Цели:
- Сформировать знания об истории создания клеточной теории, ее современных положениях.
- Развить понятие о клеточном уровне жизни.
- Способствовать выработке умений применять положения клеточной теории для доказательства единства живого и неживой природы, единства органического мира.
- Прививать интерес к предмету.
Оборудование: таблица “Строение животной и растительной клетки”, “Строение бактериальной клетки”, “Грибы”, компьютер, проектор, экран, презентация “Клеточная теория строения организмов” (в программе Power Point).
Оформление класса: кафедра для выступлений, выставка книг, рефератов учащихся и рисунков по теме.
Организация деятельности учащихся: ведущий – учащийся 11 класса, ученые - учащиеся 9 класса, докладчики – учащиеся 9 класса.
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Изучение нового материала.
1. Формулировка темы и целей занятия.
Вступительное слово учителя.
На первых уроках мы с вами познакомились с понятием живого и выделили основные уровни его организации. Клетка занимает довольно высокий уровень в иерархии живых систем, потому что без изучения клеточного уровня, без учета биологического поведения клетки и ее взаимодействия нельзя понять живое.
Представление о том, что клетка – это структурная и функциональная единица всех живых организмов, известное как клеточная теория, сложилось постепенно в XIX веке. Но на основании, каких данных ученые утверждают, что клетка – своего рода общий знаменатель всех живых систем?
Ответить на поставленный вопрос мы сможем, прослушав выступления ученых разных поколений на симпозиуме по теме: “Клеточная теория строения организмов” (Слайд № 1), в ходе которого вам предстоит заполнить таблицу “Основные этапы клеточной теории.
| Этап | Год | Ученый | Вклад в развитие теории |
Ведущий: Клетка – это удивительный и загадочный мир, который существует в каждом организме. Но в тайны клеточного строения человек смог проникнуть только благодаря изобретению микроскопа. Наука начинает накапливать знания о строение клетки в развитии клеточной теории наступает первый этап “Зарождение понятия о клетке”. (Слайд № 2).
Сквозь волшебный прибор Левенгука
На поверхности капли воды
Обнаружила наша наука
Удивительной жизни следы.
Государство смертей и рождений,
Нескончаемой цепи звено, -
В этом мире чудесных творений
Сколь ничтожно и мелко оно!
Но для бездн, где летят метеоры,
Ни большого, ни малого нет,
И равно беспредельны просторы
Для микробов, людей и планет... (Слайд № 3).
Роберт Гук: Ошибочно считают, что я являюсь изобретателем и конструктором сложного микроскопа. Микроскоп впервые изготовил в 1595 году голландский оптик и шлифовщик стекол Ханс Янсен. Позднее этот прибор попал к Галилео Галилею, и он изготовил свой собственный, более совершенный микроскоп. Стоит к тому же отметить, что Галилей совершенно не выдавал себя за изобретателя данного точного прибора, хотя об этом и написано во многих источниках.
Я очень увлекался конструированием и сконструировал микроскоп, который увеличивал в 140 раз. Однажды при исследовании тонких срезов древесной пробки увидел, что вся пробка состоит из ячеек или пор. Я эти ячейки назвал клетками. Свои наблюдения я опубликовал в книге “Микрография, или Некоторые физиологические описания мельчайших тел, сделанные посредством увеличительных стекол” в 1665 году.
Ведущий: В работе Роберта Гука не было даже намека на представления о клетке, как об основной структурной единице любого живого организма.
1668 год Антонии ван Левенгук голландский натуралист, основоположник научной микроскопии. (Слайд № 4).
Антонии ван Левенгук: Еще в молодые годы я увлекся необычным делом - шлифовкой стекол. Мне посчастливилось изготовить линзы с увеличением до 300 раз. Эти замечательные линзы и оказались окном в новый мир. При помощи их я обнаружил ряд простейших одноклеточных организмов. Мое открытие натолкнуло меня на мысль, что наряду с растительными и животными организмами, которые состоят из множества клеток – есть организмы, состоящие из одной клетке. Меня интересовала жизнь - в капле воды, крови, в пластинках мяса. Я подметил, как кровь движется в мельчайших кровеносных сосудах — капиллярах, а также увидел, что кровь — это не какая-то однородная жидкость, как думали мои современники, а живой поток, в котором движется великое множество мельчайших телец. Теперь их называют эритроцитами. Очень важно и другое мое открытие: в семенной жидкости я увидел сперматозоиды — те маленькие клетки с хвостиками, которые, внедряясь в яйцеклетку, оплодотворяют ее, в результате чего возникает новый организм.
Ведущий: Благодаря дальнейшему усовершенствованию микроскопа к середине XIX века было собрано и опубликовано много новых описаний и рисунков различных тканей и по этому в 30-е годы этого столетия начинается следующий этап в развитии клеточной теории. (Слайд № 5).
1831 год шотландский ученый Роберт Броун. (Слайд № 6).
Роберт Броун: Я знал, что растительные организмы состоят из клеток, очень много рассмотрел растений, но то, что я увидел однажды в микроскоп, меня насторожило. Внутри клетки было хорошо видно крупное плотное образование. Просмотрев большую группу растений, я везде видел такое же плотное образование, как плавило в центре. Тогда я назвал это плотное образование ядром.
Ведущий: 1838 год немецкий ученый – ботаник Матиас Шлейден. (Слайд № 7).
Маттиас Шлейден: Собрав большой фактический материал, я пришел к заключению, что ядро является обязательным структурным элементом всех растительных клеток. Я предложил новую теорию образования растительных клеток, основанную на представлении о решающей роли в этом процессе клеточного ядра. Согласно этой теории новая клетка как бы выдувается из ядра и затем покрывается клеточной стенкой.
Ведущий: Немецкий физиолог Теодор Шванн. (Слайд № 8).
Теодор Шванн: Мой друг (обращаясь к М. Шлейдену) я всегда интересовался вашими работами и был очень удивлен, что ядра в мешочках у животных точь-в-точь такие, как и в клетках растений. И тогда мне пришла в голову замечательная мысль. Я догадался, что мешочки животных и клетки растений, по существу, одно и тоже. Что все растения - будь то бузина или морковь - и все животные - будь то блоха или тигр - состоят из клеток. Что клетка - основной элемент всех организмов.
В 1839 году в Берлине я издал книгу “Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений”, в которой сформулировал положения клеточной теории. (Слайд № 9)
1. Всем животным и растениям свойственно клеточное строение.
2. Растут и развиваются растения и животные путем возникновения новых клеток.
3. Клетка является самой маленькой единицей живого, а целый организм – совокупность клеток.
Ведущий: Клеточная теория – одно из трех величайших открытий, по словам Ф. Энгельса, после закона о превращении энергии, теории эволюции Ч. Дарвина. Однако М. Шлейден и Т. Шванн ошибочно считали, что клетки возникают путем новообразования из неклеточного первичного вещества.
В последующие годы ученые разных стран дополняли знания о строении клетки и тем самым способствовали дальнейшему развитию клеточной теории. (Слайд № 10).
Существенное дополнение клеточной теории сделал академик Российской АН Карл Максимович Бэр. (Слайд № 11).
Карл Максимович Бэр: Еще в 1827 году я открыл яйцеклетки млекопитающих. А так же сравнивая зародышей позвоночных животных различных классов – рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих установил, что все они на разных стадиях развития сходны между собой и по мере дальнейшего развития приобретают все больше отличительных черт. На основании этого я сделал вывод. Сто все организмы начинают свое развитие с одной клетки (зиготы), представляющей собой оплодотворенное яйцо. Это открытие доказывает, что клетка является еще и единицей развития всех живых организмов.
Ведущий: В 1855 году немецкий врач Рудольф Вирхов опроверг ошибочное представление клеткообразования, сформулированное ранее в клеточной теории Шванн-Шлейдена. (Слайд № 12).
Рудольф Вирхов: Я был глубоко убежден, что количество клеток в организме увеличивается в результате клеточного деления, то есть клетка происходит только от клетки путем деления. “Omnis cellula e cellula” - всякая клетка из клетки.
Ведущий: Каждый из вас (обращаясь к ученым) представитель своего времени, но все вы вместе установили общие закономерности клеточного строения живых организмов, так как клеточная теория лежит в основе представлений о единстве всего живого, общности его происхождения и эволюционного развития. Клеточная теория в середине XIX века стала общепризнанной и послужила возникновению науки цитологии – наука о клетке.
Ученый XX века: Клеточная теория сохранила свое значение и в настоящее время. Она дополнена многочисленными материалами о строении, функциях, химическом составе и развитии клеток живых организмов различных царств.
Современная клеточная теория включает в себя следующие положения:
1. Клетка представляет собой основу структурной и функциональной организации растений и животных.
2. Клетки растений и животных сходны по строению и развиваются аналогично (путем деления исходной клетки).
3. Клетки у всех организмов имеют мембранное строение.
4. Ядро клетки представляет ее главный регуляторный органоид.
5. Клеточное строение живых организмов — свидетельство единства их происхождения. (Слайд № !3).
В дальнейшем, успехи изучения клетки связаны с усовершенствованием инструментов и развитием методов исследования. Усовершенствование светового микроскопа и методов исследования окраски клеток позволили выделить и описать не только ядро и цитоплазму клетки, но и многие другие заключенные в ней части – органеллы.
В настоящее время клетку изучают, применяя физические и химические методы исследования, новейших приборов. О современных методах исследования клетки послушаем сообщения учащихся.
Доклады учащихся:
1. Сканирование клетки.
2. Ультроцентрифугирование клетки.
3. Радиоактивный метод изучения клетки.
Ведущий: Клеточная теория, будучи важнейшим достижением естествознания, обосновав единство клеточной организации и общность происхождения растений и животных, сыграла огромную роль в развитии всех разделов биологии, особенно гистологии, эмбриологии, физиологии клетки, эволюционного учения, генетики. На ее основе сложилось и развивалось учение о болезненных процессах у животных, растений и человека. На этом наш симпозиум окончен.
III. Закрепление знаний.
1. Проверка заполнение таблицы “Основные этапы клеточной теории”.
IV. Домашнее задание: § 2.1, таблица в тетради.