Заняття: Спостереження явища плазмолізу та деплазмолізу в клітинах рослин.

Тема: Спостереження явища плазмолізу та  деплазмолізу в клітинах рослин.

 Мета: сформувати знання про динаміку, причини і форми плазмолізу та деплазмолізу; розвивати практичні вміння роботи з мікроскопом, вдосконалювати вміння виготовляти тимчасові препарати; виховувати працелюбність, вміння раціонально планувати свій робочий час.

 Завдання:

• закріплення понять плазмоліз, деплазмоліз;
• оволодіння учнями методологією природничо-наукового пізнання і науковим стилем мислення, усвідомлення суті біологічної картини світу;
• формування наукового світогляду.

 Тип заняття: комбіноване заняття.

 Вид заняття: лабораторне заняття.

 Форма заняття: групова

 Методи: словесні (розповідь, бесіда, пояснення, інструктаж), наочні (ілюстрація, демонстрація), практичні (графічні, дидактична гра, робота з мікроскопом, виготовлення мікропрепаратів).

 Очікуваний результат: вихованці гуртка повинні удосконалити навички роботи з мікроскопом, навчитись робити тимчасовий мікропрепарату, вміти пояснювати причини плазмолізу та деплазмолізу.

 Обладнання та матеріали для виконання лабораторної роботи: мікроскопи, препарувальні голки, склянка з водою, піпетки, 5-ти % розчин кухонної солі, 5-ти %  розчин йоду спиртового, халати, відеонасадка ДСМ 130.

 Матеріали та обладнання для заняття:

1. Мультимедійне обладнання, таблиця «Типи плазмолізу», відеоматеріал «Плазмоліз та деплазмоліз», мікроскоп, відеонасадка ДСМ 130, портрети Роберта Гука та Захарія Янсена.
2.  Самостійно створенні:

•  роздатковий матеріал: інструктивні картки «Лабораторна робота: Спостереження явища плазмолізу та деплазмолізу в клітинах рослин»;
• гра «Один день життя протопласту»;
• зразок інтелектуальної карти понять «Плазмоліз та деплазмоліз»;
• щоденник спостережень для виконання домашнього завдання.

3. Живий об’єкт: біла цибуля.

Тривалість заняття: 2 години (15 хв. перерва).

Хід заняття

І. Організаційний момент (5хв.).

 Привітання, побажання всім успіху, досягнення високих результатів .

 Вчитель: Доброго ранку! Рада Вас вітати сьогодні на занятті.

 ІІ.  Актуалізація опорних знань. Повідомлення тем заняття (15 хв.).

 Вчитель: Зверніть увагу на чорний ящик. В ньому знаходиться об’єкт, який ми будемо вивчати і прилад за допомогою якого будемо вивчати певний об’єкт.

 Чорний ящик: Термін «Клітина» в 1665 році запропонував англійський природодослідник Роберт Гук (демонстрація портрету). Що досліджував вчений і за допомогою якого приладу? (в ящику зріз корка деревини та мікроскоп, демонстрація). Додатково: мікроскоп (дві лінзи) винайшов Захар Янсен в 1590 році.

 Вчитель: отож ми сьогодні будемо розглядати рослинні клітини за допомогою мікроскопу. А якої рослини клітини  нам допоможе визначити загадка.

 Загадка про цибулю

Сидить Марушка в семи кожушках.

Хто її роздягає, той сльози проливає.

 (Цибуля)

 1. Вправа «Звуковий диктант»

 Керівник гуртка пропонує дати відповіді на запитання : «два оплески, 0» – відповідь неправильна , «тупотіння ногами, 1» – відповідь правильна . Кінцевий результат набір цифр .

1. Клітина – структурно-функціональна одиниця живого (1)

2. Органели – складають органи (0)

3. Клітина тварин складніша , ніж клітина рослин (0)

4. Клітина рослин містить міцну целюлозну клітинну стінку . ( 1)

5.Ядра є у всіх клітин (0)

6. Вакуоль містить клітинний сік (1)

7. У світловий мікроскоп можна побачити ядро (1)

8. Кожна органела під мікроскопом має свій колір (0)

9. Фотосинтез відбувається в хлоропластах рослинних клітин на світлі (1)

 Вчитель: Будь-який живий організм містить органічні та неорганічні речовини.

 2.Бесіда :

–   Які неорганічні речовини містяться в клітині ? (Відповідь: неорганічні сполуки — 60-70 % маси тіла: вода та мінеральні солі).

 В клітині, як в живій системі постійно відбуваються процеси метаболізму, активний рух речовин з клітини і в клітину.

–     Як за законами фізики рухатимуться речовини з різною концентрацією солей по різні боки «кордону» (Відповідь: Осмос – це дифузія молекул води через напівпроникну мембрану  з області меншої концентрації  розчиненої речовини в область більшої її концентрації. Сила, яка викликає рух молекул розчинника (води), називається осмотичним тиском.

Закон Вант-Гофф – осмотичний тиск розчину чисельно дорівнює тиску, який чинила би розчинена речовина, якби вона при тій же самій температурі знаходиться в газоподібному стані і займала об'єм, що дорівнює об'єму розчину. Це і є закон осмотичного тиску)?

–       Де ми спостерігали такі явища ? (При заморозці, при довгому зберіганні овочів ).

 Вчитель: На практиці ми зможемо переконатися і зробити власні висновки стосовно того чи дійсно справджуються закони фізики в межах конкретно взятого організму ( клітини ) в цілому. Заняття проведемо в формі лабораторної роботи. Для зручності виконання я вам підготувала інструктивні картки для лабораторної роботи, які знаходяться у вас на столах. Тема лабораторної роботи: «Спостереження явища плазмолізу та деплазмолізу в рослинних клітинах» (зачитує учень з інструктивної картки). Метою лабораторної роботи є дослідження етапів плазмолізу та деплазмолізу на прикладі рослинних клітин, підтвердити практично функції, які виконує клітинна стінка та плазматична мембрана. Розпочинаємо виконання лабораторну роботу (зачитує учень тему та мету з інструктивної картки).

ІІІ. Робота над темою заняття (45 хв.).

1.                           Розповідь вчителя з елементами бесіди.

 Вчитель: Як ми з Вами вже згадували рух речовин із різною концентрацією солей через мембрану називається осмосом. Прикладом такого явища в живих організмах є явище плазмолізу та деплазмолізу.

 Коли розчин потрапляє до клітини, то вода легко проходить крізь клітинну стінку, плазмолему та тонопласт, а розчинена речовина не потрапляє до плазмолеми та тонопласту тому, що ці дві мембрани володіють вибірковою проникністю. Якщо розчин більшої концентрації, ніж концентрація солей в клітині, то відбувається відтік води з плазмолеми та тонопласту клітини, в результаті чого об’єм протопласта зменшується. В клітині утворюється вільний простір, який заповнений розчинником. Це явище отримало назву плазмолізу.

 Цей процес зворотній. Якщо потім додати воду до клітин, тоді збільшується об’єм вакуолі і вона притискує цитоплазму до клітинної стінки

Переходимо до виконання першого завдання, запишемо визначення цих двох понять (учні записують визначення термінів в інструктивних картках, 1 завдання).

 Плазмоліз - це відділення протопласту від твердої оболонки рослинної клітини внаслідок втрати нею води.

 Збільшення об’єму протопласта до вихідного рівня називають деплазмолізом.  

 Для плазмолізу використовують гіпертонічний розчин фізіологічно нешкідливої речовини.

 Вчитель: До речі, а ви знаєте як приготувати гіпертонічний розчин фізіологічного розчину? По-перше, давайте пригадаємо, що таке фізіологічний розчин? (Фізіологічний розчин – штучно приготовлений водно-сольовий розчин, за осмотичним тиском і сольовим складом близький до плазми крові. Це розчин натрію хлориду 0,9 %,  то б то в 100 мл інфузійного розчину містять натрію хлориду 0,9 г).

 Розрахунок: в 100 мл розчину міститься 0,9 г кухонної солі – це буде 0,9% ізотонічний розчин, тоді в гіпертонічному розчині 5 %  -  100 мл розчину має міститься 5 г кухонної солі. Також ми розуміємо, що розчин складається з розчинника та розчиненої речовини.

 Вчитель: Що в нашому випадку розчинник, а що розчинена речовина? (Відповідь: розчинник – вода, розчинена речовина – кухонна сіль).

 Вчитель: Приступаємо до виконання 2 завдання . Учень - прочитай будь-ласка.

Завдання 2. Приготувати мікроскоп до роботи. Приготувати тимчасовий мікропрепарат з епідермісу цибулини білого луку. Капніть на нього 5-% розчин йоду. Замалюйте малюнок та зробіть підписи відповідно позначень.

 Вчитель: Для виконанням завдання необхідно згадати правила роботи з мікроскопом.

 Вчитель: Як необхідно підготувати мікроскоп до роботи?

 Доповідь учня: Мікроскоп ставлять ручкою штатива до себе в найбільш зручне положення; механічні частини очищають від пилу, перевіряють справність гвинтів тубуса, конденсора, обертання і положення дзеркала, обертання револьвера.

 Проти отвору в столику ставлять об’єктив з малим збільшенням, опускають його над предметним столиком на відстань 1 – 1,5 см.

 При штучному освітлені ввігнутим дзеркальцем наводять на світло так, щоб воно рівномірно і якнайяскравіше освітлювало все поле зору.

 Вчитель:  Які особливості роботи з мікропрепаратом на мікроскопі?

 Доповідь учня: Препарат кладуть на предметний столик так , щоб об’єкт вивчення містився проти отвору в столику мікроскопу і освітлювався промінням; окуляр опускають на відстань 0,5 см від предметного столику дивлячись з боку, а поті його повільно піднімають, дивлячись вже в окуляр.

 Обертаючи мікрогвинт при малому збільшенні, плавно, без поштовхів, пересувають його руками на предметному столику. Знайшовши потрібне місце на препараті, поміщають його в геометричний центр поля зору мікроскопа.

 Розглянувши мікропрепарат при малому збільшенні переходять до вивчення його при великому збільшенні. При великому збільшенні розглядають препарати, які вкриті предметним скельцем. Для цього треба повернути револьвер поки не спрацює заскочка і об’єктив 40Х не стане на місце. Дивлячись у мікроскоп працюють мікрогвинтом, добиваючись чіткого зображення.

 Вчитель: Пам’ятайте про правила техніки безпеки, які необхідно дотримуватись. А саме: предметні та покривні скельця тримати за край, мікроскоп тримати за основу, мікроскоп має розташовуватися на відстані 10 см від краю стола.

 Вчитель: Зверніть увагу, як ми робимо тимчасовий препарат епідермісу цибулі. Спочатку з цибулини відрізаємо денце та розрізаємо навпіл. Це було зроблено заздалегідь. Відділяємо один м’ясистий листок, з тильної сторони обережно знімаємо плівку – епідерміс та відриваємо шматочок не більше 1 см. На предметне скло за допомогою піпетки капаємо 1 каплю води, потім за допомогою препарувальної голки розміщуємо посередині шматок епідермісу, капаємо на нього одну краплю 5-% розчину йоду та обережно розрівнюємо. Після цього накриваємо покривним скельцем, так щоб під нього не потрапило повітря. Для цього один бік покривного скельця кладемо на один край і поступово опускаємо. Розглядаємо тимчасовий мікропрепарат на малому збільшені. Запрошую всіх до виконання завдання, а я зараз за допомогою відео насадки ДСМ 130 вивожу збільшене зображення мікропрепарату на екран. І ми порівняємо зображення у вас та у мене.

 Вчитель: всі вже приготували мікропрепарат, розглянули його в мікроскопі. Перевіримо як ви його підписали (учень виходить до дошки і на екрані показує складові частини клітини).

Вчитель: Прослухайте уважно інформацію, вона вам знадобиться для виконання 3 завдання.

 Залежно від різниці концентрацій внутрішнього і зовнішнього розчинів і тривалості процесу проявляються різні форми плазмолізу: кутовий, увігнутий, судомний, опуклий (рис. 1). Кутовий плазмоліз проявляється у формі відходження протопласта від клітинної оболонки тільки по її кутах. При увігнутому плазмоліз протопласт залишається в зіткненні з клітинної оболонкою в деяких місцях; різко вираженою його формою є судомний плазмоліз. Найглибша стадія - опуклий плазмоліз - настає, коли протопласт відходить від оболонки повністю і приймає вид грудочки з опуклою поверхнею. Часто на останній стадії видно найтонші нитки протопласта («нитки Гехта»), що з'єднують останній із стінками клітини (рис. 1).

Рис.1. Схема плазмоліза: А- різноманітні форми плазмолізу: 1 – початкова стадія, 2 – ввігнутий, 3 – опуклий, 4 – судомний (по В.А. Гуляєву); Б) – утворення «ниток Гехта» (по Данжару).

 Вчитель: Учень – прочитайте третє завдання.

Завдання 3. Розгляньте малюнки, визначте форми плазмолізу, підпишіть їх відповідно цифрам 1- 4.

Рис.2. Форми плазмолізу.

1 – кутовий, 2 – увігнутий, 3 – опуклий, 4 – судомний.

 Вчитель: А зараз перевіримо, що ви підписали під кожним малюнком.

 Вчитель: Учень – зачитай 4 завдання.

 Завдання 4. Приготувати тимчасовий мікропрепарат з епідермісу цибулини білого луку. З одного боку покривного скельця капніть кілька крапель розчину солі, а з другого боку фільтрувальним папером відтягнемо воду. Запишіть свої спостереження до таблиці 1.

Вчитель: розпочинаємо роботу над 4 завданням.   Далі проводимо маніпуляції з розчином спочатку вчитель, а далі учні. Потім порівняємо ваші результати з зображенням на екрані комп’ютера (спочатку демонстрація вчителем, далі виконують учні).

Я вам пропоную  переглянути відео з зображенням явища плазмолізу. Так як ми маємо похибку в налагодженні мікроскопа і вашої техніки роботи з ним, відеофрагмент будемо сприймати як еталон процесу плазмолізу.

2. Перегляд відеоматеріалу «Плазмоліз та деплазмоліз» (01:15).

Вчитель(спостереження триває 5 хвилин, під час цього часу - розповідь): Динаміка плазмолізу наступна: спочатку цим процесом охоплюються крайні клітини зрізу, а потім - решта, протопласт стискається і відходить від клітинних стінок.

 Причина плазмолізу - дифузія води через перегородку в сторону розчину з більш високою концентрацією з області розчину з нижчою концентрацією, як вже раніше говорили. До речі не тільки солі можуть викликати плазмоліз, існують інші фактори, а також світло та  температура.

  В деяких випадках плазмоліз протікає без відшарування протопласту від клітинної стінки, що свідчить про їх високу міцність зв’язку. В такому випадку сама клітина стінка прогинається всередину. Таке явище отримало назву циторіз.

 До речі, а ви не замислювались над тим, чому нас турбує спрага після того як ви з’їли щось солоне? Відбувається теж саме що і в рослинних клітинах, але при потраплянні тваринної клітини в гіпертонічний розчин відбувається зморщення клітини та вихід з неї води. Тому в нас виникає спрага, клітинам організму необхідно поповнити запас води. Відповідно до найбільш поширеною думкою у багатьох внутрішніх органах і в самому головному мозку є спеціалізовані внутрішньоклітинні рецептори, що реагують на зміну осмотичного тиску крові (осморецептори).

Вчитель: час спостережень вже вийшов. Питання до аудиторії: Що ви спостерігали на 1, 2, 3, 5 хвилинах на моніторі комп’ютера та в об’єктивах свого мікроскопа? (Відповідь: спостерігали різні форми плазмолізу: 1 – кутовий, 2 – увігнутий, 3 – опуклий, 5 - судомний). Молодці, ось ми і завершили 4 завдання.

Вчитель: Переходимо до останнього 5 завдання. Учень – прочитай 5 завдання.

 Завдання 5. Капніть з одного боку покривного скельця води, а з іншого фільтрувальним папером відтягнемо розчин солі, повторимо це кілька разів. Спостерігаємо явище деплазмолізу. Запишіть свої спостереження до таблиці 2.

(Спочатку демонстрація вчителем, далі виконують учні. Коли учні провели маніпуляції з водою та фільтрувальним папером та чекають відновлення форми протопласта клітини, вчитель продовжує розповідь).

 Вчитель: Деплазмолізу - процес, зворотний плазмолізу, що виявляється у відновленні нормального стану клітини при перенесенні її в чисту воду. Якщо розчин, що викликає плазмоліз, не отруйний, то явище плазмолізу і деплазмолізу можна спостерігати кілька разів.

 Вчитель: Підніміть руки в кого протопласт клітини відновив повністю свою форму.

 Вчитель:  Зробіть висновок до лабораторної роботи, відповівши на запитання  інструктивної картки. Через 5 хвилин перевіримо ваші відповіді.

IV. Рефлексія (10 хв.).

 Дидактична гра «Один день життя протопласту». Учням пропонується пофантазувати, як клітина в своєму «світі» реагує на гіпертонічний та гіпотонічний розчин солей. Головні герої: одне ядро, 2-3 учасників – оболонка тонопласт, 6 учасників – оболонка протопласт. Модель гри: в центрі знаходиться учень «Ядро», біля нього учні «тонопласт» тримаються за руки, утворюючи одне ціле, навколо них учні «протопласт» тримаються за руки замикаючи коло. При потраплянні «гіпертонічного розчину» учні - «тонопласт» та учні - «протопласт» зменшують розмір своїх кіл, таким чином зменшують площу займаної території.

V. Перерва (15 хв.).

VI. Заключна частина (45 хв.).

 Вихованці гуртка спочатку на аркуші паперу, а потім за допомогою програми Cmap Tools створюють інтелектуальну карту понять «Деплазмоліз» та «Плазмоліз»(див. додаток 1. Приклад інтелектуальної карти понять «Деполазмоліз та плазмоліз»).

 Домашнє завдання: так як і клітина оболонка так і підшкорлупна оболонка курячого яйця є мембраною, яка пропускає повітря і затримує забруднювачі, здатна до зворотного осмосу. Перевірте, що буде відбуватися з курячим яйцем в гіпертонічному та гіпотонічному розчині. Хід експерименту та щоденника спостережень наведено у додатку 2.

Список використаних джерел

1. В.Б. Захаров, С.Г.Мамонтов, Н.И. Сонин. Общая биология 10-11 класс – М.: Дрофа, 2006.- 620 с

2.                           Загальна біологія. 10 клас : підручник для серед. загальноосвіт. навч. закл. / М. Є. Кучеренко, Ю. Г. Вервес, П. Г. Балан, В. М. Войціцький. - К. : Генеза, 2001. - 160 с. : іл.
3.                           Загальна біологія в схемах і таблицях: терміни, поняття, закони: основні відомості шкільного курсу / Д. К. Богданова. - Донецьк : БАО, 1998. - 94 с.
4.                           Балан П.Г., Вервес Ю.Г., Поліщук В.П. Біологія. 10 клас ,  рівень стандарту, академічний рівень). Підручн. для загальноосвіт. навч. закл. – К.: «Генеза», 2010. – 288 с.
5.                           Тагліна О.В. Біологія. 10 клас (рівень стандарту, академічний рівень). Підручн. для загальноосвіт. навч. закл. – Х.: вид-во "Ранок", 2010. – 256 с.
6.                           Атабекова, А.И. Цитология растений / А.И.Атабекова, Е.И. Устинова – Изд. 2-е перераб. и доп. М.: Колос, 1971 – 256 с.
7.                           Практична робота. Вивчення явищ плазмолізу і деплазмолізу Спостереження за рухом цитоплазми в кітинах елодеї Електронний ресурс // Режим доступа: http://kuchka.info/praktychna-robota-vyvchennya-yavysch-plazmolizu-i-deplazmolizu-sposterezhennya-za-ruhom-tsytoplazmy-v-kitynah-elodeji.html
8.                           Галашин О.Я., Бригідир Г.З. Біологія. Зошит для лабораторних та практичних робіт 10 клас. – Тернопіль: Навчальна книга – Богдан, 2011, – 64 с.

Дата____________                     Прізвище, ім’я ___________________________

Лабораторна робота «Спостереження явища плазмолізу та деплазмолізу в рослинних клітинах»

Мета: дослідження етапів явища плазмолізу та деплазмолізу на прикладі рослинних клітин, підтвердити практично функції, які виконує клітинна стінка та плазматична мембрана.

Обладнання: мікроскоп, препарувальні голки, предметні та накривні скельця, склянка з водою, піпетка, 5%-й р-н кухонної солі, спиртовий 5%-й р-н йоду, фільтрувальний папір,  цибулина білої цибулі.

Інструктивна картка

Завдання 1. Запищіть визначення понять.

Плазмоліз - ________________________________________________________

__________________________________________________________________

Деплазмоліз - ______________________________________________________

__________________________________________________________________

Завдання 2. Розгляньте малюнки, визначте форми плазмолізу, підпишіть їх відповідно цифрам 1- 4.

1._________________________________________________________________2._________________________________________________________________

3._________________________________________________________________

4._________________________________________________________________

Завдання 3. Приготувати мікроскоп до роботи. Приготувати тимчасовий мікропрепарат з епідермісу цибулини білого луку. Капніть на нього 5-% розчин йоду. Замалюйте малюнок та зробіть підписи відповідно позначень.

1.               Клітинна оболонка
2.               Ядро
3.               Цитоплазма

Мал. Клітини епідермісу білої цибулі

Завдання 4. З одного боку покривного скельця капніть кілька крапель розчину солі, а з другого боку фільтрувальним папером відтягнемо воду. Спостерігаємо явище плазмолізу. Запишіть свої спостереження до таблиці 1.

Таблиця 1. Спостереженням за плазмолізом клітин епідермісу білої цибулі.

Завдання 5. Капніть з одного боку покривного скельця води, а з іншого фільтрувальним папером відтягнемо розчин солі, повторимо це кілька разів. Спостерігаємо явище деплазмолізу. Запишіть свої спостереження до таблиці 2.

Таблиця 2. Спостереженням за деплазмолізом клітин епідермісу білої цибулі.

Висновок (дайте відповіді на запитання):

1. Які функції клітинної оболонки та плазматичної мембрани встановлено під час спостереження плазмолізу і деплазмолізу?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Які причини втрати води цитоплазмою клітини в розчині солі  і появи плазмолізу?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Додаток 1. Карта понять «Плазмоліз» та «Деплозмоліз», побудована за допомогою програми Cmap Tools.

Додаток 2.

Прізвище, ім’я_______________________________________________

Схема досліду:

1. Спочатку розщеплюють шкарлупа яйця. Шкарлупа складається з кальцій карбонату. В склянку поміщають 2 курячих яйця і додають оцтову кислоту. Тривалість розщеплення до 3-5 днів.

CaCO₃+CH₃COOHCa(CH3COO)₂+CO₂+H₂O

2. Після розщеплення шкарлупи, одне яйце поміщають в гіпертонічний розчин, а інше в гіпотонічний розчин. Спостереження за зміною розміру курячого яйця роблять через 3-5 днів.
3. Зробити висновки.

Щоденник спостережень

                                                                                                CO₂+

Схема досліду 1. Розщеплення оболонки-шкарлупи курячого яйця

 ?                                                   ?

Схема досліду 2. Яйце в гіпертонічному та гіпотонічному розчині.

Висновок:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________