Temat: Komórki tworzą organizm

Autor: Elżbieta Szedzianis

Adresat

Uczeń klasy V szkoły podstawowej.

Podstawa programowa

I. Organizacja i chemizm życia. Uczeń:

4. dokonuje obserwacji mikroskopowych komórki (podstawowej jednostki życia), rozpoznaje (pod mikroskopem, na schemacie, na zdjęciu lub na podstawie opisu) podstawowe elementy budowy komórki (błona komórkowa, cytoplazma, jądro komórkowe, chloroplast, mitochondrium, wakuola, ściana komórkowa) i przedstawia ich funkcje,

5. porównuje budowę komórki bakterii, roślin i zwierząt, wskazując cechy umożliwiające ich rozróżnienie.

Cel lekcji

Uczniowie opisują budowę komórki i dzielą organizmy na jądrowe i bezjądrowe.

Kryteria sukcesu

• wyjaśnisz, czym różnią się organizmy jądrowe i bezjądrowe, i podasz ich przykłady;

• sporządzisz preparat mikroskopowy i zaobserwujesz przez mikroskop skórkę cebuli;

• zrobisz rysunek komórek obserwowanych przez mikroskop.

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne; 

• umiejętność uczenia się.

Metody/formy pracy

Pogadanka, laboratoryjna, praca z tekstem.

Indywidualna, praca w parach.

Środki dydaktyczne

• abstrakt;

• tablica interaktywna lub tradycyjna;

• tablety/komputery;

• mikroskopy uczniowskie, mikroskop z kamerą;

• cebula;

• sprzęt do sporządzania preparatu mikroskopowego.

Fazy lekcji

Przed lekcją uczniowie mają obejrzeć film “Jak wykonuje się rysunek obrazu mikroskopowego”. W szczególności mają zwrócić uwagę na kształt komórek skórki cebuli, wskazane na filmie struktury komórkowe oraz zasady sporządzania rysunku na podstawie obrazu mikroskopowego.

Wstępna

1. Nauczyciel podaje temat lekcji, cel lekcji w języku zrozumiałym dla ucznia oraz wyświetla kryteria sukcesu.

2. Nauczyciel przypomina zadanie domowe i zadaje uczniom pytania: Z czego zbudowana jest skórka cebuli? A pozostała część cebuli?

Realizacyjna

1. Nauczyciel prosi, żeby uczniowie zapoznali się z 1. akapitem w abstrakcie i sformułowali na jego podstawie trzy zdania zawierające najważniejsze informacje o komórkach i organizmach, które budują. Uczniowie podają propozycje, nauczyciel zapisuje je na tablicy, a uczniowie w zeszytach, np:

• Każdy organizm zbudowany jest z komórek.

• Kształt komórki zależy od pełnionej funkcji.

• Organizmy dzielą się na bezjądrowe (bakterie) i jądrowe (pozostałe organizmy).

2. Uczniowie przeprowadzają Obserwację 1 na podstawie instrukcji w abstrakcie. Uwaga, żeby przezroczysta skórka była dobrze widoczna, można do wody w preparacie dodać kroplę płynu Lugola. Nauczyciel sprawdza, czy uczniowie właściwie nastawili obraz w mikroskopie, pomaga w razie potrzeby. Uczniowie odwzorowują przestrzenny kształt komórek w modelinie lub ciastolinie. Wyjaśniają, dlaczego komórki skórki cebuli ściśle do siebie przylegają. Uczniowie rozpoznają struktury komórki, takie jak ściana komórkowa, jądro komórkowe, cytoplazma.

3. Nauczyciel wybiera z filmu “Jak wykonuje się rysunek obrazu mikroskopowego” kadr z kryteriami oceny rysunku i wyświetla go na ekranie. Prosi uczniów, by w zeszycie narysowali trzy wybrane sąsiednie komórki. Nauczyciel sprawdza, czy uczniowie poprawnie odwzorowują kształt i proporcje komórek i ewentualnie udziela wskazówek.

4. Po zakończeniu rysowania uczniowie wymieniają się zeszytami i przyznają punkty (0 lub 1) za każde kryterium. Podpisują się pod oceną wyrażoną punktami.

Podsumowująca

1. Nauczyciel wyświetla na ekranie kryteria sukcesu i prosi, by każdy ocenił swoje osiągnięcia. Prosi uczniów, żeby wymienili trudności, jakie napotkali podczas mikroskopowania i sporządzania rysunku i podali sposoby uniknięcia lub wyeliminowania tych trudności.

2. Nauczyciel zbiera pięć zeszytów z ocenionymi rysunkami i wyjaśnia, że zweryfikuje oceny i postawi noty wyrażone stopniem zarówno autorowi rysunku, jak i oceniającemu.

Zadanie domowe dla zainteresowanych

Przeczytaj definicję komórki z Encyklopedii PWN: (Komórka - najmniejsza występująca w przyrodzie, zdolna do życia, samoodtwarzająca się struktura o złożonej organizacji.) i wyjaśnij, czym jest komórka w taki sposób, żeby zrozumiał cię uczeń klasy 4. Zapisz wyjaśnienie na kartce dużymi literami i podpisz się. Na następnej lekcji wybierzemy najlepsze wyjaśnienie.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Cellular structure of organisms

Cells are the basic elements that build every organism. Their size and shapes are very diverse, because they depend on the functions fulfilled. The smallest are bacterial cells that have on average one thousandth of a millimeter, or one micrometer (1 μm) in length. The largest cells are found in plants - hemp fiber can reach a length of 50 cm. All cells consist of smaller elements. One of them is the cell nucleus - due to its presence or its absence, cells are divided into prokaryotic (bacteria) and eukaryotic (protists, plants, animals,fungi).

The cells of plants, animals, fungi and bacteria differ in size, shape, internal structure but show a common construction plan. The components of the cells can be divided into living components of a cell, which include the cell membrane and the cytoplasm together with the structures suspended in it, and non‑living components of a cell, which are the cell wall and the vacuole.

The plasma membrane separates the cell from the environment. It is often called a „cell guardian”, because it is responsible for protecting its interior and for its contact with the environment. In plants, fungi and bacteria, there is a stiff, thick, cell wall outside of the membrane. It can be compared with a box that gives the shape of a cell.

A cytoplasm - a jelly substance composed of water and dissolved in it organic and inorganic compounds, surrounded by a plasma membrane. Cytoplasm is an environment in which chemical reactions necessary for life take place - it is semi‑fluid, and cellular structures are suspended in it. The cytoplasm allows them to move and exchange substances between them. In the cytoplasm, membranes are built like a plasma membrane and form a membranous structures like endoplasmic reticulum or Golgi apparatus.

The cell membrane is so thin that it cannot be seen in the light microscope. It consists of proteins and fats (lipids). The membrane is semi‑permeable: it permits the penetration of water and other small molecules that through pores (holes), and the larger particles are retained. Their uptake can be done according to the needs of the cell, but it usually requires energy consumption. The membrane receives and conducts stimuli (information) from the environment. It's flexible, therefore it allows cells to change shape.

The cell nucleus can be seen in a light microscope. It is most often a spherical structure surrounded by cytoplasm. The nucleus stores genetic material that contains information about cell structure and functioning. Thanks to this, it controls all its life activities, including division into daughter cells. The nucleus is surrounded by a double nuclear membrane with numerous orifices (pores) allowing the contact of the nucleoplasm with the cytoplasm of the cell. Nucleic acid molecules which including „instructions on the functioning of the cell and whole organism” penetrate from the cell nucleus into the cytoplasm. In the same way, the substances needed there get through from the cytoplasm to the cell nucleus.

Mitochondria are invisible in a light microscope. They are surrounded by a double protein‑lipid membrane: the outer one is smooth, the inner one - pleated and forms numerous, lamellate protrusions called cristae. There is a process of cellular respiration on the surface of the inner membrane. It consists in the release of energy accumulated in organic compounds. The more cristae in the mitochondria, the more intense respiration process is.

Mitochondrial matrix (matrix) an amorphous liquid substance that fills the interior of the mitochondrion.

Chloroplasts are well visible in plant cells viewed under a microscope. They contain a green dye - chlorophyll, which has the ability to absorb light energy. The process of photosynthesis takes place in chloroplasts. It consists in the production of organic compounds (sugars) from inorganic compounds (water and carbon dioxide).

The cytoplasm has an irregular plasma membrane system. These are membranes of the endoplasmatic reticulum that divide the cell's interior into smaller spaces and allow simultaneous overlap of various processes and transport of substances between individual cell elements. On the surface of some of the reticular membranes there are lumpy corpuscles - ribosomes. They participate in the synthesis of proteins.

Another membranous structure suspended in the cytoplasm is the Golgi apparatus. It is made up of several types of vesicles: large, flattened, arranged parallel to one another and small, spherical vesicles tearing away from them. The Golgi apparatus is involved in the synthesis and modification of some organic compounds, it also collects proteins and other substances.

Lysosomes are small irregularly shaped vesicles surrounded by a single protein‑lipid membrane produced by the Golgi apparatus. They occur in eukaryotic cells. Thanks to the presence of digestive enzymes, they participate, among others in the digestion of nutrients and damaged organelles.

Plant cells as well as fungal and bacterial cells are covered not only by the cell membrane. They have an additionally stiff cell wall. The basic building material of the wall is water‑insoluble sugar - cellulose (or chitin in most fungi). In young cells, the wall is thin and elastic (so as not to limit the growth of cells), but with age it becomes thicker. The cell wall strengthens the protection against the penetration of microorganisms, protects the cell against damage and gives it a shape.

Vacuoles are mainly found in plant and fungal cells that provide cells with firmness. They are vesicles surrounded by a single, membrane filled with cellular juice. Additionally, they contain superfluous substances and secretions collected periodically and used as needed. In animals, vacuoles occur exceptionally only in adipose tissue cells and are used to store its reserves.

There are many vacuoles in young plant cells. As the cells mature, the vacuoles combine to form one central vacuole.

• Cells – due to the presence or absence of the cell nucleus – we divide into procaryotic and eucaryotic.

• Each cell is surrounded by a cell membrane.

• In animal cells there are cell structures such as: cell membrane, cytoplasm, cell nucleus, mitochondrium, endoplasmic reticulum, Golgi apparatus.

• Plant cell – in contrast to animal – has chloroplasts, cell wall and vacuoles.

• The bacterial cell has no cell nucleus or any membranous structures in cytoplasm.

• The cell membrane is semipermeable – it allows the osmotic penetration of water, but retains large particles.