Урок "Двомембранні органели клітини"

УРОК на тему: Двомембранні органели клітини: мітохондрії та пластиди.

 

Мета: дати загальне уявлення про двомембранні органели клітини і ті функції, які вони виконують; показати взаємозв'язки між одномембранними, і двомембранними органелами клітини.

Обладнання та матеріали: таблиці з фотографіями і схемами будови мітохондрій і хлоропластів; загальна схема будови еукаріотичної клітини.

Базові поняття та терміни: мітохондрії, дихання, окислювальне фосфорилірування, матрикс, кристи, пластиди, хлоропласти, грани, тилакоїди, ламели, строма, фотосинтез, хромопласти, лейкопласти.

Концепція уроку: цей урок передує більш докладному викладу ма­теріалу про процеси фотосинтезу і дихання, що відбуваються в еукаріотичних клітинах. Він по­будований так, щоб познайомити учнів з будовою двомембранних органел енергетичного обміну. Незважаючи на відмінності в процесах, що відбу­ваються, мітохондрії і хлоропласти мають багато спільного завдяки тому, що вони є органелами енергетичного обміну, порівняти мітохондрій і хлоропластів.

Структура уроку

І.Організаційний етап..................................1 хв

ІІ.Перевірка домашнього завдання............3 хв

ІІІ.Актуалізація опорних знань і мотивація

навчальної діяльності...................................3 хв

IV.Вивчення нового матеріалу..................22 хв

V.Узагальнення, систематизація і контроль

навчальних досягнень учнів........................5 хв

VI.Самостійна робота учнів ......................10 хв

VII.Домашнє завдання..................................1 хв

 

Хід уроку

I.Організаційний етап

II.Перевірка домашнього завдання

Бесіда                                                                    

1.Які органели називаються одномембранними?

2.Як взаємопов'язані гладка і шорстка ЕПС?

3.Де відбувається синтез і транспорт білків, жирів, вуглеводів?

4.Яким чином речовини, синтезовані в ЕПС, потрапляють в ком­плекс Гольджі?

5.Чим відрізняється первинна лізосома від вторинної?

6.Чому ферменти, що містяться в лізосомі, не розчиняють її власну мембрану?

7.Куди можуть надходити речовини з апарат у Гольджі?

8.Які органели мають відношення до утворення лізосом? Яка біологічна функція лізосом?

 

III.Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності

Бесіда

1.Які органели клітини мають відношення до отримання енер­гії?

2.У яких клітинах є мітохондрії?

3.Чи можуть існувати еукаріотичні клітини, у яких немає мі­тохондрій?

4.Які клітини містять пластиди?   

5.Чи можуть існувати еукаріотичні клітини, в яких немає пластид?

 

IV.Вивчення нового матеріалу

Оскільки учні вже мають якісь знання про органели, що ви­вчаються, то урок можна побудувати як лекцію з елементами бесі­ди, поглиблюючи їх знання про мітохондрії і хлоропласти. Почи­нати виклад матеріалу можна з обговорення енергетичних потреб клітин, тобто з розгляду мітохондрій і хлоропластів як органел енергетичного обміну, підкресливши, що в них обох синтезуються молекули АТФ, але потім вони по-різному використовуються, Потім перейти до будови цих органел, показавши, що вони мають значну автономію завдяки наявності в них власної кільцевої моле; кули ДНК і власних рибосом, які відрізняються від рибосом у цитоплазмі за розмірами. Вони менші й схожі на рибосоми прокаріотів. Ця інформація дасть потім можливість обговорити симбіотичну теорію походження клітин еукаріотів. Подальшу розповідь можна вести в порівняльному аспекті, показуючи особливості кожної органели у зв'язку з функціями, що виконуються нею. У процесі розповіді заповнюється таблиця.

Мітохондрії. Мітохондрії — це органели, основна функція яких полягає в забезпеченні клітин енергією. Мітохондрії зазвичай зображають у вигляді жорстких видовжених циліндрів, але їхні форма та розміри дуже різноманітні й визначаються типом мета­болізму і функціональними особливостями клітини. Кількість їх також варіює (від однієї до десятків тисяч).

Мітохондрія складається:

1) із зовнішньої та внутрішньої мембран, між якими є міжмембранний простір;             

2) внутрішнього вмісту — мітохондріального матриксу. Зовнішня мембрана мітохондрій гладенька. Вона має високу проникність для багатьох молекул, що містяться в цитозолі (зокрема, для невеликих білків), тому за хімічним складом міжмембранний простір практично не відрізняється від цитоплазматич­ного.

Внутрішня мембрана мітохондрій утворює численні складки або заглиблення — кристи, що значно збільшують її поверхню. Мембрана практично непроникна для білків, полісахаридів і бага­тьох іонів. У внутрішню мембрану вбудовані ферменти, що забез­печують синтез АТФ.

Матрикс є колоїдною системою, в якій містяться:

1) кільцеві молекули ДНК (мітохондріальний геном) і ферментні системи, що забезпечують їхню реплікацію та транскрипцію;

2) різні види РНК (тРНК, ІРНК);

3) рибосоми, які відрізняються за молекулярною масою від рибо­сом цитоплазми;

4) метаболічні ферменти. ДНК мітохондрій замкнута в кільце представлена в  кожній мітохондрії декількома копіями і містить близько 40 генів (ссавці). Цього достатньо для ко­дування лише невеликої кількості білків, виявлених в органелі. Більшість білків, що забезпечують функцію мітохон­дрій, кодуються ядерною ДНК і доправляються в матрикс з цитоплазми.

Таким чином, основна функція мітохондрій полягає у вироб­ленні енергії.                                 

Хлоропласти — це органели рослинних клітин, які містять фотосинтетичний пігмент хлорофіл (докладніше про хлорофіл буде розказано в розділі, присвяченому фотосинтезу).

Хлоропласти належать до двомембранних органел, внутрішня речовина хлоро­пласту називається строма. Внутрішня мембрана хлоропластів утворює впорядковану систему порожнин дископодібної форми, які називаються тилакоїдами, тилакоїди зібрані в стопки — грани. На мембранах тилакоїдів містяться ферменти, які забезпечують перебіг фотосинтезу.

У процесі фотосинтезу з неорганічних речовин утворюється глюкоза — потенційне джерело енергії. Отже, на відміну від міто­хондрій, хлоропласти не забезпечують утворення великої кількості АТФ. У них утворюється глюкоза, у разі розщеплення (окиснення) якої в цитоплазмі та мітохондріях виділяється АТФ. Тому рослин­ні клітини крім хлоропластів містять мітохондрії. Так само, як і мітохондрії, хлоропласти мають власну кільцеву ДНК і ферменти, необхідні для її подвоєння. Вони містять також тРНК і рибосоми, на яких відбувається синтез білка.

 

Порівняльна характеристика мітохондрій і хлоропластів

Структурно-функціональна характеристика	Мітохондрії	Хлоропласти
Особливості струк­тури мембран	Двомембранні органели, зовнішня мембрана глад­ка, а внутрішня утворює вирости — кристи	Двомембранні органе­ли, всередині яких є мембранні мішечки — тилакоїди, вони склада­ються в купки — грани
Що міститься всередині	Усередині — мітохонд­ріальний матрикс, кіль­цева молекула ДНК, рибосоми	Усередині — строма хлоропласту, кільцева молекула ДНК, рибо­соми
Які процеси відбуваються	Проходить процес внутрішньо-клітинного дихання (окислюваль­ного фосфорилірування)	Відбувається процес фотосинтезу
У яких клітинах наявні	У всіх прокаріотів	Тільки в рослинних клітин
Кількість у клітині	Варіює від 1 до 500 000	Варіює від одного до декілька сотень
Місце локалізації	У тих дільницях клі­тини, де витрачається енергія	Функціонуючі хлоро­пласти присутні тільки у фотосинтезуючих клітинах
Як утворюються	Утворюються внаслідок росту і розподілу попередніх мітохондрій	Утворюються внаслідок розподілу попередніх пластид
Інші особливості функціонування	Напівавтономна органела	Напівавтономна органела

 

V.Узагальнення, систематизація і контроль навчальних досягнень учнів

Бесіда

1.Покажіть взаємозв'язки між одномембранними органелами: гладкою ЕПС, шорсткою ЕПС, комплексом Гольджі, лізосомами.                                                           

2.Чим відрізняється будова комплексу Гольджі від пристрою ЕПС?

3.Як одномембранні органели клітини пов'язані з її ядром?

VІ.Самостійна робота учнів

Завдання                                             

1.Що таке клітинні включення?

2.Що таке гіалоплазма? Чим вона відрізняється від цитоплазми?

3.Які особливості будови мітохондрій і хлоропластів дозволя­ють припустити, що виникнення клітини еукаріотів — ре­зультат симбіозу стародавніх примітивних одноклітинних організмів?

 

VII. Домашнє завдання

1) Вивчити матеріал підручника, § 14.

2) Виконати завдання:

—  підручник, с. 73, № 1—8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додатковий матеріал до уроку

 

Симбіотична теорія утворення мітохондрій і хлоропластів.

Організація мітохондріальної ДНК, рибосом і механізм синтезу білка дуже подібні до таких у прокаріотів. Це стало основою для створення так званої «симбіотичної гіпотези» походження мітохондрій, згідно з якою одні стародавні одноклітинні організ­ми фагоцитували інших, менших за розмірами, а потім присто­сувалися до захоплення й утримування їх протягом життєвого циклу без перетравлювання. «Полонені» були енергетичними станціями своїх хазяїв, оскільки мали унікальний набір фермен­тів, який дозволяв видобувати з органічних речовин велику кіль­кість енергії. Крім своєї мембрани вони були оточені мембраною вакуолі. Поступово в процесі еволюції обидва організми втрати­ли здатність до самостійного існування, що врешті-решт привело до виникнення нової органели — мітохондрії, яка також працює «за двома мембранами». Про її самостійне існування у минулому свідчать лише ДНК, РНК, власні рибосоми та ферменти транс­крипції. Припускають, що подібним чином виникли хлороплас­ти, проте обидві теорії навіть зараз мають багато протиріч і по­ложень, які не можна довести.

Хромопласти — пластиди, які містять різні барвникові пігменти, що належать до групи каротиноїдів. Розташовуються в забарвле­них частинах рослини (плодах, пелюстках), позбавлені хлорофілу, внутрішня мембранна система не розвинена.

Мітохондрії — органели, основна функція яких полягає в за­безпеченні клітин енергією. Форма та розміри мітохондрій дуже різноманітні, вони визначаються типом метаболізму та функціо­нальними особливостями клітини. Кількість мітохондрій у клітині варіює від однієї до десятків тисяч.

 

https://wordart.com/1slo5jg3p9jb/