Мне кажется, что начинать изучать строение ядра эукариот надо с повторения прокариот, У ребят уже есть представления о строении и функциях клеточной мембраны, которые им пригодятся для понимания возникновения эукариот как таковых. Таким образом, можно доступно, наглядно объяснить появление эукариот с точки зрения эволюции. Тогда эти темы будут логически связаны, вырисовывается целостная картина живой природы. Но в большинстве учебников эти темы существуют самостоятельно, связанными не выглядят.
Тип урока: объяснение нового материала.
Структура урока: изучение нового материала
Цель урока: закрепить знания о строении прокариот, раскрыть картину эволюционного развития организмов, изучить строение ядра эукариот.
Задачи урока:
- Закрепить знания о строении бактериальной клетки.
- Изучить эволюционный путь эукариот.
- Изучить строение ядра эукариот.
- Усвоить понятия кариотип, ядрышко.
- Научиться отличать понятия хроматин и хромосома.
- развивать мышление, речь, познавательные интересы;
Оборудование: Компьютер, проектор
Ход урока
I. Повторение изученного материала
Слайд № 2. Ученик у доски показывает основные части бактериальной клетки, по щелчку мыши класс проверяет правильность его ответов.
(Основная особенность прокариот – отсутствие двойной мембраны вокруг наследственного материала – кольцевой ДНК, которая называется плазмидой, т.к. она погружена в плазму клетки и не образует комплекса с белком, т.е. генетический материал всегда доступен для считывания (транскрипции). Мембранных структур в цитоплазме бактерий нет, их роль выполняют впячивания наружной мембраны, которых не так много. Цитоплазма прокариот неподвижна, т.е. не оказывает травмирующего воздействия на генетический материал клетки, Но и обмен веществ, в связи с этим невысок. Питание бактерий осуществляется диффузным способом. Пищеварительные ферменты бактерий выделяются на поверхность клетки, там происходит расщепление полимеров на мономеры и потом мономеры адсорбируются клеткой бактерий. У эукариот клеточная мембрана способна к пино– и фагоцитозу (процесс захвата пищеварительных комочков мембраной клетки при помощи выпячивания ложноножек), процессы пищеварения происходят в пищеварительной вакуоли в цитоплазме клетки с участием лизосом. Только рибосомы являются обязательным структурным компонентом и про– и эукариот.)
II. Объяснение нового материала
Чем отличаются эукариоты от прокариот?
Назовите важнейшие отличия.
Учащиеся, опираясь на имеющиеся у них знания по этому материалу сами называют важнейшие признаки эукариот:
- Наличие мембранных органоидов.
- Наличие двух мембран вокруг наследственного материала;
- Постоянно движущаяся цитоплазма
Как же могли образоваться эукариоты?
Выслушиваются предлагаемые версии образования эукариот
Рассказ учителя с элементами эвристической беседы.
Вопрос учащимся:
Как могли образоваться двумембранные органоиды? Вспомните функции цитоплазматической мембраны. (Учитель наводящими вопросами провоцирует вспомнить понятия фагоцитоз)
Делаем вывод: чем является наружная мембрана у митохондрий и пластид? Учащиеся сами отвечают, что наружная мембрана этих органоидов это ничто иное, как собственная цитоплазматическая мембрана клетки-хозяина, захватившей бактерию, способную расщеплять углеводы с использованием кислорода. Или бактерию, способную фотосинтезировать.
А двойная мембрана вокруг наследственного аппарата (т.е. ядерная оболочка) могла ли образоваться таким путем? Вопрос наталкивает ребят на мысль, что если учитель об этом спрашивает, то это наверняка не так, но ответить как могло это произойти, спрашивать не стоит, у учащихся еще не достаточно знаний, что бы ответить правильно, поэтому вниманию учеников предлагается слайд № 3 Эволюционное происхождение эукариот.
Сначала существовали только гетеротрофные прокариоты. В жесткой конкуренции за пищу возникли прокариоты, способные улавливать солнечный свет для синтеза органических соединений, при этом выделялся кислород (цианеи). При этом другие организмы погибали, кислород был для них токсичен. Но со временем появились прокариоты, которые стали успешно использовать кислород для извлечения энергии из органических веществ. Другие бактерии к тому времени тоже несколько изменились и их клеточные мембраны стали способны к фагоцитозу. Таким путем одни клетки, способные к фотосинтезу и кислородному окислению, оказались внутри других клеток, которые вступили с последними в симбиотические отношения. Вот откуда двойная мембрана митохондрий и хлоропластов. Одна – собственно клетки бактерии с множеством впячиваний, образующие кристы у митохондрий и тилокоиды у хлоропластов, другая – гладкая, принадлежащая клетке хозяйки, т.е. мембрана фагоцитозного пузырька.
Таким образом, многочисленные структуры (митохондрии, пластиды), а также впячивания собственной клеточной мембраны, ухудшали обменные процессы в клетке из-за медленного распространения веществ.
Ваши предложения по улучшению работы обменных процессов. Чтобы вы сделали, если вы моделировали клетку сами?
Выслушиваются несколько предложений, если ребята затрудняются с ответом, то учитель продолжает:
Выживали те организмы, цитоплазма которых стала двигаться и разносить вещества по клетке. Но при этом стала травмироваться ДНК. Какие предполагаются последствия этого явления? Конечно гибель клетки. Как бы вы защитили генетический материал?
Успех в выживании имели те клетки, у которых впячивания наружной мембраны достигали генетического материала, защищая его от травм. Так возникла двумембранная оболочка вокруг генетического материала – ядерная оболочка, в которой имеются поры размером до 70 нм. Зачем такие огромные? Какие молекулы выходят через поры? Какого они размера? ( Это достаточно крупные молекулы и-РНК и т-РНК, а также рибосомы, размером до 50 нм).
Поры такие, чтобы свободно могли пройти рибосомы, синтезируемые в ядрышках ядра Слайд вызывается гиперссылкой ядерные поры.
Пространство ядра заполнено кариоплазмой (карио – ядро, плазма – слепок), состоящей из растворов белков, нуклеотидов и питательных веществ. В ядре есть ядрышки, их может быть несколько.
Ядрышки это не структурный компонент, это явление. Это клубок из различных нитей хроматина, внутри которых идет синтез рибосом. Слайд вызывается гиперссылкой ядрышко.
Рибосомы – это универсальный “агрегат” для синтеза всех белков клетки, поэтому он должен иметь информацию обо всех генетических кодах, используемых в данной клетке, вот почему в их синтезе принимают участия разные нити ДНК.
(По щелчку происходит возврат на слайд строение ядра)
В кариоплазме погружен хроматин. Чем отличаются понятия хроматин и хромасомы?
Слайд №5
Ответы учащихся: Хроматин – это деспирализованная хромосома, в таком состоянии она находится в интерфазе. Во время деления хроматин спирализуется, упаковывается, становясь видимым в световой микроскоп, то есть превращается в хромосому – “окрашенное тельце”
Кариотип – “явление ядра” – это количество, форма, размер, хромосом в ядре. Кариотип строго специфичен для каждого вида организмов. Внутри вида самки и самцы имеют различающийся кариотип по последней – половой паре, там могут быть одинаковые (ХХ) – самка, или разные (ХУ) – самец, хромосомы.
Слайд № 6
Ядро в клетках животных располагается в центре клетки. Слайд № 7
В клетках растений и грибов ядро смещается в сторону центральной вакуолью. Слайд №8
Существуют клетки, у которых есть два или много ядер. Слайд №9
Закрепление нового материала
- Какой процесс лежал в основе появления двумембранных органоидов?
- Каким образом могла появиться двумембранная оболочка вокруг наследственного аппарата?
- Что такое кариоплазма?
- Чем отличаются понятия хроматин и хромосомы?
- Что такое кариотип?
III. Домашнее задание:
Прочитать параграф “Строение ядра эукариот”, ответить на вопросы после параграфа.
Использованная литература:
- Сивоглазов, Агафонов, Захаров “Общая биология. 10-11 класс”
- Мамонтов, Захаров Сонин “Биология. Общие закономерности. 9 класс”.
- Беляев “Общая биология. 10-11 класс”.
- http://900igr.net/prezentatsii/biologija/Stroenie-kletki-i-ejo-funktsii/027-JAdro.html
- test.biologii.net
- http://mass-jabber.wiki-wiki.ru/b/index.php?title=Ядро&printable=yes
- http://www.cosmopetrov.ru/article.php?a=view&id=485
- http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_biology
- http://ru.wikipedia.org/wiki
- http://www.home-dok.ru/oligopeptid