов’язані п’ять пар дихальних мішків, які є виростами бронхів. Вони задіяні під час польоту.

Ссавці: дихальна система створена добре розвинутими парними легенями, які розміщені в грудній порожнині, верхніми і нижніми дихальними шляхами. Газообмін відбувається в альвеолах. Дихання за допомогою рухів грудної клітки та діафрагми.

3. Надходження газів до організмів рослин і грибів. Роль продихів. Усмоктування речовин із ґрунту

Кожна клітина рослин та грибів обмінюється з повітрям киснем та вуглекислим газом шляхом дифузії. Інтенсивність газообміну в рослин та грибів зазвичай нижча, ніж у тварин, оскільки вони витрачають менше енергії. Будь-які спеціальні вентиляційні механізми у рослин і грибів відсутні, але у рослин є спеціальні пристосування: продихи на листках, сочевички на корі дерев, міжклітинники з повітрям.

Кисень легко дифундує з повітря у проміжки між дрібними частками ґрунту, у плівку води, що їх оточує. Потім — у гіфи грибів або кореневі волоски рослин, а далі — в клітини кори і клітини центрального циліндру. Вуглекислий газ, що утворюється під час дихання, дифундує у зворотному напрямку і виходить з кореня назовні через кореневі волоски. Крім того, гази легко дифундують і через сочевички на коренях та стовбурах старих дерев і кущів. У листках газообмін здійснюється крізь продихи з градієнтом концентрації.

Листки рослин, так само як і легені тварин, мають забезпечувати достатній газообмін, не втрачаючи при цьому багато води. це досягається тим, що листки (наприклад, у рослин посушливих місць) більш товсті та м’ясисті, мають товсту кутикулу з продихами, які розташовані у заглибленнях (товста кутикула із заглибленими продихами є й у хвойних). Також листові пластинки тонкі та з великою площею поверхні.

Більше кисню потребують ті частини рослин і грибів, які ростуть. Газообмін насінин відбувається дуже повільно. Газообміну в коренях може заважати ущільнений ґрунт.

IV. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ І ВМІНЬ УЧНІВ

1. Якими способами відбувається надходження газів для дихання в організми різних груп тварин? Наведіть приклади.

2. Як відбувалася еволюція дихальної системи? У яких груп організмів вона з’явилася вперше?

3. Як відбувається надходження газів до організмів рослин і грибів?

V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати відповідний параграф у підручнику.

Повторити будову тваринної та рослинної клітин, основні процеси, що відбуваються у них.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити