Тема заняття: Цитоскелет, його компоненти: мікротрубочки, мікрофіламенти, проміжні філаменти. Клітинний центр. Клітинне ядро. Структура та хімічний склад хромосом.
Мета: - продовжити формування в учнів уявлення про будову органоїдів еукаріотичної клітини; розвивати уміння порівнювати будову різних клітинних структур, аргументовано пояснювати їх функції;
- розвивати загальнонавчальні вміння та навички учнів - роботи з текстом, аналізу і синтезу інформації, складання плану, схем і таблиць; формувати пізнавальний інтерес учнів до вивчення проблем цитології; сприяти розвитку критичного мислення учнів;
- виховувати всебічно розвинену, компетентну особистість через використання знань основних понять цитології для пояснення клітинного рівня організації живої матерії і положень клітинної теорії; сприяти формуванню наукового світогляду учнів на основі пізнаваності і спільності законів живої природи.
Обладнання й матеріали: фото органоїдів клітини (мітохондрії, пластиди, клітинний центр, ЕПР, рибосоми, хромосома), таблиці / фото «Рослинна клітина», «Тваринна клітина», відеофільм.
Тип заняття комбінований.
Хід заняття.
1. Організація учнів до навчання.
2. Актуалізація опорних знань, мотивація.
«Особливістю живого розуму є те, що йому потрібно лише трохи побачити і почути для того, щоб він міг потім довго роздумувати і багато чого зрозуміти».
Джордано Бруно
2.1. Давайте згадаємо основні органели еукаріотичної клітини. (Демонструються фото органел без назв.)
- Пропоную вам розділити всі органели на дві групи: перша - ті з них, які, присутні в тваринній клітині і друга - в рослинній. (До дошки виходять два учня для виконання цього завдання, інші роблять в зошиті, потім перевіряють.)
- Які функції виконують дані органели? (Відповідає вся група, бесіда.)
2.2. Скажіть, що представляє собою цитоплазма? (Цитоплазма багатокомпонентна система, що складається з гіалоплазми, органоїдів (органел) і включень).
Особливості будови:
- в'язка безбарвна речовина;
- знаходиться в постійному русі;
- містить органели - постійні структурні компоненти та клітинні включення - непостійні структури клітини. Включення можуть перебувати у вигляді крапель (жири) і зерен (білки, вуглеводи).
Її функції:
- пов'язує всі частини клітини в єдине ціле;
- здійснює транспортування речовин;
- у ній протікають хімічні процеси;
- виконує опорну функцію.
- Яка органела забезпечує рівномірний поділ клітини?
(Клітинний центр. Веретено поділу – білкові нитки (мікротрубочки), тягнуться від центріолей до центромер хромосом. При цьому до кожної центромери може прикріплятися декілька ниточок.)
- Спробуйте згадати, яка структура, крім цитоплазми, в клітині виконує опорну функцію?
3. Вивчення нового матеріалу.
3.1. Цитоскелет. (Розповідь учителя, запис у зошити)
Цитоскелет виконує в еукаріотичних клітинах функції, аналогічні функціям опорно-рухової системи багатоклітинних організмів. Він складається з мікрониток (мікрофіламенти) і мікротрубочок, які відрізняються за діаметром. Між собою мікронитки й мікротрубочки зв’язуються з допомогою спеціальних білків. Ці структури здійснюють переміщення клітини, окремих органел і макромолекул. Цитоскелет також утворює підмембранний комплекс.
Важливою особливістю мікротрубочок і мікрониток є їхня здатність легко збиратися і розбиратися. Залежно від потреби клітини в опорі й русі в цитоскелеті відбуваються відповідні зміни, які й забезпечує процес збирання-розбирання елементів цитоскелету.
Зазвичай розташування мікрониток у клітині зумовлено розподілом механічних напружень. Проте в деяких клітинах мікронитки утворюють сталі скорочувальні системи. Прикладом таких клітин є м’язові. Мікронитки в них розташовані паралельно й можуть ковзати вздовж сусідніх ниток, спричиняючи скорочення м’яза. Цей процес відбувається з витратою енергії АТФ.
Мікротрубочки виконують рухові функції іншим чином. Уздовж мікротрубочки рухаються спеціальні білки-мотори, які тягнуть за собою органели або макромолекули. Білок-мотор має дві ділянки. Одна з них складається з двох голівок, які містять фермент, що розщеплює АТФ. Унаслідок цього розщеплення голівки здатні «крокувати» мікротрубочкою, по черзі приєднуючись до неї і пересуваючись далі. Друга ділянка білка-мотора прикріплюється до макромолекули або іншої структури, яку треба транспортувати.
Мікротрубочки складаються з глобул тубуліну, укладених у формі спіралі. Їх діаметр найбільший (24 нм). Мікрофіламенти є тонкими білковими нитками, побудованими з білка актину. їх діаметр найменший. Проміжні філаменти мають у діаметрі 10 нм і складаються з різних білків (десмін, прекератин).
Рух окремих еукаріотичних клітин може бути амебоїдним або відбуватися з допомогою джгутиків чи війок.
Амебоїдний рух властивий не лише амебам. Таким чином рухаються, наприклад, і лейкоцити крові. Відбувається він за рахунок утворення псевдоніжок. Головну роль у цьому процесі відіграє цитоскелет.
Рух з допомогою війок і джгутиків також забезпечує цитоскелет. І війки, і джгутики рухаються за рахунок ковзання одна відносно одної мікротрубочок, що входять до їхнього складу. Відрізняються вони між собою характером руху. Джгутики роблять колові рухи, нагадуючи маленький гвинт, а війки роблять гребні рухи й за принципом роботи більше схожі на весла.
(Перегляд фрагменту відеофільму ВВС. «Таємне життя клітини» - 6 хвилин.)
3.2. Як ми знаємо, головним організатором роботи цитоскелета в більшості еукаріотичних клітин є клітинний центр.
Поглибимо знання, отримані в школі.
(Доповідь учня, з демонстрацією слайду)
Клітинний центр складається з двох гранул — центріолей, які мають форму порожнього циліндра довжиною 0,3-0,5 мкм і діаметром 0,15 мкм, і мікротрубочок, що відходять від нього. Кожна з центріолей містить дев’ять триплетів мікротрубочок і оточена тонковолокнистим матриксом.
Клітинний центр розташований у навколоядерній зоні в геометричному центрі клітини. Він пов’язаний з комплексом Гольджи та ядром. У разі зміни форми клітини клітинний центр переміщується до її нового геометричного центру, і разом з ним переміщуються ядро й комплекс Гольджи.
Перед поділом клітини центріолі клітинного центру подвоюються. У процесі поділу по дві центріолі розходяться до полюсів клітини і з допомогою мікротрубочок утворюють веретено поділу. Це веретено відповідає за розходження хромосом до полюсів клітини.
Крім того, центріолі беруть участь у формуванні мікротрубочок, джгутиків і війок.
Валеохвилинка під музику:
- піднялися, потяглися – руки вгору, піднялися на пальці ніг;
- похитали піднятими руками;
- рукою промасувати від плеча до ліктя, потягнути себе за плече біля ліктя, поміняти руки;
- правою, лівою рукою плеснули по долонях сусіда;
- посміхнулися, сіли
3.3. Ядро клітини. (Перегляд відеофільму «Будова ядра клітини» - 4 хвилини)
(Доповідь учня)
Зустрічаються клітини двоядерні ( інфузорії) і багатоядерні (гриби й 25 % від загальної кількості гепатоцитів є двоядерними).
Деякі високоспеціалізовані клітини вдруге втрачають ядро. Такі як: еритроцити ссавців, ситоподібні трубочки покритонасінних.
Зараз ділимося на групи і заповнюємо в зошитах картку «Паспорт ядра» (робота з вчителем, на полях записують нові поняття).
Еукаріотичне ядро:
- форма ядра (сферична, або еліпсоподібна)
- розміри ядра (коливаються в діаметрі зазвичай 3-10 мкм)
- структурні елементи:
ядерна оболонка, функції - функції ядерної оболонки (каріолемми) складаються:
- в відмежування ядерного вмісту від цитоплазми;
- в підтримці умов, необхідних для виконання ядром функцій, зокрема генетичних;
- у забезпеченні доступу до генетичного матеріалу і структур (ДНК, хромосоми) сигналів (транскрипційні фактори), що змінюють функціональний стан генів;
- в упорядкуванні просторової організації генетичних структур і процесів;
- в реалізації двосторонніх ядерно-цитоплазматичних обмінів і взаємодій.
ядерний сік, функції - рідке середовище ядра. Це безструктурна розчинна частина ядра, містить білки, ферменти, полінуклеотиди, низькомолекулярні метаболіти, неорганічні іони. Це дуже динамічна частина ядра, що обмінюється в процесі ядерно-цитоплазматичних відношень.
хромосоми, функції – комплекс, утворений з однієї безперервної дволанцюжкової молекули ДНК і білків (гістонів і негістонів). До складу хромосом входять також ліпіди і мінеральні речовини (наприклад, іони Ca2+, Mg2+).
Хромосоми здійснюють складну координацію і регуляцію процесів в клітині внаслідок укладеної в них генетичної інформації, що забезпечує синтез первинної структури білків-ферментів.
Хромосоми є носіями генів, що визначають спадкові властивості клітин та організмів виду.
Через хромосоми здійснюється передача спадкової інформації потомству.
Кожна хромосома – складне надмолекулярне утворення, сформоване в результаті компактизації хроматину. (Замальовуємо хромосому, перевіряємо Паспорт ядра)
В залежності від розташування центромери виділяють три типи хромосом:
- метацентричні хромосоми — рівноплечові хромосоми, в яких центромера знаходиться посередині хромосоми і плечі рівної або майже одинакової довжини;
- субметацентричні — нерівноплечові хромосоми, в яких центромера зміщена від середини і одне плече довше за інше;
- акроцентричні хромосоми — це хромосоми, в яких центромера розміщена близько до одного із кінців і одне плече довше, а друге — дуже коротке і часто малопомітне;
- телоцентричні хромосоми - такі хромосоми виникають в результаті відриву одного плеча, у них залишається тільки одне плече з центромерою на кінці. В нормальному каріотипі такі хромосоми не зустрічаються.
ядерце, функції – здійснює синтез рРНК, субодиниць рибосом в еукаріотичних клітинах, синтез ядерних білків - гістонів.
У геномі клітини є спеціальні ділянки, так звані ядерцеві організатори, що містять гени РНК (рРНК), навколо яких і формуються ядерця. У ядерці відбувається синтез рРНК РНК полімеразою I, її дозрівання, збірка рибосомних субчастинок. На початку мітозу відбувається розбирання ядерець, а по закінченню мітозу вони збираються знову. На сьогодні є дані про участь ядерець у процесах, не пов'язаних із біогенезом рибосом — наприклад, у стресовій відповіді, збиранні частинок розпізнавання сигналу; окрім цього воно взаємодіє з багатьма вірусами.
Валеохвилинка під музику:
- піднялися, потяглися – руки вгору, піднялися на пальці ніг;
- похитали піднятими руками;
- рукою промасувати від плеча до ліктя, потягнути себе за плече біля ліктя, поміняти руки;
- зробили руками вправу «ножиці»;
- зробили кистями рук вправи «віяло», «хвиля», «плавці»;
- посміхнулися, сіли
Функції ядра: (робимо висновок)
В ядрі зосереджена практично вся інформація про спадкові ознаки даного організму (інформативна функція);
Ядро через гени, що містяться в хромосомах, передає ознаки організму від батьків до нащадків (функція спадкування);
Ядро є центром, об’єднуючим всі органели клітини в єдине ціле (функція об’єднання);
Ядро узгодить і регулює фізіологічні процеси та біохімічні реакції в клітинах (функція регуляції).
4. Закріплення (тест на мультимедіа)
1. Кількість статевих хромосом в каріотипі людини:
А) 1
Б) 2
В) 23
Г) 46
2. У клітині, яка не знаходиться в процесі поділу, спадковий апарат представлений:
А) хроматином
Б) хромосомами
В) нуклеоїдом
Г) каріоплазмою
3. Де розташовується центромера у акроцентричних хромосом?
А) посередині хромосоми
Б) зміщена від середини до одного кінця
В) розміщена близько до одного із кінців
Г) тільки одне плече з центромерою на кінці
4. Кількість хромосом в гаплоїдному наборі людини:
А) 44
Б) 22
В) 23
Г) 46
5. Функції хромосом:
А) відповідають за синтез ліпідів
Б) здійснюють синтез білка
В) здійснюють фотосинтез
Г) є носіями спадкової інформації
6. Які речовини входять до складу хромосом?
А) білки
Б) вуглеводи
В) нуклеїнові кислоти
Г) жири
7. Клітинне ядро виконує функції:
А) зберігання генетичної інформації
Б) синтез АТФ
В) утворення рибосомних «субодиниць»
Г) реплікація ДНК
Д) накопичує білки, ліпіди, вуглеводи, синтезовані в клітці
Е) окислює органічні речовини до неорганічних
8. Встановити відповідність між характеристикою клітин тварин і їх типом: 1-соматичні, 2-статеві (гамети)
А) утворюють тканини і органи
Б) беруть участь в процесі запліднення
В) завжди гаплоїдні
Г) мають диплоїдний набір хромосом
Д) утворюються в процесі мейозу
Е) діляться шляхом мітозу
Еталони відповідей:
1. Б; 2. А; 3. В; 4 В; 5. Г; 6. А, В; 7. А, В, Г; 8. А1, Б2, В2, Г1, Д2, Е1