Урок Серик О.В. "Строение клеток на светооптическом и электронно-микроскопическом уровнях"

Ход урока

Вид деятельности учителя и ученика

Время

Организационный момент.

Приветствие учителя. Проверка готовности к уроку.

Прозвенел звонок для нас.

Все зашли спокойно в класс.

Встали все у парт красиво,

Поздоровались учтиво.

Тихо сели, спинки прямо.

Вижу, класс наш хоть куда.

Мы начнём урок, друзья.

Будем отвечать активно,

Хорошо себя вести,

Чтобы гости дорогие.

Захотели вновь прийти!

Сообщение учителя.

1 мин.

І. Актуализация опорных знаний.

Игра «да» или «нет»

1. Для изучения клеток и тканей используют: микроскоп и телескоп.
2. Лупа способна увеличивать предметы в 100 раз.
3. Современные световые микроскопы способны увеличивать изображения до 3000 раз.
4. Современные микроскопы имеют искусственный источник света.
5. Объектив – это система линз, находится в верхней части тубуса.
6. Микроскоп нужно переносить двумя руками.
7. Микроскоп можно разбирать.

Фронтальная беседа.

5 мин.

ІI. Проверка домашнего задания.

Электронный микроскоп

Устный опрос учащихся у доски.

10 мин.

 ІІI. Мотивация учебной деятельности.

Обсудим вместе…

Клетка это кирпичик, из которых строится дом.

(Климент Аркадийович Тимирязев руський ученый)

Создание проблемной ситуации. Беседа.

3 мин.

IV. Сообщения теми, заданий урока.

Тема урока: Строение клеток на светооптическом и электронно – микроскопическом уровнях.

Задания урока: сформулировать понятие клетка, световой микроскоп, электронный микроскоп; развивать умение выделить главное, обобщать материал, логически высказывать мнение.

Сообщение учителя.   Запись на доске.

1 мин.

V. Первостепенное восприятие и осмысление нового материала.

План

1. Строение клетки под световым микроскопом.

2. Строение клетки под электронным микроскопом.

1. К концу XIX в. большая часть структур, которые удается разглядеть с помощью светового микроскопа (т. е. микроскопа, в котором для освещения объекта используется видимый свет) была уже открыта. Клетка представлялась тогда чем-то вроде маленького комочка живой протоплазмы, всегда окруженного плазматической мембраной, а иногда — как, например, у растений и неживой клеточной стенкой. Самой заметной структурой в клетке было ядро, содержащее легко окрашивающийся материал — хроматин (слово это в переводе и означает — «окрашенный материал»). Хроматин представляет собой деспирализованную форму хромосом. Перед клеточным делением хромосомы имеют вид длинных тонких нитей. В хромосомах находится ДНК — генетический материал. ДНК регулирует жизнедеятельность клетки и обладает способностью к репликации, т. е. обеспечивает образование новых клеток. На рисунках представлены обобщенные животная и растительная клетки, какими они видны в световом микроскопе.(В «обобщенной» клетке показаны все типичные структуры, обнаруживаемые в любой клетке.) Единственные структуры клетки, которые показаны здесь и которые к концу XIX в. еще не были открыты — это лизосомы. На рисунках представлены микрофотографии некоторых животных и растительных клеток. Живое содержимое клетки, заполняющее пространство между ее ядром и плазматической мембраной, называется цитоплазмой. В цитоплазме содержится множество различных органелл. Органелла — это клеточная структура определенного строения, выполняющая определенную функцию. Единственная структура, имеющаяся в животных клетках и отсутствующая в растительных — это центриоль. Вообще же растительные клетки очень похожи на животные, но в них обнаруживается больше различных структур. В отличие от животных клеток в растительных клетках имеются: 1) относительно жесткая клеточная стенка, покрывающая снаружи плазматическую мембрану; сквозь поры в клеточной стенке проходят тонкие нити, так называемые плазмодесмы, которые связывают цитоплазму соседних клеток в единое целое; 2) хлоропласта, в которых протекает фотосинтез; 3) крупная центральная вакуоль; в животных клетках имеются лишь небольшие вакуоли, с помощью которых осуществляется, например, фагоцитоз.

Рассказ учителя.

Демонстрация.

8 мин.

VI. Второстепенное восприятие и закрепление. 

1, 2, 3, 4, 5 — все умеем мы считать.

Раз! Подняться, потянуться.

Два! Согнуться, разогнуться.

Три! В ладоши три хлопка, головою три кивка.

На четыре — руки шире.

Пять — руками помахать.

Шесть — за парту тихо сесть.

2. Единственный путь дальнейшего увеличения разрешающей способности микроскопа — уменьшить длину волны излучения, применяемого для получения изображения. Как известно, световой спектр представляет гамму различных длин волн; самая короткая — у фиолетовой и ультрафиолетовой части. Поэтому, используя в микроскопе особые лампы с ультрафиолетовым излучением, возможно несколько улучшить разрешение.

Еще более выгодно было бы использовать лучи Рентгена, длина волны которых во много раз меньше. Теоретически с помощью «рентгеновского микроскопа» можно было бы рассматривать молекулы и даже атомы. К сожалению, разрешение созданных моделей таких микроскопов пока не больше, чем у светового. Выход из создавшегося тупика был найден в другой области.

В 100 ТЫСЯЧ РАЗ МЕНЬШЕ

Еще во второй половине девятнадцатого века были построены приборы, послужившие в дальнейшем прообразом современных телевизоров и электронных микроскопов. Принцип их работы один: лоток электронов вызывает свечение люминофоров. На экране в месте, куда ударяет поток электронов, появляется яркая точка. В такого рода трубках удавалось получать даже своеобразные картинки, правда, скорее ради курьеза.

В 1924 году французский физик де Бройль обнаружил интересную особенность быстро летящих в вакууме электродов. Оказалось, что они обладают волновыми свойствами с длиной волны значительно меньшей, чем у лучей света. При этом длина волны зависит от скорости, а скорость движения электронов, как было давно известно, увеличивается при увеличении разности потенциалов между электродами. Немедленно встал вопрос о возможности применения потока электронов для получения изображения в микроскопе. Это было весьма соблазнительно, так как длина волны электронов меньше длины волны света примерно в 100 тысяч раз. Соответственно во столько же раз можно было бы увеличить разрешающую способность микроскопа.

Применить для такого микроскопа обычные, стеклянный линзы оказалось невозможным. Однако в связи с тем, что законы движения электронов в электрическом и магнитном поле до известной степени аналогичны закону преломления световой оптики, удалось создать магнитные поля такой формы, в которых пучок электронов ведет себя подобно пучку света, проходящему сквозь стеклянную линзу. Выходя из какой-то точки, они собираются вновь в другой точке или в фокусе. Такая линза дает возможность получить электронно-микроскопическое изображение объекта. На этом принципе и построен электронный микроскоп.

ВТОРЖЕНИЕ В ОБЛАСТЬ НЕВЕДОМОГО

Первые электронные микроскопы были построены к началу тридцатых годов, через несколько лет после открытия де Бройля, и очень быстро нашли широкое применение во всем мире.

К моменту создания электронного микроскопа в биологии, особенно в цитологии — науке, занимающейся изучением строения и функции клеток, наметился своеобразный разрыв. С помощью светового микроскопа можно было наблюдать и изучать то, что лежит в пределах 1000—2000 ангстрем. В то же время широко развернувшиеся работы биохимиков и биофизиков позволили заглянуть в мир молекул — частиц размеров менее-10—15 ангстрем. Средняя же область — между микроскопической цитологией и макромолекулярной химией — оставалась совершенно неизведанной.

Возникал вопрос: не таятся ли здесь новые структуры, имеющие определенную организацию? Изучить их особенно важно потому, что они связаны с характером макромолекул белков, нуклеиновых кислот и жиров, то есть веществ, от которых зависит большинство процессов, протекающих в клетках. На этом же макромолекулярном уровне возникают и первичные изменения при многих заболеваниях. Здесь таится разгадка многих неясных до настоящего времени болезней. Открыть эту неведомую область предстояло электронным микроскопистам.

Изучение цитологических структур — элементов клетки — с помощью электронного микроскопа только начинается. Как во всякой развивающейся науке, этап подготовки методов исследования сменился периодом накопления фактов. Клетки растений и животных, грибов и бактерий, одноклеточные организмы в новом свете предстают перед учеными. Еще и сейчас многие органы и ткани почти совершенно не описаны и ждут своего исследователя.

Основным методом изучения внутреннего строения клеток и тканей в электроном микроскопе, так же как и в световом, является просмотр их «в проходящем свете». Только так удается выявить наиболее важные и интересные данные об их внутренней организации. Однако первые же опыты показали, что здесь исследователей ожидают большие трудности. Даже отдельные распластанные клетки настолько сильно поглощали электроны, что на экране большая их часть выглядела совершенно непрозрачной. Лишь по краям, в самых тонких участках, удавалось наблюдать отдельные клеточные структуры. Получение необычайно тонких, до 100 — 300 ангстрем толщиной, проницаемых для электронов срезов клеток — само по себе проблема!

Физминутка.

Сообщение учителя.

6 мин.

VII. Обобщение и систематизация знаний.

1. Микроскоп

2. Световой, электронный

3. Изучаем, смотрим, увеличивает

4. Микроскоп – специальное увеличительное оборудование.

Составление синквейна.

7 мин.

VIII. Домашнее задание.

Обработать §

Запись на доске, объяснение.

1 мин.

IX. Подведение итогов урока.

        Рефлексия

Сообщение учащихся, что нового узнали, какими знаниями овладели.

3 мин.