Конспект-урока по теме "Органоиды клетки"

       Урок по теме «Органоиды клетки» 10 класс

       Цель: изучить строение основных органоидов цитоплазмы растительной и животной клетки

       Задачи:

общеобразовательная:

- углубить знания о строении и функциях органоидов клетки;

- сформировать представление об основных видах транспорта веществ, через мембрану;

- раскрыть функции органоидов в клетке в связи с особенностями их строения.

воспитывающая:

- формировать экологическую культуру.

развивающая:

- продолжать развивать умение анализировать, сопоставлять информацию по биологии, выделять главное и устанавливать причинно-следственные связи;

       Тип урока: изучение нового материала. 

       Форма урока: урок формирования новых знаний – мультимедийный.

       Оборудование: таблицы: «Схема строения растительной и животной клетки», презентация «Строение клетки»

       Основные понятия: клеточная мембрана, цитоплазма, ядро, ЭПС, комплекс Гольджи,  вакуоль,  лизосома, митохондрии, пластиды, хлоропласты, клеточный центр .

       Проблема: Эукариотические клетки самых разнообразных организмов – от простейших до высших растений и животных – отличаются сложностью и разнообразием строения. 

       Формы организации учебной деятельности: фронтальная, индивидуальная, групповая.

       Методы обучения: Репродуктивный, частично - поисковый

       Приемы обучения: рассказ, беседа, работа с учебником, работа с мультимедийной презентацией

       Средства обучения: презентации, печатные таблицы «Строение растительной клетки», «Строение животной клетки», «Строение клетки бактерии», учебник Биология. Общая биология 10 – 11 классы. А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник.

1. Организационный момент

2. Изучение нового материала

        Начало биологической эволюции связано с появлением на Земле клеточных форм жизни – одноклеточных и многоклеточных организмов. Клетка этих форм жизни является структурной и функциональной единицей живого.

       Клетки разнообразных организмов – от простейших до высших растительных и животных – отличаются сложностью и разнообразием.

        Цитология – наука, изучающая строение и функции клеток. В основе строения клетки лежит мембранный принцип организации. Органоиды являются структурными специализированными отделами клетки. Любая клетка имеет главные органоиды. К ним относят клеточную мембрану, ядро и цитоплазму.

       Мембрана окружает цитоплазму, отделяя ее от внешней среды.

       Рассмотрим строение цитоплазматической мембраны.

       Толщина мембраны от 8 до 12 нм. Мембрана состоит из двух слоев липидов. Каждая молекула липида образована гидрофильной головкой и гидрофобным хвостом. Располагаются они плотно друг другу, при этом гидрофильной головкой наружу, а гидрофобным хвостом внутрь. В билипидном слое мембраны погружены многочисленные белки, некоторые находятся на поверхности (периферические), частично погружены (полупогруженные – полуинтегральные) и пронизывающие мембрану – интегральные, образующие каналы. В связи с белками могут находиться углеводы.

       Через мембрану регулярно поступают вещества и ионы в клетку. Транспорт через мембрану может проходить разными путями. Пассивный транспорт связан с явлением диффузии, т.е. перемещением веществ  из области с более высокой концентрацией в область с более низкой. Выделяют несколько механизмов пассивного транспорта через мембрану. Простая диффузия – транспорт веществ непосредственно через билипидный слой.   Таким образом транспортируются вещества хорошо растворимые в липидах (СО2, О2).

       К особому типу пассивного транспорта относят диффузию воды через мембрану – осмотическое давление. При осмотическом давлении перемещаются только молекулы воды. Некоторые ионы (Сl-) и заряженные молекулы пассивно диффузируют через мембрану благодаря белкам, формирующим поры.

       Активный транспорт – транспорт молекул через мембрану. Осуществляется при помощи белков – переносчиков с затратой энергии АТФ (Na+ - K+ насос). Из клетки перекачиваются ионы К+, а поступают ионы Na+.

       Крупные молекулы биополимеров практически не транспортируются через мембрану, но клетка обладает механизмом переноса. Фагоцитоз и         пиноцитоз.  

       Пиноцитоз - поступление веществ в клетку в результате впячивания мембраны.

       Фагоцитоз - это поглощение клеткой твердых органических веществ

       Ядро – важнейшая структура в клетках эукариотических организмов. Это связано с многообразием функций ядра.

       Ядро обычно имеет шаровидную форму и отделено от цитоплазмы оболочкой.

       Ядерная мембрана имеет такое же строение, как и плазматическая мембрана. Внутренняя мембрана гладкая, а наружная шероховатая и переходит в каналы ЭПС.  В ней имеется множество пор, по которым из ядра в цитоплазму выходят молекулы  и-РНК и т-РНК, а в ядро из цитоплазмы проникают ферменты, молекулы АТФ, ионы.

       Под ядерной оболочкой находится ядерный сок (кариоплазма), в которой содержатся ядрышки и хроматин. Ядрышки имеют вид округлых телец и состоит из белков, которые образованы петлями нитей ДНК участвующих в синтезе р-РНК.

       В ядре находится хроматин – это нити ДНК, связанные с белками. Перед делением клетки нити ДНК скручиваются с белками гистонами, и эта структура называется хромосома. А вот хромосома состоит из 4-х хроматид, которые связаны центромерой.

       Набор хромосом, содержащийся, в клетке называется кариотипом.

       Кариотип неповторим для каждого вида живых организмов, хотя число хромосом будет одинаково, а вот строение будет различно.

       Особенности кариотипа:

       - В кариотипе разных видов чаще всего четное число хромосом

       - Парные хромосомы – гомологичные (одна хромосома от отцовского организма другая из материнского).

       Клетки, которые составляют ткани организма, имеют диплоидный набор хромосом  - называются соматическими, т.е. по две хромосомы каждого вида одинаковые. Эти хромосомы называются гомологичными. А гаплоидный набор хромосом имеется только в половых клетках.

       Цитоплазма – обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром и представляющая собой гиалоплазму – основное вещество цитоплазмы, органоиды – постоянные компоненты цитоплазмы и включения – временные компоненты цитоплазмы.   Химический состав цитоплазмы разнообразен. Её основу составляет вода (60-90% всей массы цитоплазмы). Цитоплазма богата белками, в состав цитоплазмы могут входить жиры и жироподобные вещества, различные органические и неорганические соединения. Цитоплазма имеет щелочную реакцию. Одна из характерных особенностей цитоплазмы – постоянное движение (циклоз). Если движение цитоплазмы прекратится, клетка погибнет, так как только находясь в постоянном движении она может выполнять свои функции.

       Кроме главных органоидов в клетке имеются и другие органоиды к ним относят ЭПС,комплекс Гольджи, лизосомы, митохондрии, пластиды, вакуоли, клеточный центр и другие.

 3. Работа в группах

       Задание: прочитав текст учебника на страницах 31-42; используя заранее приготовленный материал для презентаций создать презентацию «Органоиды клетки, их строение и функции»; представить свои презентации.

    1 группа: ЭПС, комплекс Гольджи, лизосомы

       Эндоплазматическая сеть (ЭПС) – структура сетевого строения, которая находится в глубоких слоях цитоплазмы. Представляет собой систему мембран, формирующих цистерны и каналы, соединенных друг с другом.     Различают два вида ЭПС: шероховатая, содержащая на своей поверхности рибосомы, и гладкая, мембраны которой рибосом не несут.

       Функции: разделяет цитоплазму клетки на изолированные отсеки; осуществляет синтез и расщепление углеводов и липидов (гладкая ЭПС) и обеспечивает синтез белка (шероховатая ЭПС); накапливает в каналах и полостях, а затем транспортирует к органоидам клетки продукты биосинтеза.

        Комплекс Гольджи  представляет собой стопку уплощенных цистерн с расширенными краями, с которой связана система мелких одномембранных пузырьков. Каждая стопка обычно состоит из 4 – 6 цистерн. Число стопок Гольджи в клетке колеблется от одной до несколько сотен.

       Важнейшая функция комплекса Гольджи – выведение из клетки различных продуктов секреции (ферментов, гормонов); здесь происходит синтез полисахаридов и липидов; созревание белков; образование лизосом.

       Лизосомы – мелкие одномембранные органоиды клетки, представляющие собой пузырьки, содержащие до 60 гидролитических ферментов, активных в слабокислой среде. Образование лизосом происходит в аппарате Гольджи. Лизосомы присущи клеткам одноклеточных и многоклеточных организмов, а также клеткам растительных организмов.

       Главная функция лизосом – расщеплять поступающие в клетку питательные вещества. Иногда с участие лизосом происходит саморазрушение клетки. Этот процесс называется автолизом. Обычно это происходит при некоторых процессах дифференцировки (например, замена хрящевой ткани костной; исчезновение хвоста у головастика лягушек).

       2 группа: митохондрии, пластиды: хлоропласты

       Митохондрии – двухмембранные органоиды эукариотической клетки, обеспечивающие организм энергией. Количество митохондрий в клетке колеблется в широких пределах, от 1 до 100 тыс., и зависит от её метаболической активности. Число митохондрий может увеличиваться путём деления, так как эти органоиды имеют собственную ДНК. Наружная мембрана митохондрий гладкая, внутренняя мембрана образует многочисленные складки – кристы. Внутреннее пространство митохондрий заполнено матриксом. В матриксе много белков, ферментов, фосфолипидов, молекул ДНК, имеющих кольцевую структуру, немного рибосом.

       Функции митохондрий: участвуют в обмене веществ, так как содержат ферменты; участвуют в процессе дыхания, синтезе молекул АТФ; осуществляют синтез белка, так как имеют свою ДНК.

       Пластиды – органоиды, присущие только растительным клеткам. Различают три основных типа пластид:лейкопласты – бесцветные пластиды в клетках неокрашенных частей растений, хромопласты – окрашенные пластиды обычно желтого, красного и оранжевого цвета и зелёные пластиды – хлоропласты. Хлоропласты высших растений по форме напоминают двояковыпуклую линзу. Наружная мембрана гладкая, а внутренняя имеет складчатую структуру. Совокупность складчатых структур хлоропласта называют стромой. Складчатые структуры могут образовывать расширения, имеющие вид уплощенных круглых мешочков – тилакоидов. Тилакоиды располагаются стопками, один над другим, напоминая стопки монет. Эти стопки называют гранами. Пигмент хлорофилл располагается внутри мембран тилакоидов.

        Поскольку пластиды имеют общее происхождение, между ними возможны взаимопревращения. Наиболее часто происходит превращение лейкопластов в хлоропласты (позеленение клубней картофеля на свету), обратный процесс происходит в темноте. При пожелтении листьев и покраснении плодов хлоропласты превращаются в хромопласты.

       Основная функция хлоропластов – фотосинтез, т.е. в хлоропластах на свету осуществляется синтез органических веществ из неорганических за счет преобразования солнечной энергии в энергию молекул АТФ. Пластиды способны к автономному делению, как и митохондрии.

       3 группа: вакуоли, рибосомы, клеточный центр.

        Рибосомы – немембранные округлые органоиды, встречающиеся в клетках всех организмов, состоящие из двух субъединиц неравного размера – большой и малой. В состав рибосом входят белки и рибосомная РНК (р-РНК). Молекулы р-РНК составляют 50 – 63% массы рибосомы и образуют её структурный каркас. Рибосомы могут свободно располагаться в цитоплазме, в матриксе хлоропластов и митохондрий, на каналах шероховатой ЭПС, или объединяться в и-РНК по 5 – 70 штук. В последнем случае их называют полирибосомами. Субъединицы рибосомы эукариот образуются в ядрышке. Объединение субъединиц в целую рибосому, происходит в цитоплазме во время биосинтеза белка.

       Функция рибосом – синтез белка.

       Вакуоли — одномембранные органоиды, представляют собой «емкости», заполненные водными растворами органических и неорганических веществ. В образовании вакуолей принимают участие ЭПС и аппарат Гольджи. Молодые растительные клетки содержат много мелких вакуолей, которые затем по мере роста и дифференцировки клетки сливаются друг с другом и образуют одну большую центральную вакуоль. Центральная вакуоль может занимать до 95% объема зрелой клетки, ядро и органоиды оттесняются при этом к клеточной оболочке. Жидкость, заполняющая растительную вакуоль, называется клеточным соком. В состав клеточного сока входят водорастворимые органические и неорганические соли, моносахариды, дисахариды, аминокислоты, конечные или токсические продукты обмена веществ, некоторые пигменты.

               Функции вакуоли: 

1) накопление и хранение воды,

2) регуляция водно-солевого обмена,

3) поддержание тургорного давления,

4) накопление водорастворимых метаболитов, запасных питательных веществ,

5) окрашивание цветов и плодов и привлечение тем самым опылителей и распространителей семян,

6) см. функции лизосом.

       Клеточный центр - микроскопическая органелла немембранного строения. Состоит из двух центриолей. Каждая имеет цилиндрическую форму. Принимает участие в делении клеток животных и низших растений. В начале деления (в профазе) центриоли расходятся к разным полюсам клетки. От центриолей к центромерам хромосом отходят нити веретена деления. В анафазе эти нити притягивают хроматиды к полюсам. После окончания деления центриоли остаются в дочерних клетках, удваиваются и образуют клеточный центр

        Вывод. 

        Клетка - элементарная единица жизни, основа строения, жизнедеятельности, размножения и индивидуального развития всех организмов. Вне клетки нет жизни (исключение - вирусы).

       Большинство клеток устроено одинаково: покрыто наружной оболочкой - клеточной мембраной и наполнено жидкостью - цитоплазмой. Цитоплазма содержит многообразные структуры – органоиды (ядро, митохондрии, лизосомы и т.д.), которые осуществляют разнообразные процессы.

       Клетка происходит только от клетки.

       Каждая клетка выполняет собственную функцию и взаимодействует с другими клетками, обеспечивая жизнедеятельность организма.

       В клетке нет каких-нибудь особенных элементов, характерных только для живой природы. Это указывает на связь и единство живой и неживой природы.

  4. Закрепление изученного материала.

        Тест.

Какие органоиды обеспечивают биосинтез белков?

Какие органоиды отвечают за обеспечение клеткой энергией?

Какие органоиды отвечают за расщепление органических веществ?

Какие органоиды получили название «экспортная система клетки»?

Какие органоиды есть только у растительной клетки?

Органоид, отвечающий за хранение и передачу наследственной информации?

Что такое фагоцитоз?

Что такое пиноцитоз?

Ответы.

Рибосомы.

Митохондрии.

Лизосомы.

Комплекс Гольджи.

Пластиды.

Ядро.

Захват плазматической мембраной твердых частиц.

Захват плазматической мембраной капель жидкости.

5. Домашнее задание.

§ 8 – 10,  заполнить таблицу «Строение и функции органоидов клетки».

6. Заключительный момент: выставление оценок, итоги урока