Конспект уроку в 10 класі на тему: Одномембранні органели клітин. Двомембранні органели.

 

 

Тема  уроку:   Одномембранні  органели  клітин.

Двомембранні органели.

Мета:

навчальна:  вивчити особливості будови та функції одномембранних органел; встановити та проаналізувати взаємозв'язок між будовою та функціями, які вони виконують;

розвиваюча:  розвивати творчу активність та пізнавальні інтереси учнів;   продовжувати формувати вміння працювати з підручником та додатковою літературою, ма­люнками, схемами, порівнювати,   узагальнювати, робити висновки, сприяти розвитку інтересу до вивчення

 біології;

 виховна:  формувати етичні стосунки в колективі (взаємодопомогу, доброзичливість).

 

Обладнання і матеріали: електронні мікрофотографії органел клітини, схеми будови органел; технічні засоби: мультимедійний проектор, проекційний екран, або мультимедійна дошка,  ноутбук;  презентації до уроку, підручник, додаткова література, роздатковий матеріал.

 

ХІД УРОКУ

I.  Організаційний момент.

Перевірка підготовленності учнів до уроку.

II. Перевірка домашнього завдання

Гра "Впізнай мене".

"Я – весь внутрішній живий вміст клітини, за виключенням ядра або його еквівалента; складний комплекс гіалоплазми, органел та включень. Буваю у  стані гелю чи золю."…(цитоплазма)

"Ми амебоподібні тимчасові випинання цитоплазми деяких найпростіших ( амеб, радіолярій) або клітин багатоклітинних тварин (лейкоцити). Виникаємо завдяки рухові цитоплазми. Можемо захоплювати тверді поживні речовини (фагоцитоз)"….(псевдоподії)

Бесіда

Що називають надмембранними клітинними комплексами?

Що називають підмембранними клітинними комплексами?

Що таке поверхневий апарат клітин?

Що таке глікокалікс?

Що таке мікротрубочки та мікронитки (мікрофіламенти)?

Чим вони відрізняються між собою?

Які особливості поверхневого апарату найпростіших?

Які особливості поверхневого апарату бактерій?

Що спільного та відмінного у будові та функціях клітинної стінки та глікокаліксу?

III.   Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності

Бесіда

Які органели клітини називають одномембранними?

Що ви вже знаєте про ендоплазматичну сітку?

Де в клітині може відбуватися синтез і транспорт речовин?

 Що ви пам'ятаєте про лізосоми? Де ці органели "народжують­ся"?

У яких клітинах є вакуолі? Як у клітину можуть потрапити ті або інші речовини?

IV. Вивчення нового матеріалу

Тема  уроку:   Одномембранні  органели  клітин. Двомембранні органели.

 

План

1. Загальна характеристика одно мембранних органел клітини.
2. Будова, властивості та функції:

а -  ендоплазматичної сітки, 

б -  комплексу Гольджді,

в -  лізосом,

г -  вакуолей,

ґ – пероксисом.

3. Біологічне значення одномембранних органел  в клітині та для організму.

 

 

 

Ендоплазматична  сітка - (мал.1)  вперше ендоплазматичний ретикулум був виявлений канадськими вченими  Кітом Портером,  Альбертом Клодом  і  Ернстом Фулламом в 1945 році за допомогою електронної мікроскопії. Становить собою систему порожнин у вигляді мікроскопічних канальців та їхніх потовщень (так званих цистерн). Діаметр канальців становить 50–100 нм, а цистерн – до 1000 нм і більше. Вони обмежені мембраною та сполучаються між собою. Розрізняють

два різновиди ендоплазматичної сітки: зернисту та незернисту.

  Зерниста (гранулярна) ендоплазматична сітка дістала свою назву тому, що на її мембранах розташовані рибосоми. На мембранах незернистої (агранулярної) ендоплазматичної сітки рибосоми відсутні.

  Обидва різновиди ендоплазматичної сітки мають тісні просторові зв’язки; зокрема, їхні мембрани можуть безпосередньо переходити одна в іншу.

  Одна з основних функцій зернистої ендоплазматичної сітки – забезпечення транспорту білків по клітині. Частина синтезованих у клітині білків використовується для її власних потреб, а частина виводиться за межі клітини (мал. 2).

  Білки синтезуються за  участі рибосом, які                                                       можуть розташовуватися в  цитозолі та на поверхні зернистої  ендоплазматичної сітки.

    У її порожнинах білки    набувають                                                    притаманної їм просторової    конформації,                                                                   до них можуть приєднуватися небілкові компоненти. Синтезовані білки використовуються для побудови плазматичної мембрани та зовнішньої мембрани оболонки ядра в період між поділами клітини.

  На мембранах незернистої ендоплазматичної сітки синтезуються ліпіди, вуглеводи, певні гормони, що можуть накопичуватися в її порожнинах. У цих порожнинах (напри-

клад, у клітинах печінки) накопичуюються і знешкоджуються деякі отруйні сполуки. Крім того, порожнини сітки м’язових клітин, нейронів, залозистого епітелію слугують

внутрішньоклітинним депо (місцем зберігання) йонів Кальцію. Це має важливе значення для функціонування м’язових волоконець: під час їхнього скорочення концентрація йонів Кальцію різко підвищується, а під час розслаблення – знижується.

 Ендоплазматична сітка функціонально пов’язана з комплексом Гольджі.

Комплекс, або апарат  Гольджі (названий так на честь італійського вченого К. Гольджі, який відкрив цю органелу 1898 р.) – одна з універсальних органел клітин еукаріотів. Її основною структурною одиницею слугує диктіосома – скупчення

одномембранних пласких цистерн (мал. 3). Поруч з ними розташовані пухирці та

канальці. До одного з полюсів кожної із цистерн постійно надходять пухирці, які відокремлюються від ендоплазматичної сітки і містять речовини, що там утворилися. Зливаючись із цистернами комплексу Гольджі, ці пухирці віддають їм свій вміст. З іншого полюса цистерн відокремлюються пухирці, наповнені різними речовинами (див. мал. 2, 4).

Функції  комплексу Гольджі різноманітні. Насамперед у цій органелі накопичуються і певним чином змінюються деякі сполуки (наприклад, білки можуть сполучатися

з вуглеводами або ліпідами). Речовини, які надійшли до цистерн комплексу Гольджі, сортуються за хімічним складом і призначенням. Відсортовані молекули переходять з

одних цистерн до інших і згодом у вигляді пухирців, оточених мембраною,

відокремлюються від цієї органели. Відокремлені пухирці транспортуються за допомогою мікротрубочок до різних частин клітини, де можуть передавати свій вміст іншим органелам, або, зливаючись із плазматичною мембраною, видаляють його з

клітини (мал. 4). Отже, одна з основних функцій комплексу Гольджі – накопичення, хімічні зміни і пакування в пухирці синтезованих речовин.

  У цистернах комплексу Гольджі синтезуються деякі полісахариди. Вони можуть сполучатися з білками, що надійшли із зернистої ендоплазматичної сітки. У рослинних клітинах у комплексі Гольджі утворюються структурні компоненти клітинної стінки, а в клітинах членистоногих – хітиновмісної кутикули, яка утворює зовнішній скелет.

Завдяки комплексу Гольджі в голівці сперматозоїдів утворюється списо -  або чашоподібний утвір – акросома (від грец. акрон – верхівка).  Ця органела містить ферменти, які розчиняють оболонку яйцеклітини під час запліднення. Скоротливі вакуолі прісноводних одноклітинних тварин і водоростей також формуються з комплексу Гольджі.

  Ця органела бере участь і в побудові плазматичної мембрани.

Комплекс Гольджі бере участь у формуванні лізосом, які у вигляді пухирців, оточених мембраною, відокремлюються від цієї органели.

Лізосоми  (від грец. лізіс – розчинення) – лізосоми були відкриті бельгійським цитологом Крістіаном де Дювом в 1955 році.  Органели, які мають вигляд  мікроскопічних оточених мембраною пухирців діаметром 100–180 нм. Вони містять ферменти, здатні розщеплювати ті чи інші сполуки (білки, вуглеводи, ліпіди тощо). У клітині можуть бути різні види лізосом, які відрізняються особливостями будови і функціями.

  Одні з лізосом, зливаючись  з піноцитозними або фагоцитозними пухирцями, беруть участь у формуванні травних вакуоль (див. мал. 4). При цьому активуються ферменти і вміст вакуолі перетравлюється. Таким чином, лізосоми забезпечують процеси внутрішньоклітинного травлення. Лізосоми іншого типу беруть участь у перетравленні окремих частин клітини (мал. 5), цілих клітин або їхніх груп. Вважають, що ці

лізосоми знищують дефектні органели, ушкоджені або мертві клітини, руйнують личинкові органи комах, земноводних (наприклад, хвости та зябра пуголовків безхвостих амфібій) тощо.

  Лізосоми можуть наближатися до плазматичної мембрани та виводити свій вміст – ферменти – назовні. Наприклад, у гриба нейроспори у такий спосіб забезпечуються процеси позаклітинного травлення.

Вакуолі  (від лат. вакуус – порожній) – органели клітини, які мають вигляд порожнин, оточених мембраною і заповнених рідиною. Розрізняють різні види вакуоль. Наприклад, у  травних  вакуолях  перетравлюються сполуки і мікроорганізми, що надходять у клітину.

  Вакуолі  рослинних  клітин  утворюються з пухирців, які відокремлюються від ендоплазматичної сітки. Згодом дрібні вакуолі зливаються в більші, які можуть охоплювати майже весь об’єм цитоплазми. Вони заповнені клітинним соком – водним розчином органічних і неорганічних сполук. Вакуолі підтримують певний рівень внутрішньоклітинного тиску (тургору), забезпечуючи збереження форми клітин, містять запасні поживні речовини, кінцеві продукти обміну або пігменти. Червоні, сині,

жовті тощо пігменти, розчинені у клітинному соку, зумовлюють забарвлення певних типів клітин і частин рослин у цілому (наприклад, плодів вишні, коренеплодів редису, пелюсток квітів тощо). Через мембрани вакуолі речовини переміщуються із цитозолю в їхню порожнину і навпаки.

  У клітинах прісноводних одноклітинних тварин і водоростей є скоротливі вакуолі – вкриті мембраною пухирці, здатні змінювати об’єм, виводячи свій вміст назовні. Це пов’язано з тим, що в прісній воді концентрація солей значно нижча, ніж у цитоплазмі. Тому згідно з фізичними законами вода з навколишнього середовища надходить до клітини, підвищуючи тиск усередині неї. Надлишок рідини накопичується в скоротливій вакуолі. Стінка вакуолі стискається завдяки скоротливим білкам, які входять до її складу, і випорскує рідину назовні клітини. Таким чином, скоротливі вакуолі регулюють внутрішньоклітинний тиск, виводячи надлишок води з клітини і запобігаючи її руйнуванню. Крім того, ці органели забезпечують виведення деяких розчинних продуктів обміну речовин. Діяльність скоротливої вакуолі має значення й

для газообміну, оскільки сприяє надходженню до клітини води з розчиненим киснем і виведенню вуглекислого газу.

  Найскладнішу будову скоротливих вакуоль мають інфузорії. Наприклад, в інфузорії-

туфельки (мал. 6) вакуоля складається зі скоротливого пухирця (резервуару), який відкривається назовні отвором – порою. У пухирець впадають довгі тоненькі радіальні канальці, до яких надходять водні розчини із цитоплазми. Спочатку скорочуються стінки канальців, проштовхуючи рідину до резервуару. Через певний час скорочується наповнений резервуар, викидаючи вміст через пору.

Пероксисоми  (від грец. пери – навколо, лат. окси – Оксиген та грец. сома – тіло), або мікротільця (мал. 7), – органели кулястої форми, оточені однією мембраною, діаметром близько 0,3–1,5 мкм. Пероксисоми виявлені (у 1965 р. Крістіаном Де Дювом) в різних організмів: одноклітинних і багатоклітинних тварин, дріжджів, вищих рослин, водоростей. Ці органели часто розташовані поблизу мембран ендоплазматичної сітки, мітохондрій, пластид. У них містяться різноманітні ферменти, зокрема ті, що забезпечують перетворення жирів на вуглеводи або здатні розщеплювати токсичний для клітини гідроген пероксид

Н₂О₂  до кисню та води. У рослин пероксисоми беруть участь у процесах поглинання кисню під час світлової фази фотосинтезу.

  Тривалість існування однієї пероксисоми незначна – лише 5–6 діб. Нові пероксисоми

утворюються внаслідок поділу.

 

 

 

 

3. Ознайомлення з будовою двомембранних органоїдів

Завдання №1: використовуючи матеріал підручника та Інтернет матеріали скласти схему будови одного з двомембранних органоїдів.

Мал.№1 Мітохондрія ^[9]

 

Мал.№2 Хлоропласт ^[9]

Завдання №2: використовуючи матеріал підручника та Інтернет матеріали, ознайомитися з будово мітохондрії та вказати на німій схемі елементи її будови.

Мал.№3 Мітохондрія (схема).

За формою мітохондрії бувають овальні, циліндричні інколи розгалуженні. Вони постійно рухаються, здійснюючи обертальні рухи, завдяки яким переміщуються, наближаючись до структур, що використовують багато енергії. Мітохондрії рівномірно розміщенні по цитоплазмі, але є місця їхнього скупчення (поперечносмугасті м’язи, в хвості сперматозоїда, в канальцях нирок, в клітинах нервової системи та залоз шлунка). При підвищеній функції клітини мітохондрії набувають більш овальної або видовженої форми і кількість крист у них зростає.^[5]

Завдання№3: використовуючи матеріал підручника та Інтернет матеріали, ознайомитися з будово хлоропласта та вказати на німій схемі елементи його будови.

Мал.№4 Хлоропласт (схема).

У червоних і зелених водоростей і у вищих рослин оболонка хлоропластів складається з двох мембран. У інших еукаріотичних водоростей він додатково оточений однією або двома мембранами. У водоростей з чотирьох мембранними хлоропластами їх зовнішня мембрана часто переходить в зовнішню мембрану ядра.^[5]

IV.Узагальнення та систематизація набутих знаь

1) Порівняльна характеристика мітохондрій та хлоропластів.

N	Структурно-функціональна характеристика	Мітохондрія	Хлоропласт
1.	У яких клітинах наявні	У всіх прокаріотів.	В рослинних клітинах, та в деяких одноклітинних тварин.
2.	Кількість у клітині	Від 1 до 500 000.	Від 1 до кількох сот.
3.	Розміри	0,5 – 10 мкм.	5 – 10 мкм.
4.	Як утворюються	Внаслідок поділу попередніх мітохондрій.	Внаслідок поділу попередніх пластид.
5.	Форма органоїда	Сферична, ниткоподібна, овальна.	Дископодібна.
6.	Кількість мембран	Дві.	Дві.
7.	Структура мембран	Зовнішня – гладенька, а внутрішня утворює вирости – кристи.	Зовнішня – гладенька, а внутрішня утворює мембранні мішечки – тилакоїди, вони складаються в купки – грани.
8.	Що знаходиться в середині	Мітохондральний матрикс, кільцева ДНК, рибосоми, ферменти, і-РНК, т-РНК.	Строма хлоропласту, кільцева ДНК, рибосоми, ферменти, і-РНК, т-РНК.
9.	Які процеси відбуваються	Дихання, синтез АТФ.	Фотосинтез, синтез АТФ.
10.	Інші особливості функціонування	Напівавтономна органела.	Напівавтономна органела.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)Порівняльна характеристика органел клітини

ТИП ОРГАНЕЛ	ОРГАНЕЛИ	ПОХОДЖЕННЯ НАЗВИ	РОЗМІРИ	ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ	ФУНКЦІЇ
Двомембранні	Мітохондрії	Грец. mitos – нитка + chondros – зернятко	0,1-7 мкм, до 20 мкм (у нейронах)	Овальні, паличкоподібні, ниткоподібні тільця, внутрішня мембрана яких утворює гребені (кристи), а простір між ними називається матриксом; містять ДНК і всі типи РНК	Біологічне окиснення простих органічних сполук, накопичення енергії у вигляді АТФ, синтезують власні білки, РНК і ДНК
Двомембранні	Пластиди	Грец. plastides – утворюючий	1-10 мкм	Тільця різної форми у рослинних клітинах; розрізняють 3 типи: хлоропласти (зелені), хромопласти (жовті, оранжеві, червоні) і лейкопласти (безбарвні)	Фотосинтез (хлоропласти), синтез білків, жирів і вуглеводів (лейкопласти), зумовлюють колір рослин
Одномембранні	Ендоплазматична сітка (ЕПС)	Грец. endon – всередині + reticulun – сітка	Діаметр порожнин канальців 25-30 нм	Розгалужена система канальців і цистерн; розрізняють гладеньку (не несе рибосом) і шорстку ЕПС (несе на мембранах рибосоми)	Транспорт і знешкодження речовин, біосинтез білків, жирів і вуглеводів, розмежування вмісту клітини
Одномембранні	Лізосоми	Грец. lysis – розчинення + soma – тіло	Діаметр 0,2-2 мкм	Міхурці, які містять всередині до 40 травних ферментів	Перетравлення речовин, руйнування відмираючих клітин та їх частин, тканин і органів (при метаморфозі)
Одномембранні	Апарат Гольджі (комплекс Гольджі)	Відкритий К. Гольджі у 1898 році	Розмір цистерн (1 мкм * 20-40 нм), діаметр міхурців від 20-30 нм до 300 нм	Багатоярусна система плоских дископодібних цистерн (диктіосома), які до периферії потовщуються; від диктіосоми відшнуровуються міхурці (міхурці Гольджі)	Накопичення і виділення секретів, синтез полісахаридів, концентрація речовин, які надходять у клітину
Одномембранні	Сферосоми	Грец. sphaira- куля + soma – тіло	Діаметр 0,5-1,5 мкм	Сферичні утворення, що містять ферменти ліпідного обміну та значну кількість жирів	Клітинні центри синтезу і нагромадження ліпідів
Одномембранні	Мікротільця	Грец. mikros – малий + тільця	1-1,5 мкм	Овальні тільця, всередині яких трапляються тверді, інколи кристалічні включення; розрізняють гліоксисоми і пероксисоми	Здійснюють гліоксилатний цикл (гліоксисоми) і беруть участь у фотодиханні (пероксисоми)
Немембранні	Клітинний центр (центросома)	Знаходит) іся на осі, прове деної через цен гр клітини і центр ядра	Довжина центріолі 0,2-0,8 мкм, діаметр 0,1-0,15 мкм	Складається з 1-2 центріолей (утворені міофібрилами, мають циліндричну форму), оточених щільним шаром цитоплазми (центросферою)	Визначає орієнтацію веретена поділу клітини, бере участь у розходженні хромосом під час поділу клітини
Немембранні	Рибосоми	Від РНК + грец. soma – тіл то	Діаметр 15-35 нм	Овальні тільця, що складаються з двох неоднакових субодиниць і побудовані з РНК і білка	Біосинтез білків (часто утворюють групи – полісоми, які включають до 70 рибосом)
Немембранні	Мікрофіламенти	Грец. mikros – малий + лат. filamentum – - нитка	Діаметр 4-10 нм	Тонкі білкові скоротливі нитки, які утворюють у гіалоплазмі скупчення – цитоплазматичні волокна	Припускають, що взаємне ковзання мікрофіламентів генерує рух цитоплазми
Немембранні	Мікротрубочки	Грец. mikros – малий + трубочка	Діаметр 15-25 нм	Циліндричні структури, побудовані із 7-15 ниток білка тубуліну	Утворюють цитоскелет, війки, джгутики, центріолі; забезпечують транспорт речовин у клітині

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                Мал.  Рослинна  клітина