Разделы: Биология
То, что мы знаем – ограниченно,
А то, что мы не знаем – бесконечно.
Лаплас.
Оборудование : компьютер, экран, презентация к уроку, раздаточный материал (бумажный вариант презентации, задание для практической работы), учебник, микроскоп, готовый микропрепарат кожицы чешуи лука.
Из истории клеточной теории
Прежде чем мы поговорим об особенностях строении клетки, мы немного узнаем об истории клеточной теории (слайд 3).
Цитология (от цито... и...логия) – это наука о клетке. Изучает строение и функции клеток, их связи и отношения в органах и тканях у многоклеточных организмов, а также одноклеточные организмы. Исследуя клетку как важнейшую структурную единицу живого, цитология занимает центральное положение в ряду биологических дисциплин; она тесно связана с гистологией, анатомией растений, физиологией, генетикой, биохимией, микробиологией и др. Изучение клеточного строения организмов было начато микроскопистами 17 в. (Р. Гук, М. Мальпиги, А. Левенгук); в 19 в. была создана единая для всего органического мира клеточная теория (Т. Шванн, 1839). Всех этих учёных вы видите на слайде 3 Презентации. В 20 в. быстрому прогрессу цитологии способствовали новые методы (электронная микроскопия, изотопные индикаторы, культивирование клеток и др.).
В результате работы многих исследователей была создана современная клеточная теория.
Основные положения современной клеточной теории отражены на слайде 4 :
Клеточная теория – одно из важнейших обобщений современной биологии.
Все живые существа на Земле, за исключением вирусов, построены из клеток.
Клетка – это элементарная целостная живая система. Её строение подробно представлено на слайде 5 .
Необходимо отметить, что клетка животного организма и клетка растения не одинаковы по своему строению (демонстрация слайда 6).
В растительной клетке есть пластиды, оболочка (которая придает прочность и форму клетки), вакуоли с клеточным соком.
Клетки, несмотря на свои малые размеры, устроены очень сложно. Исследования, проводящиеся в течение многих десятилетий, позволяют воспроизвести достаточно полную картину строения клетки.
Плазматическая мембрана клетки (демонстрация слайда 7).
Клеточная мембрана – ультрамикроскопическая плёнка, состоящая из двух мономолекулярных слоев белка и расположенного между ними бимолекулярного слоя липидов. Строение мембраны представлено на слайде 7 .
Функции плазматической мембраны клетки:
Цитоплазма (демонстрация слайда 8).
Цитоплазма – это полужидкая среда клетки, в которой располагаются органоиды клетки. Цитоплазма состоит из воды и белков. Она способна двигаться со скоростью до 7 см/час.
Движение цитоплазмы внутри клетки называют циклозом . Различают круговой и сетчатый циклоз (см. слайд 8).
В клетке выделяют органоиды. Органоиды – это постоянные клеточные структуры, каждые из которых выполняют свои функции. Среди них выделяют:
1. Цитоплазматический матрикс (демонстрация слайда 9).
Цитоплазматический матрикс представляет собой основную и наиболее важную часть клетки, её истинную внутреннюю среду.
Компоненты цитоплазматического матрикса осуществляют процессы биосинтеза в клетке и содержат ферменты, необходимые для продуцирования энергии.
Его функции представлены на слайде 9 .
2. Эндоплазматическая сеть (демонстрация слайда 10).
Вся внутренняя зона цитоплазмы заполнена многочисленными мелкими каналами и полостями, стенки которых представляют собой мембраны, сходные по своей структуре с плазматической мембраной. Эти каналы ветвятся, соединяются друг с другом и образуют сеть, получившую название эндоплазматической сети. ЭС неоднородна по своему строению. Известны два ее типа - гранулярная и гладкая. Типы ЭС, а также её функции наглядно изображены на слайде 10 Презентации .
3. Клеточное ядро (демонстрация слайда 11).
Клеточное ядро- это важнейшая часть клетки. Оно есть почти во всех клетках многоклеточных организмов. Клетки организмов, которые содержат ядро называют эукариотами. Клеточное ядро содержит ДНК- вещество наследственности, в котором зашифрованы все свойства клетки.
Более подробно строение клеточного ядро изображено на рисунке на слайде 11 .
В структуре ядра выделяют: ядерную оболочку, нуклеоплазму, ядрышко, хроматин. Строение, состав, а также функции каждой из структур представлены в таблице на слайде 11 .
Не менее интересна схема строения наследственной информации (демонстрация слайда 12).
Клеточное ядро выполняет 2 функции (слайд 12): хранение наследственной информации и регуляция обмена веществ в клетке.
Хромосомы (демонстрация слайда 13).
Хромосома состоит из двух хроматид и после деления ядра становится однохроматидной. К началу следующего деления у каждой хромосомы достраивается вторая хроматида. Хромосомы имеют первичную перетяжку, на которой расположена центромера; перетяжка делит хромосому на два плеча одинаковой или разной длины.
Хроматиновые структуры - носители ДНК. ДНК состоит из участков - генов, несущих наследственную информацию и передающихся от предков к потомкам через половые клетки. В хромосомах синтезируются ДНК, РНК, что служит необходимым фактором передачи наследственной информации при делении клеток и построении молекул белка. В зависимости от расположения перетяжки выделяют три основных вида хромосом, они представлены на слайде 13 .
4. Клеточный центр (демонстрация слайда 14).
Клеточный центр состоит из двух центриолей (дочерняя, материнская). Каждая имеет цилиндрическую форму, стенки образованы девятью триплетами трубочек, а в середине находится однородное вещество. Центриоли расположены перпендикулярно друг к другу. Наглядно это изображено на рисунке слайда 14 .
Функция клеточного центра - участие в делении клеток животных и низших растений (подробно см. слайд 14).
5. Рибосомы (демонстрация слайда 15).
Рибосомы – ультрамикроскопические органеллы округлой или грибовидной формы, состоящие из двух частей - субчастиц. Они не имеют мембранного строения и состоят из белка и РНК. Субчастицы образуются в ядрышке. Строение – см. слайд 15 .
Рибосомы - универсальные органеллы всех клеток животных и растений. Находятся в цитоплазме в свободном состоянии или на мембранах эндоплазматической сети; кроме того, содержатся в митохондриях и хлоропластах. Функция рибосом – согласно слайду 15 .
6. Митохондрии (демонстрация слайда 16).
Митохондрии - микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Внешняя мембрана гладкая, внутренняя - образует различной формы выросты - кристы. Строение митохондрии см на слайде 16 . В матриксе митохондрии (полужидком веществе) находятся ферменты, рибосомы, ДНК, РНК. Число митохондрий в одной клетке от единиц до нескольких тысяч. Функции митохондрий – согласно слайду 16 .
7. Аппарат Гольджи (демонстрация слайда 17).
В клетках растений и простейших аппарат Гольджи представлен отдельными тельцами серповидной или палочковидной формы. В состав аппарата Гольджи входят: полости, ограниченные мембранами и расположенные группами (по 5-10), а также крупные и мелкие пузырьки, расположенные на концах полостей. Все эти элементы составляют единый комплекс (см. рисунок на слайде 17).
Функции: 1) накопление и транспорт веществ, химическая модернизация, 2) образование лизосом, 3) синтез липидов и углеводов на стенках мембран.
8. Пластиды (демонстрация слайда 18).
Пластиды - это энергетические станции растительной клетки. Они могут превращаться из одного вида в другой. Строение пластиды подробно изображено на рисунке слайда 18. Выделяют несколько видов пластидов: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты. Их характеристика представлена в таблице на слайде 18 .
9. Лизосомы (демонстрация слайда 19).
Лизосомы - микроскопические одномембранные органеллы округлой формы Их число зависит от жизнедеятельности клетки и ее физиологического состояния. Лизосома - это пищеварительная вакуоль, внутри которой находятся растворяющие ферменты. В случае голодания клетки перевариваются некоторые органоиды. Строение представлено на слайде 19 . В случае разрушения мембраны лизосомы, клетка переваривает сама себя. Функции лизосомы перечислены на слайде 19 .
Мы рассмотрели основные органоиды клетки, изучили их строение, функции.
А теперь нам необходимо поговорить о способе питания клеток (демонстрация слайда 20). Дело в том, что животные и растительные клетки питаются по-разному.
Крупные молекулы белков и полисахаридов проникают в клетку путем фагоцитоза (от греч. фагос - пожирающий и китос - сосуд, клетка), а капли жидкости - путем пиноцитоза (от греч. пино - пью и китос). Демонстрация слайда 20 .
Фагоцитоз – это способ питания животных клеток, при котором в клетку попадают питательные вещества. Пиноцитоз – это универсальный способ питания (и для животных, и для растительных клеток), при котором в клетку попадают питательные вещества в растворённом виде. Сравнительная характеристика фагоцитоза и пиноцитоза представлена в таблице на слайде 20 .
В микроскопической клетке содержится несколько тысяч веществ, которые участвуют в разнообразных химических реакциях (демонстрация слайда 21). Химические процессы, протекающие в клетке, – одно из основных условий ее жизни, развития и функционирования. Все клетки животных и растительных организмов, а также микроорганизмов сходны по химическому составу, что свидетельствует о единстве органического мира. Содержание химических элементов в клетке представлено в таблице на слайде 21 .
Из 109 элементов периодической системы Менделеева в клетках обнаружено значительное их большинство. В клетке содержатся и макроэлементы, и микроэлементы (подробнее – см. слайд 21).
Таким образом, мы с вами рассмотрели особенности строения клетки. В заключении сделаем основные выводы (демонстрация слайда 22):
Задание на уроке: А теперь мне бы хотелось увидеть, как вы запомнили особенности строения клетки. Давайте проведём небольшую лабораторную работу (см. Приложение 2).
Задание выполняется в течение 10 минут.
Домашнее задание (с объяснениями): Используя опорные схемы (бумажный вариант Презентации раздаётся учащимся) и текст §2.7 учебника (Биология. Введение в общую биологию и экологию: учебник для 9 кл. общеобразоват. Учреждений / А.А.Каменский, Е.А.Криксунов, В.В.Пасечник. – 6-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2005) заполните таблицу «Сравнение строения клеток эукариот и прокариот» (см. Приложение 3).
Подведение итогов урока. Оценки за урок.
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
Цитология – наука о клетке. Клеточная теория Урок биологии в 10 классе. Учитель Т.В. Гаврилова
2 слайд
Описание слайда:
План урока История цитологии Клеточная теория М. Шлейдена и Т. Шванна Современная клеточная теория Методы цитологии
3 слайд
Описание слайда:
В 1665 году английский естествоиспытатель Роберт Гук, рассматривая срез коры пробкового дуба под усовершенствованным им микроскопом, увидел образования, напоминающие пчелиные соты. Описывая увиденное, Гук использовал слово «келл», что на английском означает «камера», «ячейка». На русский язык термин был переведён как КЛЕТКА. Поэтому термином клетка мы пользуемся благодаря Роберту Гуку. Хотя сейчас мы знаем, что видел он не сами клетки, а их клеточные стенки. Микроскоп Р. Гука Срезы пробки Роберт Гук
4 слайд
Описание слайда:
В период с 1676 по 1719го современник Гука голландский купец Антони ван Левенгук завоевал славу учёного и подарил науке величайшее открытие. Он усовершенствовал микроскоп Гука и создал линзы дающие увеличение в 100- 300 раз и открыл мир одноклеточных организмов. Левенгук писал «О эврика! Люди, что я вижу! В этой маленькой капельке воды встретился мне целый мир маленьких живых существ. Мир, который трудно понять и объяснить.» Эти маленькие зверушки были очень забавны, они кувыркались, прыгали, резвились и были очень счастливы в жизни. Да и по форме «зверушки» были довольно симпатичные: шарики, спиральки, палочки, то по одной крутились, то по 2-3 в понятном только для них танце. А. Левенгук открыл также сперматозоиды. Антони ван Левенгук Одноклеточные под микроскопом
5 слайд
Описание слайда:
Русский естествоиспытатель Карл Бэр (1792-1876), один из основоположников эмбриологии, исследовал зародышевое развитие животных. В 1826 г. он открыл яйцеклетки млекопитающих. В 1831 году шотландский ботаник Роберт Броун впервые описал ядро в растительной клетке. Карл Максимович Бэр Роберт Броун (1773-1858) Яйцеклетка человека
6 слайд
Описание слайда:
1838г. Немецкий ботаник Маттиас Шлейден пришёл к выводу, что ткани растений состоят из клеток. 1839 г. Немецкий физиолог и цитолог Теодор Шванн издал книгу «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений», в которой сформулировал вывод о том, что клетка является структурной и функциональной единицей живых организмов. Это представление и получило название теории Шванна-Шлейдена. Маттиас Якоб Шлейден (1804-1888) Теодор Шванн (1810-1882)
7 слайд
Описание слайда:
Основные положения клеточной теории Шванна-Шлейдена Все организмы состоят из клеток. Клетки представляют собой мельчайшие структурные единицы жизни. Образование клеток – универсальный принцип роста и развития растений и животных. Организм животных представляет собой сумму образующие его клеток. Ошибки учёных. М. Шлейден и Т. Шванн ошибочно считали, что клетки возникают путём новообразования из неклеточного вещества.
8 слайд
Описание слайда:
1855 год Немецкий врач Рудольф Вирхов убедительно доказал, что клетки возникают только из клеток, путём размножения - «каждая клетка из клетки», опровергнув ошибочное представление клеткообразования Шлейдена и Шванна. Ошибкой Вирхова было то,что он считал что клетки слабо связаны друг с другом и существуют каждая по себе. Позднее удалось доказать целостность клеточной системы. Рудольф Вирхов (1821-1902)
9 слайд
Описание слайда:
1876 год открыт клеточный центр. 1890 год - Рихард Альтман открыл митохондрии. 1892 год – Д. Ивановский открыл вирусы. 1898год - Камилло Гольджи открыл органоид, названный в честь него - аппарат или комплекс Гольджи. 1953 год – сформулированы представления о структуре ДНК (Д. Уотсон и Ф. Крик) Дмитрий Иванович Ивановский (1864-1920) Камилло Гольджи (1843-926) Вирусы Аппарат Гольджи
10 слайд
Описание слайда:
Современная клеточная теория Выпишите из учебника положения современной клеточной теории (§5, стр. 22). Сравните современную клеточную теорию с теорией Шлейдена-Шванна.
11 слайд
Описание слайда:
Методы цитологии Основным методом изучения клеток является световая микроскопия.. Разрешающая способность микроскопов составляет 0,13-0,20 мкм, т. е. примерно в тысячу раз превышает разрешающую способность человеческого глаза. В световых микроскопах используется солнечный или искусственный свет. Для изучения ультратонкого строения клеточных структур прибегают к методу электронной микроскопии. В электронных микроскопах вместо световых лучей используется пучок электронов. Разрешающая способность современных электронных микроскопов составляет 0,1 нм, поэтому с их помощью выявляют очень мелкие детали. Для исследования химического состава, выяснения локализации отдельных химических веществ в клетке широко используются методы цито- и гистохимии, основанные на избирательном воздействии реактивов и красителей на определенные химические вещества цитоплазмы. Метод дифференциального (разделительного) центрифугирования позволяет разделить с помощью центрифуги содержимое клетки на отдельные разные по массе составляющие и затем детально изучить их химический состав.
«Воздействие организмов на среду обитания» - Фильтрационное питание наблюдается у 40 тысяч видов водных животных. Поглощение и испарение воды наземными растениями влияет на климат. Дыхательные корни мангров (Бангладеш). Освободившиеся минеральные соли вновь идут на питание растениям. Растения создают условия для дыхания всех живых существ. Лес из секвойи.
«Онтогенез» - ОНТОГЕНЕЗ как БИОИНФОРМАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС (ПРОДОЛЖЕНИЕ 3) -. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ и ОНТОГЕНЕЗ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ и ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ и ОНТОГЕНЕЗ ЖИВОГО СУЩЕСТВА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЙ и ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА -. ОНТОГЕНЕЗ как БИОИНФОРМАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС (ПРОДОЛЖЕНИЕ 2) -. ГАМЕТЫ. ПЕРИОДИЗАЦИЯ ОНТОГЕНЕЗА.
«Свойства живого» - Определение жизни. Тканевый клетки функция межклеточное вещество. Функция – аккумуляция и перераспределение энергии. 8. Биосферный. Уровни организации живой природы. 11. Молекулярный – начало важнейших процессов жизнедеятельности организма. Свойства живого. 7. Биогеоценотический. Сущность жизни. Изменение структуры наследственного материала или возникновение новых комбинаций генов.
«Обмен веществ растений» - Домашнее задание: Задача 2. Объясните, как произошло образование и накопление органических веществ в яблоке. В сочных яблоках находится запас органических веществ. Задача 1. Дыхание происходит днем и ночью во всех живых клетках растений. Клод Бернар. Тема урока: Растения дышат кислородом, а выдыхают углекислый газ.
«Строение живых организмов» - Клетки, возникающие в результате митоза, имеют двойной набор хромосом. Главная функция листьев – фотосинтез, т.е. образование органических питательных веществ. Деление клетки лежит в основе размножения и индивидуального развития организмов. Клетки ткани соединены между собой межклеточным веществом. Нуклеиновые Кислоты 1-2%.
«Классификация организмов» - http://www.bogoslov.ru/text/296564/index.html. Еще в древности у человека возникла потребность систематизировать знания о живой природе. Биология. 7 кл. В средние века развитие сельского хозяйства. http://funanimls.ru/news/2. http://ru.wikipedia.org/wiki/Айас. Что такое систематика. Первую естественную классификацию создал Ч. Дарвин.
Всего в теме 19 презентаций
1865 г. Опубликованы законы наследственности (Г.Мендель). 1868 г. Открыты нуклеиновые кислоты (Ф. Мишер) 1873 г. Открыты хромосомы (Ф. Шнейдер) 1874 г. Открыт митоз у растительных клеток (И. Д. Чистяков) 1878 г. Открыто митотическое деление животных клеток (В. Флеминг, П. И. Перемежко) 1879 г. Флеминг – поведение хромосом во время деления. 1882 г. Открыт мейоз у животных клеток (В. Флеминг) 1883 г. Показано, что в половых клетках число хромосом в два раза меньше, чем в соматических (Э. Ван Бенеден) 1887 г. Открыт мейоз у растительных клеток (Э. Страсбургер) 1898 г. Гольджи открыл сетчатый аппарат клетки, аппарат Гольджи. 1914 г. Сформулирована хромосомная теория наследственности (Т.Морган). 1924 г. Опубликована естественно-научная теория происхождения жизни на Земле (А.И.Опарин). 1953 г. Сформулированы представления о структуре ДНК и создана ее модель (Д.Уотсон и Ф.Крик). 1961 г. Определены природа и свойства генетического кода (Ф.Крик, Л.Барнет, С.Беннер).
