Temat: Chemiczna budowa organizmów

Autor: Elżbieta Szedzianis

Adresat

Uczeń klasy V szkoły podstawowej.

Podstawa programowa

Cel lekcji

Uczniowie opisują biologiczne znaczenie wody i soli mineralnych.

Kryteria sukcesu

• wyjaśnisz, czym różni się pierwiastek od związku chemicznego;

• przedstawisz podział składników chemicznych organizmów;

• opiszesz właściwości wody i jej znaczenie dla funkcjonowania organizmów;

• stworzysz modele wybranych związków chemicznych.

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

Nauczanie programowane, praca z tekstem, ćwiczenia przedmiotowe, modelowanie, przeprowadzanie doświadczeń.

Praca indywidualna.

Środki dydaktyczne

• abstrakt;

• tablica interaktywna lub tradycyjna;

• tablety/komputery;

• papierowe talerzyki z zestawem kolorowych żelków (sześć niebieskich, osiem czerwonych i trzy czarne) i 15 wykałaczek;

• samoprzylepne kartki.

Fazy lekcji

Wstępna

Nauczyciel podaje temat i cel lekcji oraz kryteria sukcesu. Informuje o planowanym przebiegu zajęć: przez większą ich część uczniowie będą pracować samodzielnie, we własnym tempie – czytać abstrakt, wykonywać zadania oraz budować modele wybranych związków chemicznych. Prowadzący lekcję udziela podopiecznym dokładnych wskazówek. Oznajmia, że będzie monitorować ich pracę i w razie potrzeby służyć pomocą.

Realizacyjna

1. Uczniowie dwukrotnie czytają fragment pt. „Pierwiastki budujące organizmy”. Wypisują najważniejsze pojęcia. Jeśli któregoś z nich nie rozumieją, sprawdzają jego znaczenie w „Słowniczku”. Następnie analizują tabelę przedstawiającą znaczenie wybranych pierwiastków w organizmach.

2. Uczniowie wykonują ćwiczenia interaktywne nr 1, nr 2 oraz nr 3.

3. Uczniowie dwukrotnie czytają fragment pt. „Związki chemiczne występujące w organizmach”, wypisują najważniejsze pojęcia oraz przerysowują do zeszytów schemat podziału składników chemicznych organizmów.

4. Uczniowie wykonują ćwiczenia interaktywne nr 4–9 .

5. Uczniowie zapoznają się z fragmentem pt. „Biologiczna funkcja wody” i oglądają ilustrację interaktywną prezentującą właściwości wody.

6. Uczniowie analizują ilustrację „Zawartość wody w organach roślin” i pisemnie wykonują „Polecenie 2”.

7. Uczniowie wykonują ćwiczenia interaktywne nr 10–15.

8. Nauczyciel buduje z żelków i wykałaczek modele (tlenu, wodoru, dwutlenku węgla, wody, metanu i tlenku węgla), omawiając ich budowę. Wyjaśnia, że pierwiastki, tworząc cząsteczki chemiczne, łączą się za pomocą wiązań chemicznych, przy czym różne pierwiastki wytwarzają od jednego do ośmiu wiązań, a ich liczba jest cechą charakterystyczną pierwiastka (np. węgiel i tlen tworzą dwa lub cztery wiązania, a wodór – jedno). Następnie prowadzący lekcję rozdaje uczniom papierowe talerzyki z zestawem kolorowych żelków i wykałaczek. Uczniowie tworzą z nich modele cząsteczek, wzorując się na modelach przygotowanych przez nauczyciela. Nazwy kolejnych związków chemicznych zapisują na samoprzylepnych kartkach i przyklejają je obok odpowiednich modeli cząsteczek.

Podsumowująca

Nauczyciel prosi podopiecznych, żeby odpowiedzieli na pytania:

• Jak oceniasz stopień opanowania przez ciebie wiadomości poznanych w czasie lekcji?

• Co ci pomagało w nauce, a co przeszkadzało?

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

Pojęcia

Teksty i nagrania

Chemical structure of organisms

All substances are made up of atoms. If the substance consists of identical atoms, which are not permanently bonded to each other, it is called a chemical element.

Let us trace the content of some elements in the human body. On average, one kilogram of the human body contains 650 g of oxygen, 180 g of carbon, 100 g of hydrogen and 30 g of nitrogen. These four elements are the basic components of living matter. If we add further elements to them: phosphorus (10 g) and sulphur (3 g) – we obtain a group of so‑called biogenic elements. Without them, life on Earth would not exist.

Further elements in the sample analysed are 15 g of calcium, 4 g of potassium, 2 g of sodium, 1 g of magnesium and 1 g of chlorine. Together with the biogenic elements, they are called macroelements, because their amount in organisms is large enough to be easily determined by weight. The remaining elements are the so‑called microelements, i.e. elements occurring in trace amounts, each of which constitutes less than 0.01% of dry matter. They are as important for the development and functioning of organisms as macroelements. These include, among others, iron, iodine, copper, zinc, fluorine and silicon.

Organisms are composed of the same basic chemical compounds, but in different proportions. The human body consists on average of 65% of water and 2% of other inorganic compounds. The rest, i.e. about 33%, are molecules of organic compounds composed of numerous elements, the most important of which is carbon. Carbon is distinguished by its ability to form long chains of various shapes. They constitute the “backbone” to which other elements can be added. This results in creation of complex molecules of compounds such as proteins, carbohydrates, fats and nucleic acids. They build bodies of organisms, are a source of energy for their functioning and regulate processes occurring in them. Organic compounds also include vitamins responsible for the proper course of life processes.

Chemical composition of organisms (in%):

Water is one of the most common substances on Earth. Without it, life would not exist. It is found in cells and tissue fluids that fill the intercellular spaces and in body fluids (e.g. blood) of animals. It is also found in plant tissues and organs. The average water content in organisms is not the same, it depends on the species and living environment, on the age and condition of the organism, as well as on the type of organ. The chemical structure of a water molecule determines its physical properties, and these affect its biological functions. Water is the environment in which most life processes take place and is a solvent for many chemical compounds. In addition, it enables regulation of the body temperature and influences the size and shape of the cells. The embryos of animals develop in an aquatic environment that provides them with a constant temperature and humidity.

• Among the elements building organisms, we can distinguish macroelements and microelements.

• The elements without them life would not exist are carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, phosphorus and sulphur.

• Carbon is the main component of organic compounds.

• The specific properties of water make it an essential component of all organisms.

• Proteins, fats, carbohydrates, nucleic acids are the basic organic compounds of the organisms.

• Glucose is the main source of energy in cells.

• Polysaccharides perform building and reserve functions.

• Proteins are the basic building material of cells and regulate the course of life processes of organisms.

• Fats are a source of energy and a reserve material for plants and animals.

• DNA is a carrier of genetic information.