Обобщающий урок по теме: "Цитология"

Обобщающий урок - игра по теме: «Цитология» в форме игры

Учитель биологии Марченко Наталья Ивановна МКОУ СОШ с.п.Герменчик,

Урванского района Кабардино-Балкарии.

Цель урока: обобщить знания о клеточном уровне жизни, знакомство с основными этапами развития цитологии, расширить знания по данной теме.

Оборудование: таблицы по теме «Основы цитологии», конверты с вопросами, портреты ученых, презентации

В классе формируем три команды по 6 человек, три человека – статисты, два ученика эксперты, остальные болельщики.

Командам к игре нужно приготовить небольшие сообщения по теме: «Из истории цитологии», «Современные достижения в области цитологии», «На научной волне» - сообщения.

Ход урока:

Учитель: Сегодня мы проводим обобщающий урок по теме «Цитология», возьмите в качестве напутствия девиз: «Представим, найдем, сделаем вывод» и этот девиз поможет вам найти правильный ответ на вопрос. И так в путь.

Конверт 1: Вместе с пищей растительного и животного происхождения в организм человека поступают нуклеиновые кислоты. Могут ли нуклеотиды нуклеиновых кислот растительного и животного происхождения, которые поступают с пищей, использоваться организмами без химического расщепления или необходимо предварительное их расщепление на составные компоненты?

(Могут, об этом свидетельствуют лекарственные препараты с содержанием ДНК, РНК)

Конверт 2: Блиц - турнир (команда отвечает на три вопроса – 20сек. на каждый вопрос)

1.     Какие носильщики работают в клетке, что и куда загружают? (т - РНК переносят аминокислоты к месту синтеза белка).

2.     Где и с помощью чего ведется перевод текстов ДНК на белковый язык?

(В ядре клетки и-РНК переносят аминокислоты к месту синтеза белка)

3.     Почему очень длинная нуклеотидная запись дает в результате сравнительно короткие белковые цепи? (Триплет кодирует одну аминокислоту, белок сворачивается во вторичную, третичную и четвертичную структуры).

Конверт 3: Машина времени собрала за одним столом: Роберта Гука, Антона Ван Левенгука, Теодора Шванна, Уотсона и Крика. Изобразите, в ролях, какие они могли высказать мысли на современном этапе жизни. (Все команды в течении минуты обсуждают вопрос и представляют инсценированный ответ).

Конверт 4: Кого из русских ученых называли «Солнцепоклонником» и почему? (К. А. Тимирязева, он изучал фотосинтез).

Музыкальная пауза.

Конверт 5: Блиц – турнир:

1.Какие органоиды можно уподобить сборочному цеху? (Рибосомы);

2.Какой органоид играет роль «силовой станции»? (митохондрии[A1] );

3.Внутри какого органоида находятся ферменты, способные расщепить белки, жиры и углеводы? (ферменты содержатся в лизосомах).

Конверт 6: Уважаемые участники. Вирусы – это неклеточные формы жизни; имеют настолько простое строение, что их нередко вообще не считают живыми организмами.

 Каждая вирусная частица состоит из одной молекулы генетического материала (ДНК или РНК), которая окружена, состоящей, главным образом из белка. Все вирусы условно делят на простые и сложные. Простые вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки – капсида. Сложные – помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты, могут содержать липопротеиновую мембрану, углеводы и неструктурные белки – ферменты.

Вирусы являются возбудителями многих болезней человека, животных (грипп, полиомелит) и растений (мозаичная болезнь табака, гороха).

Вопросы: 1.Кем и когда открыты вирусы?

                 2. На каком этапе появились вирусы? Укажи последовательность:

эукариоты, доклеточные структуры, вирусы, прокариоты.   

               3.Почему наличие нуклеиновой кислоты не обеспечивает размножение вирусов?

(1.Вирусы открыты Д.И. Ивановским в 1892г.;

2. Вирусы могут размножаться только в живых клетках, поэтому они должны были появиться в процессе эволюции после возникновения клетки: доклеточные структуры, прокариоты, эукариоты, вирусы.

3. Сама по себе нуклеиновая кислота не обеспечивает самостоятельного размножения вирусов. Оно возможно лишь при наличии ферментативных систем соответствующих структур клетки хозяина).

Конверт 7. Почему клетку называют саморегулирующейся, самовоспроизводящейся и открытой системой?

(В клетке протекают все реакции обмена веществ, потому она саморегулирующаяся; размножение происходит путем деления клетки-самовоспроизводящаяся; открытая – через поры мембраны поступают и удаляются вещества).

Конверт 8: Представьте, вы находитесь внутри клетки, увеличенной электронным микроскопом в миллион раз. Что вас окружает?

(Ответ свободный, это ваша фантазия).

Конверт 9: Чем определяется многообразие белков и их специфичность?

(Многообразие белков определяется различным составом аминокислот по их порядку следования в цепи. Специфичность зависит от выполняемых функций).

Конверт 10: Блиц – турнир:

1.     В каком органоиде клетки происходит процесс фотосинтеза?

(Фотосинтез происходит в хлоропластах);

2.     В каком органоиде накапливаются продукты синтетической деятельности, которые затем поступают в цитоплазму?

(Ферменты накапливаются в комплексе Гольджи);

3.     Как называется процесс поглощения мелких капель жидкости клетками? (Поглощение мелких капель жидкости – пиноцитоз).

Конверт 11: Паразитические организмы, обитающие во внутренних органах позвоночных, в своем организме накапливают питательные вещества в виде гликогена, а не более энергоёмких жиров.  Чем это обусловлено?

(Паразиты внутренних органов позвоночных, например печеночный сосальщик, бычий цепень – живут в условиях дефицита кислорода и запасают в своем организме преимущественно гликоген, а не жиры, хотя при расщеплении жиров энергии образуется в два раза больше энергии углеводов. Это происходит потому, что для паразитов в этих условия основным источником энергии является бескислородное расщепление глюкозы – гликолиз).

На научной волне – дополнительный материал:

Наука развивается от простого к сложному. Сначала было найдено атомное строение простейших кристаллов – каменной соли, железа, алмаза, в элементарной ячейке трехмерной повторяемости которых встречалось, всего лишь несколько атомов.

Потом кристаллографы научились определять более сложные структуры минералов и кристаллов органических веществ. В 1935 г. знаменитый английский физик и философ Джон Бернал понял, что ключом к определению белковых молекул может служить кристаллическая структура – для этого нужно получить кристалл, построенный из белковых молекул. И методом рентгенографии можно определить его атомное строение и строение белковых молекул.

Но от получения первых рентгенограмм до первых реальных определений структуры белковых кристаллов прошло 25 лет – в начале 60-х годов английские ученые Кендрью и Перутц сделали первые расшифровки белков миоглобина и гемоглобина. Кристаллы белков очень сложны и расшифровка их дело трудное. Развитие биохимической техники, автоматизация эксперимента и расчетов – все это ускорило расшифровку белков. В настоящее время в мире известно более 200 белковых структур. Все они построены из 20 главных аминокислот.

Причина многих болезней неправильное сворачивание белка.

Несколько десятилетий назад было обнаружено, что белки в растворе имеют неприятную тенденцию образовывать нерастворимые агрегаты. Эти агрегаты исследователи воспринимали, как отбросы, грязь, от которой каждый хотел бы избавиться. Но теперь оказалось, что изучение этих отбросов может оказаться весьма полезным.

В последние годы стало понятно, что агрегация белков в пробирке очень похожа на образование амилоидных отложений в тканях. Эти отложения являются признаками дюжины различных заболеваний, из которых самое известное – болезнь Альцгеймера, сопровождается общим расстройством памяти в пожилом возрасте.

Общеизвестно, что белок представляет длинную цепь аминокислот – полипептидную цепь. У нормальных активных белков она не линейна, а свернута в специфическую трехмерную структуру. Процесс сворачивания полипептидной цепи называют – фолдингом – складывание, сворачивание. Исследования показали что агрегация белков пробирке. Так и образование амилоидных отложений происходит при дефектах фолдинга: не полностью свернутые молекулы сцепляются друг с другом и образуют нерастворимые волокнистые агрегаты.

Аминокислоты стимулируют иммунитет.

В последнее время ученые всё глубже проникают в устройство защитных сил организма, в его иммунную систему. Очень интересен вопрос о том, как возбуждается активность иммунитета, что именно заставляет организм при появлении «Чужака» вырабатывать антитела. Известно, что таким действием обладает ряд пептидов – природных белков. Но ведь пептиды, как и всякие белки, состоят из аминокислот и сами по себе обладают способностью стимулировать иммунитет?

Ученые Петербургского Института Экспериментальной Медицины провели специальное исследование. Подопытным животным вводили различные аминокислоты и затем определяли какие из них ускоряют преобразование клеток костного мозга в Т-лимфоциты и какие увеличивают выработку антител в ответ на появление чужака. Выяснилось, что из 20 аминокислот, 9 обладают способностью ускорять производство Т-лимфоцитов. Они же усиливают иммунный ответ – выработку антител. Своеобразным лидером оказалась аспарагиновая аминокислота.

Ученые проанализировали первичные структуры многих биологически активных пептидов и обнаружили, что стимулирующие иммунитет аминокислоты присутствуют преимущественно иммунноактивных пептидах тимуса, высоко их содержание в головном мозге.

Результаты этих опытов имеют важное значение для понимания механизмов иммунитета и регуляции гомеостаза организма в целом, а также могут  быть использованы и в медицинской практике.

Знаменательные даты в развитии цитологии

1600г. – изготовлен первый микроскоп (Г.Галилей)

1665г. – обнаружена клеточная структура пробки (Р. Гук)

1831г. – открыто клеточное ядро (Р. Броун)

1839г. – сформулирована клеточная теория (Т. Шванн)

1862г. – показано фотосинтетическое происхождение крахмала (Ю. Сакс)

1871г. – открыты нуклеиновые кислоты (Ф. Мишер)

1892г. – открыты вирусы (Д. Ивановский)

1903г. – привлечено внимание к роли зеленых растений в космическом круговороте энергии и веществ (К.А. Тимирязев)

1953г. – сформулированы представления о структуре ДНК (Д. Уотсон и Ф. Крик)

Микрофиламены

Сделать шаг, второй и третий, любой взмах рукой и поворот головы, многое другое мы можем сделать благодаря существованию белка – актина, из которого состоят микрофиламенты.

У микрофиламентов и микротрубочек много общего. И актин и тубулин – глобулярные белки. Оба объединяются в длинные фибллярные структуры, что сопровождается гидролизом трифосфатов (АТФ и ГТФ). И микротрубочки и микрофиламенты – полярные структуры, что обеспечивается определенной ориентацией их ассиметричных субъединиц. Эти полимеры быстрее растут с одного конца быстрее, чем с другого и прикрепляется к определенным клеточным структурам всегда концами одного типа. Оба фибриллярных белка в клетке могут быть лабильны т.е. быстро собираться и разбираться, обеспечивая образование и разрушение каких- то временных структур или их передвижение. Например, одноклеточные –солнечники – дрейфуют в воде. Выставив в разные стороны много лучей, в середине которых находятся сотни параллельно упакованных микротрубочек. Как только к лучу прилипнет что –то съедобное, микротрубочки внутри быстро распадаются, лучи вытягиваются и солнечник может подкрепиться. Лучи же образуются вновь.

Ну а слияние половых клеток голотурии происходит благодаря тому, что спермий выбрасывается в сторону яйцеклетки отросток, который удлиняется благодаря быстрой полимеризации актиновых волокон.

Антибиотики

Лечебное действие ряда антибиотиков (антибиологических агентов) основано на подавлении синтеза белка у возбудителя болезни. Поскольку рибосомы бактерий несколько отличаются от рибосом эукариотических клеток, некоторые антибиотики синтез белка только у бактерий, не нарушая организма – хозяина. Есть такие антибиотики, которые подавляют синтез белка во всех клетках; их применение при бактериальных и грибковых заболеваний основано на том, что у этих паразитов синтез белка протекает быстрее, нежели у хозяев.

Тетрациклиновый ряд препаратов препятствует связыванию транспортных РНК с рибосомами.

Пуромицин связывается с рибосомой и присоединяется к растущей полипептидной цепи;  а так как пуромицин не может перемещаться на рибосоме, то дальнейший синтез белка в его присутствии приостанавливается.

Циклогексимид, блокирующий синтез белка только на рибосомах на бактериальных клетках, применяется при грибковых заболеваниях.

Подведение итогов, оценивание ответов.

Использованная литература: Газета «Первое сентября», «Биология»;

Энциклопедия «Проверь свои знания»;

Шерстнев М.П., Комаров О.К. «Химия и биология нуклеиновых кислот»;

Г.Билич, Назаров Л.В. «Цитология»

---

 [A1]