Различия в строении клеток эукариот и прокариот

ТЕМА: «Различия в строении клеток эукариот и прокариот»
Цель урока: создать условия для эффективного усвоения знаний о
строении прокариотической и эукариотической клеток.
Обучающие задачи: расширить кругозор знаний учащихся о типах
строения клеток, сформировать и закрепить знания об основных частях и
органоидах клетки и выполняемых ими функциях, выработать умения
находить органоиды на таблицах рассказывать об их строении и функциях;
показать различия в строении растительной, животной и грибной клеток в
связи с выполняемыми функциями. Обосновывать «вездесущность» бактерий
и цианей (сине-зелёных) особенностями их строений, физиологических
процессов и жизненных циклов; сформировать знания уч-ся о важной
экологической роли прокариот.
Обеспечить усвоение учащимися основных положений современной
клеточной теории.
Развивающие задачи: продолжить развитие учебноинтеллектуальных умений (выделять главное и существенное, устанавливать
причинно-следственные связи), формировать умения системного анализа при
обсуждении поставленной проблемы.
Воспитывающая задача: способствовать развитию
коммуникативных и аналитических способностей, ответственности за
коллективных труд; формировать познавательный интерес к предмету.
Тип урока – комбинированный.
Вид урока – с применением компьютера и метода (case study)
конкретных ситуаций; словесно-наглядного, проблемного, частично
поискового, исследовательского и проектного.
Оборудование: компьютер, мультимедийный аппарат, раздаточный
материал к проекту: схемы строений митохондрии, хлоропласта и др.;
оборудование для изучения строения клетки под микроскопом: микроскопы
готовые микропрепараты; живые объекты: плесневые грибы и лук.
План урока
1)Организационный момент
2) Актуализация.
3) Сущность метода конкретных ситуаций, работа в команде.
4) Презентация полученных проектов.
5) Закрепление.
6) Самоанализ. Подведение итогов
7) Домашние задание.
Ход урока
Эпиграф урока: «каждое дело влияет на ум, руки и
сердце». Макаренко А.С.
1. Актуализация знаний
Как вам уже известно, клетка служит основой строения всех живых
организмов: Растений животных грибов и микроорганизмов. Для
прокариот и простейших, низших грибов и некоторых водорослей
понятие «клетка» и «организм» совпадают. Можно сказать, что клетка
это элементарная биологическая система способная к самообновлению,
самовоспроизведению и развитию.
Такое представление о клетке в науке установилось не сразу. Как же
это было?
Актуализация знаний о становлении клеточной теории . 4 ученика
отправляют в историю (используют слайд):
*Роберт Гук в 1665 году обнаружил клетки в срезе пробки и впервые
применил термин «клетка».
* Антони ван Левенгук открыл одноклеточные организмы.
*Маттис Шлейден в 1838 году и Томас Шванн в 1839 году сформулировал
основные положения клеточной теории. Однако они ошибочно считали, что
клетки возникают из первичного неклеточного вещества.
*Рудольф Вирхов в 1858 году доказал, что все клетки образуются из других
клеток, путем клеточного деления.
Основные положения клеточной теории:
1) клетка является структурной единицей всего живого. Все живые
организмы состоят из клеток (исключение составляют вирусы)
2) Клетка является функциональной единицей всего живого. Клетка
проявляет весь комплекс жизненных функций.
3) Клетка является единицей развития всего живого. Новые клетки
образуются только в результате деления исходной (материнской)
клетки.
4) Клетка является генетической единицей всего живого. В хромосомах
клетки содержится информация о развитии всего организма.
5) Клетки всех организмов сходны по химическому составу, строению и
функциям.
После этого проводится фронтальная беседа по следующим вопросам:
Клетки каких организмов вы вспомнили?
Рассмотрите слайд «Многообразие клеток» В чём заключается их сходство
и в чём различие? С чем связано возникновение названных вами различий?
Учащиеся высказывают предположения которые учитель
обобщает:
 сходство клеток заключается в общем плане их внутреннего строения;
 различаются по форме, размерам и выполняемым функциям.
После этого совместно формулируются цели урока.
Цели урока
1 Усвоить знания о строении прокариотической и эукариотической клеток.
2 Показать взаимосвязь между строением клеток и выполняемой функцией.
3 Научиться распознавать органоиды клеток.
4 Создать проекты, презитовать их.
5 Уметь оценить работу каждого ученика группы.
2. Сущность метода «case study» - конкретных ситуаций.
Сегодня на уроке мы воспользуемся методом конкретных ситуаций для
анализа покариотических и эукариотических клеток, совместными усилиями
группы сделаем вывод и создадим проект. Во время этой работы получим
навыки пресс- конференции: умение работать с кейсом, аргументировать и
ответ анализировать и делать обобщать полученные знания.
Бактерии.
Кейс. (Получают 1 на двоих)
Прокариоты
Трудно найти место на Земле, где не было бы бактерий. Они встречаются в
самых разнообразных местах: в атмосфере и на дне океанов, в
быстротекущих реках и в вечной мерзлоте, в парном молоке и в ядерных
реакторах; однако особенно много их в почве. В верхнем слое почвы
содержатся миллионы бактерий на 1 г, то есть примерно 2 тонны на гектар.
Среди бактерий много форм, которые паразитируют на человеке, растениях и
животных.
Бактерии – мельчайшие из организмов, обладающих клеточным строением;
их размеры составляют от 0,1 до 10 мкм. На обычной типографской точке
можно разместить сотни тысяч бактерий среднего размера. Бактерии можно
увидеть только в микроскоп, поэтому их называют микроорганизмами или
микробами; микроорганизмы изучаются микробиологией. Часть
микробиологии, изучающая бактерии, называется бактериологией. Начало
этой науке положил
Антони ван Левенгук в
XVII веке.
Бактерии – древнейшие
из известных организмов.
Следы жизнедеятельности
бактерий и сине-зелёных
водорослей
(строматолиты) относятся
к архею и датируются
возрастом 3,5 млрд. лет.
Из-за возможности
обмена генами между
представителями
различных видов и даже
Колония бактерий.
родов систематизировать
прокариот довольно
сложно. Удовлетворительная систематика прокариот не построена до сих
пор; все существующие системы являются искусственными и
классифицируют бактерии по какой-либо группе признаков, не учитывая их
филогенетического родства. Ранее бактерии вместе с грибами и водорослями
включались в подцарство низших растений. В настоящее время бактерии
выделены в отдельное надцарство прокариот. Наиболее распространённой
системой классификации является система Берги, в основу которой положено
строение клеточной стенки.
Внутри бактериальной клетки
В бактериальной клетке отсутствует ядро, хромосомы не отделены от
цитоплазмы оболочкой ядра, а свободно располагаются в ней. Кроме того, в
клетке бактерии отсутствуют ряд органоидов: нет митохондрий, ЭПС,
аппарата Гольджи и пр. Снаружи клеточная мембрана окружена клеточной
стенкой.
Большинство бактерий передвигаются пассивно, с помощью водных или
воздушных течений. Только некоторые из них имеют органеллы движения –
жгутики. Жгутики прокариот очень просты по устройству и состоят из
белка флагеллина, образующего полый цилиндр диаметром 10–20 нм. Они
ввинчиваются в среду, продвигая клетку вперёд. По-видимому, это
единственная известная в природе структура, использующая принцип колеса.
По своей форме бактерии делятся на несколько групп:

кокки (имеют округлую форму);

бациллы (имеют палочковидную форму);

спириллы (имеют форму спирали);

вибрионы (имеют форму запятой).
По способу питания бактерии делятся на две большие группы: автотрофы и
гетеротрофы. К автотрофам, не нуждающимся в веществах, произведённых
другими организмами, относятся фотосинтетики (например, пурпурные
бактерии и сине-зелёные водоросли) и хемосинтетики (железобактерии,
серобактерии, азотные бактерии). Цианобактерии (сине-зелёные водоросли)
расщепляют воду на водород, используемый для синтеза углеводов, и
кислород. По-видимому, именно эти организмы в свое время наполнили
атмосферу Земли кислородом. К гетеротрофам относятся паразиты
(возбудители гонореи, менингита и пр.) и сапрофиты (например, бактерии
гниения или брожения).
Различные формы бактерий. Слева бациллы, по центру –
стрептококки, справа – спириллы.
По способу дыхания бактерии делятся на аэробов (большинство бактерий) и
анаэробов (возбудители столбняка, ботулизма, газовой гангрены). Первым
для дыхания нужен кислород, для вторых кислород бесполезен или даже
ядовит.
Бактерии размножаются путем
деления примерно каждые 20 минут (в
благоприятных условиях). ДНК
реплицируется, каждая дочерняя
клетка получает по своей копии
родительской ДНК. Возможна также
передача ДНК между неделящимися
клетками (посредством захвата
«голой» ДНК, при помощи
бактериофагов или путём
конъюгации, когда бактерии
соединяются между собой
копуляционными фимбриями), однако Сине-зелёные водоросли. Отдельные
организмы-клетки срастаются в
увеличения количества особей при
нити.
этом не происходит. Размножению
препятствуют солнечные лучи и
продукты их собственной жизнедеятельности.
Поведение бактерий не отличается особой сложностью. Химические
рецепторы регистрируют изменения кислотности среды и концентрацию
различных веществ: сахаров, аминокислот, кислорода. Многие бактерии
реагируют на изменения температуры или освещенности, некоторые
бактерии могут ощущать магнитное поле Земли.
При неблагоприятных условиях бактерия покрывается плотной оболочкой, её содержимое
становится более густым, жизнедеятельность почти прекращается. В таком состоянии
споры бактерии могут часами находиться в глубоком вакууме, переносить температуру от
–240 °С до +100 °С.
Бактерии полезные и вредные
Две важнейшие экологические функции бактерий – фиксация азота и
минерализация органических останков. Связывание молекулярного азота
бактериями с образованием аммиака (азотфиксация) и последующая
нитрификация аммиака – жизненно важный процесс, поскольку растения не
могут усваивать газообразный азот. Примерно 90 % связанного азота
производится бактериями, в основном, сине-зелёными водорослями и
бактериями рода ризобиум (Rhyzobium), симбиотирующими с бобовыми
растениями.
Бактерии широко применяются в пищевой промышленности для
производства сыров и кисломолочной продукции, квашения капусты (при
этом образуются органические кислоты). Бактерии используются для
выщелачивания руд (прежде всего, медных и урановых), для очистки
сточных вод от органических останков, при обработке шёлка и кож, для
борьбы с сельскохозяйственными вредителями, для производства
медицинских препаратов (например, интерферона). Некоторые бактерии
поселяются в пищеварительном тракте травоядных млекопитающих,
обеспечивая переваривание клетчатки.
Бактерии приносят не только пользу, но и вред. Они размножаются в
пищевых продуктах, вызывая тем самым их порчу. Чтобы приостановить
размножение, продукты пастеризуют (выдерживают полчаса при
температуре 61–63 °C), хранят на холоде, высушивают (вяление или
копчение), солят или маринуют.
Бактерии вызывают тяжёлые заболевания у человека (туберкулёз, сибирскую
язву, ангину, пищевые отравления, гонорею и др.), животных и растений
(например, бактериальный ожог яблонь). Благоприятные внешние условия
усиливают скорость размножения бактерий и могут вызвать эпидемии.
Болезнетворные бактерии проникают в организм воздушно-капельным
путем, через раны и слизистую оболочку, пищеварительный тракт.
Симптомы болезней, вызываемых бактериями, обычно объясняются
действием ядов, вырабатываемых этими микроорганизмами или
образующихся при их разрушении. Естественная защита организмов
человека и высших животных основана на фагоцитозе бактерий белыми
кровяными тельцами и иммунной системе, вырабатывающей антитела,
которые связывают и удаляют из кровотока чужеродные белки и углеводы.
Кроме того, против бактерий существуют природные и синтетические
лекарственные средства (например, пенициллин, разрушающий клеточную
оболочку бактерии, или стрептомицин, инактивирующий рибосомы
бактерий).
Заполните таблицу:
Характерные
Особенности проявления признаков
признаки
Среда обитания
Основные формы
бактериальных клеток
Строение бактериальной
клетки
Генетический материал
бактерий
Размножение бактерий
Разнообразие бактерий по способу питания. Приведите примеры:
Бактерии
Автотрофы
Фотосинтетики
Гетеротрофы
Хемосинтетики
Паразиты
Значение бактерий для человека
Область
Отрицательная
применения
роль
Медицина и
ветеринария
Отрасли промышленности,
сельского хозяйства
Сапрофиты
Положительная
роль
Роль бактерий в природе.
1 Почему Луи Пастер назвал бактерии «великими
могильщиками природы»?
2 Рассмотрите под микроскопом клетки корня растения из семейства
бобовых, определите клубеньки в которых располагаются азотфиксирующие
бактерии
Эукариотические клетки
Мелкие организмы могут состоять всего лишь из сотен клеток. Организм
человека включает в себя 1014 клеток. Самая маленькая из известных сейчас
клеток имеет размер 0,2 мкм, самая большая – неоплодотворенное яйцо
эпиорниса – весит около 3,5 кг. Типичные размеры растительных и животных
клеток составляют от 5 до 20 мкм. При этом между размерами организмов и
размерами их клеток прямой зависимости обычно нет.
70–80 % массы клетки – это вода.
Для того, чтобы поддерживать в себе необходимую концентрацию веществ,
клетка должна быть физически отделена от своего окружения. Вместе с тем,
жизнедеятельность организма предполагает интенсивный обмен веществ
между клетками. Роль барьера между клетками играет плазматическая
мембрана.
Внутреннее строение клетки долгое время было загадкой для ученых;
считалось, что мембрана ограничивает протоплазму – некую жидкость, в
которой и происходят все биохимические процессы. Благодаря электронной
микроскопии тайну протоплазмы удалось раскрыть, и сейчас известно, что
внутри клетки имеются цитоплазма, в которой присутствуют различные
органоиды, и генетический материал в виде ДНК, собранный, в основном, в
ядре (у эукариот).
Строение клетки является одним из важных принципов классификации
организмов. В последующих параграфах мы сначала рассмотрим структуры,
общие для растительных и животных клеток, затем характерные особенности
клеток растений и доядерных организмов. Закончится этот раздел
рассмотрением принципов деления клетки.
Изучением клеток занимается цитология.
Структура клетки животного.
Структура клетки растения
Эукариотические клетки имеют ядро, в котором находятся хромосомылинейные молекулы ДНК связанные с белками, в цитоплазме расположены
различные мембранные органеллы.
Растительные клетки отличаются наличием толстой клеточной стенки,
пластид, крупной центральной вакуоли, смещающей ядро к периферии.
Клеточный центр высших растений не содержит центриоли. Запасным
углеводом является крахмал.
Клетки грибов имеют клеточную оболочку, содержащую хитин, в
цитоплазме имеется центральная вакуоль, отсутствуют пластиды.
Только у некоторых грибов в клеточном центре встречается центриоль.
Главным резервным углеводом является гликоген.
Животные клетки имеют, как правило, тонкую клеточную стенку, не
содержат пластид и центральной вакуоли, для клеточного центра характерна
центриоль. Запасным углеводом является гликоген.
Заполнить таблицу: Особенности строения прокариотической и
эукариотической клетки
Признак
Наличие ядра
Число хромосом и их
Прокариоты
Эукариоты
строение
Наличие ядрышек
Организация генома
Рибосомы
Одномембранные
замкнутые органеллы
Двухмембранные
органеллы
Клеточный центр
Клеточная стенка
Капсула или слизистый
слой
Жгутики
Размер клеток
2. Особенности жизнедеятельности клетки
Движение
цитоплазмы
Аэробное клеточное
дыхание
Фотосинтез
Фагоцитоз и пиноцитоз
Спорообразование
Способы деления
клетки
Задание для группы 2
Провести лабораторную работу: «наблюдение плазмолиза и деплазмолиза»
а) приготовьте препарат кожицы лука и рассмотрите клетки под
микроскопом, обратите внимание на расположение цитоплазмы
относительно клеточной оболочки.
б) приложите к краю покровного стекла лист фильтровальной бумаги и
удалите с микропрепарата воду, затем нанесите на предметное стекло каплю
раствора поваренной соли и наблюдайте за изменением положения
цитоплазмы на границе с оболочкой.
в) с помощью фильтровальной бумаги удалите с предметного стекла раствор
поваренной соли, нанесите на него 2-3 капли воды, удалите фильтровальной
бумагой избыток воды и наблюдайте за состоянием цитоплазмы в клетке.
г) сделайте вывод о происходящих в клетке процессах.
Задание для группы 3
Рассмотреть микропрепарат животной клетки, обозначить органоиды,
особенности строения, локализацию в клетке, функции
Задание для группы 4
Рассмотреть микропрепарат мукора. Изобразить грибную клетку, обозначить
органоиды, особенности строения, локализацию в клетке, функции.
3. Работа в команде.
4 Физкульт минутка (на мелодию песни «Ах, Самара, городок»)
 Я питаюсь и дышу,
1) Повороты головы
Развиваюсь и расту
2) Для плеч (вращение рук)
И делюсь подмечу метко.
3) Повороты с полочкой
Называют меня клетка.
4) Наклоны вправо, влево
Самый крупный органоид
5) Приседание
В клетках я живу давно.
6) Левая рука, правая нога
Хромосомы содержу,
А зовут меня ядро.
Хромосомы - это нити,
Состоят из ДНК
Делят клетку на две дочки
Образуют два ядра.
Цитоплазма, вязкий студень,
Приютила у себя
Вакуоли и пластиды.
Кормит, поит их любя.
Движется шажками плавно,
Увлекая за собой
Все зеленые пластиды
С минеральною водой.
Соком клеточным богата
В цитоплазме вакуоль
Пищу быстро растворяет
И остатки удаляет.
Вот живая единица,
Под микроскопом лишь видна.
Если к ней примкнут сестрицы,
Уж не клетка, ткань она.
5 Презентация работ
6 Закрепление:
 Сравнить растительную и животную клетку (1 группе)
 Сравнить прокариотическую и грибную клетку (2 группе)
 Сравнить прокариотическую и растительную клетку (3 группе)
 Сравнить прокариотическую и животную клетку
7. Подведение итогов
Старший по группе докладывает о работе каждого ученика, на какую оценку
выполнена работа и мотивирует
8 Домашнее задание