Опорный конспект к уроку биологии: "Развитие знаний о клеточном строении живых организмов".

ГБОУ РК «ССШИ №1»

Учитель биологии - Сидоренкова Юлия Васильевна

Конспект урока биологии

Тема: Развитие знаний о клеточном строении живых организмов.

Развитие знаний о клетке.

Клетка — элементарная биологическая система, способная к самооб­новлению, самовоспроизведению и развитию. Клеточные структуры лежат в основе строения растений, грибов и животных. Каким бы многообразным не представлялось строение организмов, в основе его лежат сходные структуры — клетки.

Наука о строении, составе и функциях клетки — цитология.

Предпосылкой открытия клетки было изобретение микроскопа и ис­пользование его для исследования биологических объектов.

В 1665 г: английский физик Р. Гук (1635—1703), рассматривая под мик­роскопом срез пробки, обнаружил, что она состоит из ячеек, напоминаю­щих пчелиные соты. Эти образования Гук назвал клетками.

Во второй по­ловине XVII в. появились работы ряда микроскопистов: итальянца М. Мальпиги (1628—1694), англичанина Н. Грю (1641—1712), также об­наруживших ячеистое строение многих растительных объектов. Голландец А. Левенгук (1632—1723) впервые обнаружил, в воде одноклеточные орга­низмы.

Внимание микроскопистов привлекала, в первую очередь, клеточная оболочка. Лишь во втором десятилетии XIX в. исследователи обратили внимание на полужидкое студенистое содержимое, заполняющее клетку — протоплазму.

К 30-м годам XIX в. накопилось немало работ о клеточном строении организмов. Общепризнанным стало представление о клетке как элементарной микроскопической структуре растений. Немецкий ботаник М. Шлейден (1804—1881) первым пришел к заключению, что в любой растительной клетке имеется ядро. Исходя из этих данных, а также многочисленных на­блюдений, аналогичных собственным наблюдениям над развитием клеток животных организмов, немецкий зоолог Т. Шванн (1810—1882) нашел верный принцип сопоставления клеток растений и животных. Он установил, что хотя клетки животных крайне разнообразны и значительно отличаются от клеток растений, ядра во всех клетках обладают большим сходством. Если в каком-либо видимом под микроскопом образовании присутствует ядро, это образование, по мнению Шванна, можно считать клеткой.

Основываясь на таком критерии, Шванн выдвинул основные положе­ния клеточной теории:

1) клетка является главной структурной единицей всех организмов (ра­стительных и животных);

2) процесс образования клеток обусловливает рост, развитие и дифференцировку растительных и животных тканей.

В 1858 г. вышел в свет основной труд немецкого патолога Р. Вирхова (1821—1902) «Целлюлярная патология». Это произведение, ставшее клас­сическим, оказало влияние на дальнейшее развитие учения о клетке и для своего времени имело большое прогрессивное значение. Вирхов показал, что клетки возникают только путем деления, холя сущность этого процес­са оставалась ему неизвестной. Именно Вирховым был сформулирован важ­нейший принцип «Каждая клетка от клетки». Это положение блестяще под­твердилось дальнейшим развитием биологии.

Важным обобщением явилось также утверждение, что наибольшее зна­чение в жизнедеятельности клеток имеют не оболочки, а их содержимое: протоплазма и ядро.

К. Бэр (1792—1876) открыл яйцеклетку млекопитающих и установил, что все организмы начинают свое развитие из одной клетки. Открытие К. Бэра показало, что клетка не только единица строения, но и единица разви­тия всех живых организмов.

Дальнейшее совершенствование микроскопической техники, создание электронного микроскопа и методов молекулярной биологии позволили глубже проникнуть в изучение клетки, познать ее сложную структуру и мно­гообразие протекающих в ней биохимических процессов.

Успехи цитологии и цитогенетики (науки о передаче наследственности на клеточном уровне) были связаны с методами исследования:

1. исполь­зование светового микроскопа (увеличение до 3000 раз)

2. метода окраши­вания цитологических препаратов

3. метод фиксирования с помощью отдельных веществ (спирта, формалина), а также замораживания и высушивания.

4. Боль­шим шагом вперед оказалось изобретение в 30-х годах нашего века электронного и фазоконтрастного микроскопов. Увеличение в 100000 и больше раз, которое способен давать электронный микроскоп, позволяет увидеть самые мелкие детали строения клеточных органелл.

5. Современные достижения цитологии связаны с использованием физических (метод меченых атомов)

6. биохимических методов – центрифугирование (разделение частей клеток, отличающихся по удельному весу и размерам, с помощью центрифуг).

Прокариоты - представляют собой отдельное царство организмов, к которому относятся различные виды бактерий и цианобактерий (их еще называют сине-зелеными водорослями).

Эукариоты – это растения, грибы, животные.

Клети прокариот имеют более простое строение по сравнению с прокариотами. В клетках прокариот отсутсвует ядро, пластиды, митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, клеточный центр, лизосомы, вакуоли.

В цитоплазме прокариот имеются рибосомы, которые в отличие от рибосом эукариотических клеток, имеют маленькие размеры, разнооб­разные включения и один—два участка с наследственным материалом, ко­торый представлен в виде кольцевой молекулы ДНК, прикрепленной в оп­ределенном месте к внутренней поверхности плазматической мембраны. Таким образом, у прокариот отсутствуют типичные хромосомы, которые в клетках эукариот находятся в ядре. Прокариоты очень распространены в природе. Они населяют водоемы различных типов, почву, поселяются в организмах растений, животных, человека.

По способу питания они делятся на автотрофы и гетеротрофы. Первые способны синтезировать органические вещества из неорганических в ре­зультате фотосинтеза и хемосинтеза; вторые питаются готовыми органичес­кими веществами. Те гетеротрофы, которые в качестве пищи используют органические остатки, называются сапрофитами (от греч. «сапрос» — «гнилой»), а те, которые питаются органическими веществами живых организмов, на­зываются паразитами.

По способу дыхания прокариоты делятся на аэробные и анаэробные.

Аэробные организмы нуждаются в кислороде, который им необходим для окисления определенных химических соединений, в результате чего они получают энергию.

Анаэробные организмы не нуждаются для получения энергии в кислороде, им свойственно бескислородное расщепление хими­ческих веществ, которое осуществляется за счет ферментов и дает этим организмам энергию.

Размножаются прокариоты бесполым путем (делением клетки попо­лам), Хотя у некоторых из них известен и половой процесс, который осуще­ствляется путем обмена двух клеток наследственной информацией через цитоплазматический мостик, который может возникать на определенное время.

При неблагоприятных условиях среды прокариоты образуют споры, покрытые плотной оболочкой, что позволяет им выдерживать как низкие, так и высокие температуры, а также длительный засушливый период.

Эукариоты состоят из клеток, в которых есть оформленное ядро. В их цитоплазме имеются разнообразные органеллы (митохондрии, пластиды, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли, клеточ­ный центр и т. д.).

Процесс деления эукариотических клеток протекает слож­нее и, как правило, сопровождается образованием веретена деления, кото­рое обеспечивает равномерное распределение хромосом между дочерними клетками.

Среди эукариот встречаются одноклеточные, колониальные и много­клеточные формы.

История изучения клетки. Вопросы:

Обозначьте знаком «+» все правильные ответы.

1. Методы изучения клетки:

 А. Световая микроскопия  Б. Меченных атомов

 В. Гибридологический  Г. Близнецовый

 Д. Её прижизненного изучения  Е. Электронной микроскопии

1. Ученые, которые сформулировали в 1839 г. клеточную теорию:

 А. Р.Гук и А. Левенгук  Б. Дж. Вотсон и Ф.Крик

 В. Т.Шванн и М. Шлейден  Г. А. Воллес и Ч. Дарвин

1. Определите соответствие между описанием методов цитологического исследования и их названием:

1) основан на длительном сохранении и выращивании в специальных питательных средах клеток, тканей, небольших органов или их частей, выделенных из организма человека, животных и растений;

2) основан на регистрации веществ, меченных изотопами;

3) основан на том, что целый ряд веществ имеют способность светиться при поглощении ими световой энергии;

4) основан на том, что отдельные участки в общем прозрачной клетки, хоть немного, но отличаются один от другого по плотности и светопреломлению

А. Световая микроскопия

Б. Фазово-контрастная микроскопия

В. Флуоресцентная микроскопия

Г. Авторадиография

Д. Культуры тканей;

4. Дайте определение.

Цитология – это __________________________________

Клетка – это________________________________________

Прокариоты – это___________________________________

Эукариоты - это____________________________________

Ядро – это ___________________________________________

Клеточная теория – это _________________________________

Микроскоп – это _______________________________________

Общий план строения клеток.

Строение и функции клеточных мембран.

Постоянные клеточные структуры, которые выполняют определённые функции, обеспечивая тем самым процессы жизнедеятельности клетки, на­зываются органеллами. Одной из важнейших клеточных органелл являет­ся ее плазматическая мембрана — тонкая пленка; покрывающая всю клетку.

В настоящее время общепринятой считается жидкостно-мозаичная модель строения плазматической мембраны. Молекулы липидов расположены в мембране в два слоя таким образом, что их непо­лярные водоотталкивающие концы находятся в глубине мембраны, а полярные водорастворимые концы обращены к внутренней и внешней водной среде.

Жидкостно-мозаичной эту мо­дель строения плазматической мембраны клетки называют потому, что мно­гие из входящих в ее состав белки не остаются на месте, а как бы плавают в жидких липидных слоях, образуя своего рода мозаику. мембран.

Между молекулами белков в плазматической мембране имеются поры (канальцы), заполненные водой.

Функции плазматической мембраны важны и разнообразны.

1. Она отграничивает содержимое клетки от внешней среды, опреде­ляя ее форму и размеры;

2. мембрана защища­ет клетку от физических и химических повреждений, делает возможным контакт и взаимодействие клеток в тканях и органах.

3. одной из самых важных функций плазматической мембраны является обеспечение обмена веществ между клеткой и внешней средой.

4. С непосредственным участием мембраны связаны два активных процес­са — фагоцитоз и пиноцитоз.

Фагоцитоз — это поглощение клеткой твердых частиц. Пиноцитоз — это поглощение клеткой жидких веществ. Механизм пиноцитоза тот же, что и фагоцитоза. Наиболее характерен он для амебоидных клеток (лейкоциты, клетки зародыша) и для клеток, участвующих в водно-солевом обмене ве­ществ (клетки печени, почек).

Ядро, его компоненты. Биологическая роль ядра.

Как известно, ядро является неотъемлемой частью какой бы то ни было эукариотической клетки.

Ядро состоит из поверхностного аппарата и внутреннего содержимого (ядерного матрикса). Он состоит из двух мембран — внешней и внутренней, поэтому ядро относится к дву- мембранным органеллам.

Между этими мембранами имеется пространство (щель). Две мембра­ны ядра составляют ядерную оболочку, она пронизана порами. У большин­ства клеток во время деления ядерная оболочка рассасывается. Внутрен­нее содержимое ядра — ядерный матрикс — состоит из ядерного сока (кариоплазмы), ядрышек, рибонуклеопротеидных комплексов и нитей хро­матина.

Ядерный сок (кариоплазма) по строению и свойствам напоминает ци­топлазму.

Ядрышки имеются в кариоплазме большинства клеток эукарИот. Их количество может быть различным — от одного до Многих. Они представ­ляют собой плотные структуры, состоящие из РНК и белков. Кроме этого, в состав ядрышка входит ядрышковый хроматин и гранулы, из которых впоследствии формируются субъединицы рибосом. Ядрышки формируют­ся на определенных участках отдельных хромосом(вторичных перетяж­ках). Во время деления клетки ядрышки в ней исчезают, а в конце этого процесса синтезируются вновь.

ВОПРОСЫ:

«МИФ ИЛИ ФАКТ» (определить правильность суждений)

• Все живые организмы имеют клеточное строение

• Клетки живых организмов похожи по строению и составу

• Наука о клетке – цитология

• Единица строения живых организмов - молекула

• Вирусы имеют клеточное строение

• Клетки растений и животных содержат ядро

• Вирусы состоят из ДНК или РНК

• У бактерий отсутствует ядро

• Клетки можно изучать с помощью микроскопа

• Ученые, которые сформулировали в 1839 г. клеточную теорию: Т.Шванн и М. Шлейден