Урок 9 клас "Структура еукаріотичної клітини: клітинна мембрана"

 

     .Урок №.   Структура  еукаріотичної  клітини:  клітинна мембрана

 

Мета: ознайомити з особливостями будови, властивостями та функціями клітинних мембран; розкрити роль органічних речовин у клітинних мембранах; пояснити зв’язки між будовою та функціями клітинної мембрани; формувати знання про основні види транспорту через клітинні мембрани, взаємозв’язок клітини із зовнішнім середовищем; розвивати увагу, мислення, пам’ять, мову, уміння порівнювати та узагальнювати інформацію; формувати науковий світогляд, інтерес до предмета.

Обладнання:  моделі-аплікації, що демонструють будову клітини, мультимедійна дошка. фрагменти фільмів «Транспорт речовин через мембрану» «Клітинні мембрани» «Клітина»

            https://www.youtube.com/watch?v=tlNX1zWiC40

            https://www.youtube.com/watch?v=gZ23XteWVfo

            https://www.youtube.com/watch?v=tSvhkZOuTrA

           https://www.youtube.com/watch?v=bBymW0PtVT0 + (укр.мова)

  Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

1. Організаційний етап

Привітання учнів, перевірка їхньої готовності до уроку,налаштування на роботу.

                                           Гра  «Зроби як я»

(щоб переконатися, що всі діти готові до перевірки домашнього завдання вчитель робить долонями «хлопки», діти повторюють. Якщо діти повторюють всі і чітко, висновок – готові, чують вчителя). Таке просте налаштування на роботу.

2. Перевірка домашнього завдання й актуалізація опорних знань учнів

а) Біологічний диктант(відповіді виведено на дошку, але їх потрібно знайти, порядок змінено)

1. Основна структурно-функціональна одиниця всіх живих організмів. 

                                                                                                             (Клітина.)

2. Учений, який відкрив яйцеклітину птахів і ссавців.           (К. Бер.)

3. Наука, яка вивчає будову і функції клітин.                          (Цитологія.)

4. Рік уведення терміна «клітина».                                             (1665.)

5. Учений, який уперше відкрив бактерії і найпростіші.         (А. Левенгук.)

6. Учений, який відкрив і описав ядра в клітинах рослин.     (Р. Броун.)

7. Автор клітинної теорії.                                                           (Т. Шванн.)

8. Учений, який довів, що всі клітини утворюються з інших клітин шляхом 

          поділу.                                                                                       (Р. Вірхов.)

9. Рік, коли була сформульована клітинна теорія. (1839.)

10. Форми існування живих організмів.                       (Одноклітинні, колоніальні, 

                                                                                                         багатоклітинні.)

11.    Еглена зелена, інфузорія туфелька –                           (одноклітинні організми)

12.    Вольвокс –                                                                              (колоніальні)

 

б)  Бесіда.

1.У чому суть основного положення клітинної торії Т. Шванна і яким ще принципово важливим положенням її було доповнено?

2. Які методи для дослідження клітини існують?

в)  Тест на встановлення відповідності.

Установити відповідність між методами цитологічних досліджень та їхньою характеристикою.

Метод

Характеристика

1 електронна мікроскопія 2 метод культури клітин 3 фазово-контрастна мікроскопія 4 світлова мікроскопія

А дозволяє вивчити загальний план будови клітин та окремі їхні органели, які за розміром не менші ніж 200 нм Б дозволяє вивчити живі й нефарбовані об’єкти за рахунок підвищення їхньої контрастності В дозволяє тривале зберігання та вирощування у спеціальних живильних середовищах клітин, тканин та окремих органів Г дозволяє розглянути і вивчити мікроструктуру біологічних об’єктів навіть на атомно-молекулярному рівні Д використання радіоактивних ізотопів для мічення певних сполук, у які ці ізотопи включаються

•   Відповідь: 1 — Г, 2 — В, 3 — Б, 4 — А.

 

3. Мотивація навчальної діяльності

 

Усе починається з клітини…

К. Бер

 

Слово вчителя

«Усе починається з клітини…» — писав видатний біолог Карл Бер і він був правий. І на сьогоднішній день проблема вивчення клітинної будови є досить актуальною.

У період з кінця 20-х до початку 80-х років XX ст. досить інтенсивно відбувалося вивчення біології клітини. А дослідження біологічних мембран — це один з найважливіших напрямків сучасної клітинної біології. Саме в цей період були створені такі високоінформаційні методи, як дифракція рентгенівського проміння, електронна та поляризаційна мікроскопія. Це було викликано як суто науковими потребами, так і тим, що штучні мембрани почали використовувати у прикладних галузях. Відомі ліпосоми (ліпозоми), які містяться у різних кремах,— це власне приклад штучних мембран. Ліпосоми використовують не лише у косметиці. Головна галузь їхнього використання — медицина. Ліки, які вкриті гідрофобною мембраноподібною оболонкою, можуть проникати глибоко у тканини. Особливо актуальними такі дослідження були в онкології. Розроблялися спеціальні ліпосомні препарати, які могли вибірково проникати у пухлину, не впливаючи на інші частини організму. Для проведення таких досліджень потрібні були детальні знання будови клітинних мембран.

Повідомлення теми уроку.

4. Вивчення нового матеріалу

   Розповідь учителя

Усі клітини сформовані системою біологічних мембран.

Для того щоб краще зрозуміти структуру та функції мембрани  створимо її модель.

«Міні-експеримент» (демонстрування досліду)

У порожній пакетик з-під чаю насипаємо суху кухонну сіль та крохмаль (це модель клітини). Мішечок зав’язуємо та занурюємо у склянку із чистою водою.

— Яких результатів ви очікуєте? (Вода крізь стінки пакетика надходить всередину.)

— Що примушує воду надходити всередину пакетика? (Учні висловлюють свої припущення.)

У склянку із чистою водою додамо кілька крапель йоду й опустимо пакетик.

— Що, на вашу думку, станеться? Прокоментуйте побачене. (Крохмаль у мішечку набув фіолетового забарвлення — якісна реакція йоду на крохмаль, а вода залишилася світло-коричневого кольору.)

— Чому вода в склянці залишилася світло-коричневого кольору? (Учні роблять припущення, що через мембрану вибірково проникають речовини.)

Будова мембрани клітини:

Повідомлення учня:

                                            Дослідження клітинних мембран

Те, що до складу плазматичної мембрани входять ліпіди, було виявлено ще наприкінці XIX ст. (Е. Овертон). У 1925 р. голландські дослідники Е. Гортер і Ф. Грендель виділили ліпіди з мембрани еритроцитів і розрахували, що площа, яку вони займають у моношарі, вдвічі більша, ніж площа поверхні клітини. Це були перші уявлення про будову клітинної мембрани.

У 1935 р. Дж. Даніелі і Х. Давсон показали, що до складу мембран, окрім ліпідів, уходять також і білки. Ці ж американські дослідники висунули першу гіпотезу про будову клітинної мембрани. Вона мала назву «бутербродної» гіпотези. За уявленнями дослідників, мембрана — це тришарова структура: зовнішній шар білка, біліпідний шар, внутрішній шар білка. Для того щоб пояснити проникнення до клітини гідрофільних молекул, у 1956 р. Дж. Даніелі і В. Стейн доповнили цю модель уявленнями про білкові пори, які пронизують мембрану наскрізь. Важливим внеском у наші уявлення про природу біологічних мембран стали два припущення американського біофізика Дж. Д. Робертсона, які він запропонував у 1960 році Він стверджував, що всі клітинні мембрани мають подібну будову і що зовнішній бік мембрани відрізняється від внутрішнього, тобто, що вони асиметричні.

Розвиток методів біологічних досліджень приносив нові й нові дані про властивості мембран. Класична модель Даніелі не завжди задовільно пояснювала ці результати. Тому за період 50–60-ті роки ХХ ст. було висунуто близько десятка нових моделей мембран. Лише у 1972 р. американські дослідники С. Зінгер і Г. Ніколсон розробили модель мембрани, яка на сьогодні є загальноприйнятою. Вона отримала назву «рідинно-мозаїчна модель».

Розповідь учителя

Відповідно до моделі Зінгера–Ніколсона молекули ліпідів розташовані у два шари: їхні гідрофільні «голівки» обернені до зовнішнього та внутрішнього боку мембрани. А гідрофобні «хвости», що складаються з ланцюжків жирних кислот, обернені всередину. Основним функціональним компонентом біологічних мембран є білки. Одні з молекул білків розташовані або на зовнішній, або на внутрішній поверхні мембран, тому їх називають поверхневими.

З такими білками, розташованими на внутрішньому боці мембрани, пов’язані мікронитки цитоскелета. Інші молекули білків заглиблені в товщу мембрани на різну глибину, їх називають внутрішніми. Особливі білкові молекули перетинають мембрану наскрізь, зв’язуючи зовнішню та внутрішню її поверхні. Молекули білків або їхні частини часто сполучені мікроскопічними канальцями.

Вуглеводи входять до складу мембран виключно у вигляді комплексних сполук із молекулами білків або ліпідів.

Вона отримала назву «рідинно-мозаїчна модель».

Проектування картинки на екран ( вивчення будови клітинних мембран)

Складання опорної схеми

 

 

 

 

 

 

 

 

Переглянувши фрагменти фільму, дайте відповідь:

—які властивості клітинної мембрани  забезпечує така будова?

            (Обговорення відповідей учнів, складання схеми:)

                                                Властивості :

 

 еластичність                                                             здатність відновлюватися;

              здатність зливатися одна з одною                     проникність, напівпроникність.

 

— Отже, завдяки якій властивості мембрани вода потрапила до нашої штучної клітини?  (Напівпроникність.)

 Функції клітинної мембрани

Завдання для учнів:

— Беручи до уваги будову мембрани та її властивості, знайдіть функції, які вона здатна виконувати.  (Учні використовуюють підручник)

Додатковий матеріал для учнів на листочках, розданий окремій групі учнів)

Плазматична (клітинна) мембрана, яка оточує цитоплазму, міцна та еластична, бо визначає розміри клітини. Вона виконує насамперед захисну функцію: оберігає внутрішнє середовище клітини від несприятливих впливів. Зокрема, серед мембранних білків є такі, що здатні зв’язувати антигени (мікроорганізми й речовини, які клітина сприймає як чужорідні) і тим самим запобігати їх проникненню в клітину. Отже, плазматична мембрана є однією з ланок захисних реакцій організму.

Інша її функція — забезпечення обміну речовин із навколишнім середовищем. Плазматична мембрана характеризується напівпроникністю: одні сполуки можуть швидко проходити через неї, інші — повільніше або взагалі не можуть пройти через неї. У біологічних мембранах відбуваються процеси, пов’язані зі сприйняттям інформації, яка надходить із навколишнього середовища, формуванням і передачею збудження, перетворенням енергії, захистом від проникнення хвороботворних мікроорганізмів та іншими проявами життєдіяльності клітин, органів і організму в цілому. Мембрани здійснюють сигнальну функцію. Так, у плазматичну мембрану вбудовані сигнальні білки, здатні у відповідь на дію різних факторів навколишнього середовища змінювати свою просторову структуру й унаслідок цього передавати сигнали до клітини. Отже, особливості будови плазматичної мембрани забезпечують подразливість організмів, тобто їхню здатність сприймати подразники і певним чином на них відповідати.

Плазматичні мембрани забезпечують міжклітинні контакти в багатоклітинних організмах. Так, у місцях контакту двох тваринних клітин мембрани кожної з них здатні утворювати складки або вирости. Вони надають міжклітинному сполученню особливої міцності та пружності.

Важлива роль біологічних мембран і в процесах взаємоперетворення різних форм енергії: механічної (наприклад, рух джгутиків, війок), електричної (формування мембранного потенціалу та нервового імпульсу), хімічної (синтез багатих на енергію сполук).

Запис у зошит опорного конспекту (після обговорення)

Функції клітинної мембрани:

• структурна;

• бар’єрна;

• захисна;

• транспортна;

• сигнальна;

• рецепторна;

• забезпечує міжклітинні контакти;

• взаємоперетворення форм енергії.

 

 

   Транспорт речовин через мембрану

 

           Розповідь учителя: (фрагменти фільму)

Для нормального існування будь-якої складної системи однією з найважливіших проблем є робота транспортних комунікацій. (Приклад з життя)

То ж як в клітину потрапляють потрібні їй речовини?

Отже, яким чином речовини переносяться через мембрану?

Найпростішою відповіддю на це питання були б отвори в мембрані. Але в такому випадку стає неможливою підтримка сталості внутрішнього середовища клітин. Окрім того, біліпідний шар взагалі не може мати отворів. Уявіть лише мильну бульбашку з дірочками. Інший гіпотетичний варіант — утворення на поверхні клітини спеціальних ліпосом, які б транспортували речовини в клітину і з клітини. Цей варіант досить прийнятний, але він не може бути універсальним із суто економічних причин. Природа — дуже економна господиня, а створення ліпосом і їхнє переміщення вимагає постійних витрат значної кількості речовини й енергії. У процесі еволюції з’ясувалося, що проблему клітинного транспорту неможливо розв’язати якимось одним методом. Через те, що речовини, необхідні одноклітинним організмам і клітинам багатоклітинних організмів, дуже різні, існує декілька транспортних механізмів.

 

Складання опорної схеми за текстом §

 Обговорення малюнків   (підручник або малюнки на дошці)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Робота в групах

Завдання для груп:

— Установити особливості механізму та значення таких видів транспорту:

I група — простої дифузії;

II група — полегшеної дифузії;

III група — активного транспорту;

IV група — екзо- і ендоцитозу.

Презентація результатів роботи груп ( виступ одного учасника групи, на вибір учнів)

Узагальнення вчителем після  виступу кожної групи.

 

5.Узагальнення і закріплення знань

    1.Вправа:  «Я так думаю»

     Запитання вчителя:

— При цукровому діабеті в крові накопичується надлишок глюкози, а клітини її не отримують. Після введення інсуліну клітини починають засвоювати глюкозу. Чому?

 

2.«Закінчити речення».

1. Процес, під час якого речовини проникають крізь мембрану з ділянки високої концентрації в ділянку низької — це… (дифузія).

2. Білки, які заглиблені в товщу мембрани, називаються… (внутрішніми).

3. Білки, які розташовані на зовнішній та внутрішній поверхнях мембран, називаються… (поверхневими).

4. Явище захоплення та поглинання клітиною рідини називається… (піноцитоз).

5. Автором відкриття явища фагоцитозу є… (Мечников І. І.).

6. Загальноприйнятою моделлю біологічних мембран є … (рідинно-мозаїчна).

7. Утворюють подвійний шар у клітинній мембрані молекули … (ліпідів).

8. Вид транспорту речовин, пов’язаний із витратами енергії, — це… (активний транспорт).

 

Рефлексія:  Підбиття підсумків уроку

 

Я знав	Я дізнався

 6.Домашнє завдання

Опрацювати §10,вивчити терміни.,підготувати повідомлення «Цитоплазма клітини»

Матеріал для уроку: