Логотип Инфоурока

Получите 30₽ за публикацию своей разработки в библиотеке «Инфоурок»

Добавить материал

и получить бесплатное свидетельство о размещении материала на сайте infourok.ru

Чёрная пятница

-75%

На все курсы повышения квалификации и профессиональной переподготовки

Инфоурок Биология Другие методич. материалыЛекция по биологии на тему "Физиология растительной клетки. Свойства живых организмов" (6 класс)

Лекция по биологии на тему "Физиология растительной клетки. Свойства живых организмов" (6 класс)

Скачать материал
библиотека
материалов

Лекция на тему «Физиология растительной клетки. Свойства живых организмов»


Цели лекции:

Главная дидактическая цель – освоение понятия «жизнь» в современной его трактовке.

Операциональные цели:

  1. Выявить отличительные признаки живой и неживой материи.

  2. Рассмотреть уровни организации, или иерархии живой материи (живых организмов).

  3. Определить химический состав клетки как основной структурно-функциональной единицы всех живых организмов.


Входные требования

Для того, чтобы изучить данный материал, студенты должны знать:

  1. Историю открытия понятия «клетка» (1665 г, Роберт Гук)

  2. Историю открытия одноклеточных организмов (70-е годы XVII века, Антуан Левенгук).

  3. Основные положения клеточной теории Шванна и Шлейдена.


Рекомендуемые основные и дополнительные информационные ресурсы

Основные источники:

  1. Патрушев Л.И. Экспрессия генов. М.: Наука, 2000

  2. Родионова А.С. и др. Ботаника. М.: ACADEMA, 2006

  3. Родман Л.С. Ботаника. М.: «Колос», 2001

  4. Тарчевский И.А. Сигнальные системы клеток растений. М.: Наука, 2002

  5. Физиология растений: учебное пособие. Владивосток: Издательство ДВГУ, 2004

Дополнительные источники:

  1. Мэтьюз Р. Вирусы растений. М.: Мир, 1974

  2. Нобел П. Физиология растений клетки (физико-химический подход). М.: Мир, 1973

  3. Олфри В., Мирский А. Как клетки создают молекулы. Живая клетка. М.: Мир, 1966

  4. Полевой В.В. Физиология растений. М.: Высшая школа, 1989


Содержание лекции

  • Жизнь: определение понятия.

  • Основные признаки живого.

  • Уровни организации живой материи.

  • Химический состав клетки.


Информационный материал

Парадоксально, что биологическая наука до сих пор так и не смогла дать вполне исчерпывающего определение предмету своего изучения — понятию "жизнь". Несмотря на бесчисленное множество попыток, за многие века человек так и не смог четко сформулировать, что такое живой организм и чем он принципиально, по сути своей, отличается от неживого.

По современным представлениям жизнь – это процесс существования сложных биологических систем, состоящих из крупных органических молекул и способных самовоспроизводиться и поддерживать свое существование в результате обмена энергией и веществом с окружающей средой.

Мы можем лишь перечислить ряд основных свойств, которыми обладают известные нам живые организмы:

1. Определенный химический состав. В состав живых организмов входят те же химические элементы, которые свойственны и неживой природе, однако главным образом они построены из так называемых биогенных элементов: Н, С, О, N, Р и S. Они являются главными составляющими четырех основных групп органических веществ: нуклеиновых кислот, белков, углеводов и липидов (или жиров).

2. Клеточное строение. Все живые организмы имеют определенную организацию, структурной и функциональной единицей которой для всех организмов (кроме вирусов) является клетка. Живая клетка способна поддерживать себя в стационаром динамическом состоянии.

3. Обмен веществ (метаболизм) и энергозависимость.

Метаболизм (от греч. metabole - перемена) – совокупность всех химических реакций, протекающих в живом организме. Выделяют две составные части метаболизма – катаболизм и анаболизм.

Катаболизм – реакции, приводящие к образованию простых соединений из более сложных, например, гидролиз полимеров до мономеров с последующим расщеплением мономеров до низкомолекулярных соединений CO2, H2O, NH3. Протекает с высвобождением энергии.

Анаболизм – синтез сложных веществ из более простых, например, фиксация азота, биосинтез белка, образование углеводов из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза. Требует затрат энергии.

Организмы представляют собой открытые системы, являющиеся устойчивыми лишь при условии непрерывного поступления к ним веществ и энергии извне. При этом живая система постоянно находится в состоянии динамического равновесия.

4. Гомеостаз (Саморегуляция). Живые организмы обладают способностью поддерживать динамическое постоянство своего химического состава, внутренней среды и интенсивности обменных процессов, т.е. гомеостаз (от греч. homoios – одинаковый + stasis – состояние). Термин был введен в 1929 году американским ученым Кенноном. Понятие «гомеостаз» может применяться не только по отношению к отдельным организмам, но и к более высоким уровням организации живой материи, например, сообществам, и характеризует способность биологической системы сохранять основные параметры в определенных пределах на неизменном уровне.

Локальное разрушение плазматической мембраны служит сигналом, запускающим процесс синтеза строительного материала — структурных белков и липидов; с восстановлением структуры мембраны интенсивный синтез этих веществ прекращается.

Повышение концентрации глюкозы в крови приводит к усилению выработки гормона поджелудочной железы — инсулина, уменьшающего содержание этого сахара. По мере снижения уровня глюкозы в крови выделение инсулина замедляется.

Таким образом, многочисленные биохимические реакции осуществляются по принципу авторегуляции: недостаток поступления каких-либо питательных веществ мобилизует внутренние ресурсы клетки и организма, а избыток вызывает запасание этих веществ.

5. Раздражимость и психические функции. Раздражимость – это способность организма отвечать на изменения внешней и внутренней среды специфическими реакциями.

Например, кровеносные сосуды кожи млекопитающих при повышении температуры тела расширяются, рассеивая избыточное тепло и тем самым снова восстанавливая определенную температуру тела. Проявлением раздражимости у растений является движение органелл клетки, отдельных тканей и органов, а также всего организма.

У животных двигательные реакции осуществляются нервными и мышечными тканями, поэтому у них особого развития достигают системы приема и анализа информации (органы чувств). Растения отвечают на раздражение в основном изменением скорости или направления роста, движением цитоплазмы в клетке и др. Психические функции появляются лишь на высших ступенях развития.

6. Наследственность. Наследственность – это способность живых организмов передавать признаки и свойства, а также особенности развития из поколения в поколение в неизменном виде с помощью носителей информации – молекул ДНК и РНК.

7. Изменчивость. Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки и свойства под воздействием факторов внутренней и внешней среды. Изменчивость является причиной многообразия живых организмов.

8. Размножение и репродукция. Размножение – способность живых организмов воспроизводить себе подобных. Обеспечивает непрерывность и преемственность жизни.

Размножение поддерживает длительное существование вида, обеспечивает преемственность между родителями и их потомками. Это означает, что существуют механизмы передачи информации о признаках, свойствах и функциях организмов из поколения в поколение. В основе самовоспроизведения лежит способность молекул ДНК — носителей наследственной информации — перед делением клетки к самоудвоению. В результате дочерние клетки получают точную копию материнской ДНК, а вместе с ней ту же наследственную информацию, заложенную в последовательности нуклеотидов ДНК, называемой генетическим кодом.

9. Индивидуальное развитие (онтогенез) – от греч. ontos – сущее + genesis – рождение; процесс от момента образования зиготы (половое размножение) или отделения от материнского организма (бесполое) до смерти и сопровождающийся рядом изменений на отдельных уровнях организации. Этот процесс связан с ростом организма, дифференцировкой и специализацией его отдельных элементов. Филогенез, или эволюция органического мира, — это необратимое и направленное развитие живой природы, сопровождающееся образованием новых видов. Результатом эволюции является все многообразие живых организмов на Земле.

10. Эволюционное развитие (филогенез) – от греч. phylon – род, племя + genesis – происхождение; процесс исторического развития живой материи от момента зарождения жизни до наших дней.

История развития жизни на Земле составляет около 4,5 млрд. лет.

11. Целостность и дискретность. Это одно из самых важных свойств живой материи. С одной стороны, живая материя целостна, определенным образом организована, подчиняется ряду только для нее характерных законов. С другой стороны, она дискретна, так как любая биологическая система состоит из обособленных, хотя и тесно взаимосвязанных элементов.

12. Живые системы обладают отрицательной энтропией и в процессе развития способны создавать и накапливать информацию. Единица информации – ген.

Помимо названных иногда выделяют и чисто физиологические свойства, присущие живому, такие как подвижность, рост, выделение и т.д.


Уровни организации живой материи

  1. Молекулярный уровень (исследуется роль биологически важных химических соединений: белков, НК, липидов, полисахаридов и т.д. в росте и развитии организмов, хранении и передаче наследственной информации, обмене веществ и превращении энергии в живых клетках).

  2. Клеточный уровень (изучается структурная организация клетки, это позволяет установить биохимические и структурно-функциональные связи между клетками в различных тканях и органах).

  3. Тканевый и органный уровни (позволяют изучить строение, функции, механизм действия, происхождение, эволюцию и индивидуальное развитие тканей и органов растений и животных).

  4. Организменный уровень (изучаются процессы, происходящие в организме, механизмы согласованного функционирования его органов в процессе жизнедеятельности, приспособительные изменения и поведение организмов в различных экологических условиях).

  5. Популяционно-видовой уровень (изучение состава и динамики популяции, т. е. совокупности особей одного вида, имеющих общий генофонд и населяющих определенное пространство с относительно однородными условиями обитания)

  6. Биосферный уровень (изучаются взаимоотношения организма и среды, миграция живого вещества, закономерности протекания энергетических круговоротов и другие процессы, происходящие в экосистемах).


Химический состав клетки

В клетках обнаружено около 70 элементов ПСЭ Менделеева, но лишь 24 из них встречаются в живых организмах.

I. Важнейшие химические элементы клетки

II. Неорганические соединения в клетке

2) растворитель (за счет образования водородных связей);

3) участвует во всех хим. р-циях в кл-ке;

4) определяет физические св-ва кл-ки (теплоемкость – увеличение тепловой энергии вызывает небольшое ↑t воды, теплопроводность – равномерное распределение тепла в организме;

поверхностное натяжение – для передвижения р-ров по тканям, важно при адсорбции, растворение газов – О2, СО2, поддержание осмоса в клетке – диффузия воды ч\з мембрану).

Мин. соли

1,0-1,5

Поддерживают постоянство рН, обеспечивают нормальное функционирование кл-ки

III. Органические соединения в клетке

1. Белки - биополимеры аминокислот. Существует 20 незаменимых аминокислот, входящих в белки (аланин, метионин, валин, пролин, лейцин, изолейцин, триптофан, фенилаланин, аспарагин, глутамин, серин, глицин, тирозин, треонин, цистеин, аргинин, гистидин, лизин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты).

Структура белков

  1. Первичная (последовательность АК в полипептидной цепи)

  2. Вторичная (регулярная укладка полипептидной цепи, удерживаемая водородными связями; представлена α – спиралями и β - структурами)

  3. Третичная (укладка полипептидной цепи в клубок, удерживаемая гидрофобными связями)

  4. Четвертичная (сборка нескольких полипептидных цепей: субъединиц в молекулу белка)

Функции белков

Все реакции в клетке очень эффективно катали-

зируются белковыми катализаторами (ферментами)

3.

Сигнальная

Мембранные белки воспринимают внешние воз-

действия и передают сигнал о них внутрь клетки

4.

Энергетическая

Могут распадаться с высвобождением энергии

5.

Защитная

Антитела (важнейшие молекулы иммунной

системы) представляют собой белки

6.

Двигательная

Сократительные волокна состоят из белков

7.

Транспортная

Существуют специальные белки-переносчики для разных веществ



2. Углеводы – циклические молекулы, состоящие из одной или нескольких молекул простых сахаров. Общая формула: Сn(H2O)m.

Углеводы подразделяются на 3 класса:

  1. Моносахариды (состоят из одного цикла, например, глюкоза)

  2. Дисахариды (состоят из двух циклов: сахароза)

  3. Полисахариды (состоят из многих циклов: крахмал, целлюлоза)

Функции углеводов

Некоторые полисахариды – источники глюкозы (крахмал)

3.

Опорно-строительная

Целлюлоза образует клеточную стенку растений, из хитина построен панцирь насекомых


3. Липиды – соединения из 2-3 молекул жирных кислот и молекулы спирта.

ЖК: пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, линоленовая.

Спирты: глицерин, сфингозин, этиленгликоль.

Функции липидов

3.

Энергетическая

Расщепление липидов дает вдвое больше энергии, чем расщепление углеводов

4.

Запасающая

Жиры – энергетические запасы организма

5.

Защитная

Жиры – термоизоляторы, жироподобные в-ва покрывают эпидермис растений и шерсть животных

6.

Участие в метаболизме

Н-р, производное холестерола, витамин D участвует в обмене кальция и фосфора


4. Нуклеиновые кислоты – полимеры, состоящие из остатков нуклеотидов – молекул, состоящих из азотистого основания, моносахарида и остатка фосфорной кислоты.

Функции НК:

Хранение, реализация и передача генетической информации в процессе репликации, транскрипции, трансляции.

ХАРАКТЕРИСТИКА ДНК И РНК

5. АТФ (аденозинтрифосфат) – универсальный аккумулятор энергии в клетке. Все биохимические р-ции в клетке требуют затрат АТФ. Синтез АТФ осуществляется в митохондриях и хлоропластах (гидролитическое расщепление АТФ с выходом Е).

У человека молекула АТФ расщепляется и вновь восстанавливается 2400 раз в сутки, средняя продолжительность ее жизни менее 1 минуты → АТФ чрезвычайно быстро обновляется.


Вопросы для самоконтроля

  1. Объясните сущность понятия «жизнь».

  2. Какие основные признаки живого Вы знаете?

  3. Проиллюстрируйте с помощью схемы уровни организации живой материи.

  4. Какие химические элементы в составе клетки Вы знаете?

  5. Какие Вам известны неорганические и органические соединения в клетке? Каковы их функции? Установите соподчиненность этих понятий.


  • Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
    Пожаловаться на материал
Скачать материал
Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Общая информация
Учебник: «Биология. Живой организм», Сивоглазов В.И.
Тема: 1. Чем живое отличается от неживого

Номер материала: ДБ-020378

Скачать материал

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Организация и руководство учебно-исследовательскими проектами учащихся по предмету «Биология» в рамках реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «ФГОС общего образования: формирование универсальных учебных действий на уроке биологии»
Курс профессиональной переподготовки «Биология: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности»
Курс повышения квалификации «Методические аспекты реализации элективного курса «Антропология и этнопсихология» в условиях реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «Государственная итоговая аттестация как средство проверки и оценки компетенций учащихся по биологии»
Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»
Курс повышения квалификации «Основы биоэтических знаний и их место в структуре компетенций ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Анатомия и физиология: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Гендерные особенности воспитания мальчиков и девочек в рамках образовательных организаций и семейного воспитания»
Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс профессиональной переподготовки «Организация производственно-технологической деятельности в области декоративного садоводства»
Курс повышения квалификации «Составление и использование педагогических тестов при обучении биологии»
Курс профессиональной переподготовки «Организация и выполнение работ по производству продукции растениеводства»

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.