Temat: Oddychanie komórkowe

Autor: Zyta Sendecka

Adresat

Uczeń klasy V szkoły podstawowej.

Podstawa programowa

I. Organizacja i chemizm życia. Uczeń:

8. przedstawia oddychanie tlenowe i fermentację jako sposoby wytwarzania energii potrzebnej
do życia (substraty, produkty i warunki przebiegu procesów).

Cel lekcji

Uczniowie wyjaśniają, na czym polega oddychanie komórkowe i jakie jest jego znaczenie.

Kryteria sukcesu

• wymienisz produkty i substraty oddychania komórkowego;

• wyjaśnisz, po co zachodzi oddychanie komórkowe.

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w języku ojczystym;

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne; 

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się;

• kompetencje społeczne i obywatelskie.

Metody/formy pracy

Praca z tekstem, praca z filmem, pogadanka, eksperyment, obserwacja zastępcza.

Praca indywidualna oraz praca w grupie.

Środki dydaktyczne

• abstrakt;

• tablica interaktywna lub tradycyjna;

• tablety/komputery;

• dwie jednakowe zapalniczki z wieczkiem;

• słomki do napojów;

• duże zlewki lub słoiki (po jednym naczyniu na grupę);

• duża zlewka lub słoik z napisem „woda wapienna” (naczynie dla nauczyciela);

• woda wapienna;

• klip do piosenki o fotosyntezie zamieszczony w zasobach Internetu pt.: „Piosenka o fotosyntezie w Laboratorium „Runo Leśne” .

Fazy lekcji

Wstępna

1. Nauczyciel wyświetla klip do piosenki o fotosyntezie. Uczniowie zapisują na tablicy równanie tego procesu.

2. Nauczyciel prezentuje zapalniczkę z wieczkiem. Zapala ją i zamyka. Pyta uczniów, dlaczego
   po zamknięciu wieczka gaśnie płomień. Podaje ochotnikowi dwie jednakowe zapalniczki: jedną z paliwem, drugą bez paliwa. Uczeń próbuje zapalić zapalniczkę bez paliwa i wskazuje różnicę między zapalniczkami (brak paliwa w drugiej zapalniczce). Nauczyciel prosi
   o podsumowanie pokazu i wyjaśnienie, co warunkuje proces spalania. Następnie informuje uczniów, że na lekcji poznają proces podobny do spalania, zachodzący w komórkach wszystkich organizmów.

3. Nauczyciel podaje temat i cel lekcji oraz kryteria sukcesu.

Realizacyjna

1. Uczniowie zapoznają się z pierwszymi czterema akapitami abstraktu (fragment „Oddychanie komórkowe „) i odpowiadają na pytania:

• Co jest zawarte w pokarmie?

• Na co organizmy zużywają energię?

• Gdzie uwalniana jest energia zawarta w pokarmie?

• Z jakich związków chemicznych uwalniana jest energia?

2. Nauczyciel pod równaniem fotosyntezy zapisuje równanie oddychania komórkowego. Uczniowie porównują równania, zwracając uwagę na substraty i produkty przemiany energii. Wyjaśniają, skąd pochodzi glukoza i tlen oraz co dzieje się z energią, wodą i dwutlenkiem węgla.

3. Nauczyciel omawia różnicę między oddychaniem komórkowym a wymianą gazową.

4. Uczniowie wykonują ćwiczenie interaktywne nr 1.

5. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy. Każdy zespół otrzymuje naczynie z wodą wapienną, a każdy uczeń słomkę do napojów. Nauczyciel prezentuje swoje naczynie z wodą wapienną i oznajmia, że ulega ona zmętnieniu pod wpływem dwutlenku węgla. Pyta uczniów, jak przekonać się, że w ich komórkach powstaje dwutlenek węgla, czyli zachodzi oddychanie komórkowe. Gdy pada właściwa odpowiedź, uczniowie za pomocą słomek wdmuchują powietrze do naczyń. Następnie porównują wygląd wody wapiennej w swoich naczyniach i w naczyniu nauczyciela, do którego nie wprowadzono dwutlenku węgla.

6. Uczniowie sporządzają dokumentację eksperymentu: zapisują w zeszytach hipotezę, próbę badawczą i kontrolną, spostrzeżenia i wnioski.

Podsumowująca

1. Nauczyciel wyświetla na ekranie schemat ukazujący wykorzystanie energii przez organizmy. Ochotnik lub wskazany przez nauczyciela uczeń omawia ilustrację na forum klasy.

2. Nauczyciel pyta uczniów:

• Czy wymiana gazowa jest podobna do oddychania komórkowego?

• Czy oddychanie komórkowe jest podobne do fotosyntezy?

Prosi uczniów o uzasadnienie odpowiedzi.

3. Nauczyciel wyświetla kryteria sukcesu i zachęca uczniów, żeby ocenili swoje umiejętności zdobyte na lekcji.

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

Pojęcia

Teksty i nagrania

Cellular respiration

Respiration is the process that determines life, because it allows the organism to use the energy contained in the nourishment. All beings need energy to perform their vital functions – thanks to it they can move and nourish, excrete, response to stimuli, conduct biochemical processes in cells, reproduce and grow. Birds and mammals also need energy to maintain a constant body temperature, independent of ambient temperature.

Organic compounds contain chemical energy and are therefore nourishment for the organisms. Release of energy from the nourishment takes place in each living cell and is called cellular respiration. In the cells of eukaryotes, this process takes place in mitochondria – structures whose function can be compared to that of a power plant. They contain enzymes capable of conducting this process.

Sugar – glucose is an organic compound which is an energy source. When there is no glucose in the organism, the reserve substances are broken down. Mainly other sugars and fats, and when these reserves are exhausted, even proteins are broken down. The use of proteins as “fuel” is a result of prolonged hunger and, for example, in animals, it leads to muscle atrophy.

In the respiration process, chemical energy is converted. A significant part of it is dissipated in the form of heat, while the rest is stored in molecules of a chemical compound called ATP. It can be transported throughout the cell and then used where there is a demand for energy.

During respiration, sugars and fats are broken down into carbon dioxide and water. As a result of the decomposition of proteins, compounds containing nitrogen – ammonia and urea are additionally produced, and in the ammonia conversion process produced is also uric acid. These products are toxic for animals and must be removed from the organism. Plants do not get rid of nitrogen compounds, because they use them to produce their own amino acids and proteins.

Anaerobic respiration is the main source of energy for organisms living in environments with little or no oxygen. This is how some bacteria, fungi and intestinal parasites, sometimes also muscle cells, respire. Anaerobic respiration takes place in the cytoplasm and is called fermentation. The best known is the alcoholic fermentation carried out by the yeast. As a result of it, sugar is broken down into ethyl alcohol and carbon dioxide, and energy is obtained.

Respiration and photosynthesis are interdependent processes. During photosynthesis, plants produce organic compounds and oxygen, which are essential both for them and for heterotrophic organisms to release energy during the respiration process. Products of respiration – carbon dioxide and water – are substrates of the photosynthesis process. Plants respire continuously during the day and at night. During the day, carbon dioxide produced during respiration is used by plants for photosynthesis. However, its amount is not sufficient, so plants additionally take up this gas from the environment. These organisms use only a small proportion of the oxygen produced by photosynthesis to respire, the rest being released into the atmosphere. It is worth knowing that at night, when photosynthesis stops, plants - like other organisms - consume oxygen and produce carbon dioxide.

• Aerobic respiration is the process of obtaining energy through the decomposition of sugars and is carried out according to a simplified scheme:

• Aerobic respiration is more energy efficient than anaerobic respiration.

• Substrates of respiration are products of photosynthesis, and the products of photosynthesis are substrates of the cellular respiration process.

• Gas exchange is the process accompanying aerobic respiration.

• Anaerobic respiration is a type of cellular respiration that occurs without oxygen; the type of anaerobic respiration is fermentation.