План проведения занятия по биологии «Строение клетки»
Лекция 4. Строение клетки
Цели и задачи урока:
1.Образовательные
1.1 сформировать знания о строении клетки
1.2. Проконтролировать степень усвоения полученных знаний на уроке
2. Воспитательные
2.1. Содействовать в ходе урока формированию основных понятия
2.2. Стимулировать активность в учебе
3. Развивающие
3.1. Формировать умения обобщать полученные сведения
3.2. Развивать у учащихся познавательный интерес
3.4. Развивать любознательность учащихся
3.5. продолжить формирование умений и навыков использовать различные информационные источники: интернет, дополнительную литературу при подготовке к уроку умения сравнивать, анализировать, делать выводы развивать монологическую речь учащихся, совершенствуя технику публичных выступлений
Форма учебной работы: комбинированный
Методы учения репродуктивный, частично-поисковый
Методические приемы:
1. Использование самооценки деятельности студента на уроке
2. Проблемное изложение
Материальное обеспечение:
1. Учебник
1. Конспект лекций
2. Презентация (по возможности)
4. Мультимедийный проектор,
Структура урока:
1. Организационное начало урока -5 минут
2. Сообщение темы, целей и формы организации урока 10 минут
3. Фронтальная беседа для закрепления предыдущего материала
4. Лекционный материал с презентацией.
5. Закрепление полученных знаний на уроке
6. Саморефлексия студентов 2,5 минут
7. Домашнее задание 2,5 минуты
Клетка любого организма представляет собой целостную живую систему. Она состоит из трех неразрывно связанных между собой частей: оболочки, цитоплазмы и ядра. Оболочка клетки осуществляет непосредственное взаимодействие с внешней средой и взаимодействие с соседними клетками (в многоклеточных организмах).
Оболочка клеток имеет сложное строение. Она состоит из наружного слоя и расположенной под ним плазматической мембраны. Клетки животных и растений различаются по строению их наружного слоя. У растений, бактерий, сине–зеленых водорослей и грибов на поверхности клеток расположена плотная оболочка, или клеточная стенка. У большинства растений она состоит из клетчатки.
Клеточная стенка играет исключительно важную роль: она представляет собой внешний каркас, защитную оболочку, обеспечивает тургор растительных клеток: через клеточную стенку проходит вода, соли, молекулы многих органических веществ.
Наружный слой поверхности животных клеток в отличие от клеточных стенок растений очень тонкий, эластичный. Он не виден в световой микроскоп и состоит из разнообразных полисахаридов и белков. Поверхностный слой животных клеток получил название гликокаликс.
Гликокаликс выполняет функцию непосредственной связи клеток животных с внешней средой, со всеми окружающими ее веществами. Выполняет роль межклеточной смазки, уменьшающей трение мужду клетками. В нём снижается скорость диффузии различных веществ, часто происходит внеклеточное расщепление полисахаридов, белков и жиров. Затем продукты расщепления в виде мономеров транспортируются через мембрану. Имея незначительную толщину, наружный слой клетки животных не выполняет опорной роли, какая свойственна клеточным стенкам растений. Образование гликокаликса происходит благодаря жизнедеятельности самих клеток.
Транспорт веществ через мембрану.
Транспорт веществ – одна из главных функций плазматической мембраны. Он осуществляется:
1. простая диффузия – процесс, при котором вещество переходит через мембрану из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией в результате броуновского движения;
2. облегчённая диффузия – процесс, при котором вещество переходит через мембрану из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией при помощи белков–переносчиков;
Активный транспорт – процесс, при котором вещество переносится против градиента концентрации за счёт энергии АТФ.Различают эндоцитоз (фагоцитоз, пиноцитоз) и экзоцитоз (продукты жизнедеятельности, заключённые в вакуоли подходят к внутренней поверхности клетки. Мембрана вакуоли сливается с плазмалеммой и в результате её содержимое оказывается за пределами клетки).
Эндоцитоз — захват веществ клеткой. Живая, растущая и делящаяся клетка должна получать питательные и другие вещества из окружающей жидкости. Большая часть веществ проникает через мембрану путем диффузии и активного транспорта. Под диффузией подразумевается простой неупорядоченный перенос молекул вещества через мембрану, которые проникают в клетку чаще через поры, а жирорастворимые вещества — непосредственно через липидный бислой.
Активный транспорт — это перенос веществ через толщу мембраны с помощью белка-переносчика. Механизмы активного транспорта крайне важны для деятельности клетки.
Частицы большого размера попадают в клетку путем процесса, называемого эндоцитозом. Главные виды эндоцитоза — пиноцитоз и фагоцитоз. Пиноцитозом называют захват и перенос в цитоплазму небольших пузырьков с внеклеточной жидкостью и микрочастицами. Фагоцитоз обеспечивает захват крупных элементов, включая бактерии, целые клетки или фрагменты поврежденных тканей.
Пиноцитоз. Пиноцитоз происходит постоянно, а в некоторых клетках — весьма активно. Так, в макрофагах этот процесс происходит настолько интенсивно, что за 1 мин около 3% общей площади мембраны преобразуется в пузырьки. Однако размеры пузырьков крайне малы — всего 100-200 нм в диаметре, поэтому их можно увидеть только при электронной микроскопии.
Пиноцитоз — единственный способ, благодаря которому большинство макромолекул могут проникать в клетку. Интенсивность пиноцитоза возрастает, когда такие молекулы соприкасаются с мембраной.
Фагоцитоз- процесс активного захватывания и поглощения живых и неживых частиц одноклеточными организмами или особыми клетками (фагоцитами) многоклеточных животных организмов.
Таблица Строение клетки. Структурная система цитоплазмы
Органоллы
Строение
Функции
Наружная клеточная мембрана
Ультрамикроскопическая пленка, состоящая из двух мономолекулярных слоев белка и расположенного между ними бимолекулярного слоя лнпидов. Цельность липидного слоя может прерываться белковыми молекулами - "порами"
Изолирует клетку от окружающей среды, обладает избирательной проницаемостью, регулирует процесс поступления веществ в клетку; обеспечивает обмен веществ и энергии с внешней средой, способствует соединению клеток в ткани, участвует в пиноцитозе и фагоцитозе; регулирует водный баланс клетки и выводит из нее конечные продукты жизнедеятельности
Эндоплазма-тическая сеть ЭС)
Ультрамикроскопическая система мембран, образующих трубочки, канальцы, цистерны, пузырьки. Строение мембран универсальное (как и наружной), вся сеть объединена в единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки и наружной клеточной мембраной. Гранулярная ЭС несет рибосомы, гладкая - лишена их
Обеспечивает транспорт веществ как внутри клетки, так и между соседними клетками. Делит клетку на отдельные секции. в которых одновременно происходят различные физиологические процессы и химические реакции. Гранулярная ЭС участвует в синтезе белка. В каналах ЭС образуются сложные молекулы белка, синтезируются жиры, транспортируется АТФ
Рибосомы
Ультрамикроскопическис органеллы округлой или грибовидной формы, состоящие из двух частeй - субъединиц. Они не имеют мембранного строения и состоят из белка и рРНК. Субъединицы образуются в ядрышке. Объединяются вдоль молекулы иРНК в цепочки - полирибосомы - в цитоплазме
Универсальные органеллы всех клеток животных и растений. Находятся в цитоплазме в свободном состоянии или на мембранах ЭС; кроме того, содержатся в митохондриях и хлоропластах. В рибосомах синтезируются белки по принципу матричного синтеза; образуется полипептидная цепочка - первичная структура молекулы белка
Митохондрии
Микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Внешняя мембрана гладкая, внутренняя - образует различной формы выросты - кристы. В матриксе митохондрии (полужидком веществе) находятся ферменты, рибосомы, ДНК, РНК
Универсальная органелла, являющаяся дыхательным и энергетическим центром. В процессе кислородного (окислительного) этапа диссимиляции в матриксе с помощью ферментов происходит расщепление органических веществ с освобождением энергии, которая идет на синтез АТФ (на кристах)
Лейкопласты
Микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Внутренняя мембрана образует 2-3 выроста. Форма округлая. Бесцветны
Характерны для расти тельных клеток. Служат местом отложения запасных питательных веществ, главным образом крахмальных зерен. На свету их строение усложняется и они преобразуются в хлоропласты. Образуются из пропластид
Хлоропласты
Микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Наружная мембрана гладкая. Внутренняя мембрана образует систему двухслойных пластин - тилакоидов стромы и тилакоидов гран. В мембранах тилакоидов гран между слоями молекул белков и липидов сосредоточены пигменты - хлорофилл и каротиноиды. В белковолипидном матриксе находятся собственные рибосомы. ДНК, РНК. Форма хлоропластов чечевице-образная. Окраска зеленая
Характерны для растительных клеток. Органеллы фотосинтеза, способные создавать из неорганических веществ (СО2 и Н2О) при наличии световой энергии и пигмента хлорофилла органические вещества - углеводы и свободный кислород. Синтез собственных белков. Могут образоваться из пропластид или лейкопластов, а осенью перейти в хромопласты (красные и оранжевые плоды, красные и желтые листья)
Хромопласты
Микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Собственно хромопласты имеют шаровидную форму, а образовавшиеся из хлоропластов принимают форму кристаллов каротиноидов, типичную для данного вида растения. Окраска красная, оранжевая, желтая
Характерны для растительных клеток. Придают лепесткам цветков окраску, привлекательную для насекомых-опылителей. В осенних листьях и зрелых плодах, отделяющихся от растения, содержатся кристаллические каротиноиды - конечные продукты обмена
Аппарат Гольджи
Микроскопические одномембранные органеллы, состоящие из стопочки плоских цистерн, по краям которых ответвляются трубочки, отделяющие мелкие пузырьки
В общей системе мембран любых клеток - наиболее подвижная и изменяющаяся органелла. В цистернах накапливаются продукты синтеза, распада и вещества, поступившие в клетку, а также вещества, которые выводятся из клетки. Упакованные в пузырьки, они поступают в цитоплазму: одни используются, .другие выводятся наружу. В растительной клетке участвует в построении клеточной стенки
Лизосомы
Микроскопические одномембранные органеллы округлой формы. Их число зависит от жизнедеятельности клетки и ее физиологического состояния. В лизосомах находятся лизирующие (растворяющие) ферменты, синтезированные на рибосомах
Переваривание пищи, попавшей в животную клетку при фагоцитозе и пиноцитозе. Защитная функция. В клетках любых организмов осуществляют автолиз (саморастворение органелл), особенно в условиях пищевого или кислородного голодания. У животных рассасывается хвост. У растений растворяются органеллы при образовавании пробковой ткани. сосудов древесины
Клеточный центр
Ультрамикроскопическая органелла немембранного строения. Состоит из двух центриолей. Каждая имеет цилиндрическую форму, стенки образованы девятью триплетами трубочек, а в середине находится однородное вещество. Центриоли расположены перпендикулярно друг к другу
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
Органоиды движения
Реснички - многочисленные цитоплазматические выросты на поверхности мембраны
Удаление частичек пыли (реснитчатый эпителий верхних дыхательных путей), передвижение (одноклеточные организмы)
Жгутики - единичные цитоплазматические выросты на поверхности клетки
Передвижение (сперматозоиды, зооспоры, одноклеточные организмы)
Ложные ножки (псевдоподии) - амебовидные выступы цитоплазмы
Образуются у животных в разных местах цитоплазмы для захвата пищи, для передвижения
Миофибриллы - тонкие нити до 1 см длиной и больше
Служат для сокращения мышечных волокон, вдоль которых они расположены
Цитоплазма, осуществляющая струйчатое и круговое движение
Перемещение органелл клетки по отношению к источнику света (при фотосинтезе), тепла, химического раздражителя
Клеточные включения.
Включения – временные образования в клетке, которые появляются и исчезают в процессе обмена веществ. В растительных клетках накопление запасных питательных веществ происходит в пластидах и вакуолях – мембранных мешочках с водным раствором солей и органических соединений, которые часто занимают почти весь объем клетки, отодвигая ядро и цитоплазму к плазматической мембране.
Различают:
1. трофические – капельки углеводов, жиров и белков;
2. секреторные – биологически активные вещества, образующиеся в клетках в процессе синтетической деятельности;
3. экскреторные – не содержат ферментов или других активных веществ, это продукты метаболизма, подлежащие удалению из клетки;
4. пигментные – бывают экзогенные (каротин, пылевые частицы, красители и т.д.) и эндогенные (гемоглобин, билирубин, меланин и др.). Наличие их в цитоплазме может изменять цвет ткани или органа временно или постоянно. Нередко пигментация ткани служит диагностическим признаком.
Все эти вещества накапливаются в цитоплазме клетки в виде капель и зерен различной величины и формы. Они периодически синтезируются в клетке и используются в процессе обмена веществ.
Таблица Структурная система ядра
Структуры
Строение
Функции
Ядерная оболочка
Двухслойная пористая. Наружная мембрана переходит в мембраны ЭС. Свойственна всем клеткам животных и растений, кроме бактерий и синезеленых, которые не имеют ядра
Отделяет ядро от цитоплазмы. Регулирует транспорт веществ из ядра в цитоплазму (РНК, субъединицы рибосом) и из цитоплазмы в ядро (белки, жиры. углеводы, АТФ, вода, ионы)
Хромосомы (хроматин)
В интерфазной клетке хроматин имеет вид мелкозернистых нитевидных структур, состоящих из молекул ДНК и белковой (нуклеопротеидной) обкладки. В делящихся клетках хроматиновые структуры спирал изуют-
ся и образуют хромосомы. Хромосома состоит из двух хроматид и после деления ядра становится однохроматидной. К началу следующего деления у каждой хромосомы достраивается вторая хроматида. Хромосомы имеют первичную перетяжку, на которой расположена центромера; перетяжка делит хромосому на два плеча одинаковой или разной длины. У ядрышковых хромосом есть вторичная перетяжка
Хроматиновые структуры - носители ДНК-ДНК состоит из участков - генов, несущих наследственную информацию и передающихся от предков к потомкам через половые клетки. Совокупность хромосом, а следовательно, и генов половых клеток родителей передается детям, что обеспечивает устойчивость признаков, характерных •для данной популяции, вида. В хромосомах синтезируются ДНК, РНК, что служит необходимым фактором передачи наследственной информации при делении клеток и построении молекул белка
Ядрышко
Шаровидное тело, напоминающее клубок нитей. Состоит из белка и РНК. Образуется на вторичной перетяжке ядрышковой хромосомы. При делении клеток распадается
Формирование половинок рибосом из рРНК и белка. Половинки (субъединицы) рибосом через поры в ядерной оболочке выходят в цитоплазму и объединяются в рибосомы
Ядерный сок (кариолимфа)
Полужидкое вещество, представляющее коллоидный раствор белков, нуклеиновых кислот, углеводов, минеральных солей. Реакция кислая
Участвует в транспорте веществ и ядерных структур, заполняет пространство между ядерными структурами; во время деления клеток смешивается с цитоплазмой.
