Цель: обучающая.
Задачи: знакомство с биологической сущностью митоза и мейоза; уметь характеризовать основные способы деления клеток, обобщить знания по теме: “Строение и функции клеток”.
Наглядный материал: рисунки, выполненные учащимися, стадии митоза, таблицы “Митоз”, “Мейоз”, рис. учебника 29–32, схема стр.61, схема 3, стр.65 (представляется на интерактивной доске).
Оборудование: компьютер, проектор, интерактивная доска.
Домашнее задание: параграф 13. Выполнить задания на с. 63-64, 68.
Данный материал соответствует учебнику под редакцией академика Д.К. Беляева и профессора А.О. Рувинского “Общая биология” для 10–11-х классов. - Москва: Просвещение, 1995 г. (глава V, параграфы 17, 19). По этим учебникам в Казахстане мы работали до 2005 года, а затем стали работать по учебникам нового поколения казахстанских авторов, хотя для работы возможно использовать и разрешенные альтернативные учебники. По новому стандарту образования, который введен с 2002 года сначала с 6 класса, а затем изменения в программу были введены во все параллели по 11 класс. По этому стандарту в 9-м классе дается основа по общей биологии, которая раньше была рассчитана на 10-11 классы. Теперь в параллелях 10 и 11 классов профильное обучение, и программа и соответственно учебники составлены на естественно-математическое направление, как у нас в техническом лицее (недельная нагрузка – 2 часа), и гуманитарное направление (недельная нагрузка - 1 час). В 10-м классе изучаются два больших раздела общей биологии “Основы цитологии” и “Основы генетики и селекции”, а в 11-м классе изучаются разделы “Эволюция органического мира. Антропогенез.” и “Основы экологии”. В темы раздела “Основы экологии” введен казахстанский компонент, также и в некоторые разделы учебников биологии с 6 по 11 классы. В 10-м классе материала по данной теме даётся более углубленно по сравнению с 9 классом. Новым является то, что данная тема согласно календарному планированию дается не при изучении темы “Размножение и индивидуальное развитие живых организмов”, как это было раньше, а в теме: “Строение и функции клетки”. Поэтому в данном уроке помимо изучения способов деления клеток: митоза и мейоза, даётся обобщение по теме: “Строение клетки”.
ХОД УРОКА
1 часть (лекция), 10 минут.
Основные вопросы:
1. Определение митоза – процесс деления неполовых (соматических) клеток.
2. Объяснение по схеме сущности митоза (характеристика интерфазы и фаз деления соматических клеток: I профазы, II метафазы, III анафазы и IV телофазы.
Для закрепления этого задания учащимися, на следующем уроке, я использую схемы фаз митоза без нумерации и подписей, выполненные учащимися на листах формата А4. Учащиеся должны определить порядок последовательности процесса митоза, прикрепить схемы к доске, назвать фазы митоза по порядку и дать им характеристику. Можно спросить двух-трёх учеников этот вопрос.
3. Продолжительность интерфазы (10-20 ч и более) и митоза (1-2 ч). Понятие “клеточный цикл”.
4. Биологическое значение митоза.
В словарик новые термины: “митоз”, “мейоз”, “соматические” клетки, “диплоидный”, т.е. двойной набор хромосом “гаплоидный”, т.е. одинарный набор хромосом, “конъюгация”, “кроссинговер”.
Повторить понятия “гаметы”, “зигота”.
2 часть (самостоятельная работа), 20 минут.
Опыт показывает, что изучение темы мейоз качественнее происходит, если рассматривать его в сравнении с процессом митоза.
Задание: Работая с учебником, выполните следующие задания в тетради:
1. Составьте схемы основных изменений происходящих в клетке во время митоза и мейоза (I –IVстадиях).
2. Определите на схеме и назовите фазы деления (I–IV).
3. Дайте им краткую характеристику
4. Заполните таблицу “Сравнение митоза и мейоза”, выделите черты сходства и различия митоза и мейоза:
| Вопросы для сравнения | Митоз |
Мейоз |
| 1) Какие изменения происходят в ядре до начала деления (в интерфазе)? | ||
| 2) Каковы фазы деления? | ||
| 3) Характерна ли конъюгация гомологических хромосом? | ||
| 4) Какое число хромосом получает каждая дочерняя клетка? | ||
| 5) Где происходит данный процесс? | ||
| 6) Какое значение имеет для существования вида? |
Конъюгация – процесс сближения, переплетения гомологичных хромосом и иногда обмена участками этих хромосом (кроссинговер)
Сейчас, когда у нас есть возможность в кабинете биологии работать на интерактивной доске, мы можем после самостоятельной работы учащихся по заполнению сравнительной таблицы, предложить им проверить данные, представив их на экране, либо незаполненную таблицу, представленную в виде презентации в PowerPointe, предложить заполнить на оценку. Если по ходу будут допущены какие-либо недочёты, ребята с места могут поправить отвечающего.
Для справки: Таблица “Сравнение митоза и мейоза”
| Вопросы для сравнения | Митоз |
Мейоз |
| 1) Какие изменения происходят в ядре до начала деления (в интерфазе)? | Удвоение ДНК, синтез белков и других органических веществ клетки, удвоение органоидов клетки, синтез АТФ | Удвоение ДНК (только перед мейозом I), синтез белков, синтез АТФ. Перед вторым делением интерфаза короткая, т.к. удвоения ДНК не происходит |
| 2) Каковы фазы деления? | Профаза, метафаза, анафаза, телофаза | Два этапа деления: 1 деление профаза I, метафаза I, анафаза I, телофаза I; 2 деление профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза II |
| 3) Характерна ли конъюгация гомологических хромосом? | Нет, не характерна | Да, характерна конъюгация |
| 4) Какое число хромосом получает каждая дочерняя клетка? | n, гаплоидный (одинарный) | 2n, диплоидный (двойной) |
| 5) Где происходит данный процесс? | В зоне роста, в зоне деления соматических клеток (например, на кончике корня, в узлах и на верхушке побега рост стебля в длину, в камбиальном слое – рост корня и стебля в ширину, на концах трубчатых костей – рост костей в длину, в надкостнице – рост костей в ширину) | В зоне созревания |
| 6) Какое значение имеет для существования вида? | Размножение одноклеточных организмов бесполым способом (путем деления), рост организмов, регенерация, передача наследственных признаков от материнского организма дочернему организму | Образуются новые половые клетки, предшествует половому размножению; эволюционное значение, характерна изменчивость в основном благодаря конъюгации |
Заключение (лекция с элементами беседы), 15 минут.
Для иллюстрации материала можно использовать схему 3 на с. 65 (приложение 1).
Здесь также можно схему показать на интерактивной доске выполненную в Microsoft Worde или же в PowerPointе. В первом варианте учащиеся, слушая обобщения учителя по теме, зарисовывают схему в тетрадь. Во втором варианте можно оставить незаполненные ячейки схемы и предложить учащимся доработать схему.
Следующий этап нашего урока обобщение по теме: “Строение и функции клеток”. Вам известно, что на основании положений клеточной теории, клетка – основная структурная и функциональная единица жизни. Каждой клетке присущи все свойства живого: размножение, обмен веществ, рост, развитие и многое другое. Все клетки живых организмов схожи между собой по строению и химическому составу. Они покрыты мембраной, которая выполняет защитную функцию, а также осуществляет избирательную проницаемость. У грибов, растений и многих бактерий кроме мембраны есть ещё и клеточная стенка (из хитина, целлюлозы). Цитоплазма (жидкое содержимое) есть у всех клеток. Ядро имеют клетки всех организмов кроме бактерий. Ядерные организмы называются эукариотами. Это грибы, растения и животные. Безъядерные клетки присущи только бактериям и сине-зелёным водорослям (цианобактериям). Они называются прокариотами. Ядро управляет жизнью клетки, контролируя через биосинтез белков (ферменты) все химические процессы. Эукариотические клетки, утратившие ядро (такие как эритроциты или тромбоциты) теряют способность к размножению. Ядро – это двумембранный органоид. Внутри ядра находится ядерный сок – кариоплазма, в котором плавают ядрышки и хромосомы, состоящие из хроматина – смеси ДНК и белков. Они – хранители наследственной информации о строении белков.
В цитоплазме находятся органоиды. Все органоиды имеют постоянное строение и выполняют строго определенную функцию. По наличию мембран органоиды можно разделить на три группы: немембранные (самые мелкие), одномембранные (средние по размерам) и двумембранные (самые крупные, такие как ядро).
Немембранные органоиды:
- Рибосомы осуществляют биосинтез белков (соединяют аминокислоты в белок). Есть во всех живых клетках, даже в прокариотических.
- Центриоли, или клеточный центр – два блока микротрубочек. Когда клетка приступает к делению, они образуют веретено деления – специфический органоид, который равномерно распределяет хромосомы по дочерним клеткам (в неделящейся клетке отсутствует).
- Жгутики, реснички – органоиды движения. Состоят из сократительных белков в виде микротрубочек. Есть у простейших, в эпителии дыхательных путей человека и у многих одноклеточных водорослей.
Одномембранные органоиды:
1. Лизосомы – пищеварительные вакуоли (мембранные пузырьки, заполненные пищеварительными ферментами). Разлагают вредные и питательные вещества. Могут осуществлять самопереваривание автолиз.
2. ЭПС (эндоплазматическая сеть) – мембранные канальцы внутри цитоплазмы. Гладкая ЭПС (без рибосом) осуществляет синтез жиров и углеводов. Шероховатая ЭПС (с рибосомами) – биосинтез сложных белков. В целом – внутриклеточный транспорт веществ.
3. Комплекс Гольджи – мембранные полости. Он предназначен для выделения наружу или длительного хранения продуктов биосинтеза. Осуществляет внутриклеточный транспорт, участвует в формировании лизосом.
4. Настоящая вакуоль есть только у растений и грибов. Осуществляет хранение вредных или запасных веществ в растворенном состоянии (чаще в виде концентрированных растворов) и поддерживает внутриклеточное (тургорное) давление в растворенных клетках.
Двумембранные органоиды:
- Ядро (описание дано выше).
- Митохондрии – энергетические станции клетки (синтез АТФ). Есть во всех эукариотических клетках. В них из органических веществ (белки, жиры или углеводы) под действием кислорода образуются вода и углекислый газ, а выделившаяся энергия запасается в виде АТФ. Процесс происходит на кристах.
- Пластиды – органоиды только растительных клеток, бывают трёх типов:
Хлоропласты содержат зелёный пигмент хлорофилл и осуществляют фотосинтез. Из углекислого газа воздуха и воды, полученной из почвы, первой образуется глюкоза. А затем из нее – и другие органические вещества: полисахариды (крахмал и целлюлоза), жиры и белки. Как побочный продукт выделяется кислород. Процесс происходит на внутренней мембране, уложенной в стопочки (граны). Могут превращаться в лейкопласты.
Лейкопласты – белые или бесцветные. Накапливают крахмал – запас питательных веществ. Могут превращаться в хлоропласты и в хромопласты.
Хромопласты содержат красные, желтые или оранжевые пигменты – каротиноиды. Накапливают питательные (в моркови, свёкле) или вредные вещества (в осенних листьях); привлекают насекомых (яркие лепестки цветковых). Последняя стадия развития пластид, не перерождаются ни в хлоропласты, ни в лейкопласты.
А теперь давайте обсудим, какие существуют типы деления клеток. Правильно, существует два типа деления клеток: митоз и мейоз.
Каково биологическое значение митоза? (Число хромосом в дочерних клетках не изменяется, в результате митоза из одной материнской клетки образуются две дочерние, в которых содержится такой же набор хромосом, как и в материнской. Таким способом размножаются одноклеточные эукариоты, все клетки тел грибов и животных, клетки зародышей, возможны все способы бесполого размножения организмов (деление, спорообразование, почкование) и в частности многочисленные способы вегетативного размножения растений. Благодаря митозу происходит рост организмов, процессы регенерации.)
Раскройте значение мейоза для эволюции органического мира? (Благодаря мейозу зрелые половые клетки получают гаплоидное (1n) число хромосом, а при оплодотворении восстанавливается свойственное данному виду диплоидное (2n) число. Происходящие в мейозе перекрест хромосом, обмен участками, а также независимое расхождение каждой пары гомологичных хромосом определяют закономерности наследственной передачи признака от родителей потомству. Благодаря конъюгации гомологичных хромосом и взаимному обмену участками в процессе перекреста хромосом, в процессе мейоза возникает большое количество качественно различных половых клеток, что способствует наследственной изменчивости.)
По результатам проделанной вами работе сделайте следующие выводы:
Какие характерные особенности присущи митозу? (Митоз свойственен для неполовых (соматических) клеток. Из одной материнской клетки образуются 2 дочерние, в которых содержится такой же набор хромосом, как и в материнской. Процесс идёт в четыре последовательные стадии: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Для данного способа деления клеток конъюгация гомологических хромосом не характерна. Каждая дочерняя клетка получает диплоидный (2n) набор хромосом. Многие процессы, происходящие в организме, связаны с митозом (все способы бесполого размножения и передача точной копии признаков от материнского организма дочернему, а так же рост организмов, процессы регенерации).
Какие характерные особенности присущи мейозу? (Мейоз свойственен для половых клеток (гамет, сперматозоидов и яйцеклеток). При этом способе размножения из одной материнской клетки образуются 4 дочерние клетки. Набор хромосом в них уменьшается в два раза, таким образом дочерние клетки получают гаплоидный (1n) набор хромосом. В результате оплодотворения восстанавливается нормальное число хромосом в зиготе (оплодотворенной яйцеклетке). Процесс происходит в восемь последовательных стадий, или в два деления: мейоз -1 состоит из профазы 1, метафазы 1, анафазы 1 и телофазы 1; мейоз - 2 - профаза 2, метафаза 2, анафаза 2 и телофаза 2. Для мейоза характерна конъюгация. Данный процесс происходит в зоне созревания. Мейоз предшествует половому размножению организмов, обеспечивает как передачу наследственных признаков от родителей, так и способствует возникновению изменчивости, а следовательно имеет важное значение для эволюции органического мира.)
Сколько хромосом в соматических клетках кролика, если известно, что в половых клетках их 22? (44)