Химический состав клетки. Лабораторная работа «Обнаружение неорганических и органических веществ в растении»

Автор урока: Неретина Галина Владимировна

План-конспект урока по биологии (6 класс)

Тема: Химический состав клетки. Лабораторная работа «Обнаружение неорганических и органических веществ в растении»
Тип урока: Усвоение новых знаний с практической лабораторной работой
Длительность: 45 минут
Соответствие ФГОС: развитие познавательных, регулятивных и коммуникативных УУД; формирование предметных компетенций: умение выполнять простые лабораторные опыты, проводить наблюдения, делать выводы и оформлять результаты; безопасность при работе в кабинете.

Цели урока:

• Образовательная: сформировать представление о химическом составе клетки (вода, минералы, органические вещества: белки, углеводы, липиды), освоить методы качественного обнаружения неорганических и органических веществ в растении.

• Развивающая: развивать навыки наблюдения, постановки гипотез, проведения простых опытов, анализа результатов и оформления выводов.

• Воспитательная: формировать ответственное отношение к соблюдению правил лабораторной безопасности и аккуратности в работе.

Задачи:

1. Дать краткую теоретическую информацию о роли воды, минеральных веществ, углеводов, белков и жиров в клетке.

2. Организовать и провести лабораторную работу по обнаружению: воды (визуально/при высушивании), крахмала (реакция с иодом), белков (реакция Биурет/медный купорос+NaOH), липидов (эфирное пятно или растворимость в органическом растворителе), минеральных солей (растворимость/проведение электропроводности — при необходимости).

3. Научить оформлять рабочий лист с результатами, делать выводы и рефлектировать на уроке.

4. Оценить усвоение материала с помощью устных вопросов, проверки рабочих листов и самостоятельных заданий.

Методы обучения:

• словесные: объяснение, беседа, вопросы;

• наглядные: демонстрация реактивов и реакций;

• практические: лабораторный метод, самостоятельная работа в парах;

• рефлексивные: обсуждение результатов, самооценка.

Оборудование и материалы:

• микропрепараты растительной ткани (кусочек картофеля, лист шпината и/или капусты);

• пробирки, пипетки;

• реагенты: 1% раствор йода в йодиде калия, 5% раствор гидроксида натрия (NaOH), 1% раствор сульфата меди(II) (CuSO4) или готовый реактив Биурет, этанол 70% (или другой органический растворитель для липидов), дистиллированная вода;

• фильтровальная бумага, стеклянная палочка, чашки Петри, штатив для пробирок, маркеры;

• рабочие листы для лабораторной работы, тетради.

Техника безопасности:

• Работа с реактивами в защитных очках и фартуках.

• Работа с этанолом — осторожно, вдали от пламени.

• Соблюдать осторожность при работе с пробирками и стеклом.

• Немедленно промыть кожу при попадании реагентов.

Ожидаемые результаты:

• Учащиеся смогут перечислить основные компоненты химического состава клетки и их роль.

• Уметь выполнять простые качественные реакции на крахмал, белки, липиды и определять наличие воды.

• Оформлять результаты наблюдений в рабочем листе и делать обоснованные выводы.

• Показывать соблюдение правил безопасности при лабораторной работе.

Ход занятия (поэтапно)

Время указано ориентировочно для 45 минут.

1.     Организационный момент (1 минута)

• Учитель проверяет готовность класса, оборудования и реагентов.

• Сообщает тему и цель урока: «Химический состав клетки. Лабораторная работа: обнаружение неорганических и органических веществ в растении».

2.     Мотивация и актуализация знаний (3 минуты)

• Вопросы классу:

• Что такое клетка? (короткий ответ)

• Какие вещества вы знаете, которые входят в состав живых организмов? (вода, белки, углеводы и т.д.)

• Учитель связывает ответы с целью урока: «Сегодня мы узнаем, какие вещества входят в состав клетки и как их можно обнаружить в растении».

3.     Краткое объяснение теории (7 минут)

• Кратко и ясно (2–3 минуты) объяснить роль основных компонентов:

• Вода — растворитель, среда для реакций, транспорт веществ.

• Минеральные вещества — ионы для обмена веществ и структуры (например, кальций, калий).

• Углеводы — источник энергии и запас (моносахариды, крахмал).

• Белки — ферменты, строительный материал.

• Липиды — компоненты мембран, запас энергии.

• Демонстрация схемы (словесно): % содержания (объяснить, что вода ~70% клетки и т.д., ориентировочно).

• Подготовить учащихся к лабораторной части: названия реакций и что будут испытывать.

4.     Инструктаж по лабораторной работе и техника безопасности (3 минуты)

• Раздать рабочие листы.

• Объяснить задания: группы по 2 человека, последовательность действий, время, как оформлять результаты.

• Озвучить правила техники безопасности и поведения.

5.     Лабораторная работа (20 минут) Организация: пары учащихся, каждая пара выполняет все опыты на образцах растения (картофель, лист капусты/шпината).

Последовательность действий (текст заданий и вопросов приводится на рабочем листе — см. ниже): A. Обнаружение воды

• Взять тонкий срез свежего растения, приложить на горячую тарелочку/на фильтровальную бумагу, наблюдать за конденсатом/влажным следом. (Другой способ — высушивание и сравнение массы небольшого кусочка.) Вопросы для проверки:

  • Что вы заметили при нагревании среза? Появился ли прозрачный след воды?

  • Какую роль играет вода в клетке?

B. Обнаружение крахмала (йодная проба)

• Положить тонкий срез картофеля или кусочек тестируемого листа в каплю воды на планшете/чашке Петри, добавить 1–2 капли йодного раствора.

• Наблюдать изменение окраски (синий/черно-фиолетовый — наличие крахмала). Вопросы:

  • Как изменилась окраска?

  • Что это означает про состав растения?

C. Обнаружение белков (реакция Биурет)

• В пробирку поместить измельченный кусочек растительной ткани, добавить воду, отфильтровать или дать постоять. В фильтрат добавить 1–2 мл NaOH, затем 1 каплю раствора CuSO4 (или готовый реактив Биурет).

• Наблюдать появление фиолетового окрашивания — признак белка. Вопросы:

  • Наблюдается ли окрашивание? Как вы интерпретируете результат?

  • Почему в растениях белки важны?

D. Обнаружение липидов (эфирное пятно или растворимость) Вариант 1 (пятно на бумаге): натереть небольшой кусочек ткани на фильтровальную бумагу, высушить, затем держать к источнику света — если пятно прозрачное и устойчивое, присутствуют липиды.
Вариант 2 (растворимость): добавить к небольшому образцу немного этанола, встряхнуть — если появляется мутность/жир растворяется, можно капнуть на бумагу и оценить пятно. Вопросы:

• Обнаружены ли липиды? Где в растении они обычно находятся?

E. Обнаружение минеральных веществ (опционально)

• Растворимость сухого экстракта в воде; проверка электропроводности раствора (с использованием простого тестера, если есть) или обсуждение наличия минеральных веществ по опорным знаниям. Вопросы:

  • Какие минеральные элементы важны для растения? Как можно их обнаружить качественно?

Инструкция по оформлению:

• В рабочем листе каждая пара фиксирует образец, реакцию, наблюдения и выводы по каждому пункту.

6.     Анализ результатов и классификация (6 минут)

• Каждая пара за 1 минуту сообщает самый интересный или неожиданный результат.

• Учитель наводит учащихся на сравнение: какие вещества были обнаружены в разных образцах? Почему в одном образце крахмал сильнее выражен, в другом — липиды и т.д.

• Вопросы контроля:

• Почему крахмал обнаружили именно в картофеле? (накопление запасных углеводов)

• Почему липиды чаще в семенах и плодах?

7.     Итоги урока и закрепление (3 минуты)

• Кратко повторить, какие химические компоненты входят в состав клетки и какие методы их обнаружения были применены.

• Подвести пользу практики: как лабораторные умения помогают исследовать живое.

8.     Рефлексия (по 1–2 минуте)

• Учащиеся заполняют в 1–2 предложениях (в рабочем листе или устно): что нового узнали, что было сложно, что понравилось.

• САМООЦЕНКА: оценить свою работу в паре (баллы 1–5).

9.     Домашнее задание и дополнительные задания (см. ниже) (1 минута)

• Озвучить домашнее задание и дополнительные задания.

 

Формы контроля знаний

• Операционный контроль в ходе лабораторной работы: наблюдение за правильностью выполнения действий, безопасностью, ведением рабочего листа.

• Устный фронтальный опрос при обсуждении результатов (вопросы по теории и интерпретации опытов).

• Проверка рабочих листов (оценка оформления результатов, корректности выводов).

• Самостоятельная работа дома — решение заданий и ответы на вопросы (контроль освоения нового способа действия).

• Итоговая мини-проверка: короткий тест (3–5 вопросов) при следующем уроке при необходимости.

 

Рабочий лист для лабораторной работы

(раздать каждому ученику/паре)

Название работы: Обнаружение неорганических и органических веществ в растении
Цель: Научиться качественно обнаруживать воду, крахмал, белки, липиды и минеральные вещества в растительной ткани.

Материалы: образец растения (указать: картофель/лист шпината/капусты), пробирки, пипетка, йод, NaOH, CuSO4 (или реактив Биурет), этанол 70%, фильтровальная бумага.

Порядок действий и таблица наблюдений:

1. Образец: ___

2. Обнаружение воды:

   • Описание действий: ____

   • Наблюдение: ____

   • Вывод: _____

3. Обнаружение крахмала (йодная проба):

   • Описание действий: ____

   • Наблюдение (окраска): ___

   • Вывод: _____

4. Обнаружение белков (реакция Биурет):

   • Описание действий: ____

   • Наблюдение (окраска): ___

   • Вывод: _____

5. Обнаружение липидов (пятно на бумаге/растворимость):

   • Описание действий: ____

   • Наблюдение: ____

   • Вывод: _____

6. Обнаружение минеральных веществ (опционально):

   • Описание действий: ____

   • Наблюдение: ____

   • Вывод: _____

Итоговый вывод: Какие вещества обнаружены в вашем образце? Какую роль они выполняют в клетке?

Рефлексия: Что было для меня новым? Что вызвало затруднения? Оцените свою работу по шкале 1–5: _____

Подписи (ученик/ученик): ____ Дата: __

Дополнительные задания (в классе/на дом)

Для самостоятельного изучения дома:

1. Краткое теоретическое задание: составить таблицу «Вода, минеральные вещества, углеводы, белки, липиды» — кратко записать функцию и пример растительного органа, где это вещество накоплено.

2. Практическое задание (без реактивов): найти в доме 3 продукта растительного происхождения и предположить, какие из перечисленных веществ в них преобладают (обосновать).

3. На следующий урок подготовить краткий устный доклад (1–2 минуты) на тему «Почему вода — главный компонент клетки?» или «Роль крахмала в растении».

Дополнительные задания (для продвинутых учащихся):

• Исследовать реакцию йода на разные части растения (листья, корнеплод, семена) и оформить мини-отчет.

• Подготовить плакат/презентацию с методами качественного обнаружения органических веществ.

Самостоятельное выполнение учащимися типовых заданий на новый способ действия

Цель: закрепление навыка проведения простых качественных реакций и оформления результатов.

Типовые задания:

1. Описать методику выполнения йодной пробы: последовательность действий и меры предосторожности.

2. Вспомнить и записать цветовые изменения при реакциях: крахмал + йод → ?, белок (Биурет) → ?, липид (пятно на бумаге) → ?

   • Ответы: крахмал + йод → синий/черно-фиолетовый; Биурет → фиолетовый; липид → прозрачное жирное пятно.

3. В тетради описать возможные ошибки при выполнении опыта и как их избежать (например, слишком густой экстракт, загрязнение пробирки, несовместимость реагентов).

Эти задания выполняются дома и проверяются учителем при следующем уроке либо в электронном журнале.

Ожидаемые результаты после проведения урока (критерии достижения)

• Знать: перечислять состав клетки (вода, минеральные вещества, углеводы, белки, липиды) и их основные функции.

• Уметь: выполнять качественные реакции на крахмал, белки и липиды в растительных образцах; оформлять наблюдения в рабочем листе.

• Владеть: соблюдать технику безопасности и работать в паре, обсуждать результаты и делать выводы. Оценивание:

• «5» — правильно и аккуратно выполнены все реакции, корректно оформлен рабочий лист, верные выводы, активное участие в обсуждении.

• «4» — выполнено большинство пунктов, мелкие недочеты в оформлении или наблюдениях.

• «3» — выполнены основные опыты, есть ошибки в оформлении или интерпретации.

• «2» — значительные упущения, несоблюдение правил или некорректные выводы.

Рефлексия (структура)

В конце урока ученики отвечают письменно или устно на 3 вопроса:

1. Что нового я узнал(а) сегодня? (1–2 предложения)

2. Что мне было сложно и почему? (1 предложение)

3. Какой следующий шаг я могу сделать, чтобы улучшить свои навыки? (1 предложение)

Учитель собирает рефлексии выборочно и комментирует общие наблюдения (например, частые ошибки, успехи классов).

Итоги урока

• Краткое устное подведение итогов учителем: основные выводы о химическом составе клетки и успешности эксперимента.

• Объявление домашнего задания и критериев оценки.

• Самооценка учащихся и обратная связь от учителя по организации и результатам работы (5–7 фраз).