Создатель подробных планов уроков

План урока: «Строение и функции клеточной мембраны. Транспорт веществ через мембрану»

Биология · 8 класс · 45 минут · 27 учеников · ФГОС ООО

Педагогический замысел

К концу урока ученик связывает строение мембраны со способом прохождения вещества: по размеру и свойствам частицы, направлению градиента и затратам энергии он определяет тип транспорта. Урок строится по логике «проблема → модель → применение». Проблемный вопрос о физрастворе создаёт потребность в знании. Затраты энергии и направление градиента служат двумя опорными признаками классификации. Сортировка карточек и ситуационные задачи переводят знание из «запомнил» в «могу объяснить явление в организме человека».

Допущения

• В 8 классе по ФГОС изучается курс «Человек и его здоровье». Поэтому тема раскрывается на примерах клеток человека: эритроциты, лейкоциты, нейроны, клетки кишечника. Растительные примеры используются только в демонстрации.
• На прошлом уроке ученики изучили общий план строения клетки: ядро, цитоплазма, органоиды, мембрана как оболочка. Понятие диффузии знакомо из курса физики 7 класса.
• В кабинете есть проектор или интерактивная доска. Парты можно сдвинуть для работы группами по 3 человека (9 групп).
• Натрий-калиевый насос и облегчённая диффузия даются на уровне принципа, без молекулярных механизмов.

1. Цели и результаты

Цели обучения (по таксономии Блума)

К концу урока ученик сможет:

1. Описать строение клеточной мембраны: фосфолипидный бислой, белки, гликокаликс. Уровень: знание.
2. Объяснить различия между пассивным и активным транспортом по двум признакам: направлению относительно градиента концентрации и затратам энергии АТФ. Уровень: понимание.
3. Классифицировать не менее 8 из 12 примеров переноса веществ по типам транспорта. Уровень: применение.
4. Спрогнозировать поведение эритроцита в растворах разной концентрации и обосновать прогноз с помощью понятия «осмос». Уровень: анализ.
5. Аргументировать, почему для внутривенных вливаний используют 0,9% раствор NaCl, а не воду. Уровень: оценка.

Привязка к ФГОС ООО

• Предметные результаты: представление о клетке как структурно-функциональной единице живого; умение объяснять процессы жизнедеятельности на основе строения; применение биологических знаний для объяснения явлений, связанных со здоровьем человека (раздел «Клетка как биологическая система», «Общий обзор организма человека»).
• Метапредметные результаты:
  • познавательные УУД: классификация по выбранным основаниям, установление причинно-следственных связей, работа с моделью и схемой;
  • коммуникативные УУД: работа в группе, аргументация своей позиции;
  • регулятивные УУД: самооценка по критериям.
• Личностные результаты: осознание значения научных знаний для сохранения здоровья, например безопасность медицинских процедур.

Ключевые термины

2. Материалы и подготовка

Оборудование и цифровые ресурсы

• Проектор или интерактивная доска, презентация на 8–10 слайдов (структура ниже).
• Демонстрация «Огурцы»: 2 прозрачных стакана, в одном пресная вода, в другом насыщенный раствор соли. В каждом по 2–3 кружка свежего огурца, замоченных за 12–24 часа до урока. Подписи «Вода» и «Соль».
• Короткое видео (1–1,5 мин) или анимация: эритроциты в растворах разной концентрации. Подойдут ресурсы РЭШ, «ЯКласс» или любая анимация по запросу «эритроциты гемолиз осмос анимация». Проверьте ссылку заранее и скачайте видео на случай проблем с интернетом.
• Бутылка аптечного физраствора (0,9% NaCl) как наглядный предмет. Пустая или закрытая, не вскрывать.
• Для модели мембраны: магнитная доска с 10–12 магнитами-«фосфолипидами» (кружок-головка и два «хвоста» из бумаги) либо схема на слайде.
• Цветные маркеры: зелёный, жёлтый, красный. Стикеры для рефлексии.

Раздаточные материалы

Что подготовить заранее

1. За сутки: поставить огурцы в воду и в солевой раствор.
2. Распечатать и разрезать карточки РЛ-2, сложить в конверты.
3. Проверить видео и презентацию.
4. Продумать состав 9 групп по 3 человека: смешанные по уровню, в каждой группе есть уверенный ученик.
5. Написать на доске тему урока и под ней вопрос: «Почему в капельнице — физраствор, а не чистая вода?»

Безопасность

• Солевой раствор не пробовать на вкус. Стаканы стоят на учительском столе, ученики подходят смотреть по группам.
• Физраствор не вскрывать и не использовать.
• При обсуждении медицинских примеров (капельницы, отравления) подчеркнуть: внутривенные процедуры выполняет только медицинский работник.

Структура презентации

1. Тема и проблемный вопрос.
2. Фото демонстрации (дубль на случай, если огурцы «не сработали»).
3. Модель мембраны: бислой, белки, гликокаликс.
4. Функции мембраны.
5. Понятие градиента («горка»).
6. Схема-кластер «Транспорт веществ».
7. Натрий-калиевый насос: упрощённая анимация.
8. Эндоцитоз и экзоцитоз: лейкоцит поглощает бактерию.
9. Эритроциты в трёх растворах.
10. Итог и домашнее задание.

3. Ход урока

Сводный тайминг

Этап 1. Зацепка (0–5 мин)

Цель этапа: создать проблемную ситуацию и потребность в новом знании.

Учитель:

• Показывает бутылку физраствора: «Если человек потерял много жидкости, ему ставят капельницу. Вот что в ней: 0,9% раствор соли. Почему не взять просто чистую воду? Её ведь и нужно восполнить».
• Даёт 30 секунд подумать и собирает 3–4 гипотезы. Все записывает на доске без оценки. Типичные ответы: «вода грязная», «нужна соль для организма», «вода испортит кровь».
• Показывает стаканы с огурцами: «Кружки огурца сутки лежали в воде и в солёном растворе. Сравните: какие упругие, а какие вялые и сморщенные? Куда делась вода из огурца?»
• Постановка задачи: «Всё решает тонкая плёнка толщиной около 7–10 нанометров, в 10 000 раз тоньше волоса. Сегодня разберёмся, как она устроена и как решает, что пропустить в клетку. В конце урока вы сами ответите на вопрос про капельницу».

Ученики: выдвигают гипотезы, наблюдают, формулируют вопрос «как вещества проходят через оболочку клетки?».

💡 Если огурцы не дали эффекта, используйте слайд 2 с заранее сделанным фото.

Этап 2. Объяснение нового (5–20 мин)

Форма: эвристическая беседа с опорой на слайды. Ученики заполняют РЛ-1 по ходу объяснения.

Блок А. Строение мембраны (5–10 мин)

• Модель «бутерброда». Учитель на доске собирает из магнитов фосфолипиды. Головка «любит воду» (гидрофильная), хвосты «боятся воды» (гидрофобные). Вопрос классу: «Как молекулы расположатся, если снаружи и внутри клетки вода?» Ученики приходят к выводу: хвостами внутрь, головками наружу. Это бислой.
• Белки встроены в бислой, как «изюм в тесте» или «айсберги в море». Бислой жидкий, белки могут перемещаться: это жидкостно-мозаичная модель. Виды белков: каналы, переносчики, насосы, рецепторы.
• Гликокаликс — «антенны» из углеводов на наружной поверхности клеток животных и человека. Благодаря ему клетки узнают друг друга; по нему же иммунитет отличает «своих» от «чужих». Связь с медициной: группы крови AB0 определяются именно углеводами на мембране эритроцитов.
• Функции мембраны (4 пункта в РЛ-1): барьерная, транспортная, рецепторная, контактная.
• Ключевое свойство — избирательная проницаемость. Сравнение: мембрана — не забор, а пропускной пункт.

Блок Б. Транспорт веществ (10–20 мин)

• Понятие градиента (слайд 5). Концентрация — как высота горки. Вещества сами «скатываются» туда, где их меньше. Это по градиенту, без затрат энергии. Затащить их «в горку» можно только с затратой энергии АТФ.

• Два опорных вопроса. Учитель выносит их на доску, они понадобятся всю оставшуюся часть урока:

  1. Тратится ли энергия (АТФ)?
  2. Нужен ли белок или перестройка мембраны?

• Схема-кластер (слайд 6, заполняется в РЛ-1):

                    ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ
        ┌──────────────────┼────────────────────┐
   ПАССИВНЫЙ            АКТИВНЫЙ            В МЕМБРАННОЙ УПАКОВКЕ
 (по градиенту,      (против градиента,    (крупные частицы,
  без АТФ)            с затратой АТФ)       с затратой АТФ)
   │                     │                      │
 • простая диффузия   • насосы               • эндоцитоз
   (O₂, CO₂, спирт)     (Na⁺/K⁺-насос)          – фагоцитоз («клетка ест»)
 • облегчённая                                  – пиноцитоз («клетка пьёт»)
   диффузия (глюкоза,                         • экзоцитоз
   ионы через каналы)                           (выделение гормонов,
 • осмос (вода)                                  ферментов)

• Примеры из организма человека (по 1 минуте на каждый):

  • Простая диффузия: в лёгких O₂ идёт из альвеол в кровь, CO₂ — обратно. Мелкие незаряженные молекулы проходят сквозь липидный слой.
  • Облегчённая диффузия: глюкоза входит в эритроцит через белок-переносчик. Молекула крупная, «протиснуться» сама не может, но энергия не тратится.
  • Осмос: вода переходит через мембрану туда, где концентрация растворённых веществ выше. Вопрос: «Теперь объясните огурцы». Ответ: в солевом растворе концентрация солей снаружи выше, вода ушла из клеток огурца.
  • Активный транспорт: натрий-калиевый насос за один «оборот» выкачивает 3 иона Na⁺ из клетки и закачивает 2 иона K⁺ внутрь, тратя 1 молекулу АТФ. Без его работы невозможна передача нервного импульса. На работу этих насосов уходит значительная часть энергии, которую тратит мозг.
  • Фагоцитоз: лейкоцит обволакивает и «проглатывает» бактерию. Это открытие И. И. Мечникова (Нобелевская премия, 1908).
  • Экзоцитоз: клетки поджелудочной железы выделяют инсулин в кровь в мембранных пузырьках.

• Мини-проверка понимания (приём «Светофор») на 20-й минуте. Учитель спрашивает: «Кислород проходит в клетку с затратой энергии?» Ученики поднимают зелёную карточку («да»), красную («нет») или жёлтую («не уверен»). Если больше 5 жёлтых или ошибочных ответов, учитель повторяет «горку» на другом примере (запах духов распространяется по классу).

Этап 3. Управляемая практика (20–30 мин)

Форма: работа в группах по 3 человека (9 групп). Задание — сортировка карточек РЛ-2.

Инструкция учителя (1 мин): «В конверте 12 примеров и 6 заголовков. Разложите примеры под заголовками. Для каждого спорного случая задайте себе два вопроса с доски. У вас 6 минут. Роли: чтец, раскладчик, проверяющий (сверяет с конспектом)».

Карточки РЛ-2 и ключ:

Действия учителя во время работы (6 мин):

• Обходит группы. В первую очередь подходит к группам с учениками, которым нужна поддержка.
• Задаёт наводящие вопросы, а не даёт ответы: «Куда идёт вещество, туда, где его много, или туда, где мало?», «Частица мелкая или целая бактерия?»
• Отмечает типичные ошибки для фронтального разбора.

Фронтальная проверка (3 мин):

• По одной карточке от группы: 9 групп озвучивают 9 карточек, оставшиеся 3 разбирает учитель.
• Группы исправляют свои раскладки. Подробно разбираются карточки 5 и 9: на них чаще всего ошибаются, потому что участвуют похожие вещества, но разные механизмы.
• Вывод: тип транспорта определяется не веществом, а условиями: направлением градиента и затратами энергии.

Этап 4. Самостоятельная работа (30–40 мин)

Форма: индивидуально, РЛ-3. Части А и Б обязательны для всех, часть В — для тех, кто закончил раньше.

Часть А (базовый уровень, 4 балла)

1. Подпишите на схеме мембраны (по 0,5 балла, всего 2): фосфолипидный бислой, гидрофильная головка, гидрофобный хвост, белок-канал.

2. Выберите верные утверждения (по 0,5 балла за каждое верное, всего 2):

   • а) при пассивном транспорте затрачивается АТФ;
   • б) осмос — это перемещение воды через полупроницаемую мембрану;
   • в) натрий-калиевый насос переносит ионы против градиента концентрации;
   • г) фагоцитоз — это поглощение клеткой твёрдых частиц.

   Ключ: 1 — бислой, головка, хвост, белок; 2 — б, в, г. Пункт «а» должен остаться невыбранным; если ученик его выбрал, вычитается 0,5 балла, итог за задание не ниже 0.

Часть Б (применение, 4 балла)

3. Ситуационная задача. Эритроциты поместили в три пробирки:

   • в 0,9% раствор NaCl;
   • в дистиллированную воду;
   • в 5% раствор NaCl.

   Что произойдёт с эритроцитами в каждой пробирке? Объясните, используя понятие «осмос». (3 балла)

   Ключ: в 0,9% растворе без изменений, раствор изотонический. В воде эритроциты набухают и лопаются (гемолиз): вода входит в клетку, где концентрация веществ выше. В 5% растворе эритроциты сморщиваются: вода выходит из клетки.

4. Вернитесь к вопросу урока: почему в капельнице физраствор, а не вода? Ответ дайте в 1–2 предложениях. (1 балл)

   Ключ: вода вызовет набухание и разрушение клеток крови; концентрация физраствора равна концентрации солей в клетках, поэтому они не повреждаются.

Часть В (задание со звёздочкой, +2 бонусных балла)

5. Некоторые яды блокируют образование АТФ в клетке. Какие виды транспорта остановятся, а какие продолжатся? Почему это опасно для работы нервной системы?

   Ключ: остановятся активный транспорт, эндоцитоз и экзоцитоз; диффузия и осмос продолжатся. Натрий-калиевые насосы перестанут работать, и разность концентраций ионов, необходимая для передачи нервного импульса, постепенно исчезнет.

Действия учителя: работает индивидуально с учениками, получившими поддержку (см. раздел 5). За 1 минуту до конца объявляет: «Проверьте, ответили ли вы на задания 3 и 4». Листы собирает.

Этап 5. Рефлексия и итог (40–45 мин)

1. Возврат к проблеме (1 мин). Учитель указывает на гипотезы, записанные в начале урока: «Какие из наших гипотез подтвердились?» 1–2 ученика отвечают.
2. Выходной билет (3 мин). Ученики отвечают письменно на половине листа:
   • Назовите два признака, по которым активный транспорт отличается от пассивного.
   • Приведите один пример транспорта через мембрану в организме человека и назовите его тип.
   • Шкала уверенности: «Сегодняшнюю тему я понял(а) на ○1 ○2 ○3 ○4 ○5». Что осталось непонятным?
3. Анонс (1 мин): «Мы выяснили, как вещества попадают в клетку. На следующем уроке узнаем, что с ними происходит внутри: какие органоиды их перерабатывают и как клетка получает ту самую энергию АТФ». Учитель записывает домашнее задание.

4. Оценивание

Формирующее оценивание по ходу урока

Итоговая проверка: самостоятельная работа РЛ-3

Критерии успеха (озвучиваются ученикам перед самостоятельной работой):

• ✅ Я правильно называю части мембраны.
• ✅ Я отличаю пассивный транспорт от активного по двум признакам.
• ✅ Я объясняю поведение клетки в разных растворах через осмос.

Перевод в отметку (максимум 8 баллов, бонус может компенсировать ошибки):

Рубрика к заданию 3 (ключевое задание на применение):

5. Дифференциация

Поддержка для учеников, испытывающих трудности

• Карточка-подсказка «Алгоритм 3 вопросов»:
  1. Частица крупная (бактерия, капля)? → Эндо- или экзоцитоз.
  2. Вещество идёт туда, где его больше? → Активный транспорт.
  3. Идёт туда, где его меньше? Если это вода → осмос; если нужен белок → облегчённая диффузия; если белок не нужен → простая диффузия.
• РЛ-1 с частично заполненными пропусками: первые буквы терминов или банк слов внизу листа.
• Роль «раскладчика» в группе: активное участие без необходимости сразу формулировать ответ вслух.
• В самостоятельной работе достаточно выполнить часть А и задание 4. Задание 3 можно выполнить по опорной схеме с рисунками эритроцитов, где нужно выбрать «набухнет / сморщится / не изменится».

Усложнённые задания для сильных учеников

• Роль «эксперта» при сортировке: объясняет группе спорные карточки 5 и 9, не называя готовый ответ.
• Часть В самостоятельной работы.
• Дополнительный вопрос: «Почему пресноводная амёба имеет сократительную вакуоль, а морская — нет?» Требуется перенос знаний об осмосе на новый объект.
• Вопрос-провокация: «Почему жирорастворимые лекарства и спирт быстрее проникают в клетки, чем водорастворимые вещества?» Ответ связан с липидной природой бислоя.

Адаптации для особых образовательных потребностей

• Дислексия, нарушения зрения: материалы в увеличенном шрифте (14–16 pt, без засечек, междустрочный интервал 1,5), контрастная схема мембраны, минимум текста на слайдах. Устное выполнение части А при необходимости.
• СДВГ: короткие, чётко разделённые шаги. Роль с движением (раскладчик, помощник учителя при раздаче материалов). Таймер на доске. Самостоятельная работа разбивается на «порции»: сдать часть А, получить часть Б.
• Нарушения слуха: место ближе к учителю. Все ключевые термины и инструкции дублируются на слайде и доске. Видео с субтитрами.
• Расстройства аутистического спектра: заранее озвученный план урока на доске с отметкой пройденных этапов. Предупреждение о переходе к групповой работе. Возможность работать в паре вместо тройки.
• Ученики, для которых русский язык не родной: двуязычный глоссарий из 10 ключевых терминов, опора на схемы и жесты (руки как «насос»).

6. Домашнее задание

Обязательная часть (для всех):

1. Прочитать параграф учебника о строении клетки (раздел о мембране).
2. Составить сравнительную таблицу «Виды транспорта через мембрану» с графами: вид транспорта — направление относительно градиента — нужна ли энергия — нужен ли белок — пример из организма человека. Не менее 5 строк.

Задание по выбору (одно из трёх):

• А. «Исследователь»: провести домашний опыт. Положить изюм на 2 часа в стакан воды, а ломтик картофеля на 30 минут в крепкий раствор соли. Зарисовать результат и объяснить с помощью понятия «осмос». Соль и воду не пробовать, проводить на кухне с разрешения взрослых.
• Б. «Моделист»: сделать объёмную или плоскую модель участка мембраны из подручных материалов (пластилин, бусины, спички) с подписанными компонентами.
• В. «Эксперт по здоровью»: написать короткий текст (5–7 предложений) для младшеклассников: «Почему солёные продукты хранятся дольше и почему после селёдки хочется пить?» с объяснением через осмос.

Цель задания: обязательная часть систематизирует знания. Задания по выбору переносят их в повседневные ситуации, а их результаты используются как «разминка» на следующем уроке: 2–3 ученика кратко представляют свои работы.

План рассчитан на проведение без доработок. Перед уроком проверьте: огурцы замочены, конверты с карточками собраны, видео работает офлайн.