Будова і функції ядра клітин еукаріотів. Значення нуклеоїду клітин прокаріотів.

Дата                               Клас 10                 

Тема: будова і функції ядра клітин еукаріотів. Значення нуклеоїду клітин прокаріотів.

Мета уроку: сформувати знання про організацію спадкового матеріалу в прокаріотів та еукаріотів (нуклеоїд і ядро), їхню будову та функції; розвивати вміння аналізувати, встановлювати причинно-наслідкові зв’язки; удосконалювати вміння застосовувати теоретичні знання на практиці; виховувати спостережливість, наполегливість.

Обладнання: підручник, дод-ва літ-ра, презентація, ноутбук.

Тип уроку: комбінований.

 

Хід уроку

 

1. Організаційний етап.

Привітання учнів, перевірка їхньої готовності до уроку

2. Актуалізація опорних знань учнів.

 Виконання тестових завдань.

Вибрати одну правильну відповідь.

1. Поверхневий апарат клітини виконує функції:

А бар’єрну, транспортну

Б транспортну, рецепторну, бар’єрну

В транспортну, рецепторну

Г захисну, структурну, каталітичну

2. До якого класу органічних сполук належать целюлоза та глікоген?

А полісахариди

Б полінуклеотиди

В моносахариди

Г дисахариди

3. Який полісахарид входить до складу клітинної стінки грибів?

А крохмаль

Б целюлоза

В глікоген

Г хітин

4. Надмембранний комплекс тваринної клітини:

А клітинна стінка

Б глікокалікс

В плазматична мембрана

Г мікротрубочки

5. Яка органічна речовина, заповнюючи проміжки між волокнами целюлози, призводить до здерев’яніння клітинних стінок?

А лігнін

Б хітин

В крохмаль

Г глікоген

6. Який процес називають плазмолізом?

А відокремлення цитоплазми від клітинної стінки в результаті того, що вміст солей поза межами клітини високий, вода виходить з клітини

Б надходження до клітини води в результаті того, що вміст солей поза її межами низький

В надходження води до клітини в результаті того, що вміст солей поза її межами високий

Г відокремлення цитоплазми від клітинної стінки в результаті того, що вміст солей поза межами клітини низький, вода виходить з клітини

7. Який процес називають деплазмолізом?

А відокремлення цитоплазми від клітинної стінки в результаті того, що концентрація солей поза межами клітини висока, вода виходить з неї

Б надходження води до клітини в результаті того, що концентрація солей поза межами клітини низька

В надходження води до клітини в результаті того, що концентрація солей поза межами клітини висока

Г відокремлення цитоплазми від клітинної стінки в результаті того, що концентрація солей поза межами клітини низька, вода виходить з неї

8. Укажіть надмембранну структуру рослинної клітини.

А цитоплазматична мембрана

Б клітинна стінка

В глікокалікс

Г ядерна мембрана

9. Визначте функцію глікокаліксу.

А синтез білків

Б опорна

В формування мітотичного веретена

Г сприйняття подразнень

10. Що утворюють у клітині мікротрубочки?

А клітинну мембрану

Б клітинний центр

В клітинні включення

Г клітинну оболонку

    «Термінологічне лото».

На дошці прикріплені різнокольорові аркуші, на яких зі зворотного боку написані терміни. Учні підходять до дошки, знімають аркуші та дають визначення термінам.

 Терміни: клітинна стінка, глікокалікс, плазмоліз, деплазмоліз, муреїн, хітин, мікрониточки, мікротрубочки, тубулін тощо.

 

3. Мотивація навчальної діяльності.

Епіграф уроку:

ЯДРО — це «мозковий центр» клітини.

(Дитяча енциклопедія)

Слово вчителя

У 1831 р. англійський природознавець Роберт Броун вивчав різні види рослин, зразки яких зібрав під час подорожі до Австралії. Броун був дуже уважним до всіх деталей, а клітини рослин особливо цікавили його. Розглядаючи їх під мікроскопом, він побачив дещо цікаве: кожна клітина містила круглий і непрозорий елемент. Він назвав його ядром.

Дізнавшись про спостереження Броуна, німецький фізіолог Теодор Шванн почав шукати подібні елементи в клітинах пуголовків. І він побачив, що кожна клітинка цієї тварини теж містить ядро. Це був революційний прорив — свідчення того, що всі види життя пов’язані між собою. В одній із книг Шванн описав різні типи клітин, взяті від різноманітних організмів, і визначив їх за фактом наявності ядра.

Усвідомлення того, що існує елемент, спільний для всіх організмів, не тільки для рослин, а й для тварин, поєднало рослинне і тваринне царства у щось спільне, щось, що мало однакові риси…

З винайденням електронного мікроскопа вчені розгадали багато таємниць ядра. З деякими з них ви ознайомитеся на сьогоднішньому уроці.

Повідомлення теми уроку. Визначення разом з учнями мети і завдань уроку.

 

4. Засвоєння нового матеріалу.

1. Будова і функції ядра клітин еукаріотів.

Розповідь учителя

Багато вчених працювали над дослідженням будови та функцій ядра. Одним з таких учених є російський ботанік, цитолог І. І. Герасимов.

Повідомлення учня

Досліди І. І. Герасимова з вивчення функцій ядра клітини

Велике значення і на сьогоднішній день мають праці Івана Івановича Герасимова (1902), який досліджував без’ядерні клітини спірогири. Метою експериментальних досліджень І. І. Герасимова було одержати без’ядерні клітини, а пізніше вивчати їхню фізіологію. Свої експерименти Герасимов проводив з великим успіхом на нитчастій водорості — спірогирі. Унаслідок охолодження клітин, які ділилися, він одержував без’ядерні клітини і клітини, у яких містилося два ядра. Ці ядра інколи зливалися і утворювали одне велике ядро.

Двоядерні клітини (клітини з подвійним ядром) інтенсивно росли, перевершуючи за розмірами одноядерні клітини майже вдвоє.

Без’ядерні клітини не ділилися, припиняли свій ріст, і в них починалися процеси розпаду. Але слід зауважити, що деякий час у них зберігалися процеси життєдіяльності. У них навіть відбувалися процеси фотосинтезу і накопичувався крохмаль, але його витрачання і передача в інші клітини спірогири не відбувалися. Відтак, без’ядерні частини (клітини) втрачали фізіологічні функції та гинули. Порушення метаболізму, яке завжди відбувається після вилучення ядра з клітини, може наступити не відразу, а через деякий час, однак кінцевий результат — відмирання клітини. Таким чином, проведені Герасимовим досліди на спірогирі показали, що ядро — важливий компонент клітини. Воно може функціонувати лише спільно із цитоплазмою, життєздатність якої також залежить від наявності в ній ядра.

Пояснення вчителя

Зараз усім відомо: ядро є неодмінною частиною будь-якої еукаріотичної клітини. Лише деякі з них втрачають ядро під час свого розвитку (еритроцити ссавців, ситоподібні трубки рослин). У більшості клітин є тільки одне ядро, але є клітини, що мають кілька або багато ядер.

Завдання для учнів:

— Пригадайте, які тканини чи організми мають декілька ядер. (Посмуговані м’язові волокна, інфузорії, форамініфери, деякі водорості та гриби тощо.)

Кожному типові клітин властиве постійне співвідношення між об’ємами ядра та цитоплазми (ядерно-цитоплазматичне співвідношення), тобто ядро певного розміру може забезпечувати спадковою інформацією відповідний об’єм цитоплазми, завдяки чому здійснюється біосинтез білків.

Ядра бувають різні за формою та розмірами. Найчастіше ядро має кулясту або еліпсоподібну форму, рідше — неправильну (наявність відростків, лопатей тощо, наприклад у деяких видів лейкоцитів).

 

Показ слайдів презентації:

Розміри ядра можуть варіювати в значних межах: від 1 мкм (деякі найпростіші) до 1 мм (яйцеклітини деяких риб і земноводних). У таких найпростіших, як інфузорії та форамініфери, є ядра двох типів: генеративні та вегетативні.

— Пригадайте, які функції вони виконують? (Генеративні забезпечують зберігання та передачу спадкової інформації, вегетативні — регулюють синтез білків.)

Ядро складається з ядерної оболонки та внутрішнього середовища. Ядерна оболонка просторово та функціонально зв’язана з мембранами ендоплазматичної сітки. Вона складається з двох мембран — зовнішньої та внутрішньої, тому ядро належить до двомембранних органел.

Будова ядра еукаріотичної клітині:

1 — ядерна мембрана: 1a — зовнішня мембрана; 1б — внутрішня мембрана; 2 — ядерце; 3 — каріоплазма; 4 — хроматин: 4a — гетеро хроматин; 4б — еухроматин; 5 — рибосоми; 6 — ядерна пора.

Між цими мембранами є простір (щілина) завширшки від 20 до 60 нм, але в певних місцях зовнішня ядерна мембрана з’єднується з внутрішньою навколо отворів — ядерних пор, прикритих особливими тільцями. У більшості клітин під час поділу ядерна оболонка зникає (за винятком деяких одноклітинних тварин, водоростей і грибів), а в період між поділами утворюється знову.

Внутрішнє середовище ядра складається з ядерного соку (каріоплазми), ядерець і ниток хроматину.

Складання опорної схеми

 

 

 

 

 

 

Самостійна робота учнів з підручником та дод-ю літературою

Завдання для учнів:

— Дати відповіді на запитання:

— Що таке каріоплазма? Який її хімічний склад та функції?

— Що таке ядерця? Яку вони мають будову та які функції виконують?

— Що таке хроматин? Яка його будова та функції?

Очікувані відповіді учнів:

Каріоплазма (від грец. karyon — ядро горіху та plasma — виліплене) — внутрішній вміст ядра, у який занурені ядерця, хроматин і різноманітні гранули. За будовою та властивостями каріоплазма нагадує цитоплазму. У ній є білкові фібрили завтовшки 2–3 нм, які формують внутрішній скелет ядра, що сполучає ядерця, нитки хроматину, ядерні пори тощо.

Ядерця — добре помітні у світловий мікроскоп овальні або округлі тільця, що містяться всередині ядра. Їхня кількість може бути різною — від одного до багатьох. Ядерця — щільні структури, які складаються з рибонуклеопротеїдних фібрил (комплексів РНК з білками), внутрішньоядерцевого хроматину та гранул — попередників субодиниць рибосом. Ядерця формуються на певних ділянках окремих хромосом (вторинних перетяжках). Під час клітинного поділу ядерця зникають, а наприкінці цього процесу синтезуються знову.

Хроматин — це щільна речовина ядра, що зазвичай має вигляд переплутаних тонких ниток, які можна побачити навіть у світловий мікроскоп. Під час поділу клітини, коли відбувається руйнування ядерної оболонки, нитки хроматину ущільнюються, коротшають, і у світловий мікроскоп можна побачити компактні щільні структури — хромосоми. Є два види хроматину: еухроматин і гетерохроматин. Еухроматин — менш компактна форма ДНК, ділянки ДНК, що перебувають у формі еухроматину, містять гени, які часто зчитуються клітиною. У гетерохроматині ДНК більш компактно упакована. Ділянки ДНК, що перебувають у формі гетерохроматину, містять гени, які не зчитуються клітиною на даній стадії розвитку. Хроматин містить спадкову інформацію про розвиток організму, забезпечуючи її збереження й реалізацію, відіграє керівну роль у життєдіяльності клітини.

Заповнення таблиці                       Будова та функції частин ядра

Частина ядра	Будова	Функції
Ядерна оболонка	Складається з двох мембран. Зовнішня ядерна мембрана з’єднується з внутрішньою навколо отворів — ядерних пор, прикритих особливими тільцями	1. Відмежовує ядро від цитоплазми. 2. Здійснює обмін речовинами між ядром і цитоплазмою
Каріоплазма	За складом та властивостями нагадує цитоплазму	Внутрішнє середовище
Ядерця	Щільні структури, які складаються з рибонуклеопротеїдних фібрил	Беруть участь у формуванні рибосом
Хроматин	Основу становить дволанцюгова молекула ДНК, яка зв’язана з ядерними білками й утворює нуклеопротеїди	Зберігають спадкову інформацію, яка передається від  покоління до покоління

2. Значення нуклеоїду клітин прокаріотів.

Самостійна робота учнів з підручником — «метод позначки»

Учні роблять позначки олівцем на полях під час самостійного опрацювання теоретичного матеріалу:

«» — інформація підтверджує попередні знання учнів;

«+» — нова інформація для учнів;

«–» — інформація суперечить знанням учнів;

«?» — інформація, незрозуміла під час читання, яка потребує додаткового пояснення.

(Обговорення результатів самостійної роботи учнів.)

Це цікаво!

• У цитоплазмі багатьох клітин бактерій, окрім нуклеоїду, є кільцеві молекули ДНК — плазміди. Вони дістали назву позахромосомних факторів спадковості. Від набору плазмід залежить здатність прокаріотів пристосовуватися до змін навколишнього середовища. Наприклад, від наявності чи відсутності певних генів у складі плазмід залежить стійкість до певних антибіотиків. Плазміди знайдені також у клітинах еукаріотів. Це кільцеві молекули ДНК у двомембранних органелах — мітохондріях і пластидах.

Функції ядра еукаріотів та нуклеоїду прокаріотів:

1. Зберігає спадкову інформацію і забезпечує її передачу від материнської клітини до дочірніх.

2. Керування процесами життєдіяльності клітини, зокрема регулює процеси біосинтезу білків.

3. Регулює біохімічні, фізіологічні і морфологічні процеси в клітині.

 

5. Узагальнення і закріплення знань.

             Бесіда

1. Які складові входять до складу ядра?

2. Які функції виконує ядро клітини?

3. Для чого потрібні ядерні пори?

4. Які функції виконує ядерце?

5. Чи відбувається в ядрі синтез РНК?

6. Чи відбувається в ядрі синтез білка?

7. Яка структура виконує функцію ядра у прокаріотичних організмів?

8. Згадайте матеріали курсу зоології та поясніть, які функції в інфузорій виконує мале ядро (мікронуклеус), а які — велике ядро (макронуклеус).

 

6. Підбиття підсумків уроку.

           Учні самостійно підводять підсумки уроку, формулюючи висновки.

 

7. Домашнє завдання.