Урок 4. Цитология – наука о клетке. Клеточная теория. Немембранные органоиды клетки
Предмет: Биология, 10 класс

Конспект урока

БИОЛОГИЯ, 10 класс

Урок 4. «Цитология - наука о клетке. Клеточная теория. Немембранные органоиды клетки.»

1. Перечень вопросов, рассматриваемых в теме;

Урок посвящен знакомству с основными вехами становления учения о клетке, о предпосылках создания клеточной теории и ее роли в развитии биологии. Так же рассмотрим особенности строения и функции цитоплазматической мембраны исходя из современных представлений. Познакомимся с органеллами общего значения, обратив особое внимание на взаимосвязь их химической структуры, строения и функций.

2. Глоссарий по теме (перечень терминов и понятий, введенных на данном уроке);

Биологические мембраны - (также цитолемма, плазмалемма, или плазматическая мембрана) — эластическая молекулярная структура, состоящая из белков и липидов
клеточная теория - одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений, животных и остальных живых организмов с клеточным строением.
Микротрубочки — белковые внутриклеточные структуры, входящие в состав цитоскелета,
Органоиды (их еще называют органеллами) - постоянные составляющие элементы любой клетки, которые делают ее целостной и выполняют определенные функции.
пиноцитоз - захват клеточной поверхностью жидкости с содержащимися в ней веществами.
фагоцитоз - захват и дальнейшее переваривание клеточной поверхностью твёрдых частиц.
Жгутики и реснички — специализированные органоиды движения клеток
Рибосома - важнейший немембранный органоид живой клетки, служащий для биосинтеза белка из аминокислот по заданной матрице,
цитоплазма - полужидкое содержимое клетки, внутренняя среда живой или умершей клетки, кроме ядра и вакуоли, ограниченная плазматической мембраной
Активный транспорт — перенос вещества через клеточную или внутриклеточную мембрану (трансмембранный активный транспорт) или через слой клеток (трансцеллюлярный активный транспорт), протекающий из области низкой концентрации в область высокой, т. е. с затратой свободной энергии организма.

Пассивный транспорт — перенос веществ из области высокой концентрации в область низкой без затрат энергии (например, диффузия, осмос)

3. Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц);

Обязательная литература:

Учебник «Биология.10-11класс», созданный под редакцией академика Д.К. Беляева и профессора Г.М. Дымшица / авт.-сост. Г.М. Дымшиц и О.В. Саблина. - М.: Просвещение, 2018г.,стр.27-37 Базовый уровень.

Дополнительные источники:

1 Дополнительные источники:

1. Общая биология 10-11, дидактические материалы/ авт.-сост. С.С. Красновидова, С. А. Павлов, А. Б. Павлов, - М. Просвещение, 2000г., стр.6-42

2. Общая биология 10-11 классы: подготовка к ЕГЭ. Контрольные и самостоятельные работы/ Г. И. Лернер. – М.: Эксмо, 2007.стр 32-37

3. Биология: общая биология. 10-11 классы: учебник/ А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник.- М.: Дрофа, 2018. Стр.61-64

4. А.Ю. Ионцева, А. В. Торгалов «Биология в схемах и таблицах».	.

5. Е.Н. Демьянков, А.Н. Соболев «Сборник задач и упражнений. Биология 10-11», учебное пособие для общеобразовательных организаций.

4. Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);

Интернет-ресурсы:

Образовательный портал для подготовки к экзаменам https://bio-ege.sdamgia.ru/?redir=1
Российский общеобразовательный Портал http://www.school.edu.ru/

5. Теоретический материал для самостоятельного изучения;

Клетка - это структурная единица живого, тот кирпичик, который лежит в основе всей жизни на Земле. Все живые существа, за исключением вирусов, состоят из клеток.

С момента обнаружения клеток, до того, как было сформулировано современное положение клеточной теории, прошло почти 400 лет. Впервые клетку исследовал в 1665 г. естествоиспытатель из Англии Роберт Гук. Заметив на тонком срезе пробки ячеистые структуры, он дал им название клеток. современное положение клеточной теории В свой примитивный микроскоп Гук еще не мог рассмотреть все особенности, но по мере совершенствования оптических приборов, появления методик окрашивания препаратов ученые все больше погружались в мир тонких цитологических структур.

Как появилась клеточная теория Знаковое открытие, повлиявшее на дальнейший курс исследований и на современное положение клеточной теории, сделано в 30-х годах XIX века. Шотландец Р. Броун, изучая лист растения при помощи светового микроскопа, обнаружил в растительных клетках сходные округлые уплотнения, которые впоследствии назвал ядрами. С этого момента появился важный признак для сопоставления между собой структурных единиц различных организмов, что стало основой выводов о единстве происхождения живого. Не зря даже современное положение клеточной теории содержит ссылку на данный вывод. первоначальные и современные положения клеточной теории

Вопрос о происхождении клеток был поставлен в 1838 году немецким ботаником Матиасом Шлейденом. Массово исследуя растительный материал, он отметил, что во всех живых растительных тканях присутствие ядер обязательно. Его соотечественник зоолог Теодор Шванн сделал такие же выводы относительно тканей животных. Изучив работы Шлейдена и сопоставив множество растительных и животных клеток, он сделал заключение: несмотря на многообразие, все они имеют общий признак – оформленное ядро. Клеточная теория Шванна и Шлейдена Собрав воедино имеющиеся факты о клетке, Т. Шванн и М. Шлейден выдвинули главный постулат клеточной теории. Он состоял в том, что все организмы (растения и животные) состоят из клеток, близких по строению.

В 1858 году было внесено еще одно дополнение в клеточную теорию. Рудольф Вирхов доказал, что организм растет за счет увеличения количества клеток путем деления исходных материнских. Нам это кажется очевидным, но для тех времен его открытие было весьма продвинутым и современным.

На тот момент современное положение клеточной теории Шванна в учебниках формулируется следующим образом: Все ткани живых организмов имеют клеточное строение. Клетки животных и растений образуются одним и тем же способом (делением клетки) и имеют сходное строение. Организм состоит из групп клеток, каждая из них способна к самостоятельной жизнедеятельности.

Став одним из важнейших открытий XIX века, клеточная теория заложила основу представления о единстве происхождения и общности эволюционного развития живых организмов. Дальнейшее развитие цитологических знаний Совершенствование исследовательских методов и оборудования позволило ученым значительно углубить знания о строении и жизнедеятельности клеток: доказана связь структуры и функции как отдельных органелл, так и клеток в целом (специализация цитоструктур); каждая клетка в отдельности демонстрирует все свойства, присущие живым организмам (растет, размножается, обменивается веществом и энергией с окружающей средой, подвижна в той или иной степени, адаптируется к изменениям и др.); органеллы не могут по отдельности демонстрировать подобные свойства; у животных, грибов, растений обнаруживаются одинаковые по строению и функциям органеллы; все клетки в организме взаимосвязаны и работают слаженно, выполняя комплексные задачи. Благодаря новым открытиям, положения теории Шванна и Шлейдена были уточнены и дополнены. Современный научный мир пользуется расширенными постулатами основополагающей теории в биологии. 5 положений современной клеточной теории В литературе можно встретить различное количество постулатов современной клеточной теории, наиболее полный вариант содержит пять пунктов:

1.	Клетка является наименьшей (элементарной) живой системой, основой строения, размножения, развития и жизнедеятельности организмов. Неклеточные структуры не могут называться живыми.

2.	Клетки появляются исключительно путем деления уже существующих.

3.	Химический состав и строение структурных единиц всех живых организмов сходны.

4.	Многоклеточный организм развивается и растет за счет деления одной/нескольких первоначальных клеток.

5.	Сходное клеточное строение организмов, населяющих Землю, свидетельствует о едином источнике их происхождения. современное положение клеточной теории

Первоначальные и современные положения клеточной теории во многом перекликаются. Углубленные и расширенные постулаты отражают современный уровень знаний по вопросу строения, жизни и взаимодействия клеток.

Все клетки живых организмов состоят из плазматической мембраны, ядра и цитоплазмы. В последней находятся органоиды и включения. Мембранные и немембранные органоиды

Органоиды – это постоянные образования в клетке, каждое из которых выполняет определенные функции. Включения – это временные структуры, которые в основном состоят из гликогена у животных и крахмала у растений. Они выполняют запасающую функцию. Включения могут находиться как в цитоплазме, так и в матриксе отдельных органоидов, таких как хлоропласты.

Классификация органоидов В зависимости от строения, они делятся на две большие группы. В цитологии выделяют мембранные и немембранные органоиды. Первые можно разделить на две подгруппы: одномембранные и двумембранные.

К одномембранным органоидам относятся эндоплазматическая сеть (ретикулум), аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли, везикулы, меланосомы.немембранные органоиды функции

К двумембранным органоидам причисляются митохондрии и пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты). Они имеют самое сложное строение, и не только за счет наличия двух мембран. В их составе также могут присутствовать включения и даже целые органоиды и ДНК. Например, в матриксе митохондрий можно наблюдать рибосомы и митохондриальную ДНК (мтДНК).

К немембранным органоидам относятся рибосомы, клеточный центр (центриоль), микротрубочки и микрофиламенты. Немембранные органоиды: функции

1.	Рибосомы нужны для того, чтобы синтезировать белок. Они отвечают за процесс трансляции, то есть расшифровке информации, которая находится на иРНК, и формировании полипептидной цепочки из отдельных аминокислот.

2.	Клеточный центр участвует в образовании веретена деления. Оно образуется как в процессе мейоза, так и митоза.

3.	микротрубочки, формируют цитоскелет. Он выполняет структурную и транспортную функции. По поверхности микротрубочек могут перемещаться как отдельные вещества, так и целые органоиды, например, митохондрии. Процесс транспортировки происходит с помощью специальных белков, которые называются моторными. Центром организации микротрубочек является центриоль.

4.	Микрофиламенты могут участвовать в процессе изменения формы клетки, а также нужны для передвижения некоторых одноклеточных организмов, таких как амебы. Кроме того, из них могут образовываться разнообразные структуры, функции которых до конца не изучены.

Структура Как понятно из названия, органоиды немембранного строения не имеют мембран. Они состоят из белков. Некоторые из них содержат также нуклеиновые кислоты. Структура рибосом Эти немембранные органоиды находятся на стенках эндоплазматического ретикулума. Рибосома обладает шаровидной формой, ее диаметр составляет 100-200 ангстрем. Эти немембранные органоиды состоят из двух частей (субъединиц) – малой и большой. Когда рибосома не функционирует, они находятся раздельно. Для того, чтобы они объединились, обязательно присутствие ионов магния или кальция в цитоплазме.органоиды немембранного строения Иногда при синтезе больших молекул белка рибосомы могут объединяться в группы, которые называются полирибосомами или полисомами. Количество рибосом в них может колебаться от 4-5 до 70-80 в зависимости от размера молекулы белка, которая синтезируется ими.

Рибосомы состоят из белков и рРНК (рибосомной рибонуклеиновой кислоты), а также молекул воды и ионов металлов (магния или кальция). Строение клеточного центра У эукариот эти немембранные органоиды состоят из двух частей, называемых центросомами, и центросферы – более светлой области цитоплазмы, которая окружает центриоли. В отличии от случая с рибосомами, части этого органоида обычно объединены. Совокупность двух центросом называется диплосомой. Каждая центросома состоит из микротрубочек, которые закручены в форме цилиндра.немембранные органоиды Структура микрофиламентов и микротрубочек Первые состоят из актина и других сократительных белков, таких как миозин, тропомиозин и др. Микротрубочки представляют длинные цилиндры, пустые внутри, которые растут от центриоли к краям клетки. Их диаметр – 25 нм, а длина может быть от нескольких нанометров до нескольких миллиметров в зависимости от размеров и функций клетки. Эти немембранные органоиды состоят в первую очередь из белка тубулина. Микротрубочки являются нестабильными органоидами, которые постоянно изменяются. У них наблюдается плюс-конец и минус-конец. Первый постоянно присоединяет к себе молекулы тубулина, а от второго они постоянно отщепляются. Формирование немембранных органоидов За образование рибосом отвечает ядрышко. В нем происходит формирование рибосомной РНК, структура которой кодируется рибосомной ДНК, находящейся на специальных участках хромосом. Белки, из которых состоят эти органоиды, синтезируются в цитоплазме. После этого они транспортируются в ядрышко, где и объединяются с рибосомной РНК, образуя малую и большую субъединицы. Затем уже готовые органоиды перемещаются в цитоплазму, а затем на стенки гранулярного эндоплазматического ретикулума

6. Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий).

Задание 1.

Информация о тестовом вопросе:

Какие ученые являются создателями клеточной теории?

Информация об ответах

Тип вариантов ответов: Текстовые, Графические, Комбинированные.

Варианты ответа:

1) М.Ломоносов и Р.Вирхов;

2) В.Вернадский и Г.Мендель;

3) Т.Шванн и М.Шлейден;

4) Р.Гук и Э.Геккель;

5) Р.Браун и А.ван Левенгук;

Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):

3) Т.Шванн и М.Шлейден.

Подсказка: вспомни все ли эти ученые жили в одно и то же время.

Задание 2.

Текст задания:

Решите кроссворд.

По горизонтали:

4. постоянные компоненты цитоплазмы.

5.вещество, входящее в состав цитоплазматической мембраны.

6.Диффузия воды через мембрану.

По вертикали:

Основное вещество цитоплазмы.
Наружный слой плазматической мембраны у животной клетки.
Органоид расположенный в цитоплазме.

Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные):

Правильные ответы:

По горизонтали: 4.органоиды, 5.белки, 6.осмос;

По вертикали: 1. Вода, 2.гликокаликс, 3. ядро;

Подсказка: все слова связаны с темой «Строение клетки».