Урок на тему:" Структура еукаріотичної клітини: клітинна мембрана, цитоплазма, та основні клітинні органели. "

Тема:         Структура еукаріотичної клітини: клітинна  мембрана, цитоплазма,  та  основні  клітинні органели.   

Мета: ознайомити учнів з особливостями будови клітинної мембрани, її функціями, хімічним складом, молекулярною організацією; сформувати поняття про поверхневий апарат клітин і його функції; розвивати пізнавальний інтерес, вміння узагальнювати знання про будову клітин, відпрацювати навички роботи з підручником, біологічним словником та іншим додатковим матеріалом; виховувати культуру спілкування в співпраці.

Матеріали та обладнання: мікроскопи, мікропрепарати клітин рослин і тварин, предметні покривні скельця, препарувальний набір, фільтрувальний папір, дистильована вода, розчин натрій хлориду 8%, спирт, холодна і тепла вода, гілочка елодеї або тичинкові нитки квітки традесканції, цибуля.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Очікувані  результати:називає:  складові цитоплазми; основні клітинні органели та їхні функції;     наводить приклади: рухів клітин      і внутрішньоклітинних рухів;

характеризує:хімічний склад клітинної мембрани; пояснює:роль мембран у життєдіяльності клітин;зв’язки між будовою та    функціями клітинної мембрани;

обґрунтовує: взаємозв'язок клітини із зовнішнім середовищем;висловлює судження про:роль клітини як елементарної структурної одиниці живих систем.

Девіз уроку.

Межі надають життю порядок.

Дитяча енциклопедія.

Хід уроку:

І.       Організаційний момент.

Вітання. Коротке налаштування на роботу.

учитель пропонує учням  визначити власну готовність до уроку,  нагадує, про необхідність бути активними,  уважними, дієвими.

II. Актуалізація опорних знань  

Питання для бесіди

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

2.  Вказати  ознаки, які  хараткеризують рослинну  клітину?

3. За  якими ознаками можна  ідентифікувати тваринну  клітину?

ІІІ.    Мотивація навчальної діяльності.

Сучасна мода диктує – одяг має бути багатошаровим. На сорочку одягають тоненьку кофтинку, потім теплішу кофтинку, а зверху можна ще щось накинути. Клітини організмів не відстають від вимог світу моди.

Проблемне запитання.

–         Який “одяг” має клітина, на скільки вона надійна та поліфункціональна? 

ІV.    Повідомлення теми і мети уроку.

V .     Вивчення нового матеріалу

1)  Будова  клітинної мембрани. Механізм  транспорту речовин через  мембрану.

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(поверхневі), в одному із шарів або пронизувати обидва шари(внутрішні). 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

2.  Учні  об'єднуються в  групи. Вчитель  роздає  групам   заздалегідь підготований  матеріал,  за  яким  вони готують доповіді.

Група  1.

 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.  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.

Група  2.

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.

Група  3.

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.

Група  4.

    До підмембранних комплексів клітин, крім згаданої вище пелікули, належать білкові утворення (мікротрубочки та мікрофіламенти), які становлять опору клітин (цитоскелет). Елементи цитоскелета виконують опорну функцію, сприяють закріпленню органел у певному положенні, а також їхньому переміщенню в клітині.

Мікрофіламенти - це тоненькі нитки (діаметр - 4-7 нм) зі скоротливих білків, які пронизують цитоплазму. Мікрофіламенти можуть утворювати плетиво під плаз­матичною мембраною. Вони беруть участь у зміні форми клітини, наприклад, під час її руху, а також під час поділу тваринних клітин.

Мікротрубочки - порожнисті циліндричні структури діаметром 10-25 нм, що складаються переважно з білка тубуліну. Вони беруть участь у форму­ванні веретена поділу еукаріотичних клітин, у внутрішньоклітинному транспорті речовин, входять до складу війок, джгутиків, центріолей.

Як мікрофіламенти, так і мікротрубочки - полярні утворення, тобто їхні кінці (полюси) мають різні властивості: з одного кінця вони постійно нарощуються, приєднуючи нові білкові молекули з гіалоплазми, а з іншого - ці молекули послі­довно від'єднуються.

В еукаріотичних клітинах є система внутрішньоклітинних мембран, які поділяють її на компартменти. Одна з функцій компартментів - забезпечення можливості одночасного здійснення багатьох не­сумісних біохімічних процесів.  

VI.  Узагальнення, систематизація   знань   учнів

Метод “Дискусії”.

1.     У чому  полягає подібність і відмінність будови  поверхневого апарату рослинних і тваринних клітин?

2.      Які функції плазматичної мембрани?

VІІ.  Домашнє завдання.

Вивчити матеріал підручника.

Творче завдання. Яке значення має рухливість молекул білків у біологічних мембранах для здійснення їхніх функцій?