УРОК "КЛІТИННІ МЕМБРАНИ. ТРАНСПОРТ РЕЧОВИН ЧЕРЕЗ МЕМБРАНИ. ПОВЕРХНЕВИЙ АПАРАТ КЛІТИНИ, ЙОГО ФУНКЦІЇ"

КЛІТИНА

УРОК 18. КЛІТИННІ МЕМБРАНИ. ТРАНСПОРТ РЕЧОВИН ЧЕРЕЗ МЕМБРАНИ. ПОВЕРХНЕВИЙ АПАРАТ КЛІТИНИ, ЙОГО ФУНКЦІЇ

Мета: розглянути особливості будови клітинних мембран і механізми транспорту речовин крізь них; проаналізувати зв’язок особливостей будови мембран із функціями, які вони виконують; ознайомитися з явищами плазмолізу й деплазмолізу;  розглянути особливості будови поверхневого апарата клітин прокаріотичних та еукаріотичних організмів; проаналізувати зв’язок особливостей будови поверхневого апарата з функціями, які він виконує.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Обладнання й матеріали: таблиці «Будова мембрани», «Будова рослинної клітини», «Будова тваринної клітини», схема транспорту речовин через мембрану, мікроскоп, предметні й накривні скельця, пінцети, піпетка, склянка з водою, склянка з 10%-м розчином натрій хлориду, фільтрувальний папір, молоді листки елодеї або лусочки цибулі, дистильована вода, холодна й тепла (40 °С) вода.

Базові поняття й терміни: клітина, біологічна мембрана, напівпроникність, транспорт, активний транспорт, пасивний транспорт, фагоцитоз, піноцитоз, плазмоліз, деплазмоліз, осмотичний тиск,  клітинна стінка, джгутики, війки, надмембранний комплекс, підмембранний комплекс, рецепторні молекули, глікокалікс.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

Питання для бесіди

1. Які особливості будови є характерними для клітин прокаріотичних організмів?

2. Які особливості будови є характерними для клітин еукаріотичних організмів?

3. Як на мікрофотографіях можна відрізнити прокаріотичні й еукаріотичні клітини?

___________________________________________________________________________________________________________________________

1. Як побудовані мембрани живих організмів?

2. Як пов’язана будова мембран із функціями, які вони виконують?

3. Чому в плазмалемі кількість холестеролу вища, ніж у мембранах органел?

__________________________________________________________________________________________________________________________________

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

Клітинні мембрани складаються з двох шарів ліпідів, у яких розташовані білкові молекули. До зовнішнього боку мембран можуть прикріплюватися вуглеводневі компоненти. Зовнішню частину кожного із шарів ліпідів утворюють їх гідрофільні головки, а внутрішню — гідрофобні хвости. Мембранні білки виконують різні функції та можуть розташовуватися на поверхні ліпідного шару, в одному із шарів або пронизувати обидва шари. Дві сторони мембрани можуть відрізнятися між собою за складом і властивостями. Мембранні білки й ліпіди можуть вільно переміщуватися в площині мембрани (крім тих випадків, коли вони жорстко закріплені).

Більша частина мембранних ліпідів належить до групи фосфоліпідів. Саме вони надають обом шарам мембрани «рухливих» властивостей — можливість молекул мембранних ліпідів і білків відносно вільно переміщуватися в межах мембрани. Інша група ліпідів, до якої належить, наприклад, холестерол, робить мембрану більш «жорсткою» і знижує можливість руху молекул у межах мембрани.

Найважливішими функціями біологічних мембран є бар’єрна, транспортна й рецепторна. Мембрани є бар’єрами з вибірковою проникністю, які регулюють обмін речовин між клітиною й навколишнім середовищем, а також між окремими компонентами всередині клітини. Бар’єрні функції мембран виконують, у першу чергу, ліпіди. Саме вони утворюють основу мембранної «стінки». Більшу частину транспортних функцій виконують білки. Вони можуть утворювати в мембрані наскрізні канали або транспортувати деякі речовини у зв’язаному вигляді (утворюючи з ними тимчасові сполуки). Разом з вуглеводами білки утворюють рецепторні комплекси, які відіграють важливу роль у обміні речовин між клітиною та навколишнім середовищем. До того ж, ці комплекси є головним інструментом міжклітинних взаємодій.

Заповнення разом з учнями таблиці

Транспорт речовин через мембрану

 Розповідь учителя з елементами бесіди

Поверхневий апарат, прокаріотів

Плазмалема є єдиною мембраною прокаріотичних клітин. Для захисту клітини ззовні від плазмалеми в більшості випадків розташована клітинна стінка. Також, досить часто, ззовні клітина захищається ще й слизовою капсулою. Клітинна стінка прокаріотів утворює складні сполуки амінокислот і моносахаридів — пептидоглікани. Підмембранного комплексу в клітинах прокаріотів не було виявлено.

На поверхні бактеріальних клітин часто трапляються бактеріальні джгутики й пілі (шипики, ворсинки, вирости). Джгутики забезпечують рух бактерій, а пілі допомагають клітинам прикріплюватися до інших клітин або яких-небудь об’єктів. Один із типів пілі забезпечує обмін генетичним матеріалом між різними клітинами.

Загальні особливості поверхневого апарата еукаріотів

Поверхневий апарат еукаріотів є більш складним і має більші розміри. Це пов’язано з більшим розміром еукаріотичних клітин, яким для здійснення ефективного обміну речовин із навколишнім середовищем потрібна більша поверхня. Збільшення поверхні клітини часто досягається завдяки утворенню на ній різноманітних виростів. Джгутики й війки еукаріотів відрізняються від прокаріотичних і мають більш складну будову. Взаємодія поверхневого апарата з цитоплазмою клітини відбувається з допомогою підмембранного комплексу. Підмембранний комплекс є похідним цитоскелета і представлений системою мікрониток і мікротрубочок, які взаємодіють із білками плазмалеми і впливають на їхнє розташування і функціонування.

Поверхневий апарат клітин рослин і грибів

Характерною особливістю поверхневого апарата цих груп еукаріотичних організмів є наявність жорсткої клітинної стінки. Розвитку цієї структури сприяє нерухомий або малорухомий спосіб життя грибів і рослин. Основою клітинної стінки більшості грибів є хітин. Проте, цілий ряд грибів (наприклад, звичайні дріжджі) має клітинну стінку, утворену переважно іншими полісахаридами (глюканами й маннанами). Клітинна стінка рослин побудована переважно з целюлози. До її складу також входять більш складні полісахариди — пектини. Для надання клітинній оболонці більшої міцності деревні рослини насичують шари целюлози оболонок своїх клітин особливою речовиною — лігніном. Це дозволяє їм утворювати в умовах суходолу високі й міцні стовбури, здатні витримувати великі навантаження. Саме здерев’янілі клітинні стінки, просочені лігніном, обумовлюють господарські властивості дерев, які широко використовуються в будівельних роботах і під час виготовлення дерев’яних побутових предметів.

Клітинна стінка ізолює клітини організму одна від одної. Тому для здійснення обміну речовин між ними утворюються плазмодесми — спеціальні тяжі цитоплазми, які з’єднують сусідні клітини. У тому випадку, коли відбувається значне здерев’яніння клітин у певній тканині рослини, клітинні стінки стають товшими. При цьому плазмодесми зникають, а клітини гинуть унаслідок припинення обміну речовин.

Поверхневий апарат клітин тварин

Більшість тварин — рухливі організми, тому їх тканини мають бути пружними. Через це клітинна стінка в них відсутня. Але у найпростіших поверхневий апарат може утворювати жорстку опорну структуру (скелет, пелікулу) для забезпечення руху клітини.

Тварини мають складну організацію, й ефективна взаємодія окремих клітин для них є життєво необхідною. Тому надмембранний комплекс у клітин тварин розвинутий дуже сильно. Вуглеводи, які входять до складу глюкопротеїдів і гліколіпідів, утворюють глікокалікс, який має вигляд волокнисто-слизової маси. До складу глікокаліксу можуть входити компоненти міжклітинної речовини або частини глікокаліксу сусідніх клітин.

Крім безпосередньої взаємодії для обміну інформацією між клітинами тварин часто використовуються сигнальні молекули. Класичним прикладом таких молекул є гормони, які виробляються залозами внутрішньої секреції і транспортуються з допомогою крові. Після досягнення клітини-мішені молекула гормону взаємодіє з рецептором плазмалеми. Це викликає ланцюжок реакцій, з допомогою якого ініціюється певна реакція клітини.

Важливу роль поверхневі структури клітин тварин відіграють і в роботі імунної системи. Клітини імунної системи розпізнають чужі клітини саме за особливостями їх поверхневого апарата. Постраждалі клітини власного організму також набувають нехарактерних рис у будові поверхневих структур і також знищуються імунною системою.

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

Питання для бесіди

1. Як побудовані мембрани живих організмів?

2. Як пов’язана будова мембран із функціями, які вони виконують?

3. Чому в плазмалемі кількість холестеролу вища, ніж у мембранах органел?

4. Які речовини транспортуються в клітини з допомогою дифузії?

5. Які речовини транспортуються в клітини з допомогою полегшеної дифузії?

6. Чим між собою відрізняються активний і пасивний транспорт?

___________________________________________________________________________________________________________________________

1. Які функції виконує поверхневий апарат клітин?

2. Які характерні особливості має поверхневий апарат прокаріотичних клітин?

3. Які характерні особливості має поверхневий апарат клітин рослин?

4. Які характерні особливості має поверхневий апарат клітин грибів?

5. Які характерні особливості має поверхневий апарат клітин тварин?

6. Як пов’язана будова поверхневого апарата клітин із функціями, які він виконує?

______________________________________________________________________________________________________________________________________

IV. Лабораторна робота

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

V. Домашнє завдання

______________________________________________________________________________________________________________________________