Урок-лекция. Деление клетки – основа размножения, роста и развития организмов.

Учитель биологии МОУ средней школы №4
г Нелидово Лукичевой М.П.
Тема: Деление клетки – основа размножения, роста и
развития организмов.
Митоз.
Урок-лекция.
Цели и задачи: Сформировать знания о значении деления клетки для
размножения, роста и развития организмов; о процессах, протекающих в клетке в
интерфазе и в период митоза; о механизме, обеспечивающем постоянство числа и
формы хромосом в клетках; подвести учащихся к выводу о материальном
единстве органического мира, о необходимости охраны окружающей среды
мутагенами.
Технологии:
1) информационно-коммуникационная;
2) здоровьесберегающая;
3) проблемная;
4) групповая.
Оборудование: таблицы, модель ДНК, диск «деление клетки», к/ф
«хромосомная теория наследственности», компьютерная графика, проектор,
интерактивная доска.
Используемые программные продукты:
Урок подготовлен в программе PowerPoint, слайды показываются на экраны
компьютеров на рабочих местах и на большой экран через проектор.
Ход урока
1. Организация и начало урока.
2. Объявление темы, цели и задач.
Урок начинается с беседы по следующим вопросам:
Дайте определение ядерных организмов.
Какие организмы называются безъядерными?
Вспомните строение хромосомы (ДНК, белки-гистоны, центромера)
Какой набор хромосом в соматических клетках? В половых?
Перед вами стоят следующие задачи:
(ответить в конце урока)
Что такое клеточный цикл и жизненный цикл клетки? Это одинаковые или
разные понятия?
Что такое митоз?
Каково значение митоза, как физиологического процесса?
В чем биологическое значение митоза? (слайд)
1
3. Этапы лекции:
История митоза.
Краткое повторение изучаемого материала по этой теме в 5 и 8 классах (опора
на класс). Вопросы на экране.
Интерфаза: факт готовности!
а) удвоение ДНК и хромосом;
б) увеличение числа органоидов;
в) синтез АТФ;
г) синтез белков.
3.4 Профаза:
а) спирализация хромосом;
б) образование ахроматинового веретена;
в) растворение ядерной оболочки;
г) хромосоы в цитоплазме.
3.5 Метафаза:
а) метакинез;
б) разделение хромосом на 2 хроматиды;
в) максимальная степень спирализации.
3.6 Анафаза:
а) расхождение хромосом;
б) АТФ;
в) синтез РНК и белков.
3.7 Телофаза:
а) цитокинез;
б) деспирализация;
в)ядро и ядрышки;
г) деление цитоплазмы.
.
4 Биологическое значение митоза (вывод вместе с учащимися)
5 Сравнительная таблица митоза и интерфазы.
6 Особенности соматических и половых клеток.
7. Вывод.
8 Закрепление.
ЛЕКЦИЯ
Учение о размножении клеток исторически возникло в качестве одного из
разделов клеточной теории.
Размножение составляет одну из важнейших характеристик сущности жизни.
К размножению способны все без исключения живые организмы, от бактерий до
млекопитающих. ( слайд самоудвоения ДНК)
Существование каждого вида животных и растений, преемственность между
родительскими особями и потомством поддерживаются только благодаря
размножению. На молекулярном уровне условный процесс размножения
выражается в уникальной способности ДНК к самоудвоению ее молекул. На
клеточном уровне организации к размножению способны такие органоиды, как
митохондрии и хлоропласты.
2
Клетки одноклеточных и многоклеточных организмов размножаются
делением. Формы размножения делением разнообразны, но в основе всех форм
бесполого и полового размножения лежит деление клетки.
Мы приступили к изучению большой и важной темы «Размножение и
развитие организмов». Изучение ее отдельных тем невозможно без детального и
последовательного рассмотрения темы сегодняшнего урока. «Деление клеток –
основа размножения и индивидуального развития организмов. Митотический
цикл. Митоз».
Существует два вида деления клеток:
1.Митоз (от греческого «митос» - нить) – непрямое;
2.Амитоз – прямое деление, при котором ядро без всяких видимых в нем
изменений разделится на две части.( слайд)
В природе наиболее распространен митоз, амитоз встречается довольно
редко.
Мы подробно рассмотрим митоз.
Начиная с 1873 года многими исследователями были описаны
разнообразные картины непрямого деления (митоза) растительных и животных
клеток.
В 1875 году Э. Страсбургер, О.Бючли и В.Майзель независимо друг от
друга сообщали довольно точные сведения о митотическом делении клеток,
наиболее подробное и правильное изложение стадий этого процесса было
сделано в 1879 году одновременно В.Шлейхером, П.И. Перемежко, В.
Флемингом.
С этого времени и по сегодняшний день наблюдается все более
возрастающий интерес ученых к митотическому делению клеток, имеющему
исключительно большое значение для таких важных биологических явлений,
как наследственность, эмбриональное развитие, рост, регенерация и т.д.
В 1883 году В.Ру дал биологическую трактовку митозу как процессу,
обеспечивающему правильное и равномерное разделение ядра на две равные и
идентичные половины, что было затем подтверждено экспериментально.
Такова история открытия этого важного сегодня процесса. Как же он
осуществляется?
Впервые мы с вами знакомились с его ходом в 5 классе. Уже там выяснили
значение хромосом при передаче наследственных признаков. В 8 классекраткое изучение процесса на основе знакомства с молекулами ДНК и РНК.
Сегодня, изучив строение клетки по последним данным, подробно изучив
строение и функции ДНК и РНК, мы изучаем митоз- сложный процесс, во
время которого происходят значительные изменения различных структур и
органоидов клетки. Приступаем непосредственно к изучению
последовательности этапов митоза. Перед вами слайд, на котором изображен
весь клеточный цикл.
А теперь рассмотрим ход самого процесса.
(Слайды)
I Интерфаза.(слайд )
Подготовка клетки к митозу начинается еще в период интерфазы – период
подготовки, или промежуток между делением клеток. Что же здесь
происходит?
1.Удваиваются ДНК и хромосомы;
2. Увеличивается число органоидов цитоплазмы;
«факт готовности»
3. Синтезируется АТФ;
3
4. Идет синтез белков, особенно тех, которые
связаны с хромосомами и клеточным центром.
Теперь клетка приступает к делению. Сам митоз включает 4 фазы: профаза,
метафаза, анафаза, телофаза.
II Профаза. (слайд)
Это начальный этап митоза, в котором ядро увеличивается в обьеме, так как в
нем в результате спирализации становятся видимыми хромосомы. Остановимся
на строении хромосом.(слайд №4)
Хромосомы сильно утолщаются и становятся видимыми в световой микроскоп.
Хромосома состоит из удлиненного плотного тельца, состоящего из двух
«сестринских» хроматид, соединненых центромерой- это первичная перетяжка.
Хроматиды окружены белком. Посмотрите, как это выглядит на слайде.
В профазе клеточный центр разделяется на центриоли. Тонкие нити,
образующиеся между ними, получили название ахроматинового веретена деления.
Центриоли вместе с ахроматиновым веретеном деления расходятся к
противоположным полюсам. Ядерная оболочка растворяется. Хромосомы
свободно располагаются в цитоплазме.
Итак, в профазе:
1. Спирализация хромосом;
2. Образование хроматинового веретена деления;
3. Растворение ядерной оболочки;
4.Хромосомы в цитоплазме.
III Метафаза.(слайд)
Следующий этап- метафаза , начинается метакинезом – процесс движения
хромосом из их положений в конце профазы в экваториальную область клетки.
Обратите внимание: предыдущая стадия как бы дает основу, старт ходу
следующей. Хромосомы располагаются в одной плоскости. Теперь к центромерам
каждой хромосомы прикрепляется нить ахроматинового веретена. Степень
спирализации хромосом достигает максимума. При метафазе клетка легко уязвима
для различных воздействий, так как это самый ответственный период жизни
клетки:
1.Резко снижается синтез РНК и белков;
2.Значительно нарушение в структуре ЭПС;
3.Хромосомный материал непосредственно контактирует с
цитоплазмой (клетка без ядра).
Заканчивается метафаза разрывом центромер хромосом и разъединение их на
две хроматиды. Итак, в метафазе:
1.Процесс метакинеза;
2.Максимальная степень спирализации;
3.Прикрепление хромосом и разделение их на две
хроматиды.
(слайд)
IV Анафаза.(слайд)
4
В анафазе: хроматиды расходятся к противоположным полюсам клетки.
Их можно назвать дочерними хромосомами. Движение их осуществляется за
счет нитей ахроматинового веретена. При этом используется энергия АТФ! В
анафазе начинает возобновляться процесс синтеза РНК и белков.
Итак, в анафазе:
1. Расхождение хромосом;
2. Здесь используется АТФ;
3. Синтез РНК и белков.
V Телофаза.(слайд)
Последняя фаза митоза – телофаза. Обратите внимание на название фазы.
Да, здесь как бы должны образовываться два тела – две новые клетки! –
цитокинез – разделение тела клетки.
1. Начинается телофаза с того момента, как хромосомы достигли
полюсов клетки. (слайд)
а) начинается деспирализация (раскручивание )
хромосом. Они возвращаются к состоянию, в котором были в
неделящейся клетке.
б) появляются ядрышки и ядерная мембрана;
в) цитоплазма делится и дочерние клетки отделяются друг от друга.
Подводя итог описанию митоза , обратите внимание на наиболее существенные
процессы, происходящие при типичном делении клеток:
(слайд)
1. Цикл спирализации и деспирализации хромосом;
2. Изменение ядра в профазе;
3. Формирование митотического аппарата;
4. Преобразование мембран клетки;
5. Разделение хромосом на хроматиды;
6. Закономерное перемещение хромосом;
7. Реконструкция ядер в телофазе;
8. Цитокинез.
Очень важно понять, что если при нарушении этой закономерности
хромосомы четко не распределяются между дочерними клетками, то нарушается
закон передачи наследственных признаков от материнской клетки дочерним.
Следовательно, нарушится митоз, клетки утратят способность к
упорядоченному, четкому делению. Один из результатов – образование
опухолевых тканей.
Итак, в чем же суть митоза?
В результате митоза каждая дочерняя клетка получает такие же хромосомы, как
имела материнская клетка. Число хромосом в обеих дочерних клетках равно числу
хромосом материнской клетки.
Следовательно , биологическое значение митоза заключается в строго
равномерном распределении хромосом между ядрами двух дочерних клеток.
Митоз обеспечивает точную передачу всей наследственной
информации каждому из дочерних ядер.
Вопрос к классу:
Как вы думаете, что длится дольше: интерфаза или митоз? (слайд)
Таблица
Клетки ткани
Продолжительность( час.)
интерфаза
митоз
5
Эпителий тонкой кишки мыши
Эпителий 12-перстной кишки
мыши
Клетки корешка конского боба
12-18
11
0,5-1
3
25
0,5
К классу: как вы думаете, благодаря чему достигается такая четкость процесса
митоза?
Достигается такая короткая цикличность благодаря четкости и направленности
процесса митоза, который установился в результате длительного эволюционного
развития. Чаще митоз от профазы до завершения интерфазы занимает всего 1-2
часа.
Закрепление:
1. Вспомните, какие две категории клеток мы знаем. Какой набор хромосом
составляют их ядра? (соматические – 2 n, половые - 1n)
2. Какие хромосомы называются парными? Где они лежат?
(Количество хромосом постоянно для каждого вида растений и животных.
Хромосомы, содержащиеся в ядре одной клетки, всегда парные)
3. Что такое хромосомный набор вида?
(Совокупность хромосом, содержащихся в одном ядре).
Вот почему важно усвоить, что митоз – основа непрямого деления клеток
эукариот. (слайд).Именно благодаря ему точно распределяются хромосомы.
Этим сохраняется постоянство видов в природе. Но мы с вами разобрали
митоз, присущий соматической категории клеток. Здесь распределяются парные
хромосомы.
Предлагаю заполнить таблицу этапов митоза.
Фазы митоза
Начало фазы
Интерфаза
1
2
3
Профаза
1
2
3
1
2
1
2
3
1
2
3
Метафаза
Анафаза
Телофаза
Конец фазы
Какие новые
понятия узнали?
Проверка таблицы.
Итак, митоз- основа непрямого деления клетки. Именно благодаря ему точно
распределяются хромосомы между дочерними клетками. Этим сохраняется
постоянство видов.
Нарушение митоза (необходимость охраны окружающей среды от мутагенов);
6
Социальное развитие; повышение уровня жизни народа; постоянное улучшение
охраны здоровья населения; улучшение обеспеченности учреждений
здравоохранения лекарственными средствами, современным диагностическим и
лечебным оборудованием и медицинской техникой.
Вопрос классу:
Какие положения можно считать основными тезисами лекции?
Итак, вывод урока.
1. Что такое митоз?
(митоз – непрямое деление эукариот.)
2. Что такое клеточный цикл? Жизненный цикл?
(клеточный цикл (жизненный цикл) – совокупность явлений между двумя
последовательными митозами или между образованием клетки и её гибелью.
Цикл этот, как правило, состоит из 4 фаз. В фазе G1 – интерфазе – клетка
выполняет обычные физиологические функции. По окончании этой фазы
клетка может вступать в новый клеточный цикл.)
3. Каково значение митоза?
(Значение митоза: происходит точное распределение диплоидного набора
хромосом от материнской клетки к дочерним.)
4. Каково биологическое значение митоза?
(Биологическое значение: благодаря митозу осуществляется точная передача
наследственной информации от материнской клетки к дочерним. Это
способствует постоянству видов в природе.)
Учитель:
Чтобы проверить, как усвоен новый материал, впишите в последнюю колонку
те термины и понятия, которые непосредственно относятся к той или иной
фазе.
Проверка.
Спасибо! Урок окончен.
7