С развитием современных информационных технологий у учителя биологии создается огромный арсенал для живого, интересного объяснения нового материала на уроках биологии. Но на этом фоне нельзя забывать старые добрые приемы и методы постижения нового, которые, кстати, с большим теплом воспринимаются учащимися.
На протяжении многих лет я использую на уроках биологии такой простой, доступный и любимый с детства материал как пластилин. Появление пластилина на уроках в 9-х, 10-х классах неизменно вызывает теплые ностальгические чувства у обучающихся, и работают они на уроке с огромным удовольствием. Можно услышать изумленное: «С детства не брал в руки пластилин». Действительно, в раннем детстве пластилин постоянный спутник развития мелкой моторики, которой с возрастом уделяют все меньшее внимание.
Ребята согревают пластилин в руках, разминают его, при этом у них возникают тактильные ощущения, которые снимают стресс, гармонизируют психологическое состояние, успокаивают нервы. Так в состоянии психологического комфорта они постигают сложные учебные задачи, которые становятся простыми и ясными.
В биологии много тем, которые просто необходимо «пропустить через руки» ребят.
Вот и митоз можно и должно изучать и с помощью современных средств информационных технологий, и рассматривать его традиционно в клетках корешка лука.
Но эффективность восприятия, понимания и усвоения материала неизмеримо выше, если процесс буквально вылепить своими руками из пластилина.
К тому же это согласуется с современной концепцией деятельностного подхода в изучении нового материала в данном случае на уроках биологии.
Оборудование:
-
пластилин (2-3 разного цвета и 2-3 оттенка этого цвета);
-
обычный пластмассовый нож для лепки;
-
обычные швейные нитки (заготовки отрезков нитей);
-
лист бумаги А4.
-
тетрадь для практических работ с таблицей.
Таблица 1
| Ход работы | Наблюдения | Выводы |
Учащиеся работают в парах.
Ход работы
Обучающиеся разогревают в руках кусочки пластилина разного цвета, разминают их, подготавливают к лепке.
Учитель объясняет, что каждая клетка происходит от другой клетки в результате деления.
Клетка осуществляет свое предназначение: растет, выполняет определенную функцию, снова делится или погибает. Период между двумя последовательными делениями клетки называется интерфазой. За интерфазой следует само деление клетки, в данном случае –митоз.
Во время интерфазы происходит подготовка к делению.
Учитель обращает внимание обучающихся на то, что происходят определенные подготовительные события и в ядре клетки, и в цитоплазме.
В ядре клетки находится генетический материал – молекулы ДНК, это будущие хромосомы, пока они представлены в виде тонких нитей, невидимы в световой микроскоп. Во время интерфазы молекулы ДНК в ядре реплицируются (удваиваются).
В результате этого в каждой хромосоме будет по две молекулы ДНК, называться они будут сестринскими хроматидами и будут связаны друг с другом в одном месте – центромерном участке.
В цитоплазме клетки животных находится центриоль (клеточный центр) – немембранный органоид, участвующий в формировании веретена деления клетки. Во время интерфазы происходит удвоение этого органоида.
Из пластилина лепим «центриоли».
Учитель объясняет, что процесс митоза состоит из четырех последовательных фаз: профазы, метафазы, анафазы, телофазы.
Во время профазы хромосомы спирализутся, приобретают характерную форму и размер, становятся видимыми в световой микроскоп, каждая хромосома состоит из двух хроматид.
Учитель предлагает обучающимся слепить из пластилина одного цвета две одинаковые хроматиды, соединить их между собой в определенном участке. Это одна хромосома, состоящая из двух хроматид, которые соединены между собой центромерным участком.
В ядре соматической клетки диплоидный набор хромосом. Это означает, что каждая хромосома имеет пару – гомологичную хромосому. Учитель подчеркивает, что форма, размер, расположение центромеры у гомологичных хромосом одинаковы. Гомологичную хромосому обучающиеся лепят из пластилина иного оттенка основного цвета. И не забывают, что нужно слепить две хроматиды, связанные центромерным участком.
Когда одна пара гомологичных хромосом готова, обучающиеся лепят еще две-три пары гомологичных хромосом, варьируя форму, размер, расположение центромерного участка и конечно, используя другие цвета и оттенки пластилина.
Таким образом, набор хромосом для митоза готов. (Рисунок 1а.) Их можно заключить в ядерную оболочку, которая далее в профазе разрушается, и хромосомы оказываются в цитоплазме.
Наша предполагаемая клетка – это лист бумаги А4, на нем разворачиваются события митоза.
Во время профазы центриоли расходятся в противоположные стороны, образуя полюса клетки, (центриоли уже вылеплены, их следует разнести по полюсам клетки), и происходит формирование микротрубочек веретена деления. Для этого обучающиеся используют отрезки ниток, закрепляя один их конец за центриоли. (Рисунок 2а).
Наступает метафаза: нити веретена деления прикрепляются к центромерным участкам хромосом. Нити, тянущиеся от центриолей, обучающиеся прикрепляют в центромерных участках хромосом. (Рисунок 3а). От каждого полюса они протягивают к каждой хромосоме к центромерному участку нить. Выравнивая эти нити, ребята располагают хромосомы по экватору клетки. (Рисунок 4а).
В ходе работы у учащихся получилась метафазная пластинка. (Рисунок 5а).
Изучая митоз, ребята сталкиваются с проблемой схематичности рисунков учебника,
когда, к примеру, веретено деления хаотично пронизывает хромосомы, расположенные в метафазе. А ведь оно должно прикрепляться к центромерному участку хромосомы (состоящей из двух хроматид) от каждого полюса (от центриоли) клетки.
Они поймут это, когда сделают своими руками.
Анафаза: с помощью пластикового ножа для лепки обучающиеся разъединяют хроматиды, разделяя их в области центромеры. (Рисунок 6 и Рисунок 6а). Затем тянут нити «веретена деления» к полюсам (Рисунок 7), и хроматиды расходятся, становясь самостоятельными хромосомами. Ребята наглядно видят, что у каждого полюса клетки находится идентичный набор хромосом. (Рисунок 8). Т.е. дочерние ядра будут иметь генетический материал такой же, как в исходном ядре.
Далее учитель объясняет, что наступает телофаза, во время которой формируется ядерная оболочка вокруг каждого набора хромосом на полюсах клетки. Ребята могут изобразить это легко либо с помощью нити, либо с помощью пластилина.
Хромосомы деспирализуются, становятся невидимыми в световой микроскоп. Идут процессы, обратные тем, что происходит в профазе. После чего разделяется цитоплазма клетки, т.е. происходит цитокинез.
При такой деятельности ребята чувствуют себя в некоторой степени мультипликаторами, в руках которых разворачивается действие под названием «митоз». Основные события каждой фазы митоза по ходу урока ребята вносят в приготовленную в тетради таблицу.
Конечно, учитель объясняет ребятам многие тонкости по ходу урока, в том числе особенности митотического деления у растительной и у животной клеток.
Но то, что ребята активно постигают новый материал, то, что они в ходе урока формируют отчетливое представление о хроматидах, хромосомах, гомологичных хромосомах и о процессах, которые происходят с ними во время митоза, понимают смысл митоза – является устойчивым и достойным результатом урока.
В качестве домашнего задания ребята могут выполнить из пластилина фазы митоза: каждую фазу в качестве статической картинки-аппликации, и ошибок в этой работе уже не будет или выполнить данное задание в формате презентации в программе Power Point.