Клетка – структурная и функциональная единица живых

Рассмотрено
на заседании
методического
объединения
учителей естественногуманитарного
цикла
МОУ «СОШ №5г. Вольска»
от 27 августа 2010 г.
№1
Рассмотрено
на заседании
муниципального
координационного
совета
от «__»_____2010 г.
№________
Утверждаю
решением педагогического
совета МОУ «СОШ №5 г
г. Вольска»
от 27 августа 2010 г.
№1
_____/Жаковщикова Ю.П./
Элективный учебный предмет
Тема: «Клетка – основа живых организмов»
Константинова Н.К.,
учитель биологии
МОУ «СОШ №5 г. Вольска
Саратовской области»
г. Вольск
2010г.
Пояснительная записка.
Программа предназначена для профильного курса учащихся 10-11 классов, общеобразовательной
школы.
Содержание учебного материала программы соответствует целям профильного обучения, в определенной
степени дополняет учебную программу.
Значимость, роль и место данного курса определяется тем, что тема «Клетка» является важным
компонентом в системе общего образования и направлена на углубленное изучение избранных разделов в
области цитологии. Этот курс является дополнительным подспорьем для подготовки к ЕГЭ, позволяет
изучить вопросы истории науки цитологии, получить знания о строении и функциях клетки, а также
поможет в выборе будущей профессии – врач, генетик, селекционер и другие.
Программа рассчитана на 34 часа – 1 час в неделю в течение года.
Цели курса:
1.Поддерживать интерес учащихся к биологии.
2.Осваивать знания о клетке на повышенном уровне.
3.Определить достижения, возможности и перспективы науки цитологии.
4.Создать условия для подготовки к аттестации и сдачи ЕГЭ.
5.Предоставить ученику возможность определится в выборе профессии.
Данный курс решает задачи:
1.Углубление знаний об особенностях строения, значения, функций клеток бактерий, грибов, растений
и животных, о роли бактериальных клеток в природе и жизни человека; формирование практических
умений и навыков в изучении и сравнении различных видов клеток.
2.Привить интерес и ознакомить с историей развития науки цитологии; познакомиться с выдающимися
учеными.
3.Углубление знаний о способах выполнения экспериментов и лабораторных работ.
4.Повысить качество знаний учащихся и получить особые навыки по практическому использованию
полученных знаний.
5.Формирование навыков сотрудничества в процессе совместной работы, уважительного отношения к
мнению оппонента в процессе дискуссии.
Методы формы обучения.
- выполнение лабораторных работ в изучении строения клетки;
- самостоятельные приготовления микропрепаратов клеток;
- составление таблиц «Основные этапы развития цитологии», «Значение бактерий»;
- устные сообщения учащихся с последующей дискуссией;
- приготовление презентаций по темам: «Химический состав клетки», «Организация клетки»,
«Растительная клетка», «Животная клетка», «Бактериальная клетка» и др.
Планируемые результаты освоения обучающимися учебного материала.
В результате изучения элективного курса учащиеся должны:
1.Характеризовать особенности строения, значения, функции клеток грибов, растений, животных,
бактерий.
2.Знать основные положения клеточной теории;
3.Сравнивать строение клеток. Находить сходство и различие растительной, животной, бактериальной и
грибной клеток.
4.Приобрести опыт поиска информации по заданной теме, составление реферата, приготовления
презентаций.
5.Приобрести навыки выполнения лабораторных и практических работ.
знать и понимать
историю развития науки цитологии, вклад выдающихся ученых, изучавшие клетки; клеточную
теорию;
 строение клетки и ее органоидов;


биологическую терминологию и символику;
уметь
 объяснять роль биологов в формировании научного мировоззрения; вклад биологических теорий в
формирование современной естественнонаучной картины мира;
 сравнивать биологические объекты и делать выводы на основе сравнения;
 находить информацию о биологических объектах в различных источниках (учебных текстах,
справочниках, энциклопедиях, научно-популярных изданиях, компьютерных базах данных, ресурсах
Интернета) и критически ее оценивать;
 использовать приобретенные знания и умения на практике;
 работать с мультимедийными дисками; создавать презентации или буклеты.
В результате изучения той или иной темы необходимо дать краткий исторический очерк об
ученых, которые внесли вклад в развитие науки цитологии, предлагается выслушать рефераты или
сообщения с использованием презентаций или буклетов. Затем дается полное современное изложение
содержания клеточной теории. Изучение строения и функций клеток проводится в форме лабораторных
работ, лекций, рассказов, бесед, самостоятельных работ с книгой. В ходе преподавания курса,
целесообразно использовать мультимедийные пособия, самостоятельное использование презентаций по
своему докладу, сообщению, компьютерное тестирование на обобщающем уроке и при закреплении
знаний. Предполагается использование таких методических приемов как: демонстрация иллюстраций,
фильмов, схем, таблиц, что способствует развитию познавательной активности у учащихся, пониманию и
усвоению излагаемого материала. На первом уроке рекомендуется провести организационное занятие, на
котором необходимо познакомить ребят с содержанием курса, его формами и видами работ в течение
года, нацелить на большую, серьезную работу. Раздать темы сообщений, рекомендовать составление
презентаций или буклета по своему докладу.
Система оценки достижений обучающихся.
Ученик получает «зачет» при условии: выполнение не менее 4 обязательных работ, представленных в
определенный срок, в предложенной учителем форме с соблюдением стандартных требований к их
оформлению по типам клеточной организации.
Поощрительно баллы выставляются за любое из названных дополнительных условий:
-инициативно качественно выполненное задание помимо обязательных;
-использование Интернет – ресурса;
-инициативную публичную презентацию своей работы в школе и за ее пределами (конкурс, смотр и т.д.)
Динамика интереса: анализ анкетирования на первом и последнем занятии. Собеседование в процессе
работы после выполнения каждого вида обязательных заданий.
Форма итоговой отчетности: конференция с выставкой выполненных работ по клеткам эукариот,
прокариот и вирусов.
Содержание теоретической и практической частей.
Раздел 1. Клетка как биологическая система. (2 часа).
Краткая история развития цитологии. Современные достижения цитологии. Задачи цитологии. Методы
изучения клетки: световая и электронная микроскопия; биохимические и иммунологические методы.
Клетка – основа жизни всех организмов. Клеточное строение организмов - доказательство единства
органического мира.
Сходство химического состава клеток разных организмов как доказательство их родства.
Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки – основа ее целостности.
Клетка – единица жизнедеятельности организмов. Клетка – единица роста и развития организмов.
Современное состояние клеточной теории строения организмов. Значение клеточной теории для
развития биологии.
Раздел 2. Типы клеточной организации. Прокариотический тип организации клетки (6 часов).
Тема 2.1. Надцарство Прокариоты (2 часа).
Систематика и отдельные представители: цианобактерии, бактерии и микоплазмы. Форма и размеры
прокариотических клеток.
Особенности строения и жизнедеятельности бактерий и цианобактерий как типичных представителей
надцарства прокариот. Генетический аппарат бактерий. Автотрофные и гетеротрофные бактерии,
анаэробные и аэробные микроорганизмы. Размножение.
Лабораторная работа: «Изучение под микроскопом сенной палочки».
Тема 2.2. Значение бактерий в природе, сельском хозяйстве, промышленности, быту, медицине (2 часа).
Клубеньковые бактерии.
Роль бактерий молочнокислого брожения для приготовления молочнокислых продуктов, силосования
кормов.
Бактерии уксусного брожения; бактерии, используемые в кожевенной и текстильной промышленности.
Бактерии гниения и брожения.
Патогенные бактерии и меры борьбы с ними.
Роль бактерий как разрушителей в природе. Круговорот веществ в экосистеме, осуществляемый
деятельностью почвенных бактерий.
Экскурсия: «Значение бактерий молочнокислого брожения для приготовления творога, масла, сметаны,
сыра и других продуктов» (знакомство с технологией производства молочного комбината).
Тема 2.3. Меры борьбы с патогенными и условнопатогенными бактериями (2 часа).
Патогенные бактерии, вызывающие инфекционные заболевания у человека: тиф, холеру, туберкулез,
дифтерию, столбняк, ангину, сибирскую язву, бруцеллез и другие. Меры борьбы: стерилизация,
ультрафиолетовое облучение, дезинфекция. Способы сохранения продуктов питания и кома для
животных: высушивание, пастеризация, охлаждение, консервирование, силосование.
Беседа с медработником «Микроорганизмы, вызывающие инфекционные заболевания у человека: тиф,
холеру, дифтерию, столбняк, туберкулез, ангину, бруцеллез и сибирскую язву”.
Раздел 3. Эукариотический тип организации клетки (12часов).
Тема 3.1. Клетка растительная. (5 часов).
Особенности строения растительных клеток.
Виды пластид, их строение и функциональные особенности. Клеточная стенка. Особенности обмена
веществ в растительной клетке – фотосинтез. Роль хлорофилла в поглощении энергии солнечного света.
Планетарное значение фотосинтеза.
Лабораторная работа: «Приготовление микропрепаратов растительных тканей и изучение их под
микроскопом».
.Лабораторная работа: «Изучение под микроскопом клеток различных тканей растений».
Лабораторная работа: «Движение цитоплазмы».
Тема 3.2. Клетка животная (5 часов).
Строение животной клетки. Мембранные органоиды клетки. Физиологические свойства мембран.
Немембранные органоиды клетки. Ядро клетки – центр управления жизнедеятельностью клетки.
Структуры клеточного ядра: ядерная оболочка, кариоплазма, хроматин, ядрышко. Хромосомы.
Органоиды движения: жгутики и реснички. Сравнение растительной и животной клеток.
Лабораторная работа: «Изучение хромосом на готовых микропрепаратах».
Лабораторная работа: «Различные формы клеток животных, изучениение их под микроскопом и
сравнивание между собой».
Тема 3.3. Клетка грибная. (2 часа).
Особенности строения грибной клетки. Сравнение грибной, животной и растительной клеток. Сходство
грибной и животной клеток: характер обмена веществ, связанный с образованием мочевины,
гетеротрофный тип питания, хитин в клеточной стенке, гликоген, как запасное вещество.
Сходство грибной и растительной клеток: питание почвенное, путем всасывания воды и минеральных
веществ, неограниченный рост, клеточная стенка, размножение с помощью спор.
Лабораторная работа: «Изучениение под микроскопом клеток дрожжей, пеницилла, мукора».
Раздел 4. Обмен веществ в клетке (7 часов).
Тема 4.1. Пластический и энергетический обмен (3 часа).
Обмен веществ и превращения энергии в клетке - основа всех проявлений ее жизнедеятельности.
Сравнение процессов дыхания и брожения. Дыхание на клеточном уровне. Брожение и его виды.
Автотрофные и гетеротрофные организмы. Энергетический обмен; структура и функции АТФ. Этапы
энергетического обмена. Подготовительный этап, роль лизосом, анаэробное расщепление. Аэробное
окисление; локализация процессов в митохондриях. Сопряжение расщепления глюкозы в клетке с
распадом и синтезом АТФ. Происхождение митохондрий.
Тема 4.2. Биологический синтез белков и других органических веществ (4 часа).
Реализация наследственной программы в клетке. Транскрипция ее сущность и механизм. Трансляция;
сущность и механизм. Фотосинтез; световая фаза и особенности организации тилакоидов гран,
энергетическая ценность. Темновая фаза фотосинтеза, процессы в ней протекающие, использование
энергии. Хемосинтез. Гомеостаз; регуляция процессов превращения веществ и энергии в клетке.
Раздел 5. Жизненный цикл клеток (4 часа).
Тема 5.1. Клетки в многоклеточном организме (1 часа).
Понятие о дифференцировке клеток многоклеточного организма. Ткани организма с разной скоростью
клеточного обновления: обновляющиеся, растущие и стабильные.
Жизненный цикл клеток. Передача наследственной информации в ряду клеточных поколений. –
размножение.
Лабораторная работа»: «Сравнение различных тканей растений и животных».
Тема 5.2 Митоз (2 часа).
Митотический цикл: интерфаза, профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Биологическое значение митоза
(бесполое размножение, рост, восполнение клеточных потерь в физиологических и патологических
условиях). Регенерация.
Лабораторная работа: «Изучение под микроскопом микропрепарата: митоз в клетках корешка лука».
Раздел 6. Неклеточные формы жизни. (2 часа).
Вирусы – облигатные паразиты. Открытие вирусов. Механизм взаимодействия вируса и клетки.
Заболевания растений и животных, вызываемые вирусами. Вирусные заболевания, встречающиеся у
человека. СПИД. Бактериофаги.
Учебно – тематический план.
№
п/п
Перечень тем и разделов
1
Раздел 1. Клетка как биологическая
система.
Раздел 2. Типы клеточной
организации. Прокариотический
тип организации клетки.
Тема 2.1. Надцарство прокариот.
Тема 2.2. Значение бактерий:
- в природе;
- в сельском хозяйстве;
- в промышленности;
- в медицине.
Тема 2.3. Меры борьбы с
патогенными и условнопатогенными
бактериями.
Раздел 3. Эукариотический тип
организации клетки.
Тема 3.1. Клетка растительная.
Тема 3.2. Клетка животная.
Тема 3.3. Клетка грибная.
Раздел 4. Обмен веществ в клетке.
Тема 4.1. Пластический и
энергетический обмен в клетке.
Тема 4.2. Биологический синтез
белков и других органических
веществ.
Раздел 5. Жизненный цикл клеток.
Тема 5.1. Клетки в многоклеточном
организме.
Тема 5.2. Митотический цикл. Митоз.
Раздел 6. Неклеточные формы
жизни.
Тема 6.1. Механизм взаимодействия
вируса и клетки.
Тема 6.2. Вирусные заболевания,
встречающиеся у человека.
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Тема 6.3 Обобщение знаний по курсу
Время
Теория
на
изучение
2
2
Практическая
часть
Примечание
Презентация.
6
2
2
1
1
1
1
Экскурсия.
2
1
1
Беседа с
врачом.
5
5
2
7
3
2
3
1
3
2
1
Презентация.
Презентация.
Презентация
4
4
3
1
1
1
2
2
1
1
1
1
1
1
2
1
12
3
Защита
проектов по
теме
«Вирусы»
1
19
«Клетка- основа живых организмов».
Всего
34
Требования к знаниям и умениям.
В результате изучения элективного предмета ученик должен:
знать и понимать
 историю развития науки цитологии и выдающихся ученых биологов, изучавших клетку; клеточную
теорию; строение и функции клеток прокариот и эукариот, вирусов; главные составные части клетки
– ядро и цитоплазма; органоиды цитоплазмы, включения, хромосомы и их строение, кариотип;
клеточный уровень организации; клетка - биосистема ; особенности растительной и животной клеток;
клетки многоклеточных и одноклеточных организмов; жизненный цикл клетки; биологический смысл
митоза;
 современную биологическую терминологию;
уметь
 объяснять рисунки и схемы, представленные в учебнике; самостоятельно составлять схемы
процессов, протекающих в клетке, и «привязывать» отдельные их этапы к различным клеточным
структурам, иллюстрировать ответ простейшими схемами и рисунками клеточных структур; работать
с микроскопом и изготовлять простейшие препараты для микроскопического исследования;
 объяснять биологические теории, гипотезы, идеи, законы и правила, изученные на курсе;
 применять на практике меры борьбы с болезнетворными бактериями, вирусами, бактериями гниения.
 самостоятельно осуществлять поиск необходимой информации, грамотно выбирать, готовить и
излагать подобранный для доклада материал из различных источников;
 работать с мультимедийными дисками; создавать презентации или буклеты по своим докладам.
Информационное обеспечение.
Литература, используемая при подготовке курса.
Дымшиц Г.М., Саблина О.В. Программа среднего (полного) общего образования. Биология 10 – 11
классов общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2007.
Захаров В.Б. Программы для общеобразовательных школ и лицеев с углубленным изучением
биологических дисциплин. Биология.- М.: Дрофа, 20001.
Литература, рекомендуемая для учителя:
Пименова И.Н., Пименов А.В. Лекции по общей биологии - Саратов. ОАО, изд. Лицей, 2003;
Учебно-методическое обеспечение: Грин Н, Стаут У., Эйлор Т. Биология в 3-х томах. – М.: Мир, 1990;
Лернер Г.И. Общая биология. Поурочные тесты и задания. – М.: Аквариум, 1998;
Пименов А.В., Пименова И.Н. Биология. Дидактические материалы к разделу «Общая биология» - М.:
«Издательство НЦЭНАС», 2004;
Реброва Л.В., Прохорова Е.В. Активные формы и методы обучения биологии. – М.: Просвещение, 1997;
Фросин В.Н., Сивоглазов В.И. Готовимся к единому государственному экзамену. Общая биология. – М.:
Дрофа, 2004-216с;
Медников Б.М. Биология: Формы и уровни жизни. – М.: Просвещение, 2006;
Реймерс Н.Ф. Основные биологические понятия и термины. – М.: Просвещение, 19993;
Альберс Б. и др. Молекулярная биология клетки. – М.: Мир, 1980. Т. 1;
Свенсон К., Уэбстер П. Клетка. – М.: Мир, 1980;
СПИД // Естествознание. Энциклопедический словарь. – М.: Большая Российская энциклопедия, 2002;
Минина З.Б.Изучение темы «Энергетический обмен в клетке»-Биология в школе №6,7 2007;
Иноземцева Н.А. «Клетка – структурная единица живого». – Биология в школе № 2-5, 2003;
Мухамеджанов И.Р. Тесты, зачеты, блицопросы. – М.: «Вако», 2006.
Литература для учащихся:
Общая биология. Учебник для 10 11 класса с углубленным изучением биологии под редакцией В.К.
Шумного, Г.М. Дымшица, АО. Рувинского.- М.: Просвещение. 2006;
Н.Н. Лемеза. Биология в вопросах и ответах. Учебное пособие.- Минск: Попурри, 2005;
Биология. Общая биология. Практикум для учащихся 10 – 11 классов общеобразовательных учреждений.
Профильный уровень.- М.: Просвещение. 1008.
Общая биология. Базовый уровень: учебник для 10-11 классов общеобразовательных учреждений, Д.К.
Беляев, Н.Н. Воронцов, Г.М. Дымшиц и др.; под ред. Д.К. Беляева и др.- М.: Просвещение, 2006 -287с.
А.С. Батуев, М.А. Гуленкова, А.Г. Еленевский. Биология. Большой справочник для школьников
поступающих в вузы. – М.: Дрофа, 2004;
Н.В. Чебышев, С.В. Кузнецов. Биология. Пособие для поступающих в вузы. – М.: Новая волна, 2002.
Полянский Ю.И., Браун А.Д., Верзилин Н.М. и др. Общая биология. Учебник для 9–10 кл. ср. шк/ Под
ред. Ю.И. Полянского. 17-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1987.
Высоцкая Л.В., Глаголев С.М., Дымшиц Г.М. и др. Общая биология. Учеб. для 10–11 кл. с углубл.
изучением биологии /Под ред. В.К. Шумного и др. 4-е изд. – М.: Просвещение, 2004.
Реннеберг Р., Реннеберг И. От пекарни до биофабрики:/Пер. с нем. – М.: Мир, 1991.
Соколовская Б.Х. 120 задач по генетике (с решениями): Для школьников, лицеистов и гимназистов. – М.:
Центр РСПИ, 1991.
Пуговкин А.П., Пуговкина Н.А., Михеев В.С. Практикум по общей биологии. Пособие для учащихся 10–
11 кл. общеобразоват. учреждений. – М.: Просвещение, 2002.
Яковлева А.В. Лабораторные и практические занятия по биологии. Общая биология: 9 кл. – М.: Гуманит.
изд. центр ВЛАДОС, 2003.
Презентации к занятиям.
Выдающие ученые, изучавшие клетки.
Роль бактерий в природе.
Бактерии на службе у человека.
Патогенные бактерии и меры борьбы с ними.
Бактерии полезные и вредные.
Особенности растительной клетки.
Животная клетка- строение и многообразие.
Создание пенициллина.
Эти удивительные дрожжи.
Открытие вирусов.
Разнообразие вирусов.
Заболевания, вызываемые вирусами.
СПИД – глобальная проблема человечества.
И другие.
Образовательные диски.
Лабораторный практикум. Биология 6- 11 классы. (учебное электронное пособие) изд. Ресубликанский
мультимедиа центр, 2004;
Биология 11 класс. Общие закономерности. Мультимедийное приложение к учебнику Н.И. Сонина
(электронное учебное издание), Дрофа, Физикон, 2006;
Подготовка к ЕГЭ по биологии. Электронное учебное издание, Дрофа, ФИ: 2006;
Виртуальная школа Кирилла и Мифодия «Уроки биологии»;
Репетиторы Кирилла и Мифодия;
Открытая биология. Версия 2.6. Д.И. Мамонтов. Под редакцией А.В. Металина. «Физикон»;
Адреса сайтов в Интернете:
www.bio. nature. ru. – научные новости биологии www. edios. ru. Эйдос – центр дистанционного
образования;
www. km. ru. / education – учебные материалы и словари на сайте «Кирилл и Мифодий».
Учебно- методические материалы.
Приложение 1.
Таблица учета успеваемости слушателей профильного курса по биологии.
Фамилия имя
учащегося
Иванов Коля
Петров Саша
Сидоров Ваня
Попова Маша
Орлова Даша
Тестирование
по теме:
«Надцарство
Прокариот»
3
5
4
3
4
Тестирование по
теме: «Клетка
растительная»
Тестирование по
теме: «Клетка
животная»
4
4
3
3
5
3
5
4
4
3
Защита
проектов по
теме:
«Бактерии»
Защита
проектов
по теме:
«Вирусы»
Сообщения,
доклады,
презентации (темы,
оценка)
4
4
4
4
3
3
3
3
3
4
«Химический состав
клетки» - 4
« Наследственная
информация и
реализация ее в
клетке» - 5
«Дыхание на
клеточном уровне» 4
«Профилактика
вирусных
заболеваний» - 4
«Микробиология на
службе у человека» 5
Тестирование
по теме:
«Клетка
грибная»
3
4
4
3
4
Тестирование по
теме:
«Неклеточные
формы жизни»
4
3
3
4
4
Итоговая
конференция:
«Клетка – основа
живых
организмов»
4
%
посещаемости
Итоги
(количество
баллов)
95%
зачет (4)
5
97%
зачет (4)
3
86%
зачет (3)
3
60%
зачет (3)
4
89%
зачет (4)
Приложение 2.
Урок «Сравнение клеток растений, животных и прокариот».
Цель: создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации, проверки уровня
усвоения системы знаний и умений.
Задачи: создать условия для воспроизведения в памяти учащихся опорных знаний и умений,
стимулировать поисковую деятельность; создать условия для систематизации знаний о клетке; создать
содержательные и организационные условия для развития у школьников умений устанавливать причинноследственные связи, сравнивать и обобщать изучаемые объекты; развивать коммуникативные способности
через посредство работы в малых группах.
Оборудование: мультимедийная установка, микроскоп, микропрепараты, схематические изображения
частей клетки растения, животного.
Ход урока.
1.Актуализация знаний.
Для актуализации знаний используется слайд 1, в тексте которого пропущена первая строчка:
Вступительная беседа проводится по следующим вопросам:



Какое слово, определяющее тему урока, должно быть в первой строчке?
О какой биологической теории идет речь?
Вспомните положения клеточной теории
(учащиеся отвечают по цепочке).
Далее учитель предлагает обсудить вопрос к слайду 2. «Подумайте, может ли сбой в работе одной или
группы клеток привести к нарушению работы всего организма? Посоветуйтесь в паре и выберите один
пример, подтверждающий вашу точку зрения». После обсуждения и обобщения предложенных ответов
учащихся с помощью учителя формулируют вывод: «Жизнь многоклеточного организма зависит от
жизнедеятельности отдельных клеток и групп, выполняющих особые, специализированные функции». На
слайде 2 по щелчку мышки высвечивается текст данного вывода.
Может ли сбой в работе одной или группы клеток привести к
нарушению работы всего организма?
Жизнь многоклеточного организма зависит от
жизнедеятельности отдельных клеток и их групп, выполняющих
особые, специализированные функции.
Слайд 2
2. Основное содержание урока.
Слайд 2
Учитель. Сегодня мы с вами постараемся найти ответ на непростой вопрос: «Как малое видится в
большом?» Каким же образом это связано с темой нашего урока? Мир живой природы чрезвычайно
многообразен, и в основе этого многообразия лежит отличие в строение клеток, образующих организмы.
Вместе с тем все клетки имеют много общих признаков. Прежде всего, клетка – это целостная система,
состоящая из трех основных отделов. Подумайте и назовите эти отделы.
Варианты ответов учитель записывает на доске в столбик.
Самостоятельная работа с текстом. Задание – заполнить схему, представленную на слайде 3.
Текст «Общий план строения клеток».
Все клетки имеют общий план строения – состоят из поверхностного аппарата, цитоплазмы и ядерного
аппарата.
Основу поверхностного аппарата клеток составляет плазматическая мембрана. Надмембранный
комплекс поверхностного аппарата клеток многообразен. У прокариот в большинстве случаев он
представлен клеточной стенкой различной толщины. У растений – это клеточная стенка из целлюлозы. У
грибов и членистоногих наружный покров состоит из хитина.
Цитоплазма – это внутреннее содержимое клетки, исключая ее ядерный аппарат. В цитоплазме выделяют
гиалоплазму и органоиды. В ней также могут находится разнообразные включения, например капельки
жира, гранулы гликогена и др. Гиалоплазма – водный раствор органических и неорганических веществ, в
котором расположены все остальные компоненты. В цитоплазме проходят все основные процессы обмена
веществ.
Ядерный аппарат у прокариот представлен нуклеоидом ( от латинского нуклеус- ядро, и греческого
идос – вид, подобие) – кольцевой молекулой ДНК, которая не изолирована от гиалоплазмы мембраной.
Таким образом, ядерный аппарат прокариот включает только генетический материал. Ядерный аппарат
эукариот называется ядром. Оно заполнено густым ядерным веществом – кариоплазмой и отделено от
цитоплазмы двухслойной ядерной мембраной. В кариоплазме ядра расположено одно или несколько
ядрышек и хромосомы. Хромосома образована молекулой ДНК и белками. Ядро является важным звеном
в управлении процессами, происходящими а клетке.
Проверка выполнения самостоятельной работы.
После завершения этой работы учитель проверяет правильность заполнения схемы. Проверка может
быть проведена следующим образом: учащиеся, сидящие за первыми партами, дают описание
поверхностного аппарата клеток; за вторыми партами – характеризуют цитоплазму; за третьими партами –
описывают строение ядерного аппарата.
Общий план строения клетки.
?
?
?
?
?
?
(?)
(?)
?
?
Слайд 3
После этого демонстрируют слайд 4 с заполненной схемой.
Общий план строения клетки.
Поверхностный
аппарат
гиалоплазма
Цитоплазма
Ядерный
аппарат
органоиды
нуклеоид
ядро
включения
(Прокариотные) (Эукариотные)
Слайд 4
Закрепление.
Учащимся предлагается ответить на вопрос: «Какое положение клеточной теории подтверждает ваша
схема?»
Учитель. Эукариоты чрезвычайно многообразны, и неудивительно, ведь организмы, образованные этим
типом клеток, относят к трем царствам живой природы. Следующий этап нашей работы связан с
выявлением различий в строении клеток растений и животных.
У вас на партах находятся смешанные комплексы рисунков органоидов, ядер и поверхностных аппаратов
растительной и животной клеток. Учащимся, сидящим справа, предлагается сложить модель растительной
клетки, а слева – животной клетки. Если во время выполнения задания у вас возникнут затруднения, вы
можете обратиться к тексту соответствующего параграфа учебника биологии.
После завершения работы, на которую отводится 3-5 минут, учащимся предлагается обсудить
полученные результаты с соседом по парте.
Для проверки выполнения этого задания к компьютеру вызывается ученик. В режиме редактирования
презентации (слайд 5) он составляет схематическое строение животной клетки из предложенных частей.
При этом целесообразно организовать его совместную работу с классом. Учащийся наведением курсора
выбирает соответствующее изображение поверхностного аппарата, а затем последовательно указывает
курсором на органоиды. Учащиеся в классе называют их и отвечают, надо помещать тот или иной
органоид в животную клетку или нет.
Следующий слайд (слайд 6) демонстрирует животную клетку с подписанными частями органоидами,
учащиеся парами проверяют созданные модели животной клетки и при необходимости исправляют
ошибки.
Аналогичным образом проверяется строение растительной клетки.
Изучение готовых микропрепаратов под микроскопом.
Учащимся предлагается ответить на вопрос: «Какие клетки вы видите: растительные или животные?
Свой ответ обоснуйте».
Рефлексия.
На этом этапе урока учащиеся составляют коллективный текст. Школьникам предлагается рассказать о
клетке, опираясь на положения клеточной теории, используя современные открытия. При этом каждый по
цепочке говорит одно предложение.
Подведение итогов урока. Сообщение домашнего задания.
Приложение 3.
Некоторые сведения о клетках
Размеры клеток


Прокариоты – 1–10 мкм
Эукариоты – 10–120 мкм
Клетка изнутри и снаружи
Компоненты
Внутри
Снаружи
Na+
K+
Mg2+
Ca2+
Cl–
H2O
Белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды
Моносахариды
Липиды
Аминокислоты
Нуклеотиды
5–15 мМ
140 мМ
30 мМ
1–2 мМ, но <10–7 свободного
4 мМ
70%
22%
145 мМ
5 мМ
1–2 мМ
2,5–5 мМ
110 мМ
3%
2%
0,4%
0,4 %
Бактериальная клетка
Компонент
В 1 клетке
Геномная ДНК
17/10–15 г
РНК
100/10–15 г
Белок
0,16/10–12 г
Нуклеиновые кислоты
Виды
Количество
ДНК (на 1 клетку)
30–60 мкг/мл крови
кодирующая часть
число генов
число активных генов
~3%
0,5–1,0/105
1,5/104
Относительное содержание
ДНК/РНК
Ядро
2/1
РНК (10–50/10-12/кл)
1-5 мкг/мл крови
рРНК
тРНК
яРНК
мРНК
80–85%
15–20%
~14%
1–5%
Число мРНК молекул 0,2–
1,0/106
Число различных типов мРНК
низкокопийная мРНК (5–15 копий на клетку)/
0,004% от общей РНК
среднекопийная мРНК (200–400 копий на
клетку)/ 0,1% от общей РНК
высококопийная мРНК (12 тыс. копий на
клетку)/ 3% от общей РНК
1,0–3,4/104
Сухой вес
0,28/10–12 г
Влажный вес
0,95/10–12 г
Объем
1/10–15 л
~11 000
~500
<10
Средняя человеческая клетка
Приложение 4.
Тесты по теме « Строение клетки».
1 вариант.
1. Какие из перечисленных ниже положений составляют основу клеточной теории?
1. Все организмы состоят из клеток.
2. Все клетки образуются из клеток.
3. Все клетки возникают из неживой материи.
2.Назовите основные структурные компоненты клетки:
1. Ядро.
2. Гликокаликс.
5. Органоиды.
3. Цитоплазма.
6. Оболочка.
4. Цитоплазматическая мембрана
3.Из каких молекул состоит биологическая мембрана?
1. Белка.
4. Воды.
2. АТФ.
5. Углеводов.
3. Липидов.
4.Каково строение биологической мембраны?
1.Двойной слой липидов, покрытый с двух сторон молекулами белков.
2. Чередующиеся молекулы липидов, углеводов и белков.
3. Слой липидов, покрытый снаружи тонким слоем углеводов.
4. Белки «плавают» в двойном слое липидов, находясь и на поверхности, и внутри его
5. Каким образом проходят через мембрану крупные молекулы?
1. Путем осмоса.
2. Путем пассивного транспорта.
3. Путем фагоцитоза.
4.Путем пиноцитоза.
6. Из каких химических компонентов состоит гликокаликс?
1.Из белков.
3. Из липидов.
2. Из углеводов.
7. Какие основные компоненты входят в состав цитоплазмы?
1. Липиды.
3. Включения.
2. Белки.
5. Органоиды.
3. Нуклеиновые кислоты.
6. Холестерин.
8.. Из каких структурных элементов построена эндоплазматическая сеть?
1. Незамкнутая мембранная система трубочек. Пузырьков и цистерн.
2. Замкнутая мембранная система трубочек, пузырьков и цистерн.
3. Замкнутая фибриллярная система трубочек, пузырьков и цистерн.
9. Какие функции выполняет эндоплазматическая сеть?
1. Синтез белков.
4. Синтез липидов.
2. Сборку мембран.
5. Защитную.
3. Транспортную.
10. Какие функции выполняет комплекс Гольджи?
1. Накопление веществ.
2. Удаление веществ.
3. Синтез углеводов.
4. Сборка мембран.
11. С мембраной каких органоидов связана мембрана лизосом?
1. Рибосомы.
2. ЭПС.
3. Комплекс Гольджи.
4. Митохондрии.
5. Наружная клеточная мембрана.
12. Какое строение имеют митохондрии?
1. Одномембранное.
3. Немембранное.
2. Двухмембранное.
13. Где в митохондриях происходит синтез АТФ.
1. В кристах.
2. В матриксе.
3. На наружной мембране
4. Вне митохондрий.
14. Где в митохондриях находятся молекулы ДНК?
1. В кристах.
2. В матриксе.
3. На наружной мембране.
15. Какие функции выполняют митохондрии?
1. Аккумуляция энергии в виде макроэргических связей АТФ.
2. Аккумуляция энергии в виде макроэргических связей АДФ.
3. Синтез углеводов.
4. Синтез структурных белков.
16. К какой группе органоидов относятся пластиды?
1. Одномембранных.
3. Немембранных.
2. Двухмембранных.
17. Благодаря каким особенностям митохондрии и пластиды являются полуавтономными органоидами?
1. Имеют свою ДНК.
3. Синтезируют АТФ.
2. Имеют двухмембранное строение.
18. Какие пластиды имеют оранжевый цвет?
1. Лейкопласты.
3. Хромопласты.
2. Хлоропласты.
19. Какие из пластид выполняют функцию фотосинтеза?
1. Лейкопласты.
3. Хромопласты.
2. Хлоропласты.
20. Какое строение имеют рибосомы?
1.Две одинаковые субъединицы, образованные белками и РНК.
2. Две одинаковые субъединицы, образованные белками и ДНК.
3. Две разные субъединицы, образованные белками и РНК.
4. Две разные субъединицы, образованные белком.
21. Где в клетке находятся рибосомы?
1. В цитоплазме.
2. В наружной стороне мембран ЭПС.
3. На мембранах лизосом.
4. В комлексе Гольджи.
5. Внутри каналов ЭПС.
22. Какую функцию выполняет клеточный центр в делящейся клетке?
1. Разрушает ядро.
2. Разрушает ядерную оболочку.
3. Формирует веретено деления.
23. Какие функции выполняют микротубочки?
1. Составляют цитоскелет клетки.
2. Участвуют в транспорте веществ.
3. Формируют центриоль.
4. Участвуют в синтезе углеводов.
24. Какие структурные части клетки обеспечивают синтез белка?
1. Комплекс Гольджи.
2. Гладкая ЭПС.
3. Лизосомы.
4. Зернистая ЭПС.
5. Полирибосомы.
6. Ядро.
25. Какие органоиды имеют двехмембранное строение?
1. Митохондрии.
2. Микротрубочки.
3. Лизосомы.
4. Пластиды.
5. Клеточный центр.
6. ЭПС.
26. Каковы функции ядра?
1. Носитель наследственной информации. 2. Центр накопления энергии.
3. Место образования рибосом.
4. Центр управления обменом веществ.
27. В какой части ядра находится молекула ДНК?
1. Хроматин.
2. Нуклеоплазма.
3. Ядерная мембрана.
4. Ядрышко.
28. Какая их ядерных структур принимает участие в сборке рибосом?
1. Нуклеоплазма.
2. Ядрышко.
3. Хроматин.
29. Каков химический состав хромосом?
1. Соединение РНК с белками.
2. Соединение ДНК с белками.
3. Соединение ДНК с белками и углеводами.
4. Соединение ДНК с белками и липидами.
30. В каких клетках ядро отсутствует?
1. В эукариотических.
3. Прокариотических.
5. Бактериальных.
2. Грибных.
4. Животных.
2 вариант.
1. Кто сформулировал клеточную теорию в 1838 году?
1. К. Бэр.
2. Т. Шванн.
3. Дарвин.
4. Р. Вирхов.
5. М. Шлейден.
2.Какие структурные элементы характерны для всех клеток?
1.Рибосомы.
4.Комплекс Гольджи.
2.Митохондрии
5.Клеточный центр
3.Пластиды.
. 6.Вакуоли.
3.Каково строение липидного слоя мембраны клетки?
1.Мономолекулярный.
2.Бимолекулярный.
3.Прерван белковыми порами.
4.Непрерывный.
4.Из каких химических компонентов состоит стенка растительной клетки?
1.Из белков.
2.Из углеводов.
3.Из липидов.
5. Какое явление происходит при погружении клетки в гипертонический раствор солей?
1.Плазмолиз.
3.Деплазмолиз.
2.Пиноцитоз.
4.Ничего не происходит.
6. Как называется тонкий внешний покров клетки и некоторых органоидов, состоящий из молекул липидов
и белков?
1.Мембрана.
3.Эктодерма.
2.Оболочка.
4.Гликокаликс.
7. Как называется полужидкое вещество, заполняющее всю клетку, в котором расположены органоиды и
ядро?
1.Кариоплазма.
3.Плазма.
2.Цитоплазма.
4.Целлюлоза.
8. Какой органоид связывает клетку в единое целое, осуществляет транспорт вещества, участвует в синтезе
белков?
1. Наружная клеточная мембрана.
2. Комплекс Гольджи.
3. Эндоплазматическая сеть.
9. Что расположено на наружной поверхности мембран эндоплазматической сети?
1. Вакуоли.
3. Лизосомы.
2. Рибосомы.
4. Фагосомы.
10. Какие функции выполняет комплекс Гольджи?
1. Синтез белка.
2. Накопление веществ.
3. Сокращение мышечных волокон.
4. Синтез рибосом.
11. Лизосомы имеют следующее строение:
1. Это мембранные пузырьки, содержащие полисахариды.
2. Это мембранные пузырьки, содержащие гидролитические ферменты.
3. Это мембранные пузырьки, содержащие гликоген.
4. Это мембранные пузырьки, содержащие кристаллы.
12. Как называются строение структуры митохондрий?
1. Граны.
3. Кристы.
3. Матрикс.
4. Строма.
13. Благодаря какой функции митохондрии получили название дыхательного центра клетки?
1. Синтеза АТФ.
3. Расщепление АТФ.
2. Окисления органических веществ до СО2 и Н2О.
14. В какой части митохондрий происходит окисление органических веществ?
1. В кристах.
3. В матриксе.
2. На наружной мембране.
15. Что расположено на внутренней мембране митохондрий?
1.Молекулы ДНК.
3. Рибосомы.
2.Ферменты.
4. Молекулы АТФ.
16. Какое строение имеют пластиды?
1. Это тельце, ограниченное мембраной.
2. Это тельце, ограниченное двумя мембранами.
3. Это внутренняя мембрана, образующая выросты.
4. Это наружная мембрана, образующая выросты.
5. Это внутренняя мембрана, образующая систему мешочков.
17. В какой части хлоропластов находятся молекулы ДНК?
1. На наружной мембране.
3. На кристах.
2. В гранах.
4. В строме.
18. Какие пластиды имеют зеленый цвет?
1. Лейкопласты.
3. Хлоропласты.
2. Хромопласты.
19. Какие из пластид выполняют функцию накопления запасного крахмала?
1. Лейкопласты.
3. Хлоропласты.
2. Хромопласты.
20. Полирибосомы – это множество рибосом, объединенных;
1. Одной молекулой р РНК;
2. Двумя молекулами р РНК;
3. Одной молекулой ДНК.
4. Одной молекулой иРНК.
21. Где образуются предшественники рибосом?
1. В ядрышке.
3. В лизосомах.
2. В митохондриях.
4. В полисомах.
22. Какие функции выполняет клеточный центр в неделящейся клетке?
1. Транспортную.
3. Секреторную.
2. Обеспечивает сборку микротрубочек.
23. Как называются органоиды движения?
1. Реснички.
3. Центриоли.
2. Микротрубочки.
4. Жгутики.
24. В каком органоиде происходит фотосинтез?
1. В хлоропластах.
3. В хроматине.
2. В лейкопластах.
4. В хлорофилле.
25. Какие органоиды имеют одномембранное строение.
1. Митохондрии.
6. Рибосомы.
2. Лизосомы.
7. Комплекс Гольджи.
3. Пластиды.
8. Жгутик.
4. Вакуоли.
9. ЭПС.
5. Клеточный центр.
10. Микротрубочки.
26. Какие структурные элементы образует ядро?
1.Хромосомы
4. Ядерная оболочка.
2.Нуклеоплазма
5. Матрикс
3. Хроматин
27. Какие функции выполняет ядрышко?
1. Синтез иРНК.
2.Образование предшественников рибосом.
3. Синтез рРНК.
4. Репликация ДНК.
28. С появлением какой структуры ядро обособилось от цитоплазмы?
1. Нуклеоплазмы.
2. Хромосом.
3.Ядерной мемраны.
4. Ядрышка.
29. В каком состоянии находятся хромосомы в неделящейся клетке?
1. В спирализованном.
2. В виде хроматина.
3. В деспирализованном.
4. В виде нитей ДНК.
30. Какая ядерная структура несет наследственные свойства организма?
1.Ядрышко.
2. Нуклеоплазма.
3. Хромосомы.
4. ДНК.
Приложение 5.
Урок – игра «Клетка структурная и функциональная единица всего живого».
Задачи урока:
1. Систематизировать знания учащихся о составе, строении клеток, процессах метаболизма у
представителей разных царств живой природы.
2. Проверить уровень сформированных цитологических знаний, умение применять знания для объяснения
процессов, происходящих в клетке.
3 Формировать интерес к истории биологической науки, методам научного познания.
Обобщающий урок проводится в нетрадиционной форме игры «Брейн - ринг». В классе формируются 3
команды по 6 человек; 3 человека – статистики (подсчитывают количество баллов у команд); остальные –
болельщики. Содержание заданий включает вопросы, которые недостаточно раскрыты в учебниках, а
именно: методы исследования строения и процессов жизнедеятельности клетки; история научных
открытий и достижения науки; применение знаний в практической деятельности людей. Вопросы
составлены преимущественно на эвристическом и творческом уровнях и разделены на три блока:
химический состав клетки, процессы метаболизма, строение клетки.
ХОД УРОКА
Учитель: Сегодня мы проводим урок по теме: «Клетка структурная и функциональная единица всего
живого». Ведущий читает вопрос на обсуждение вопроса отводится одна минута. Команда, которая
первой поднимет руку, отвечает. Затем зачитывается правильный ответ. Ответы оцениваются, статистики
ведут учет баллов на доске. На некоторые вопросы отвечают сразу все команды.
Учитель определяет количество ответов, которые должна дать каждая команда, зарабатывая очки. Если
команда затрудняется с ответом, то право ответа предоставляется болельщикам, а затем соперникам.
В качестве примера приведем вопросы, разделенные на блоки, для работы по первому варианту. В
зависимости от поставленных целей учитель может использовать вопросы как вариант промежуточного
контроля, для создания проблемных ситуаций на уроках, в других дидактических ситуациях.
Блок «Вещества»
1. Какое вещество Леонардо да Винчи назвал «соком жизни»? (Воду.)
2. Какое жизненно важное вещество являлось когда-то заменителем денег? (Поваренная соль.)
3.Благодаря каким свойствам белка кератина археологи находят остатки рогов и копыт? (Кератин не
растворяется в воде, не сворачивается, очень долго не разрушается в земле.)
4.В какое время года и зачем концентрация глюкозы в крови лягушки увеличивается в 60 раз? (Зимой и
ранней весной, потому что при повышении концентрации глюкозы температура замерзания крови
понижается.)
5.Каждые 10 кг жира дают при расщеплении 11 кг метаболической воды. Какие животные используют эту
особенность метаболизма жиров? (Животные, вынужденные долгое время находиться без доступной
воды: медведи во время спячки, верблюды в пустыне и т. д.)
6.В 1881 г. биолог Лунин получил сбалансированное по органическим веществам синтетическое молоко,
которым он кормил лабораторных мышей. Мыши погибли. Чего недоставало в молоке? (Витаминов,
необходимый комплекс которых содержится в натуральном молоке.)
7.Французские фармацевты Пельтье и Каванту залили зеленые листья спиртом, а потом выделили из
полученного раствора зеленое вещество. Как они назвали его. (Хлорофилл.)
8.В 1965 г. американский химик Вудворд был удостоен Нобелевской премии за синтез хлорофилла.
Почему эта работа получила столь высокую оценку? (В то время были большие надежды на реализацию
искусственного фотосинтеза в промышленных масштабах. Газеты писали: «Конец голоду и нищете!»)
9. В 1827 г. английский врач Праут разделил все органические вещества клетки на три группы. Как мы их
называем? (Белки, жиры, углеводы.)
10.Сначала белки называли альбуминами, затем протеинами. Объясните эти названия. (Альбумин – белок
куриного яйца, протеин – от proteus – первичный, основной.)
11.В 1844 г. Буссенго определил относительную ценность различной пищи в зависимости от содержания
белка. Чем она определяется? (Наличием незаменимых аминокислот.)
12.В 1897 г. немецкий химик Бухнер получил свободный от дрожжевых клеток дрожжевой сок и добавил
его в раствор сахара. Сахар подвергся брожению. Как объяснил ученый результат опыта? (Раствор
содержал ферменты брожения.)
13. Зачем морякам Британского флота давали лимонный сок? (Сок – источник витамина С,
предотвращающего заболевание цингой.)
14.Восемь лет понадобилось Сэнгеру, чтобы установить структуру белка из 50 аминокислот, а в 1953 г. его
синтезировать. Этот синтетический дешевый белок спас миллионы жизней. Как он называется? (Инсулин.)
15.В 1963 г. в Голландии появились стиральные порошки, которые хорошо удаляли грязь, но действовали
при температуре не выше 40 °С, белье с таким порошком не рекомендовали кипятить. Каково
действующее начало порошка, какое вещество ограничивало температурный режим? (Ферменты. Они
денатурируют при высоких температурах и теряют свои свойства.)
16.На Востоке рассказывают легенду. Арабский купец перед путешествием через пустыню наполнил
молоком бурдюки из свежих овечьих желудков. В конце пути он имел не питье, а еду (сыр). Откуда взялся
сыр? (В бурдюке из желудка овцы содержался фермент химозин, или ренин, он и превратил молоко в сыр.)
17. В романе Жюля Верна описывается забавный случай. Путешественники собрались поужинать мясом
ламы гуанако, но оказалось, что мясо несъедобно. «Быть может, оно слишком долго лежало?» – спросил
один из путешественников. «Нет, оно слишком долго бежало», – ответил ученый Паганель. Действительно
мясо гуанако съедобно, если животное поймано во время отдыха. Почему? (Во время продолжительного
бега в мышцах накапливается молочная кислота.)
18. Гулливер, герой Джонатана Свифта, оказавшись без соли, сказал: «Сначала я очень болезненно
ощущал отсутствие соли, но скоро привык обходиться без нее, и я убежден, что распространенное
употребление этого вещества есть результат невоздержанности. Ведь мы не знаем ни одного животного,
которое любило бы соль». В чем ошибка Гулливера? (Соль — совершенно необходимое для
жизнедеятельности вещество, животные тоже испытывают солевой голод.)
19. Человек и большинство животных не могут питаться целлюлозой. Однако термиты и травоядные звери
способны ее переваривать. Что им помогает? (Простейшие и бактерии, которые живут у них в
кишечнике.)
20.Юлий Цезарь оставлял в войсках только тех солдат, которые при виде врага краснели, а не бледнели.
Объясните его выбор. (При выбросе адреналина, гормона агрессии, человек краснеет, а при выбросе
норадреналина, гормона страха, человек бледнеет.)
21.Какое вещество можно назвать энергетической валютой клетки? (АТФ.)
22. В каждом килограмме печени белого медведя накапливается столько этого витамина, что хватит
человеку на 40 лет. Считают, что именно этим веществом отравились полярники экспедиции Андре.
Однако недостаток этого витамина вызывает «куриную слепоту». Как он называется? (Витамин А.)
23.Иногда для обеззараживания питьевой воды используется медицинский препарат ацедин-пепсин
(аналог желудочного фермента). Объясните механизм действия этого вещества. (Фермент гидролизует
белки микробов, и они погибают.)
24.Молекула белка коллагена денатурирует при температуре 37 °С, однако человек не погибает и при
более высокой температуре. Как это можно объяснить? (Это происходит благодаря механизму
терморегуляции.)
25.Ученые выделили ген из клеток злокачественной опухоли. Оказалось, что от нормального он
отличается только одним нуклеотидом. Предположите, какие причины могли вызвать сбой. (Онковирусы,
вещества-мутагены, радиоактивное облучение и т.д.)
Блок «Строение»
1.Что можно назвать «библиотекой» клетки, а что «сборочным цехом»? (Ядро; рибосомы.)
2.Сам Петр Великий приехал из России, чтобы убедиться в чудесах, открытых благодаря обыкновенным
линзам. О каком открытии идет речь? К кому приезжал русский царь? (Открытие микромира с помощью
сконструированного микроскопа; ученый Антоний ван Левенгук.)
3.Какой органоид открыл в 1865 г. ученый Сакс, окрашивая йодом разные части клетки? (Хлоропласт.)
4.В клеточной мембране этих организмов ученые нашли пигмент, идентичный зрительному – родопсину.
Пигмент помогал этим организмам синтезировать органические вещества. К какой группе они относятся?
(Галобактерии.)
5.В 1831 г. ботаник Р.Браун предположил, что эта клеточная структура характерна для всех клеток
растений и животных. Как она называется? (Ядро.)
Блок «Процессы»
1.В 1625 г. Гельмонт заложил опыт. Он взвесил горшок с землей и иву, которую посадил в этот горшок. В
течение 5 лет ученый поливал иву. По окончании опыта вес дерева увеличился на 74 кг, а вес земли
уменьшился на 57 г. Гельмонт думал, что растение получало пищу из воды, которой он его поливал. Какой
процесс изучал ученый, какую ошибку он допустил в рассуждениях? (Фотосинтез; он не знал, что
растения поглощают углекислый газ.)
2. Православием установлено около 200 постных дней, когда нельзя употреблять продукты животного
происхождения. Оцените эту традицию с точки зрения знаний клеточного строения и клеточного
метаболизма. (Для поддержания жизнедеятельности организма необходимо возобновление клеточных
структур, например, мембраны состоят из липидов и белков, которые содержатся в основном в пище
животного происхождения.)
3. Кто должен употреблять больше белков: учитель или ученик? (Ученик, у него интенсивнее идет
пластический обмен.)
4. До 1883 г. считалось, что ассимиляция углекислоты – специфическая особенность фотосинтеза. В 1883
г. Т.В. Энгельман обнаружил, что фотосинтез может происходить без выделения кислорода. В 1887 г. С.Н.
Виноградский открыл бесхлорофильные организмы, способные к синтезу органических веществ из
неорганических. что это за организмы и как называется процесс? (Бактерии; хемосинтез.)
5.Доктор Оу из Калифорнийского университета поместил в пробирку люциферин и люциферазу,
соединения магния и АТФ. Содержимое пробирки стало светиться. Какое явление имитировал ученый?
(Свечение светлячков, или люминисценцию.)
6.В 1856 г. французские виноделы пригласили на консультацию Пастера. Вино при длительном
хранении прокисало, или прогоркало, принося большие убытки. Пастер установил, что в вине живут два
вида бактерий, вызывающих два разных брожения. Назовите их. (Уксуснокислое и масляно-кислое.)
7. Объясните слова французского поэта Сюлли-Прюда: «Пусть вымерли все наши предки – бессмертные
живые клетки наследство бережно хранят». (Высказывание связано с механизмом передачи
наследственной информации, от обоих родителей детям. Родители, в свою очередь, получили эти гены
от своих мам и пап. )
8. Это событие произошло в 1771 г. Пристли искал способ очищения «испорченного» воздуха. В одном из
опытов он установил, что ветка мяты очистила воздух и спасла жизнь мышонку. О каком открытии идет
речь? (О выделении кислорода при фотосинтез.)
9. Какие фазы митоза описывает В.Дудинцев в романе «Белые одежды»: «Хромосомы шевелились, как
клубок серых червей, потом вдруг выстроились в строгий вертикальный порядок. Вдруг удвоились –
теперь это были пары. Тут же какая-то сила потащила эти пары врозь, хромосомы подчинились, обмякли,
и что-то их повлекло к разным полюсам». Какую ошибку допустил автор? (Метафаза, анафаза;
хромосомы удваиваются в интерфазе.)
10 В переводе с греческого miles – нить. Именно от этого слова произошло название процесса деления
клетки – митоз. Почему именно так его назвал Флеминг? (После спирализации во время деления клетки
хромосомы становятся видимыми.)
Подведение итогов игры. Награждение победителей грамотами.
Приложение 6.
Смотр знаний по теме: «Клетка – основа всего живого».
Зачетное занятие.
Цель занятия: дать независимую комплексную оценку знаний, умений и навыков учащихся по теме:
«Клетка – основа всего живого».
Демонстрационное оборудование:
– печатные таблицы из серии таблиц по общей биологии (выпуск II): «Схема строения клетки бактерии и
синезеленой водоросли (по данным электронного микроскопа)», «Вирусы», «Генетический код»,
«Биосинтез белка»; таблица «Клетка» из серии таблиц по анатомии человека; таблица «Одноклеточная
зеленая водоросль хламидомонада» из серии таблиц по биологии для 7-го класса; таблицы «Тип
Простейшие» и «Тип Хордовые. Класс Земноводные. Лягушка» из серии таблиц по зоологии (вып. 1);
– самодельные таблицы: «Жидкостно-мозаичная модель мембраны», «Схема ферментативного
расщепления субстрата», «Схема синтеза АТФ в митохондриях», «Эволюционное развитие органического
мира»;
– натуральные объекты: плоды рябины или соплодия шиповника, мох мниум, сырой картофель (10
клубней), вареный картофель (5 клубней), луковицы лука репчатого (5 штук); микропрепараты:
«Бактериальная клетка», «Животная клетка», «Покровная ткань листа».
Лабораторное оборудование: 4 микроскопа обычных и один с иммерсионной системой, предметные и
покровные стекла, 6 скальпелей, 6 пинцетов, 12 препаровальных игл, 5 стаканов с водой, склянка с
вазелиновым маслом (для иммерсионной системы микроскопа), спиртовка, пробиркодержатель, 10
штативов для пробирок с двумя пробирками в каждом, 6 лабораторных лотков.
Химические реактивы и принадлежности: стакан с насыщенным раствором поваренной соли, 5% раствор
медного купороса, 3% раствор перекиси водорода, 10% раствор едкого натра, 3% раствор нитрата серебра,
полоски фильтровальной бумаги, два коробка спичек, лучина, кипелка, терка, 5 тарелок.
Смотр знаний проводится на сдвоенном уроке (продолжительность 90 мин).
ХОД ЗАНЯТИЯ
1. Конференция. Ученики выступают с рефератами, презентациями, проектами по темам:
–– Клетка как биологическая система.
– Клеточная теория.
- Прокариотический тип организации клетки.
– Значение бактерий.
– Теория симбиогенеза в происхождении клеточных структур.
- Эукариотический тип организации клетки.
- Неклеточные формы жизни.
2 Лабораторно-практическая часть. Ученики проводят лабораторные работы по карточкам-заданиям.







Карточка № 1. Докажите экспериментально, что клетки растительного и животного организма
имеют общий план строения.
Карточка № 2. На основании результатов изучения готовых микропрепаратов «Бактериальная
клетка» и «Животная клетка» дайте характеристику (основные черты сходства и различия)
прокариот и эукариот.
Карточка № 3. Докажите опытным путем, что в концентрированных растворах вакуоли теряют
воду.
Карточка № 4. Практически докажите, что клетки растительного организма имеют разные типы
пластид.
Карточка № 5. Приготовьте препарат, позволяющий рассмотреть тонкое строение хлоропласта,
объясните увиденное.
Карточка № 6. Докажите опытным путем, что в клетках клубня картофеля имеются ферменты.
Карточка № 7. Докажите опытным путем, что молекулы белков содержат пептидные (амидные)
связи.
3.Решение цитологических задач.
Ученики решают задачи по молекулярной биологии.
Задача 1. Фрагмент блокирующей цепи ДНК имеет следующий состав: –А–А–Т–Ц–Г–Т–Г–Ц–Ц–.
Какую последовательность будет иметь фрагмент иРНК, синтезированный на указанном фрагменте ДНК?
Задача 2. В лаборатории изучен химический состав фрагмента молекулы ДНК, который состоит из 474
нуклеотидов и содержит 13% тиминовых нуклеотидов. Определите количество адениновых и цитозиновых
нуклеотидов и количество аминокислот в белке, который может быть синтезирован из этого фрагмента
ДНК.
Задача 3. Используя таблицу генетического кода, определите аминокислотный состав олигопептида,
который кодируется иРНК следующего состава: –Г–Ц–Ц–Ц–Г–Ц–А–А–У–А–Г–У–.
Укажите антикодоны тРНК, участвующие в синтезе данного олигопептида.
Задача 4. Белок рибонуклеаза состоит из 124 аминокислот. Какое количество нуклеотидов и какую длину
имеет определяющая его молекула ДНК, если расстояние между двумя соседними нуклеотидами в
спирализованной молекуле ДНК (измеренное вдоль оси спирали) составляет 0,34 нм?
Задача 5. В процессе энергетического обмена произошло расщепление 5 молей глюкозы, из которых
кислородному расщеплению подверглось только 2 моля. Определите:
– сколько молей молочной кислоты при этом образовалось;
– сколько молей углекислого газа при этом образовалось;
– сколько молей АТФ при этом синтезировано;
– сколько молей молекулярного кислорода израсходовано на окисление образовавшегося углекислого газа.
Задача 6. Одно 25-летнее дерево тополя в процессе фотосинтеза за 5 весенне-летних месяцев поглощает
около 44 кг углекислого газа. Определите:
– сколько литров воды потребовалось тополю поглотить из почвы при минеральном питании, чтобы
ассимилировать такое количество углекислого газа;
– какой объем кислорода был выделен в атмосферу тополем за это время;
– сколько килограммов глюкозы было синтезировано за это время.
В помощь учителю-ассистенту, оценивающему работу учащихся, выдаются карточки, в которых
отражаются примерные решения и ответы, которые должны быть результатом работы ученика над
задачей.
Можно использовать и другие типы задач. Целесообразно заранее прорешать задачи по молекулярной
биологии и провести практикум, но рассматривать не все работы, входящие в состав смотра знаний.
Задача 1
Дано: фрагмент блокирующей цепи ДНК: –А–А–Т–Ц–Г–Т–Г–Ц–Ц–. Найти: иРНК.
Рассуждение: иРНК синтезируется с кодирующей цепи ДНК, которая нам не дана, а дана ее
замыкающая – блокирующая часть. По принципу комплементарности в молекуле ДНК А=Т, а
Г=Ц. В молекуле РНК нет Т, а есть его аналог У.
Решение и ответ:
бДНК:–А–А–Т–Ц–Г–Т–Г–Ц–Ц–,
кДНК: –Т–Т–А–Г–Ц–А–Ц–Г–Г–,
иРНК: –А–А–У–Ц–Г–У–Г–Ц–Ц–.
Задача 2
Дано: общее количество нуклеотидов равно 474, из них Т = 13%. Найти: долю нуклеотидов А и
Ц, количество аминокислот белка.
Рассуждение. По принципу комплементарности в молекуле ДНК А=Т, а Г=Ц. Следовательно,
(А+Т) + (Г+Ц) = 100%. Генетический код триплетен, т.е. каждая аминокислота в белке
зашифрована тремя нуклеотидами, следовательно, количество нуклеотидов : 3 = кол-во
аминокислот (n).
Решение. Т = 13%, значит, А = 13%. (Г+Ц) = 100% – (А+Т) = 74%. Ц = 74% : 2 = 37%.
474 нуклеотида : 3 = 158 аминокислот.
Ответ: А = 13%, Ц = 37%, кол-во аминокислот белка = 158.
Задача 3
Дано: иРНК: –Г–Ц–Ц–Ц–Г–Ц–А–А–У–А–Г–У–. Найти: тРНК, аминокислоты.
Рассуждение. Генетический код триплетен, т.е. каждая аминокислота в белке зашифрована
тремя нуклеотидами. По принципу комплементарности между молекулами иРНК и тРНК
имеется соответствие А=У, а Г=Ц.
Решение и ответ:
иРНК: –Г–Ц–Ц–Ц–Г–Ц–А–А–У–А–Г–У–,
тРНК: –Ц–Г–Г–Г–Ц–Г–У–У–А–У–Ц–А–,
аминокислоты белка: –аргинин–аланин–лейцин–серин–.
Задача 4
Дано: рибонуклеаза (124 аминокислоты), r = 0,34 нм. Найти: кол-во нуклеотидов и длину ДНК.
Рассуждение. По условию задачи белок состоит из 124 мономеров. Каждый мономер в белке
кодируется тремя нуклеотидами, следовательно, кДНК содержит в три раза больше мономеров.
Зная их число и r нуклеотида, найдем общую длину ДНК.
Решение: 124/3 = 372, но молекула ДНК – двойная спираль, значит 372/2 = 744.
0,34/372 = 126,48 нм или, примерно, 1,3/10–4 мм.
Ответ: двойная спираль ДНК, отвечающая за синтез рибонуклеазы, состоит из 744
нуклеотидов, а ее длина равна 126,48 нм, или, примерно, 1,3/10–4 мм.
Задача 5
Дано: n(С6Н12О6) = 5 молей, из них 2 моля расщеплено кислородом. Найти: n(С3Н6О3); n(АТФ);
n(О2).
Рассуждение. Кислородное расщепление глюкозы идет по следующему уравнению:
С6Н12О6 + 6О2 + 36АДФ + 36Н3РО4 = 42Н2О + 6СО2 + 36АТФ,
а гликолиз: С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 = 2Н2О + 2АТФ + 2С3Н6О3.
Решение.
1. Для расщепления 2 молей глюкозы кислородом его по уравнению реакции необходимо 2/6 =
12 молей.
2. В ходе гликолиза из 3 молей глюкозы по уравнению реакции образуется 2/3 = 6 молей
молочной кислоты.
3. По уравнениям реакций при гликолитическом расщеплении 3 молей глюкозы образуется 6
молей АТФ, а при кислородном расщеплении 2 молей глюкозы образуется 72 моля АТФ. Итого
из 5 молей глюкозы образовалось 78 молей АТФ.
Ответ: n(С3Н6О3) = 6 молей; n(АТФ) = 78 молей; n(О2) = 12 молей.
Задача 6
Дано: m(СО2) = 44 кг; M(СО2) = 44 г/моль; M(Н2О) = 18 г/моль; Vm = 22,4 л/моль; M(С6Н12О6) =
180 г/моль; M(О2) = 32 г/моль.
Найти: V(Н2О); V(О2); m(С6Н12О6).
Рассуждение. Общее уравнение фотосинтеза имеет следующий вид:
6Н2О + 6СО2 = С6Н12О6 + 6О2. Зная массу углекислого газа, можем найти его количество (n)
по формуле: n = m/M, а по уравнению фотосинтеза определить количество других веществ.
Затем определить объем и массу искомых веществ по формулам: V = n/Vm; m = M/n.
Решение: n(СО2) = 44 кг : (44/10–3 кг/моль) = 1000 моль.
n(СО2) = n(Н2О) = n(О2), а n(С6Н12О6) = n(СО2) : 6.
V(Н2О) = V(О2) = 1000 моль / 22,4 л/моль = 22 400 л.
m(С6Н12О6) = 1000 моль : 6 / 180 г/моль = 166,4/180 = 29 952 г, или примерно 30 кг.
Ответ: V(Н2О) = 22 400 л; V(О2) = 22 400 л; m(С6Н12О6) = 30 кг.
Методические рекомендации по организации и проведению занятия
Для ответов на теоретические вопросы ученики используют таблицы, некоторые необходимо изготовить
самостоятельно силами учащихся, которые хорошо рисуют. Эту работу следует оценить. Таблица «Схема
синтеза АТФ в митохондриях» изготавливается по рис. 80 учебника общей биологии [1, с. 166].
Таблица «Эволюционное развитие органического мира» изготавливается либо по рисунку цветной вкладки
ко второй главе с. 42 вышеуказанного учебника, или по рис. 201 из учебника для углубленного изучения
биологии [2, с. 322]. Таблица «Схема ферментативного расщепления субстрата» делается по рисунку из
книги «От пекарни до биофабрики» [3, с. 31].
В этих же пособиях вы найдете все необходимые комментарии к таблицам и, соответственно, эту
информацию должны изложить учащиеся при ответе с их использованием, таблицу «Современные
положения клеточной теории» (табл. 1). На смотре знаний они устно воспроизводят содержание этой
таблицы, используя печатные пособия.
Таблица 1. Современные положения клеточной теории
Направления
теории
Формулировка положения
Примеры доказательств
Печатные пособия
Определение
понятия
«клетка»
Это элементарная единица
строения и
функционирования
организма
Внеклеточных форм жизни нет.
Вирусы являются лишь
подтверждением теории, т.к.
размножаются только в клетках.
«Вирусы»
Гомология
Клетки всех организмов
гомологичны, т.е. сходны
по своему составу и
строению
Все клетки от внешней среды
отделены оболочкой, внутри
заполнены цитоплазмой, которая в
своем составе имеет белки, жиры,
углеводы и минеральные соли
«Клетка»
Функции
Клетка характеризуется
обменом веществ,
движением, развитием,
размножением
Клетке как основному элементу
живой системы присущи все
атрибуты жизни
«Тип простейшие»
Образование
Клетки возникают только
Ограниченность материальных и
путем деления или слияния энергетических ресурсов
ранее существующих
неклеточной среды делает
«Одноклеточная
зеленая водоросль
хламидомонада»
Эволюция
клеток
вероятность самопроизвольного
возникновения клетки бесконечно
малой
Все организмы на Земле
произошли от одного
общего одноклеточного
предка
Любой многоклеточный организм
«Тип Хордовые.
возникает и развивается из одной
Класс Земноводные.
клетки – зиготы. Анализ геномов
Лягушка»
клеток различных видов указывает на
их родственную связь
В помощь учителю-ассистенту, оценивающему работу учащихся на посту № 2, выдается карта, в которой
отражаются те действия, которые должен произвести ученик в ходе работы над карточкой-заданием. Она
может иметь вид, приведенный в таблице 2.
Таблица 2. Работа учащихся по карточкам
№
карточки
Правильные действия ученика
Правильный выбор оборудования и
объектов
1
Учащиеся готовят микропрепарат листа мха
мниума, рассматривают его при малом
увеличении и делают рисунок одной из его
клеток. Далее рассматривают готовый
микропрепарат «Животная клетка», делают
рисунок одной из увиденных клеток. Дают
ассистенту аргументированные ответы
Микроскоп, предметное и покровное
стекла, лабораторный лоток, стакан с
водой, пипетка, скальпель, пинцет,
препаровальные иглы, микропрепарат
«Животная клетка» и побеги мха мниума
2
Учащиеся рассматривают микропрепарат
«Животная клетка» при малом увеличении и
делают рисунок одной из его клеток. Далее
рассматривают готовый микропрепарат
«Бактериальная клетка», делают рисунок одной
из увиденных клеток. Дают ассистенту
сравнительную характеристику клеток в устной
форме
Микроскоп, микропрепараты «Животная
клетка» и «Бактериальная клетка»
3
Учащиеся готовят микропрепарат из покровной
ткани луковицы лука репчатого, рассматривают
его при малом увеличении и делают рисунок
группы из двух-трех клеток. Затем с помощью
фильтровальной бумаги удаляют воду из
микропрепарата, добавляют насыщенный раствор
соли, наблюдают явление плазмолиза и делают
рисунок группы клеток
Микроскоп, предметное и покровное
стекла, лабораторный лоток, стакан с
водой, пипетка, стакан с насыщенным
раствором поваренной соли, скальпель,
пинцет, препаровальные иглы, луковица
лука репчатого, полоски фильтровальной
бумаги
4
Учащиеся готовят микропрепарат из мякоти
плода рябины или соплодия шиповника,
рассматривают его и микропрепарат «Покровная
ткань листа» при большом увеличении и делают
рисунки увиденных клеток
Микроскоп, предметное и покровное
стекла, лабораторный лоток, стакан с
водой, пипетка, скальпель, пинцет,
препаровальные иглы, плоды рябины или
соплодия шиповника, микропрепарат
«Покровная ткань листа»
5
Учащиеся изготавливают микропрепарат из листа
мха мниума, рассматривают его при малом
увеличении для нахождения наилучшей клетки
для ее установки в центре поля, заменяют воду на
3% раствор нитрата серебра, а на покровное
стекло наносят вазелиновое масло.
Рассматривают клетку листа при большом
увеличении с помощью иммерсионной системы
Иммерсионный микроскоп, предметное и
покровное стекла, лабораторный лоток,
стакан с водой, пипетка, скальпель, пинцет,
препаровальные иглы, побег мха мниума,
3% раствор нитрата серебра
микроскопа и делают рисунок хлоропласта
6
Учащиеся вырезают из сырого и вареного
картофеля кусочки и кладут их в пробирки,
заливают раствором перекиси водорода.
Поджигают лучину и гасят ее, а затем подносят к
пробирке, из которой выделяются пузырьки газа.
Дают ассистенту аргументированные ответы по
наблюдаемому явлению
Штатив с пробирками, скальпель, лучина,
3% раствор перекиси водорода, сырой и
вареный клубни картофеля, кипелка
7
Учащиеся натирают на терке сырой клубень
картофеля для получения сока и собирают его в
пробирку. В другую пробирку сливают растворы
едкого натра и медного купороса до получения
гидроксида меди II. Приливают к полученному
гидроксиду картофельный сок и, если реакция
идет медленно, подогревают пробирку до
получения фиолетовой окраски раствора
Штатив с пробирками, спиртовка, терка,
5% раствор медного купороса, 10% раствор
едкого натра, сырой клубень картофеля,
пробиркодержатель, тарелка
Подведение итогов урока. Анализ проделанной работы. Отметить лучшие презентации, дать им оценку.
Приложение 7.
Урок-игра «Клетка – биологическая система».
Урок проводится в нетрадиционной форме игры «Что? Где? Когда?»
Задачи: закрепление знаний о строении и функциях клеток, повышение интереса к биологическим наукам,
использование знаний на практике.
Организация урока: Подготовить занимательные вопросы к уроку, магнитофонные записи, сформировать
команды, выбрать жюри, приготовить призы, волчок .
Вопросы раскладываются по секторам.
Сектор 1
Вместе с пищей растительного и животного происхождения в организм человека поступают нуклеиновые
кислоты. Могут ли нуклеотиды этих нуклеиновых кислот, использоваться организмами без химического
расщепления или необходимо предварительное их расщепление на составные компоненты? (Не могут. В
стенку кишечника всасываются только нуклеозиды и другие продукты деградации нуклеиновых кислот.
После всасывания при отсутствии авитаминозов нуклеозиды подвергаются дальнейшему расщеплению,
но могут и использоваться для синтеза нуклеотидов.)
Сектор 2
Блиц-турнир. (Команда отвечает на 3 вопроса, на обсуждение каждого вопроса – 20 секунд. Правильный
ответ на все 3 вопроса оценивается 1 баллом.
1. Какие «носильщики» работают в клетке, что и куда они переносят? (т-РНК переносят аминокислоты к
месту синтеза белка.)
2. Где и с помощью чего происходит перевод текстов ДНК на язык белков? (В
ядре клетки информация с матрицы ДНК переписывается на и-РНК, которая
затем поступает к месту синтеза белка на гранулярную ЭПС.)
3. Почему очень длинная нуклеотидная запись дает в результате сравнительно
небольшие белковые молекулы? (Триплет нуклеотидов кодирует одну
аминокислоту, белковая цепь сворачивается, приобретая вторичную,
третичную и четвертичную структуры.)
Сектор 3
Кого из русских ученых называли «солнцепоклонником» и почему?
(«Солнцепоклонником» называли К.А. Тимирязева, он изучал процесс
фотосинтеза.)
Сектор 4
Музыкальная пауза.
Сектор 5
Блиц-турнир.
1. Какие органоиды можно уподобить сборочному цеху? (Рибосомы.)
2. Какой органоид играет роль «силовой станции»? (Митохондрии.)
3. Внутри какого органоида находятся ферменты, способные расщеплять белки, жиры и углеводы? (В
лизосомах.)
Сектор 6
Уважаемые знатоки! Вирусы – это неклеточные формы жизни. Они имеют настолько простое строение,
что их нередко вообще не считают живыми организмами.
Каждая вирусная частица состоит из одной молекулы генетического материала (ДНК или РНК), которая
окружена оболочкой, состоящей, главным образом, из белка. Все вирусы условно делят на простые и
сложные. Простые вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки – капсида. Сложные –
помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты могут содержать липопротеиновую мембрану, углеводы и
неструктурные белки – ферменты.
Вирусы являются возбудителями многих болезней человека, животных (грипп, полиомиелит) и растений
(мозаичная болезнь табака, гороха).
1. Кем и когда были открыты вирусы? (Вирусы открыты Д.И. Ивановским в 1892 г.)
2. На каком этапе эволюции появились вирусы? Укажите последовательность возникновения в процессе
эволюции: эукариоты, неклеточные структуры, вирусы, прокариоты. (Вирусы могут размножаться
только в живых клетках, поэтому они должны были появиться в процессе эволюции после возникновения
клетки: неклеточные структуры ––> прокариоты ––> вирусы ––> эукариоты.)
3. Почему наличие нуклеиновой кислоты не обеспечивает размножение вирусов? (Размножение вирусов
возможно лишь при наличии ферментативных систем соответствующих клеток хозяина.)
Сектор 7
Почему клетку называют саморегулирующейся, самовоспроизводящейся и открытой системой?
(В клетке протекают реакции обмена веществ, обеспечивающие постоянство внутренней среды,
поэтому клетка – саморегулирующаяся система. Размножение происходит путем деления с
образованием дочерней клетки, которая при отсутствии мутаций неотличима от материнской. Клетка
является открытой системой, т.к. она обменивается веществом и энергией с окружающей средой.)
Сектор 8
Вам предлагается тест. Выберите правильные ответы и запишите их номера. На выполнение этого задания
– одна минута.
1. При гидролизе АТФ образуется АДФ и фосфат.
2. Расщепление молекулы АТФ называется окислением.
3. АТФ – адениловый нуклеотид с присоединенными к нему двумя остатками фосфорной кислоты.
4. В состав АТФ входит три остатка фосфорной кислоты.
5. Молекула АТФ содержит две макроэргические связи.
6. Расщепление молекулы АТФ называется гидролизом.
7. АТФ образуется в лизосомах.
8. АТФ образуется в митохондриях клетки.
9. Молекула АТФ содержит три макроэргические связи.
10. АТФ – это разменная энергетическая валюта клетки.
(Правильные ответы: 1, 4, 5, 6, 8, 10.)
Сектор 9
Представьте себе, что вы находитесь внутри клетки, увеличенной в миллион раз. Попробуйте описать, что
вы видите вокруг себя?
(Ответ зависит от фантазии членов команды. Эксперты дают ему оценку.)
Сектор 10
Чем определяется многообразие белков и их специфичность?
(Многообразие белков определяется различным составом аминокислот и порядком их следования в цепи.
Специфичность белка определяется его сложной структурой, сформировавшейся в процессе эволюции
для выполнения определенной функции.)
Сектор 11
Блиц-турнир.
1. В каком органоиде клетки происходит процесс фотосинтеза? (Фотосинтез происходит в хлоропласте.)
2. В каком органоиде накапливаются продукты синтетической деятельности, которые затем поступают в
цитоплазму? (Ферменты накапливаются в комплексе Гольджи.)
3. Как называется процесс поглощения мелких капель жидкости клетками? (Пиноцитоз.)
Сектор 12
Уважаемые знатоки! Вам предлагается решить задачу. Какое изменение в коде вызывает заболевание
серповидно-клеточной анемией? Генетический код у вас лежит на столах. При серповидно-клеточной
анемии одному из фрагментов молекулы гемоглобина соответствует следующая последовательность
оснований в ДНК: АЦЦТГТАААЦААЦЦАЦГГГТГТАГТТТТ. Назовите аминокислоты и их порядок в
этом фрагменте белка.
Нормальному гемоглобину соответствует следующий код в цепочке ДНК:
АЦЦТГТАААЦААЦЦАЦГГГАГТАГТТТТ. Назовите аминокислоты и их порядок в этом фрагменте белка.
Какое изменение в коде ДНК вызывает заболевание?
(У больных фрагмент белка: Три-Тре-Лей-Лей-Вал-Про-Тре-Сер-Лиз. У здоровых фрагмент белка: ТриТре-Лей-Лей-Вал-Про-Сер-Сер-Лиз. Вероятно, произошла точковая мутация: аденин заменился на тимин,
при этом остаток серина в нормальном белке заменился на треонин в дефектном.)
Сектор 13
Паразитические организмы, обитающие во внутренних органах позвоночных, в своем организме
накапливают питательные вещества в виде гликогена, а не более энергоемких жиров. Чем это
обусловлено?
(Паразиты внутренних органов позвоночных, например печеночный сосальщик, бычий цепень, живут в
условиях дефицита кислорода и запасают в своем организме преимущественно гликоген, а не жиры, хотя
при расщеплении жиров энергии образуется почти в два раза больше, чем при расщеплении углеводов.
Это происходит потому, что для паразитов в этих условиях основным источником энергии является
бескислородное расщепление глюкозы – гликолиз.)
Сектор 14
Если нанести пероксид водорода на срезы сырого и вареного картофеля, выделение кислорода
наблюдается лишь на одном срезе. На каком и почему? (Кислород выделяется на срезе сырого картофеля,
потому что растения имеют ферменты, разлагающие пероксид водорода. При варке ферменты
денатурируют, т.е. теряют активность.)
Сектор 15
Двое студентов оперируют лягушку. Они все время смачивают открытые внутренние органы лягушки
солевым раствором, и, тем не менее, через некоторое время эти органы начинают сморщиваться. Заглянув
в учебник, студенты обнаруживают, что концентрация солевого раствора взята неверно: 9% вместо
нужных 0,9% (именно такая концентрация соли поддерживается в клетках лягушки).
1. Объясните, почему во время операции лягушка погибла. (Вода переходила из клеток лягушки в более
концентрированный внешний раствор, которым пользовались студенты. Клетки погибли, поэтому
погибла и сама лягушка.)
2. Какой процесс имел здесь место? (Осмос.)
3. Участвовали ли в этом процессе молекулы-переносчики? (Нет. В данном случае для молекул воды не
требуется переносчик, они свободно проходят через клеточные мембраны.)
Сектор 16
Блиц-турнир.
1. Где образуются первичные лизосомы? (В аппарате Гольджи.)
2. Как называется процесс удаления так называемых «бессмысленных» кодонов из иРНК? (Удаление
интронов происходит при сплайсинге иРНК.)
3. Почему анаэробный гликолиз уступил в процессе эволюции место аэробному дыханию? (Кислородное
дыхание энергетически более выгодно.)
Сектор 17
Английский ученый Пристли обнаружил, что мышь не погибает в закрытом сосуде, если там находится
живое растение. Что еще требуется в этих условиях для того, чтобы мышь осталась жива?
(Необходим еще солнечный свет.)
Сектор 18
Блиц-турнир.
1. Какая структурная единица генетического кода ответственна за синтез определенной молекулы белка?
(Ген.)
2. Какие клетки поражает вирус СПИДа? (Лимфоциты.)
3. Для чего организм использует химическую энергию питательных веществ? (Для синтеза белков и других
биомолекул, обеспечения обмена веществ и регуляции этих процессов, а также для размножения.)
Сектор 19
Уважаемые знатоки, во второй колонке таблицы перечислены различные клеточные структуры. Укажите,
какие из названных в первой колонке функций или характеристик соответствуют каждой из этих структур.
Таблица
1. Место синтеза белка.
2. Обеспечивают перемещение клетки в жидкой среде
или создают ток жидкости у поверхности клетки.
3. Жесткий защитный покров некоторых клеток.
4. Аппарат для экскреции клеточных продуктов.
5. Место протекания процессов фотосинтеза.
6. Большой компартмент растительной клетки,
заполненной жидкостью.
7. Внутренняя мембранная структура прокариотических
клеток.
8. Регулирует поступление веществ в клетку и из клетки.
9. Участвуют в клеточном дыхании у эукариот.
10. Содержит генетический материал эукариотической
клетки.
а) клеточная мембрана;
б) клеточная стенка;
в) хлоропласт;
г) реснички;
д) ЭПС;
е) жгутики;
ж) комплекс Гольджи;
з) мезосома;
и) митохондрии;
к) ядро;
л) рибосома;
м) вакуоль.
(Ответы: 1л, 2г, 3б, 4ж, 5в, 6м, 7з, 8а, 9и, 10к.)
Сектор 20
Блиц-турнир.
1. Какие связи обеспечивают поддержание вторичной структуры белка? (Водородные.)
2. Куда транспортируются белки, синтезированные в гранулярной ЭПС? (В аппарат Гольджи.)
3. Какую функцию в клетке выполняют ядрышки? (Синтез рРНК и сборка субъединиц рибосом.)
«На научной волне»
Что изучает цитология. Закономерности строения и функций клеток, лежащие в основе организации
всех одноклеточных и многоклеточных организмов, исследует цитология. Специалист-цитолог наблюдает
и сопоставляет тонкие детали строения клеточных структур, анализируя объекты при помощи
современных светооптических и электронных микроскопов. В этой работе ему помогают зрительная
память и навыки рисования. Однако понимание исследуемых структур невозможно без анализа их
химической организации. Поэтому цитолог должен владеть тонкими цитохимическими методами
исследования, которые позволяют проследить биохимические процессы, протекающие в клетке.
Обширной и широко разрабатываемой областью цитологии является сейчас культивирование вне
организма клеток животных и растительных организмов. Цитолог, специализирующийся в этой области,
владеет методом прижизненного микроскопирования, умеет быстро распознавать и устранять
неблагоприятные факторы, препятствующие росту клеток. Современная цитология представляет собой
одну из важнейших фундаментальных биологических дисциплин.
Сложность работы цитолога заключается в том, что методы цитологических исследований весьма
трудоемки и требуют от специалистов большого упорства, природной наблюдательности, способности к
многократным повторным операциям, умения вовремя устранить даже незначительные огрехи в работе.
Цитологи нужны в академических институтах, занимающихся разработкой фундаментальных проблем
современной биологии, в медицинских и ветеринарных научных институтах, в учреждениях,
разрабатывающих основы биотехнологии.
Как образуются амилоиды
Рон Вецел из фармацевтической компании «Смит-Клайн» и Джеффри Келли из Техасского университета
(США), основываясь на работах предшественников, начали исследования причин образования белковых
отложений при амилоидных болезнях. Для своих опытов Келли выбрал один из наиболее изученных
образующих амилоид белков – транстиренин, обычно присутствующий в плазме крови. Будучи
измененным в результате какой-либо мутации, он откладывается в сердце, легких и кишечнике, вызывая
семейную амилоидную полиневропатию, жертвы которой в конечном итоге умирают от дисфункции
органа.
Агрегация частично развернутых молекул белков может быть причиной и наиболее распространенного
амилоидного заболевания – болезни Альцгеймера, от которой только в США страдают 4 млн человек.
Однако способ образования амилоида при этом заболевании может отличаться от того, который
установлен для семейной амилоидной полиневропатии.
При болезни Альцгеймера мозг людей с поражением памяти усеян бляшками – аномальными структурами,
которые имеют оболочку из амилоидных отложений. («Биология», № 4/1998.)
Прионовые болезни животных и человека
Скрепи – болезнь овец, впервые описанная в Исландии в XVIII в. Перенесена в Шотландию в 1940-е гг.
Аналогичное заболевание поражает и других животных, например, норок, кошек и оленей.
«Коровье бешенство» (губкообразная энцефалопатия крупного рогатого скота). В Англии коровы были
заражены ею из-за того, что в их рацион попали потроха овец, больных скрепи. Эпидемия возникла в
1985 г., но из-за длительного инкубационного периода она достигла пика лишь к 1992 г.
Куру («смеющаяся смерть») – болезнь, открытая в 1956 г. в племени форе в Новой Гвинее. Свое название
получила из-за периодически начинающегося у больных бесконтрольного смеха. От появления первых
симптомов до смерти проходит от 3 до 12 месяцев. Американский ученый Д.К. Гайдузек выяснил, что
болезнь передавалась из-за ритуала погребения, в ходе которого аборигены съедали мозг умершего. За эту
работу Гайдузек в 1976 г. был удостоен Нобелевской премии.
Болезнь Гертсманна–Штраусслера–Шейнкера – наследственное заболевание, вызываемое мутацией гена,
кодирующего прионовый белок человека. Выявлено примерно 50 семей с подобными мутациями. От
появления первых симптомов до смерти может пройти от 2 до 6 лет.
Фатальная семейная бессонница вызывается другой мутацией гена, кодирующего прионовый белок
человека. Носители такой мутации обнаружены в 9 семьях. От появления первых симптомов до смерти
может пройти около одного года.
Болезнь Крейтцфельдта-Якоба. Этим заболеванием поражено около 1 млн человек. В 85–90% случаев
было показано, что болезнь возникла спонтанно. В 10–15% случаев заболевание вызывалось мутацией
гена, кодирующего прионовый белок. В редких случаях причиной болезни была инфекция, переданная
через препараты, полученные из мозга больных. Известно около 100 семей, являющихся носителями
мутаций, вызывающих эту болезнь. От первых симптомов болезни до смерти проходит около одного года.
Новый вариант болезни Крейтцфельдта-Якоба происходит, вероятно, от «коровьего бешенства».
Антибиотики
Лечебное действие ряда антибиотиков основано на подавлении синтеза белка у возбудителя болезни.
Поскольку рибосомы бактерий несколько отличатся от рибосом эукариотических клеток, некоторые
антибиотики подавляют синтез белка только у бактерий, не нарушая его в клетках организма-хозяина.
Есть и такие антибиотики, которые подавляют синтез белка во всех клетках: их применение при
бактериальных и грибковых заболеваниях основано на том, что у этих паразитов синтез белка протекает
обычно быстрее, нежели у их хозяев.
Тетрациклин препятствует связыванию тРНК с рибосомами. Пуромицин связывается с рибосомой и
присоединяется к растущей полипептидной цепи, а т.к. пуромицин не может перемещаться на рибосоме,
то дальнейший синтез белка в его присутствии приостанавливается. Циклогексимид, блокирующий синтез
белка только на рибосомах небактериальных клеток, применяется при грибковых заболеваниях.
Наука развивается от простого к сложному. Сначала было установлено атомное строение простейших
кристаллов – каменной соли, железа, алмаза, элементарная ячейка которых включала всего лишь
несколько атомов. Потом кристаллографы научились определять более сложные структуры минералов и
кристаллов органических веществ. В 1935 г. знаменитый английский физик и философ Джон Бернал
понял, что ключом к определению белковых молекул может служить кристаллическая структура, поэтому
нужно получить кристалл, построенный из белковых молекул. Тогда методом рентгенографии можно
определить его строение и строение отдельной белковой молекулы.
Но от получения первых рентгенограмм до первых реальных определений структуры белковых кристаллов
прошло еще 25 лет: в начале 1960-х гг. английские ученые Кендрью и Перутц сделали первые
расшифровки белков миоглобина и гемоглобина. Кристаллы белков очень сложны и расшифровка их –
дело трудное. Развитие биохимической техники, автоматизация эксперимента и расчетов – все это
ускорило расшифровку структур белков.
В настоящее время уже известно несколько тысяч белковых структур. Все они построены из 20 главных
аминокислот.
Причина многих болезней – неправильное сворачивание молекулы белка
Несколько десятилетий назад было обнаружено, что белки в растворе имеют неприятную тенденцию
образовывать нерастворимые агрегаты. Эти агрегаты исследователи воспринимали как отбросы, грязь, от
которой каждый хотел бы избавиться. Но теперь оказалось, что изучение этих отбросов может оказаться
весьма полезным.
В последние годы стало понятно, что агрегация белков в пробирке очень похожа на образование
амилоидных отложений в тканях. Эти отложения являются признаками дюжины различных заболеваний,
из которых самое известное – болезнь Альцгеймера, сопровождающая общим расстройством памяти в
пожилом возрасте.
Общеизвестно, что белок представляет длинную цепь аминокислот – полипептидную цепь. У нормальных
активных белков она не линейна, а свернута в специфическую трехмерную структуру. Процесс
сворачивания полипептидной цепи называют фолдингом (от англ. folding – складывание, сворачивание).
Исследования показали, что как агрегация белка в пробирке, так и образование амилоидных отложений
происходит при дефектах фолдинга: не полностью свернутые молекулы сцепляются друг с другом и
образуют нерастворимые волокнистые агрегаты. («Биология», № 4/1998.)
Аминокислоты стимулируют иммунитет.
В последние годы ученые все глубже понимают устройство защитных сил организма, его иммунную
систему. Очень интересен вопрос о том, как возбуждается активность иммунитета, что именно заставляет
организм при появлении «чужака» вырабатывать антитела. Известно, что таким действием обладает ряд
природных пептидов – малых белков. Но ведь пептиды, как и всякие белки, состоят из аминокислот и сами
по себе обладают способностью стимулировать иммунитет!
Ученые петербургского Института экспериментальной медицины провели специальное исследование.
Подопытным животным вводили различные аминокислоты и затем определяли, какие из них ускоряют
преобразование клеток костного мозга в Т-лимфоциты и какие увеличивают выработку антител в ответ на
появление чужака.
Выяснялось, что из 20 аминокислот 9 обладают способностью ускорять производство Т-лимфоцитов. Они
же усиливают иммунный ответ – выработку антител. Своеобразным лидером оказалась аспарагиновая
кислота.
Ученые проанализировали первичные структуры многих биологически активных пептидов и обнаружили,
что стимулирующие иммунитет аминокислоты присутствуют преимущественно в иммуноактивных
пептидах тимуса; высоко их содержание и в головном мозге.
Результаты этих опытов имеют большое значение для понимания механизмов иммунитета и регуляции
гомеостаза организма в целом, а также могут быть использованы и в медицинской практике. («Наука и
жизнь», № 8/1988.)
Знаменательные даты в развитии цитологии









1600 г. – изготовлен первый микроскоп (Г.Галилей).
1665 г. – обнаружена клеточная структура пробки (Р.Гук).
1831 г. – открыто клеточное ядро (Р.Броун).
1839 г. – сформулирована клеточная теория (Т.Шванн).
1862 г.– показано фотосинтическое происхождение крахмала (Ю.Сакс).
1871 г. – открыты нуклеиновые кислоты (Ф.Мишер).
1892 г. – открыты вирусы (Д.Ивановский).
1903 г. – привлечено внимание к роли зеленых растений в космическом круговороте энергии и
веществ (К.Тимирязев).
1953 г. – сформулированы представления о структуре ДНК (Д.Уотсон и Ф.Крик). (Новое в жизни,
науке, технике. Серия «Биология», № 1/1984.)
Микрофиламенты
Сделать шаг, второй и третий, взмахнуть рукой и повернуть голову, а также многое другое мы можем
благодаря существованию актина – белка, из которого состоят микрофиламенты.
У микрофиламентов и микротрубочек много общего. И актин, и тубулин – глобулярные белки. Оба
объединяются в длинные фибриллярные структуры, что сопровождается гидролизом трифосфатов (АТФ и
ГТФ). И микротрубочки, и микрофиламенты – полярные структуры, что обеспечивается определенной
ориентацией их асимметричных субъединиц. Эти полимеры быстрее растут с одного конца, чем с другого,
и прикрепляются к определенным клеточным структурам всегда концами одного типа. Оба фибриллярных
белка в клетке могут быть очень лабильны, т.е. быстро собираться и разбираться, обеспечивая образование
и разрушение каких то временных структур или их передвижение. Например, маленькие одноклеточные
создания – солнечники – дрейфуют в воде, выставив в разные стороны много лучей, в середине каждого из
которых находятся сотни параллельно упакованных микротрубочек. Как только к лучу прилипнет что-то
съедобное, микротрубочки внутри быстро распадаются, луч втягивается и солнечник может подкрепиться.
Затем лучи так же быстро образуются вновь. Ну а слияние половых клеток голотурии происходит
благодаря тому, что спермий выбрасывает в сторону яйцеклетки, как гарпун, в виде отростка, который
удлиняется благодаря быстрой полимеризации актиновых волокон (Знание. Биология. Научно-популярная
серия. «Как работает живая клетка», № 11/1990.)
Итог урока
Статистики подсчитывают количество баллов, полученных командами. Команда, набравшая большее
количество баллов, занимает первое место. Самый активный участник получает приз зрительских
симпатий.