Рабочая программа элективного курса "Основы цитологии и гистологии" (10 класс)

Программа элективного курса «Основы цитологии и гистологии»

Программу разработала:

учитель биологии МБОУСОШ №12 г.Североморска,

Е.Н. Гуликова

Североморск

2015

Программа элективного курса

«Основы цитологии и гистологии»

Пояснительная записка

Цитология  и гистология – науки, которые являются базовыми составляющими современной молекулярной биологии. Элективный курс «Основы цитологии и гистологии» позволяет расширить и систематизировать знания учащихся о структуре и функциях клетки, клеточных органоидах; познакомить с современными достижениями  и перспективными направлениями развития данных наук; изучить особенности тканей живых организмов; познакомиться с историей развития цитологии и гистологии; закрепить навыки работы с микроскопом; изучить основные процессы жизнедеятельности клеток.

Курс предназначен для учащихся химико-биологического профиля. Изучение данного курса помогает учащимся в дальнейшем профессиональном самоопределении. Программой предусмотрено изучение теоретических вопросов, проведение семинаров и лабораторных работ.

Цель курса:

· Формирование у учащихся научного понимания особенностей структурной

организации клеток и тканей живых организмов

· Углубление и расширение знаний об общих принципах строения клетки

Задачи курса:

· Познакомить учащихся с историей развития цитологии и гистологии

· Расширить знания о функционировании живых организмов

· Дать представление о значении цитологии и гистологии в настоящее время

· Познакомить учащихся со строением и функциями клеточных органоидов

· Изучить особенности строения и функционирования тканей живых организмов

· Закрепить навыки работы с микроскопом;

· Подготовить учащихся к успешной сдаче государственной итоговой аттестации по биологии.

Курс рассчитан на 35 учебных занятий в 10 классах средней школы.

Учебно-тематический план

№ п.п.	Содержание	Всего часов	Лекции	Семинары	Лабораторные работы
11.	Основы цитологии	22	21	1	3
22.	Основы гистологии	13	10	3	1
33.	Итого	35	35	4	4

Содержание изучаемого курса

Общее количество часов – 35

1.              Основы цитологии

1.Цитология- наука о клетке. Значение данной науки в настоящее время. История изучения цитологии.

2. Клеточная теория. Положения современной клеточной теории. Заслуги учёных-цитологов в биологии.

3. Микроскоп. История открытия микроскопа. Отработка навыков работы с микроскопом.

4. Мембрана клетки. Жидкостно-кристаллическая модель  клеточной мембраны.

5.Цитопалазма и её органоиды. Особенности строения клеток эукариот.

6. Особенности строения прокариотической клетки.

7.Мембранные и немембранные органоиды клетки. Эндоплазматическая сеть, аппарат  Гольджи, Митохондрии.

8. Пластиды.  Клеточное строение растительной клетки. Лабораторная работа «Изучение строения клеток растений».

9. Изучение строения грибной клетки. Лабораторная работа «Изучение строения плесневых грибов».

10.Лизосомы, рибосомы, клеточный центр, включения.

11.Строение и функционирование ядра клетки. Хроматин. Ядрышко.

12.Структура и особенности хромосом. Лабораторная работа «Изучение строения клеток животных»

13.Основные процессы, протекающие в клетке. Клеточные мутации.

14.Регенерация и старение клеток.

15.Обмен  веществ и энергии в клетке. Типы обмена веществ в клетке. Гетеротрофы, автотрофы, миксотрофы.

16. Обмен веществ в клетках растений. Фотосинтез. Космическая роль растений. Заслуги К. Тимирязева в биологии.

17.Обмен веществ и животных. Биосинтез белка.

18. Биосинтез белка. Решение задач по молекулярной биологии.

19. Обмен веществ у бактерий. Особенности протекания процесса хемосинтеза.

20. Эволюция клеток. Теория симбиогенеза.

21.Семинар «Жизненный цикл клетки. Репродукция клеток»

22.Стволовые клетки. Теория стволовых клеток. Основные клеточные болезни.

2.Основы гистологии

1.Гистология- наука о тканях. История изучения гистологии. Теория «эволюционной динамики тканевых систем» академика  А.А. Заварзина. Классификация тканей.

2. Основные типы тканей растений.

3. Основные типы тканей животных и человека. Эпителиальные ткани.

4.Мышечные ткани. Молекулярные механизмы мышечного сокращения.

5.Соединительная ткань. Лабораторная работа «Изучение клеток крови»

6. Виды соединительной ткани.

7.Иммунитет. Клеточный иммунитет. Функционирование иммунной системы человека.

8. СПИД. История возникновения данного заболевания. Меры профилактики данного заболеввания.

9.Семинар «Основные заболевания нервной системы»

10.Нервные ткани. Рефлекс- основа высшей нервной деятельности. Классификация рефлексов. Рефлекторная дуга.

11. Синапсы. Типы синапсов. Передача нервного импульса.

12. Семинар «Интересные факты и новые открытия знаний по теме «Нервная система живых организмов»».

13. Разбор заданий ЕГЭ по биологии: блоки «Гистология», «Цитология».

Формы контроля

Контроль полученных знаний по проведённым занятиям элективного курса проводится в виде следующих форм:

· опрос

· решение тестовых заданий ЕГЭ по биологии

· выполнение лабораторных работ по пройденной теме курса

· подготовка сообщений к семинару

Тематика рефератов, исследовательских работ, творческих работ, проектов

· Геном человека

· Нарушение протекания процесса биосинтеза белка

· Молекулярные механизмы мышечных сокращений

· Роль ионных каналов и ионных насосов в создании мембранного потенциала

· Конструирование модели биологической мембраны клетки

· Надмембранный комплекс, его состав и значение в жизни организма

· Понятие о стволовых клетках

· Рак- неконтролируемое деление клеток

· Проблема старения и регенерации клеток

· Клеточный иммунитет

· Основные задачи современной цитологии и гистологии

Разработка занятия

Тема занятия – «Особенности строения прокариотической клетки»

Цель- выявить отличительные особенности строения прокариотической клетки от эукариотической клетки.

Методическое обеспечение занятия: таблицы «Строение прокариотической клетки», видеоиллюстрации «Органоиды клетки», видеофрагмент «История изучения прокариот»

Ход занятия

1.История изучения прокариот

 Просмотр видеофграгмента.

 Внимательно рассмотрите рисунок «Строение прокариотической клетки». Вспомните, какие органоиды входят в состав эукариотической клетки. Найдите черты сходства и различия данных клеток.

2. Клетка бактерий одета плотной оболочкой. Этот поверхностный слой, расположенный снаружи от цитоплазматической мембраны, называют клеточной стенкой. Стенка выполняет защитную и опорную функции, а также придает клетке постоянную, характерную для нее форму (например, форму палочки или кокка) и представляет собой наружный скелет клетки. Эта плотная оболочка роднит бактерии с растительными клетками, что отличает их от животных клеток, имеющих мягкие оболочки. Внутри бактериальной клетки осмотическое давление в несколько раз, а иногда и в десятки раз выше, чем во внешней среде. Поэтому клетка быстро разорвалась бы, если бы она не была защищена такой плотной, жесткой структурой, как клеточная стенка.

Толщина клеточной стенки 0,01—0,04 мкм. Она составляет от 10 до 50% сухой массы бактерий. Количество материала, из которого построена клеточная стенка, изменяется в течение роста бактерий и обычно увеличивается с возрастом.

Основным структурным компонентом стенок, основой их жесткой структуры почти у всех исследованных до настоящего времени бактерий является муреин (гликопептид, мукопептид). Это органическое соединение сложного строения, в состав которого входят сахара, несущие азот, — аминосахара и 4—5 аминокислот. Причем аминокислоты клеточных стенок имеют необычную форму (D-стереоизомеры), которая в природе редко встречается.

Cнаружи от цитоплазматической мембраны у всех бактерий находится слой пептидогликана
Клеточная стенка грамположительных микроорганизмов плотно прилегает к ЦПМ в отличие от клеточной стенки грамотрицательных микроорганизмов, которая отделена от ЦПМ периплазматическим пространством. Именно пептидогликан является структурой, ответственной за поддержание специфической формы бактерии и выдерживающей внутриклеточное давление, достигающее нескольких атмосфер. Пептидогликан состоит из параллельных полисахаридных цепей, образующих вокруг микробной клетки каркас, жесткость которого обеспечивается поперечными сшивками между полисахаридными цепями. 

Клеточная стенка многих бактерий сверху окружена слоем слизистого материала — капсулой. Толщина капсулы может во много раз превосходить диаметр самой клетки, а иногда она настолько тонкая, что ее можно увидеть лишь через электронный микроскоп, — микрокапсула.

Капсула не является обязательной частью клетки, она образуется в зависимости от условий, в которые попадают бактерии. Она служит защитным покровом клетки и участвует в водном обмене, предохраняя клетку от высыхания.

По химическому составу капсулы чаще всего представляют собой полисахариды. Иногда они состоят изгликопротеидов (сложные комплексы Сахаров и белков) и полипептидов (род Bacillus), в редких случаях — из клетчатки (род Acetobacter).

Слизистые вещества, выделяемые в субстрат некоторыми бактериями, обусловливают, например, слизисто-тягучую консистенцию испорченного молока и пива.

Все содержимое клетки, за исключением ядра и клеточной стенки, называется цитоплазмой. В жидкой, бесструктурной фазе цитоплазмыш(м а т р и к с е)  находятся рибосомы, мембранные системы, митохондрии, пластиды и другие структуры, а также запасные питательные вещества. Цитоплазма обладает чрезвычайно сложной, тонкой структурой (слоистая, гранулярная). С помощью электронного микроскопа раскрыты многие интересные детали строения клетки.

Внешний липопротеидный слой протопласта бактерий, обладающий особыми физическими и химическими свойствами, называется цитоплазматической мембраной. Внутри цитоплазмы находятся все жизненно важные структуры и органеллы.

Цитоплазматическая мембрана выполняет очень важную роль — регулирует поступление веществ в клетку и выделение наружу продуктов обмена. Через мембрану питательные вещества могут поступать в клетку в результате активного биохимического процесса с участием ферментов. Кроме того, в мембране происходит синтез некоторых составных частей клетки, в основном компонентов клеточной стенки и капсулы. Наконец, в цитоплазматическои мембране находятся важнейшие ферменты (биологические катализаторы). Упорядоченное расположение ферментов на мембранах позволяет регулировать их активность и предотвращать разрушение одних ферментов другими. С мембраной связаны рибосомы — структурные частицы, на которых синтезируется белок. Мембрана состоит из липопротеидов. Она достаточно прочна и может обеспечить временное существование клетки без оболочки. Цитоплазматическая мембрана составляет до 20% сухой массы клетки.

В центральной части клетки локализовано ядерное вещество — дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). У бактерий нет такого ядра, как у высших организмов (эукариотов), а есть его аналог — «ядерный эквивалент» — нуклеоид (см. рис. 2, 8), который является эволюционно более примитивной формой организации ядерного вещества. Микроорганизмы, не имеющие настоящего ядра, а обладающие его аналогом, относятся к прокариотам. Все бактерии — прокариоты. В клетках большинства бактерий основное количество ДНК сконцентрировано в одном или нескольких местах. В клетках эукариотов ДНК находится в определенной структуре — ядре. Ядро окружено оболочкой— мембраной.

У бактерий ДНК упакована менее плотно, в отличие от истинных ядер; нуклеоид не обладает мембраной, ядрышком и набором хромосом. Бактериальная ДНК не связана с основными белками — гистонами — и в нуклеоиде расположена в виде пучка фибрилл.

Жгутики. На поверхности некоторых бактерий имеются придаточные структуры; наиболее широко распространенными из них являются жгутики — органы движения бактерий.

Жгутик закрепляется под цитоплазматической мембраной с помощью двух пар дисков. У бактерий может быть один, два или много жгутиков. Расположение их различно: на одном конце клетки, на двух, по всей поверхности и т. д. Жгутики бактерий имеют диаметр 0,01—0,03 мкм, длина их может во много раз превосходить длину клетки. Бактериальные жгутики состоят из белка — флагеллина — и представляют собой скрученные винтообразные нити.

На поверхности некоторых бактериальных клеток имеются тонкие ворсинки — ф и м б р и и.

Методические рекомендации

Для проведения лабораторных работ и лекционно-семинарских занятий необходимо:

· световые микроскопы

· готовые микропрепараты клеток и тканей

· атласы, указанные в списке литературы для учащихся

· набор электронно-микроскопических фотографий и схем разных типов клеток и тканей

· программное обеспечение, интернет-ресурсы

Список литературы для учителя

Кузнецов С.Л. Лекции по гистологии, цитологии и эмбриологии. – М.: МИА, 2004.

Гарстукова Л.Г., Кузнецов С.Л., Деревянко В.Г. Наглядная гистология (общая и частная). – М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2008.

Билич Г.Л., Катинас Г.С., Назарова Л.В. Цитология: учебник. Изд. 2-е, исправ. и доп. – СПб.: Издательство «ДЕАН», 1999.

Гистология. Комплексные тесты: ответы и пояснения / Под ред. Проф. С.Л. Кузнецова, проф. Ю.А. Челышева. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007.

Бойчук Н.В., Исламов Р.Р.,  Кузнецов С.Л., Челышев Ю.А. Гистология. Атлас для практических занятий: учебное пособие. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008.

Альбертс Б. Молекулярная биология клетки. М.: Мир, 1994

Заварзин А.А. Сравнительная гистология. СПб.: Изд-во Санкт-Петербург. ун-та, 2002

Кемп П., Арме К. Введение в биологию. Т.1-3.М.: Мир, 1998

Список литературы для учащихся

1. Атлас по гистологии, цитологии и эмбриологии: учебное пособие /Кузнецов С.Л., Мушкамбаров Н.Н., Горячкина В.Л.- М.: МИА, 2002.

2. Гистология. Учебник для студентов мед. Вузов. Под ред. Ю.И. Афанасьева, Н.А. Юриной. 5-е изд. – М.: Медицина, 1999.

3. Атлас микроскопического и ультрамикроскопического строения клеток, тканей и органов. /В.Г. Елисеев, Ю.И. Афанасьев, Е.Ф. Котовский, А.Н. Яцковский. Изд.5-е, пер. и доп. – М.: Медицина, 2004.

4. Лабораторные занятия по курсу гистологии, цитологии и эмбриологии. Под ред. Ю.И. Афанасьева. 2-е изд. – М.: Медицина, 1999.

5. Терминологический словарь по цитологии, гистологии и эмбриологии / Ю.И. Афанасьев, К.К. Рогажинская, Р.П. Самусев и др. Под ред. Ю.И. Афанасьева и С.Л. Кузнецова. – М.: ООО «Издательство Новая Волна», 2002.

7. Гистология, цитология и эмбриология. Атлас: учебное пособие. О.В. Волкова, Ю.К. Елецкий, Т.К. Дубова и др. Под ред. О.В. Волковой. – М.: Медицина, 1996

2. Гистология. Под ред. Э.Г. Улумбекова. 2-е изд. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2001.

Ролан Ж-К. Атлас по биологии клетки.М.: Мир, 1989