Робочий аркуш. Клітинні структури, що забезпечують метаболізм

Аркуш до § 22 «Структури клітин, які забезпечують процеси обміну речовин та енергії» (В. І. Соболь, «Біологія і екологія», 10 клас, с. 92–95): новий матеріал подано через схематичні малюнки з підписами, таблиці й завдання; ключ для вчителя — наприкінці документа.

1. Паспорт уроку

2. Мета й очікувані результати

Після цього уроку я зможу:

• назвати види мембранного транспортування та навести приклади кожного;

• пояснити, що таке метаболізм, і назвати структури клітини, що беруть участь у ньому, на прикладі гепатоцита;

• описати двофазну біотрансформацію й пояснити, як клітина знешкоджує шкідливі речовини;

• довести зв'язок між будовою клітини та її метаболізмом.

3. Мотивація

Життєва ситуація. Клітини печінки — гепатоцити — секретують жовч і беруть активну участь в обміні речовин та знешкодженні токсинів. У цитоплазмі такої клітини може бути до 2000 мітохондрій, а на одному з її полюсів — численні вип’ячування мембрани.

Запитання для роздумів. Чому в клітині, яка так інтенсивно працює, настільки багато мітохондрій і чому вона має особливу будову поверхні?

Моя коротка думка:

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

4. Актуалізація знань (5 хвилин)

Що мені потрібно пригадати? Мембрану клітини, органели, АТФ, фосфоліпіди (§ 21).

Завдання 1. Оберіть правильну відповідь (підкресліть). Складні ліпіди (фосфоліпіди, гліколіпіди) виконують здебільшого функцію:

А) структурну

Б) резервну

В) водоутворювальну

Г) енергетичну

Завдання 2. Установіть відповідність.

Відповідь: 1 — [ ], 2 — [ ], 3 — [ ].

Завдання 3. Завершіть речення. Енергія для процесів у клітині накопичується в молекулах ………………….

5. Опрацювання нового матеріалу

5.1. Мембранне транспортування

Обмін речовин, енергії та інформації на рівні клітини відбувається внаслідок надходження речовин і енергії в клітину, метаболізму та видалення з клітини. Мембранне транспортування забезпечує перенесення речовин, енергії та інформації крізь клітинні мембрани. Малі молекули та йони проходять крізь мембрани шляхом пасивного або активного транспортування, а макромолекули переносяться за допомогою ендо- й екзоцитозу. Прочитайте текст на с. 92–93 і розгляньте мал. 1.

Розгляньте мал. 1 (схематичне зображення нижче).

мал. 1 · види мембранного транспортування

Мал. 1. Види транспортування речовин крізь мембрани (за схемою на с. 92 підручника).

Завдання 1. Визначте вид транспортування в кожній ситуації (за с. 92–93).

Завдання 2. Назвіть три ознаки активного транспортування крізь мембрану.

1. ……………………………………………………………………

2. ……………………………………………………………………

3. ……………………………………………………………………

Завдання 3. Зіставте міжклітинні контакти гепатоцитів з їх ролями.

Відповідь: 1 — [ ], 2 — [ ].

5.2. Метаболізм і структури гепатоцита

Метаболізм (від грец. метаболе — перетворення, зміна) — сукупність хімічних процесів, що забезпечують перетворення речовин, енергії та інформації в клітині. У метаболічних процесах беруть участь усі структури клітини, а їхня кількість і різноманітність залежать від інтенсивності метаболізму та функцій клітини в організмі. Розгляньте мал. 2 та прочитайте текст на с. 93–94.

Розгляньте мал. 2 (схематичне зображення нижче).

мал. 2 · схема гепатоцита (для підпису)

Мал. 2. Спрощена схема гепатоцита (за ілюстрацією 62 підручника). Структури позначено номерами; назви допишіть у таблиці.

Завдання 4. За малюнком 2 і текстом параграфа заповніть таблицю: підпишіть структури (назви — у списку нижче) й коротко запишіть їхню роль у гепатоциті.

Список назв: мітохондрія; шорстка ендоплазматична сітка; гладка ендоплазматична сітка; комплекс Гольджі; ядро; ядерце; зерна глікогену; жирові краплини; лізосома; секреторні міхурці; жовчний каналець; мембранні вип’ячування.

Білки гепатоцитів (альбуміни, більшу частину глобулінів і білки, що беруть участь у зсіданні крові) синтезуються в шорсткій ЕПС, надходять до комплексу Гольджі, набувають функціональних особливостей, упаковуються в міхурці й виділяються екзоцитозом у кров. Розгляньте мал. 3.

Розгляньте мал. 3 (схематичне зображення нижче).

мал. 3 · шлях білка в гепатоциті (для заповнення)

Мал. 3. Шлях білка в гепатоциті від синтезу до виходу з клітини (за текстом с. 94).

Завдання 5. За текстом (с. 94) допишіть на мал. 3, що відбувається на кожному етапі шляху білка.

Завдання 6. Обмін вуглеводів і ліпідів пов’язаний із гладкою ЕПС. Опишіть, що відбувається із глюкозою в гепатоциті в разі її надлишку й нестачі, і назвіть, де відкладаються ліпіди.

Надлишок глюкози: ……………………………………………………………………………

Нестача глюкози: ……………………………………………………………………………

Ліпіди відкладаються у вигляді: ……………………………

5.3. Біотрансформація: знешкодження й виділення речовин

У клітину разом з необхідними речовинами можуть потрапляти чужорідні, а всередині клітини — утворюватися токсичні речовини (амоніак, гідроген пероксид, індол, скатол). Біотрансформація — біохімічні процеси, у ході яких речовини зазнають змін під дією ферментів клітин. Прочитайте текст на с. 94 і розгляньте мал. 4.

Розгляньте мал. 4 (схематичне зображення нижче).

мал. 4 · біотрансформація

Мал. 4. Дві фази біотрансформації шкідливої речовини (за текстом с. 94).

Завдання 7. Назвіть чотири токсичні сполуки, що утворюються всередині клітини.

…………………………………………………………………………………

Завдання 8. Доповніть: у першій фазі біотрансформації молекула шкідливої речовини збагачується ……………………… функціональними групами, що робить її ……………………… і розчинною у воді. У другій фазі відбувається ……………………… з ендогенними молекулами (наприклад, із ……………………… кислотою, сульфатами, гліцином), унаслідок чого утворюються полярні сполуки, які ……………………… з клітин.

Завдання 9. Зіставте структуру клітини з її роллю в знешкодженні.

Відповідь: 1 — [ ], 2 — [ ], 3 — [ ].

Завдання 10. Назвіть два основні процеси клітинного виділення.

1. ……………………………………………………………………………

2. ……………………………………………………………………………

5.4. Практичне завдання: структури клітини людини

Мета: визначити роль структур клітини в обміні речовин, енергії та інформації й зробити висновок про зв’язок будови клітини з метаболізмом.

Алгоритм: 1) прочитайте назву структури; 2) використайте текст § 22 і відповідні параграфи про клітину; 3) коротко запишіть роль структури; 4) зробіть висновок.

Висновок (2–3 речення): як пов’язані будова клітини та процеси її метаболізму?

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

5.5. Малюнок-завдання

Намалюйте від руки схему шляху білка в гепатоциті від синтезу до виходу з клітини (шорстка ЕПС → комплекс Гольджі → міхурець → екзоцитоз). Підпишіть структури та складіть підпис до малюнка за зразком «Мал. … Назва». Сфотографуйте малюнок і додайте до роботи.

6. Закріплення й застосування

Завдання 1 (базовий рівень). Поясніть, що таке метаболізм і біотрансформація, і назвіть по три структури клітини, що беруть участь у процесах метаболізму.

Відповідь: ………………………………………………………………………………………

Завдання 2 (підвищена складність, за бажанням). Доведіть взаємозв’язок між будовою гепатоцита та процесами його метаболізму. Наведіть не менше трьох доказів.

Відповідь: ………………………………………………………………………………………

Завдання 3 (Біологія + Медицина). У печінці мишей виявили гібридні гепатоцити, що відповідають за відновлення органа. Застосуйте знання про будову гепатоцитів і поясніть, як відбуваються утворення жовчі та відновлення печінки на клітинному рівні.

Відповідь: ………………………………………………………………………………………