Цель урока: изучить особенности строения эукариотической клетки, функции органелл клетки.
Задачи:
- Образовательная: рассмотреть особенности строения эукариотической растительной клетки, показать взаимосвязь строения и выполняемой функции на примере органоидов растительной клетки;
- Развивающая: формировать умения и навыки выделять главное, сравнивать, анализировать;
- Воспитательная: ответственное отношение к выполнению полученного задания.
Оборудование: презентация «Путешествие в «Идеальный город»», «цитобус», карамели.
Действующие лица: автор, девушка, профессор, студент, инженер, экскурсовод, технолог, мэр «Идеального города».
Форма проведения: драматизационный проект.
Литература: учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений «Биология», С.Г.Мамонтов, В.Б.Захаров, Н.И.Сонин, «Дрофа», Москва, 2006.
ХОД УРОКА
I. Организационный момент
- приветствие;
- подготовка аудитории к работе;
- наличие учащихся.
II. Мотивация учебной деятельности
Сообщение темы, цели занятия.
III. Путешествие в растительную клетку
Учитель. Живой мир! А сколько в нем
видов, сколько форм жизни! На Земле обнаружено
около 2,5 млн видов живых организмов. На первый
взгляд трудно найти сходство между кактусом и
бактериями, между китом и воробьем, между травой,
растущей на лугу, и овцами, пасущимися на нем. А
укажет ли кто на сходство между муравьем и
человеком?
Но сходство есть. Ведь мы – живые обитатели одной
нашей планеты. Мы имеем столько общего. Судите
сами: мы не сумели бы поддерживать свою жизнь,
если бы не ели. Мы перерабатываем пищу в наших
организмах и избавляемся от неперевариваемых
остатков. Мы боремся за место под солнцем и
защищаемся от врагов. Мы растем сами, а когда
вырастаем и даем потомство, то растим потомков.
Мы стареем и умираем. Кто мы?
Ученик. Мы – живые существа, состоящие из клеток. Химики обнаружили в клетках самых разных живых организмов одни и те же основные компоненты: белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты. Биохимики нашли во всех клетках энзимы. Цитологи, вооружившись электронным микроскопом, открыли важнейшие органоиды клетки и внутриклеточные включения. И здесь вновь выступили биохимики. Они установили, что в каждой клетке происходит тысячи химических реакций. Причем эти реакции протекают с огромной скоростью и на незначительной площади. Таким образом, происходит идеально организованное преобразование питательных веществ в энергию и строительные материалы.
Учитель. А хотелось ли вам заглянуть внутрь клетки? Посмотреть, как в ней работают органоиды? Если да, то приглашаю вас в путешествие, подобное которому ещё не знала история человечества. Перед вами экскурсовод, он вам поможет совершить это путешествие, и транспортное средство в полной готовности ожидает вас. (Приложение 1. Слайд 1)
Ученик. Но где оно? Я не вижу никакого транспортного средства?
Учитель. Мы посетим «Идеальный город». Однако он значительно меньше наших обычных представлений о размерах городов. Поэтому мы должны подвергнуться специальному уменьшению в размерах. Выполняйте мои указания. В дорожных сумках, которые я вам раздала, есть небольшие карамельки. У всех есть? Отлично. Разверните их – и приятного аппетита.
Экскурсовод. Поздравляю вас с успешным уменьшением. Перед вами стоит чудо техники, транспортное средство «цитобус», которое доставит вас внутрь клетки. Название нашего транспорта происходит от слова «цитология». Цитобус – это транспортное средство, специально приспособленное для путешествия внутри клетки. Его конструкция очень продумана как в техническом, так и в эстетическом отношении. Прозрачный кузов обеспечивает идеальный обзор. Внимание! Прошу входить. Застегните ремни.
Автор. Путешествие началось. Вместе с учениками - туристами в цитобусе оказались профессор, студент, мечтательна девушка. Вдруг прямо перед цитобусом возникла высокая стена. Впечатлительная девушка побледнела. Казалось, что авария неизбежна.
Экскурсовод. (Приложение 1. Слайд 2). То, что вы видите перед собой, это стены клеточного города – целлюлозная клеточная стенка. Она защищает клетку от врагов и сохраняет её форму такой, как это определено природой.
Девушка. Но сможем ли мы проникнуть за эту стену?
Экскурсовод. Конечно, в стене есть въездные ворота - поры, которые наш автоматический шофёр без труда найдет.
Автор. Цитобус направился вдоль стены, чтобы найти в ней проход. Вдруг потемнело.
Экскурсовод. Сохраняйте спокойствие. Мы как раз проезжаем через целлюлозную клеточную стенку. Первое препятствие уже позади.
Автор. Однако перед цитобусом возникла новая стена. (Приложение 1. Слайд 3)
Профессор. Защитный вал мы уже преодолели, но теперь должны преодолеть следующий барьер. Стена, которую вы видите перед собой, относится к системе укреплений. Она называется цитоплазматической мембраной. Остановимся на минуточку перед ней. Эта мембрана намного тоньше оболочки клетки, но её значение для жизни клетки значительно больше. Пройти через эту преграду гораздо труднее. Клетка очень тщательно выбирает своих посетителей. Смотрите внимательно. Как раз клетка получила порцию продуктов: молекулы различных сахаров, солей, органических веществ. Первую крепостную стену эти продукты прошли беспрепятственно, но через вторую стену прошла только часть продуктов. Строгие таможенники и транспортные устройства во второй стене постарались, чтобы ненужные или вредные вещества не попали в клетку.
Автор. Цитобус прошел через цитоплазматическую мембрану. Вдруг его закачало из стороны в сторону. Девушка завизжала. Всё это длилось несколько секунд. Потом цитобус перестало трясти, и он закачался, как лодочка на реке.
Профессор. Мы плывём не по реке. Мы находимся в самом совершенном городе на свете, внутри клетки.
Девушка. Почему в самом совершенном городе?
Профессор. Потому, что здесь все работает безупречно. Клетке достаточно всего лишь несколько основных питательных веществ, всё остальное для своей жизнедеятельности она вырабатывает сама. Вы увидите, как всё здесь великолепно организовано.
Автор. Туристы, прижавшись носами к стеклам, с интересом наблюдали за открывшейся перед ними картиной. Цитобус ловко петлял между многочисленными, поражающими воображение своей необычностью островами и островками. Казалось, что островам и островкам нет числа – они везде, куда ни кинешь взгляд.
Ученик. Здесь не видно никаких домов.
Ученица. И вообще, разве это город?
Профессор. Да, действительно, этот город нельзя назвать обычным, но через минуту вы поймете, что всё – таки это город.
Автор. В цитобусе опять стало темно. (Приложение 1. Слайд 4)
Экскурсовод. Наш цитобус вошел в клеточное метро. Вся клетка пронизана сетью каналов, которые образуют разветвленный лабиринт, напоминающий сеть сточных подземных коммуникаций большого города.
Студент. Откуда здесь можно послать прощальное письмо?
Экскурсовод. Не стоит так горько шутить. Эта транспортная артерия, называемая эндоплазматической сетью, соединяет между собой отдельные части клетки. По ней транспортируются питательные вещества и продукты клеточных заводов с одного места на другое.
Автор. В цитоплазме начало светлеть. И вскоре цитобус вновь несся по местности, захватывающей своим необычным пейзажем. Островки, каналы, шарики, разнообразные крупинки в неспокойной, густой цитоплазме. (Приложение 1. Слайд 5)
Профессор. Транспортные артерии снабжают главные клеточные заводы по производству белков аминокислотами. Эти заводы называются рибосомами. В них вырабатываются белки для строительства клетки и клеточные роботы – энзимы.
Девушка. Ну и ну! Клетка вырабатывает сама себе и работников. Ой, как интересно. Я хочу узнать, как идет работа на этих заводах
Экскурсовод. Остановимся у одного из них и узнаем. Вам ответит на ваши вопросы инженер завода. (Приложение 1. Слайды 6, 7 )
Инженер. Рибосомы представляют
сферические тельца диаметром 15-30 нм, состоящие из
двух частей – субъединиц. В рибосомах примерно
равное количества белка иРНК.
В цитоплазме на один из концов иРНК вступает
рибосома и начинает синтез полипептида. Рибосома
перемещается по молекуле иРНК не плавно, а
прерывисто, триплет за триплетом. По мере
перемещения рибосомы по молекуле иРНК к
полипептидной цепочке одна за другой
пристраиваются аминокислоты, соответствующие
триплетам иРНК. Точное соответствие
аминокислоты коду триплета иРНК обеспечивается
тРНК. Для каждой аминокислоты существует своя
тРНК, один из триплетов которой комплементарен
строго определенному триплету иРНК. Точно так же
каждой аминокислоте соответствует свой фермент,
присоединяющий её к тРНК. После завершения
синтеза полипептидная цепочка отделяется от
матрицы – молекулы иРНК. Молекула иРНК может
использоваться для синтеза полипептидов
многократно, как и рибосома.
Студент. Объясните, пожалуйста, за счет какой энергии приводятся в действие эти рибосомы?
Инженер. (Приложение 1. Слайды 8, 9) Все органоиды клетки требуют энергии для своей жизнедеятельности. Энергию мы получаем из клеточных электростанций – митохондрий. Это вон тот огромный остров, один из самых больших в цитоплазме.
Девушка. Митохондрия. Какое романтическое название!
Автор. И вот уже путешественники подплывают к митохондрии.
Экскурсовод. Митохондрии имеют форму сферических, овальных, цилиндрических и даже нитевидных телец. Размеры их составляют от 0,2 до 1 мкм в диаметре и до 7 мкм в длину. Длина нитевидных форм достигает 20 мкм. Количество митохондрий в разных тканях неодинаково и зависит от функциональной активности клетки. Стенка митохондрий состоит из двух мембран: наружной и внутренней. Наружная гладкая, а внутренняя образует складки, или кристы. Мы проведем встречу с технологом этой электростанции. Расскажите подробнее о процессах, протекающих на вашем химическом производстве.
Технолог. Митохондрии вообще очень интересные образования. Они имеют собственное химическое производство. Топливом для клеточной электростанции служит пища. В митохондриях пища окисляется и при этом выделяется энергия, которую митохондрии накапливают в особых соединениях, называемых АТФ (аденозинтрифосфорной кислотой). Энергия хранится в молекуле АТФ, как в консервной банке. Когда клетке требуется энергия, то она её получает при отрыве от молекулы АТФ одной из фосфатных групп. Если энергии не хватает, отрывается ещё одна фосфат-группа.
Девушка. Но это для меня очень сложно. Когда мне нужна энергия для утюга, я просто включаю шнур в розетку.
Профессор. Некоторые ученые даже предполагают, что митохондрии были когда-то самостоятельными клетками, которые в результате какой-то ошибки оказались в других, более крупных, клетках и навсегда остались в их обществе.
Ученик. Это фантастика. Клетка в клетке!
Автор. Туристы с возрастающим интересом рассматривали расчленённый остров – митохондрии. Но цитобус уже удалялся от него и приближался к какой-то большой полости.
Экскурсовод. (Приложение 1. Слайд 10) Вакуоли растительных клеток окружены мембраной из цистерн эндоплазматической сети. Вакуоли – клеточные хранилища. Они содержат в растворенном виде белки, углеводы, низкомолекулярные продукты синтеза, витамины, различные соли. Осмотическое давление, создаваемое растворенными в вакуолярном соке веществами, приводит к тому, что в клетку попадает вода, которая обусловливает тургор – напряженное состояние клеточной стенки. Это обеспечивает прочность растений.
Автор. А за окнами цитобуса новый пейзаж.
Ученик.Посмотрите, какой красивый коралловый остров.
Экскурсовод. (Приложение 1. Слайд 11) Мы как раз миновали таинственный комплекс Гольджи.
Девушка. Ах, как я люблю тайны, профессор.
Профессор. Итальянский гистолог Камилло Гольджи ещё в 1898 году обратил внимание на эти островки в клетках. Некоторые ученые утверждают, что это что-то вроде «упаковочного цеха». Синтезированные на мембранах ЭПС белки, полисахариды, жиры транспортируются к комплексу Гольджи, конденсируются внутри его структур и «упаковываются» в виде секрета, готового к выделению, либо используется в самой клетке в процессе её жизнедеятельности.
Студент. А может клетка погибнуть?
Экскурсовод. Конечно. Но и на этот случай в этом городе есть соответствующие устройства. Мы как раз проплываем мимо похоронной службы.
Девушка. Вот это сюрприз!
Экскурсовод. (Приложение 1. Слайд 12) Эти мешочки называются лизосомами. Они наполнены энзимами, которые могут расщепить всё, что находится в клетке. Когда клетка умирает, то эти мешочки лопаются, и освободившиеся энзимы быстро растворяют мертвую клетку.
Ученик. Посмотрите, какой красивый зеленый остров!
Экскурсовод. (Приложение 1. Слайды 13 – 17) О! Это зеленые пластиды. Они по форме напоминают диск с двойной мембраной – наружной и внутренней. Внутри хлоропласта имеются ДНК, рибосомы и особые мембранные структуры – граны, связанные между собой и с внутренней мембраной хлоропласта. В каждом хлоропласте около 50 гран, расположенных в шахматном порядке для лучшего улавливания света. В мембранах гран находится хлорофилл. Благодаря хлорофиллу в хлоропластах происходит превращение энергии солнечного света в химическую энергию АТФ. Энергия АТФ используется в хлоропластах для синтеза органических соединений, в первую очередь углеводов.
Студент. Почему в этом городе идеальный порядок? Ведь кто-то должен управлять городом?
Экскурсовод. (Приложение 1. Слайд 18) Да. Вы совершенно правы. Наш цитобус уже пробирается к центру города. Перед нами самый важный остров. Мы остановились как раз у центра управления клетки. Мы находимся рядом с ядром. Да, уважаемые туристы, именно отсюда исходят все приказы. Для каждого органоида клетки. Здесь принимаются все решения, связанные с жизнедеятельностью клетки. Давайте заглянем к мэру этого «Идеального города».
Мэр города. Ядро имеет форму шара с
диаметром от 3 до 10 мкм. Ядро окружено оболочкой,
состоящей из двух мембран. Через определенные
интервалы обе мембраны сливаются друг с другом,
образуя отверстия диаметром 70 нм – ядерные поры.
Через них осуществляется активный обмен веществ
между ядром и цитоплазмой. В ядрах всегда
присутствует один или несколько ядрышек. Ядрышко
формируется определенными участками хромосом; в
нем образуются рибосомы.
В ядре заключены хромосомы, которые содержат ДНК
– хранилища наследственной информации.
Автор. Однако мэр города не успел договорить до конца. Остров, до сих пор остававшийся неподвижным, вдруг закачался. Движение передалось к цитоплазме. Цитобус начал подскакивать, как будто катился по волнам. Раздались крики ужаса.
Студент и девушка. Крушение!
Экскурсовод. Спокойно, друзья! Наша программа путешествия не предусматривала, что именно эта клетка начнет делиться. Клетка делится. (Приложение 1. Слайд 19) Нам грозит опасность. Пора возвращаться.
Автор. Цитобус направился к оболочке клетки и вскоре покинул необычный город. Туристы с облегчением вздохнули. А в клетке в это время все содержимое делилось надвое, через некоторое время образовались две молодые клетки.
Учитель. Мы побывали в «Идеальном городе». Давайте сделаем выводы.
Ученик. Клетка является структурно – функциональной единицей, а также единицей развития всех живых организмов. Клеткам присуще мембранное строение. Ядро – главная составная часть клетки. Клеточное ядро выполняет две функции: 1) хранение и воспроизведение генетической информации; 2) регуляцию процессов обмена веществ.
IV. Рефлексия. Тестирование
1. Целлюлозная стенка характерна для клеток:
а) грибов
б) животных
в) растений
с) простейших
2. Ядерная структура, несущая наследственную информацию организма:
а) ядерная оболочка
б) хромосома
в) ядерный сок
с) ядрышко
3. Процессы, происходящие в рибосомах:
а) фотосинтез
б) синтез липидов
в) синтез АТФ
с) синтез белков
4. Функция митохондрий:
а) синтез АТФ
б) транспорт веществ
в) синтез липидов
с) участие в образовании веретена деления
5. «Сборка» рибосом происходит в
а) эндоплазматической сет
б) комплексе Гольджи
в) цитоплазме
с) ядрышках
6. Белки, жиры, углеводы накапливаются в
а) ядре
б) лизосомах
в) комплексе Гольджи
с) митохондриях
V. Подведение итогов урока