На микрофотографии видно ядро и прилежащие участки цитоплазмы. Можно ли по одному неподвижному снимку доказать движение цитоплазмы или направление потока воды?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Микрофотография и схема из урока, распечатки таблиц, карандаши, калькулятор. Предпосылки: клеточная стенка, цитоплазма, мембрана, вода. Основной вариант — готовые изображения и учебная серия, без микроскопа и растворов. Материалов тканей человека нет, неизвестные микроорганизмы не выращиваются. Истинная микрофотография кожицы луковицы не выдаётся за снимок сегодняшнего опыта; сравнение состояний А/Б выполнено на явно обозначенной модели. Регистрация не нужна.
| Минуты | Работа | Проверяемый продукт |
|---|---|---|
| 0–5 | Проблемная ситуация | Вопрос и проверяемое предположение |
| 5–14 | Понятия и разобранный пример | Пояснение величин и метода |
| 14–25 | Практика 1 | Расчёт, схема или протокол по данным |
| 25–33 | Практика 2 | Решение на новых условиях |
| 33–40 | Обсуждение | Аргумент, альтернатива и вывод |
| 40–45 | Индивидуальная проверка | Самостоятельный ответ и исправление |
Все тексты, рисунки и данные включены. Без регистрации: распечатайте ученическую часть PDF или используйте доску. Ответы открывайте после самостоятельной попытки. Минуты включают чтение, записи и переходы. В конце соберите индивидуальную работу. 0–1 балл: разобрать пример повторно; 2–3: уточнить пропущенное звено; 4: объяснить ограничение модели. Это обратная связь, не обязательная школьная отметка.
01. Проблемная ситуация
0–5 минут · Вопрос и проверяемое предположение
Перед вами реальная микрофотография фрагмента клетки кожицы луковицы. За 2 минуты найдите округлое ядро и прилежащие зернистые участки; за 2 разделите утверждения «видно ядро», «вода вышла из клетки», «цитоплазма движется» на наблюдение и вывод; за 1 назовите дополнительное свидетельство для каждого процесса. Полный контур клетки здесь не показан; по яркости фотографии размер клетки без масштабной линейки не вычисляется.
02. Объяснение и разобранный пример
5–14 минут · Понятия, расчёт и ограничения
Клеточная стенка поддерживает форму растительной клетки. Плазматическая мембрана ограничивает живое содержимое и регулирует обмен. При осмосе вода перемещается через избирательно проницаемую мембрану в зависимости от водного потенциала. В упрощённых условиях при более концентрированном наружном растворе вода выходит из клетки, и живое содержимое может отойти от стенки — плазмолиз. При возвращении в подходящую среду возможно восстановление; оно не гарантировано после повреждения.
Мембрана тонка и не обязана быть отдельно различима на обычной световой микрофотографии. На исходном снимке Berkshire Community College показано ядро живой клетки луковицы; фото не доказывает скорость движения и не является парой «до/после» осмоса. Для движения нужна последовательность кадров, одинаковый масштаб и временные метки.
Разбор модельных контуров: стенка шириной 100 условных единиц остаётся неизменной. Живое содержимое А занимает 96, Б — 70 единиц; отношение ширин 0,96 и 0,70. Это линейное отношение в модели, не процент объёма и не количество потерянной воды. Нельзя возводить одно измерение в точный объём клетки неизвестной формы.
03. Практика 1: данные и доказательство
14–25 минут · Первая серия
| Стадия | Учебный подсчёт: клетки с отхождением содержимого / всего |
|---|---|
| До смены среды | 2 / 40 |
| Через 5 мин в концентрированном растворе | 28 / 40 |
| Через 10 мин после возвращения в исходную среду | 6 / 40 |
Это готовая учебная серия, не результат 45-минутного опыта класса. За 3 минуты вычислите доли, за 3 сравните с моделью А/Б, за 3 укажите, что дополнительно нужно для вывода об обратимости отдельных клеток, за 2 сформулируйте осторожный итог. Продукт — три процента и границы вывода. Критерии: не путать число клеток с шириной содержимого, не приписывать фото динамику.
Разбор практики 1 и критерии
5%,70%,15%. В концентрированной среде доля клеток с признаком увеличилась, после возвращения уменьшилась, но не до исходных 5%. Чтобы установить судьбу каждой клетки, надо отслеживать одни и те же клетки по меткам и иметь контроль без смены среды. По общим долям нельзя доказать, что все 28 клеток восстановились или что никто не повреждён.
04. Практика 2: перенос на новые условия
25–33 минуты · Самостоятельный перенос
Новая учебная последовательность одной видимой частицы цитоплазмы: время 0,2,4,6 с; координата вдоль размеченного пути 0,6,10,8 мкм. Масштаб заранее калиброван. За 3 минуты найдите пройденный путь и перемещение, за 3 — среднюю путевую скорость, за 2 объясните, почему этот вывод невозможен по единственному фото. Считать движение вдоль одной линии; знаки координат важны.
Ответ и объяснение практики 2
Путь |6−0|+|10−6|+|8−10|=12 мкм; перемещение 8−0=8 мкм; средняя путевая скорость 12/6=2 мкм/с. Последний участок направлен обратно. Одиночный снимок не содержит времени и траектории. Набор условный, он иллюстрирует анализ движения цитоплазмы, а не измерение на опубликованной микрофотографии.
05. Обсуждение: аргумент и альтернатива
33–40 минут · Аргумент и обоснованный вывод
Тезис: «Если содержимое отошло от стенки, клетка обязательно погибла». Альтернатива: возможен обратимый плазмолиз. За 2 минуты выберите данные о возврате, за 3 предложите контроль состояния и повторные снимки тех же клеток, за 2 ограничьте вывод тем, что действительно измерялось.
Опора для обсуждения
Уменьшение доли признака с 70 до 15% согласуется с восстановлением части клеток, но не доказывает жизнеспособность каждой. Нужны помеченные клетки, последовательная съёмка и заранее заданный критерий восстановления. Само отхождение содержимого не равнозначно доказанной гибели.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут · Собственное решение
Из 50 клеток признак есть у 35, после смены среды — у 10. Найдите обе доли и снижение в п.п. У частицы координата изменилась с 3 до 9 мкм за 3 с без смены направления: найдите скорость. Что нельзя узнать из одиночной микрофотографии?
Ключ и критерии индивидуальной работы
70% и 20%; снижение 50 п.п.; скорость (9−3)/3=2 мкм/с. По одиночному снимку нельзя определить скорость или направление переноса воды во времени. По 1 баллу: обе доли, разность, скорость, ограничение; всего 4.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие ученика → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Клетка как биологическая система; процессы жизнедеятельности | Сопоставляет изображение и функцию | Различает наблюдение структуры и вывод о процессе |
| Движение цитоплазмы; плазмолиз и деплазмолиз | Анализирует готовые последовательности и подсчёты | Не выдаёт схему за микрофотографию и одно фото за динамику |
Опора — раздел «Общая биология» опубликованной программы на 64 часа. Это самостоятельный урок на 45 минут. Подробный сценарий, распределение времени и учебные числовые серии — методическая разработка. Предоставленные данные не выдаются за опыт, проведённый авторами или этим классом.
Источники и права на изображения
- Berkshire Community College Bioscience Image Library: Nucleus of living onion epidermis cell, 04.05.2017, CC0
- OpenStax Biology 2e, 5.2: пассивный транспорт
Источники проверены 15.10.2026. Числовые наборы — учебные данные, не результаты проведённых авторами опытов. Схемы и графики подготовлены порталом «Школы России». Для микрофотографии отдельно указаны автор и лицензия. Ответы и примечания учителю в PDF выделены отдельно.