Урок з теми: "Формування адаптацій на молекулярному та клітинному рівнях організації. Стратегії адаптацій організмів"

Урок № 3

Тема: «Формування адаптацій на молекулярному та клітинному рівнях організації. Стратегії адаптацій організмів»

Мета:

освітня: розширити знання про закономірності формування адаптації на клітинному та молекулярному рівнях; встановити зв’язок між будовою структур, відповідальних за адаптацію, і виконуваними ними функціями; з’ясувати значення адаптації різних груп організмів у їх пристосуванні до умов середовища; ƒ

розвивальна: розвивати вміння логічно мислити та знаходити зв’язки між особливостями будови та функціями біологічних структур; ƒ

виховна: виховувати розуміння значення адаптації до умов середовища для збереження власного здоров’я.

Обладнання і матеріали: зображення, що ілюструють приклади формування адаптацій організмів; підручник, презентація до уроку.

Базові поняття і терміни: адаптація, стратегії адаптації організмів.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою, основні компетентності у природничих науках і технологіях, екологічна грамотність і здорове життя, уміння вчитися впродовж життя.

Хід уроку:

І. Організаційний момент

ІІ. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

1. Пригадаємо терміни минулого уроку за допомогою інструктивної картки (учні по черзі називають термін і дають йому визначення)

2. Взаємоперевірка дом. завдання на зіставлення (ст.10 - 11)

Ч.Дарівн сказав: «Виживають не найсильніші й навіть не найрозумніші особини, а ті, які краще за всіх пристосовуються до змін». Поясніть як ви розумієте цей вислів, аргументуйте прикладами.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

І. Як же виникають адаптації?!

 Спробуємо сьогодні з'ясувати. Для різноманітних адаптацій є спільний механізм виникнення, а саме: пристосувальні ознаки формуються впродовж біологічної еволюції завдяки природному добору особин, які мають ознаку в найбільш вираженій формі, а не виникають одразу в готовому вигляді. Формування адаптацій відбувається двома шляхами:

                    На молекулярному          на клітинному

                                                   рівнях

Молекулярною основою усіх пристосувальних реакцій організму є будова і властивості його білків. Для того щоб організм одержав нові можливості використовувати своє середовище існування, необхідні пристосувальні зміни його білків, закріплені генетично. Вони можуть бути кількісними та якісними. До них належать:

• збільшення або зменшення концентрації білків унаслідок відповідних змін у їх синтезі. Уже під час дії несприятливого фактора інтенсифікуються і біосинтетичні процеси, що зумовлюють пристосувальний синтез різних білків, і відновлення запасів енергії;
• приєднання до існуючих макромолекул різних речовин, які модифікують їх властивості і просторову організацію. Це можуть бути як активатори, так і інгібітори;
•  зміна регуляторних функцій білків на посттранскрипційному і посттрансляційному рівнях, також унаслідок нервових і гуморальних впливів;
•  зміна просторової організації біополімерів залежно від параметрів середовища. Це явище широко розповсюджене у природі, оскільки забезпечує максимальну функціональну різноманітність при мінімальному використанні необхідного матеріалу. Наприклад, білок пуротонін А міститься і в отруті гримучих змій, і в зерні пшениці, борошні. Отрутна модифікація відзначається одним зайвим дисульфідним зв'язком, який утворюється тільки у клітинах отруйних залоз. Це один із варіантів регуляції експресії генів за допомогою факторів середовища;
•  синтез нового типу макромолекул унаслідок мутацій та інших змін геному.

Функціонування будь-якої клітини залежить від взаємодії різних її структурних компонентів. Наведемо деякі приклади. Ви знаєте, що є одноклітинні еукаріоти, які можуть існувати як в аеробних умовах, так і в анаеробних.

Пригадаємо, що для аеробних організмів енергетичний обмін відбувається в три етапи: підготовчий, безкисневий (анаеробний) та кисневий (аеробний). У забезпеченні аеробного етапу енергетичного обміну провідна роль належить мітохондріям, у яких синтезується більша частина молекул АТФ. Але коли одноклітинні еукаріоти мешкають в анаеробних умовах, мітохондрії втрачають своє функціональне значення. Тому в клітинах анаеробних еукаріотів, таких як деякі вільноживучі амеби, інфузорії чи паразитичні види (наприклад, паразит людини - трихомонада), мітохондрій немає. Замість них є інші органели - гідрогеносоми, які беруть участь в енергетичному обміні анаеробних одноклітинних еукаріотів. Вони оточені двома мембранами, внутрішня з яких утворює виступи, які дещо нагадують кристи мітохондрій. Унаслідок анаеробних біохімічних процесів, які відбуваються в гідрогеносомах, звільняється енергія, яка при цьому використовується для синтезу молекул АТФ.

Розглянемо малюнок паразита людини трипаносому. Зверніть увагу: її джгутик спрямований до заднього кінця клітини та сполучається з її тілом за допомогою тонкої мембрани. Ця мембрана є адаптацією до пересування у в’язкому середовищі, наприклад плазмі крові. Цікаво, що в організмі переносника - мухи цеце - клітини трипаносоми не мають такої мембрани. Так, змінюючи будову клітини, паразит адаптується до перебування в різних середовищах.

Унаслідок адаптацій до здійснення певних функцій може змінюватись і будова деяких типів клітин еукаріотів. Ви вже знаєте, що еритроцити більшості видів ссавців не мають ядра.  Разом з ядром дозрілі еритроцити втрачають і більшість органел, зокрема мітохондрії. Відсутність органел дає змогу еритроцитам ссавців мати більший об’єм гемоглобіну та транспортувати більший об’єм кисню. Але відсутність мітохондрій унеможливлює здійснення в цих клітинах кисневого (аеробного) етапу енергетичного обміну. Тому дозрілий еритроцит ссавців задовольняє свої обмежені енергетичні потреби лише за рахунок анаеробного гліколізу.

Запам’ятаємо

Адаптації на клітинному рівні насамперед пов’язані зі змінами активності процесів пластичного та енергетичного обмінів. Оскільки більшість процесів метаболізму в клітині відбувається з витратами енергії, основним напрямом адаптацій є підтримання синтезу молекул АТФ на рівні, потрібному для забезпечення функціонування як окремих клітин, так і всього організму.

У багатоклітинних організмів адаптації на клітинному рівні слугують основою для формування адаптацій на більш високому рівні організації - тканин, органів, систем органів і цілісного організму.

ІІ. Які є стратегії формування адаптацій?!

Зверніть увагу на ст.13 підручника. Та заповніть таблицю:

ІV.Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

1. Самостійна робота з ілюстрацією. Скелетні м’язи й адаптація.
2. Вправа «Біологічний футбол» за новими термінами

V. Рефлексія

- Що найбільше сподобалось на уроці….

- Що найбільше вразило….

VІ. Інструктаж домашнього завдання

1. Опрацювати §3 підручника, пит. ст.14 усно
2. Виконати онлайн – тест