Структурная и функциональная организация клетки

І. Организационный этап .

Проверяется готовность учеников к уроку, создается учебная обстановка.

II. Проверка домашнего задания.

1.Назовите особенности Homo sapiens.

2. Какие расы вы знаете?

3. Какие особенности присущи той или иной расе?

ІІІ.Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности.

Существует множество теорий происхождения жизни. Одни ученые твердят, что жизнь пошла от органических веществ, другие — от неорганических. Всем хорошо известная теория Опарина. Что может служить доказательством этой теории?

ІV. Изучение нового материала.

1. Химический состав клетки.

Клетка — основная структурная, функциональная и генетическая единица организации живого, элементарная живая система. (Что позволяет нам утверждать, что клетка основная структурная, функциональная и генетическая единица организации живого?)

Клетка может существовать как отдельный организм (бактерии, простейшие, некоторые водоросли и грибы) или в составе тканей многоклеточных животных, растений, грибов. Клетка может выполнять все функции живого организма и обладает такими свойствами, как обмен веществ, питание, дыхание, выделение, раздражимость, способность к делению.

(Кем впервые был предложен термин «клетка»?)

Термин «клетка» был предложен английским исследователем Робертом Гуком в 1665 г. Впервые используя микроскоп для изучения срезов пробки, он заметил множество мелких образований, похожих на ячейки пчелиных сот. Роберт Гук дал им название ячейки или клетки. Работы Р. Гука вызвали интерес к дальнейшим микроскопическим исследованиям организмов. Возможности светового микроскопа в XVII—XVIII вв.еках были ограничены. Накопление материала о клеточном строении растений и животных, о структуре самих клеток шло медленно. Только в тридцатых годах XIX века были сделаны фундаментальные обобщения о клеточной организации живого.

(С каких веществ состоит клетка?)

В состав клетки входит более 80 химических элементов. По количественному составу элементы, входящие в состав клетки разделяют на три группы: мактроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы. (Записываем схему)

Химический состав клетки

Макроэлементы Микроэлементы Ультрамикроэлементы

H, O, N, C (биогенные) Сu, Mn, Zn, I U, Ra, Сs, Se, Hg, Au

Ca, S, P, K, Na

Макроэлементы составляют основную массу сухого вещества, участвуют в построении органических и неорганических соединений в живых организмах. Их концентрация колеблется от 10 до 0,001% массы тела. К ним относятся кислород, водород, углерод, азот, железо, фосфор, сера, кобальт, кальций, медь, молибден, цинк. йод, натрий, хлор.

Микроэлементы. Преимущественно это ионы тяжелых металлов, входящие в состав жизненно важных веществ. В организмах содержаться в небольших количествах от 0,001% до 0, 1% массы тела. К микроэлементам относятся бор, кобальт, медь, молибден, цинк, йод, бром, ванадий.

Ультрамикроэлементы. Их концентрация не превышает 0,1%, физиологическая роль в организмах растений и животных окончательно не установлена. К этой группе относятся уран, радий, золото, ртуть, цезий, селен и много других рассеянных и редких химических элементов.

Химические соединения, входящие в состав клетки, можно разделить на две группы: неорганические соединения и органические. (Составляем схему)

Химический состав клетки Неорганические вещества Органические вещества Вода, мин. соли НК, АТФ, белки, жиры, углеводы,

Вода необходима для осуществления жизненных процессов в клетке. Ее основные функции следующие:

1. Универсальный растворитель.

2. Среда, в которой протекают биохимические реакции.

3. Определяет физиологические свойства клетки (ее упругость, объем).

4. Участвует в химических реакциях.

5. Поддерживает тепловое равновесие клетки и организма в целом благодаря высокой теплоемкости и теплопроводности.

6. Основное средство для транспорта веществ.

Минеральные вещества поддерживают осмотическое равновесие между клеткой и межклетоным веществом; регулируют разные биохимические и физиологические процессы. Минеральные вещества клетки находятся в виде ионов. Наиболее важные из них катионы — это K+, Na+, Ca2+, Mg2+, анионы — это Сl-, НСО3-, Н2РО4-.

Из органических соединений в клетках есть белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, АТФ.(Что вы знаете о белках, жирах, углеводах?).Белки — высокомолекулярные полимерные органические вещества, определяющие структуру и жизнедеятельность клетки и организма в целом. Структурной единицей, мономером их биополимерной молекулы является аминокислота. В образовании белков принимают участие 20 аминокислот. Белки выполняют разнообразные функции: строительную, регуляторную, каталитическую, защитную и др. Углеводы — большая группа органических соединений. Термин «углеводы» введен впервые отечественным ученым К. Шмидтом в 1844 г. Углеводы принято делить на 3 группы: моносахариды, олигосахариды, полисахариды. Функции: 1. Являются основным источником энергии для организма; 2. Защитная функция. Слизь, выделяемая различными железами, со держит много углеводов и их производных. Она предохраняет стенки полых органов от механических повреждений. Обладая антисептическими свойствами, слизь защищает организм от проникновения болезнетворных бактерий; 3. Структурная и опорная функции. Жиры — органические соединения, которые наряду с белками и углеводами, обязательно присутствуют в клетках. Функции липидов в клетке разнообразны:

* структурная (принимают участие в построении мембраны);

* энергетическая (при распаде в организме 1 г жира выделяется 9,2 ккал энергии — в 2,5 раза больше, чем при распаде того же количества углеводов);

* защитная (от потери тепла, механических повреждений);

* жир — источник эндогенной воды;

* регуляция обмена веществ (например, стероидные гормоны -;

кортикостерон и др.). Нуклеиновые кислоты выполняют функции хранения, передачи и реализации наследственной информации. Различают два основных типа нуклеиновых кислот: дизоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). Адинозинтрифосфорная кислота (АТФ) синтезируется в митохондриях клетки и аккумулирует в себе энергию.

2.Структурно-функциональная организация клетки

Клетка является элементарной структурно-функциональной единицей организма. Структурными компонентами являются: плазматическая мембрана, цитоплазма, клеточные органеллы, ядро. Органеллы клетки могут быть мембранными и немембранными структурами. (Составляем в ходе лекции схему) Органеллы клетки

Мембранные Немембранные

1-мемб. 2-мемб. — рибосомы;

— ЭПС: гладкая; - ядро; - цитоскелет;

шереховатая; - митохондрии — клеточный центр

— ап. Гольджи

— лизосомы: первичные; вторичные

(Составляем таблицу «Органеллы и их функции»)

Содержимое клетки отделено от внешней среды плазматической мембраной, обеспечивающей существование клетки и протекание процессов жизнедеятельности, регулирует обмен веществ между внутренней и внешней средой.

Все содержимое клетки, заполняющее пространство внутри клеточной мембраны, за исключением ядра, носит название цитоплазма. ЦП — вязкое полужиткое вещество, в котором расположены органеллы, выполняющие в клетке различные функции. (Какие органеллы вы знаете?) К органеллам относятся эндоплазматический ретикулум, рибосомы, комплекс Гольджи, лизосомы, митохондрии, клеточный центр.

Ядро является одним из наиболее важных компонентов клетки, отделено от цитоплазмы двухмембранной оболочкой. В нем хранится и переписывается наследственная информация. Это центр управления жизнедеятельностью клетки, контролирующий работу всех органелл. Внутренняя часть ядра заполненная нуклеоплазмой, в которой содержится одно или несколько ядрышек. Они участвуют в образовании рибосом.

Рибосомы формируются в ядре, но работают в цитоплазме. Состоят из двух субъединиц — большой и малой. Большинство из них прикрепляется к мембранам шероховатой ЭПС, остальные находятся в цитоплазме свободно.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) — это сеть канальцев, ограниченных мембраной. Существует два типа ЭПС: гладкая и шероховатая. На мембране шероховатой ЭПС расположены рибосомы. Поэтому ее основная функция — синтез и транспорт белков. Гладкая ЭПС участвует в синтезе и транспорте углеводов и липидов.

Для синтеза белков, углеводов и жиров необходима энергия, которую вырабатывают энергетические станции клеток — митохондрии. Митохондрии — это двумембранные палочковидные органеллы. В которых осуществляется процесс внутриклеточного дыхания. На мембранах митохондрий происходит окисление органических веществ с выделением энергии, которая накапливается в виде особых энергетических молекул — АТФ .

Аппарат Гольджи — органелла, обнаруженная в клетке итальянским исследователем Камилло Гольджи в 1898 г.

Аппарат Гольджи — система плоских мембранных мешочков. Основным элементом органеллы является мембрана, образующая уплощенные цистерны — диски. Они располагаются друг над другом. Каждая стопка Гольджи (у растений называемая диктиосомой) содержит от четырех до шести цистерн. Края цистерн переходят в трубочки, от которых отчленяются пузырьки (пузырьки Гольджи), транспортирующие заключенное в них вещество к месту его потребления. Отчленение пузырьков Гольджи происходит на одном из полюсов аппарата. Со временем это приводит к исчезновению цистерны. На противоположном полюсе аппарата осуществляется сборка новых дисков-цистерн. Они формируются из пузырьков, отпочковывающихся от гладкой эндоплазматической сети. Содержимое этих пузырьков, «унаследованное» от ЭПС, становится содержимым аппарата Гольджи, в котором подвергается дальнейшей переработке.

Функции аппарата Гольджи разнообразны: секреторная, синтетическая, строительная, накопительная. Одна из важнейших функций — секреторная. В цистернах аппарата Гольджи происходит синтез сложных углеводов (полисахаридов), осуществляется их взаимосвязь с белками, приводящая к образованию мукопротеидов. С помощью пузырьков Гольджи готовые секреты выводятся за пределы клетки.

Аппарат Гольджи образует гликопротеин (муцин), представляющий важную составную часть слизи; участвует в секреции воска, растительного клея.

Иногда аппарат Гольджи принимает участие в транспорте липидов.

В аппарате Гольджи происходит укрупнение белковых молекул. Он участвует в построении плазматической мембраны и мембран вакуолей. В нем формируются лизосомы.

Лизосомы — одномембранные органеллы, характерные для клеток животных, содержащие ферменты, которые могут расщеплять белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, липиды. Лизосомы в клетках не представляют собой самостоятельных структур. Они образуются за счет активности эндоплазматической сети и аппарата Гольджи и напоминают секреторные вакуоли. Они переваривают не только вещества, попавшие в клетку, но и отмершие частицы органелл клетки.

Выделяют первичные и вторичные лизосомы. Первичные лизосомы представляют собой пузырьки с набором ферментов, отделившиеся от цистерн аппарата Гольджи. Они участвуют во внутриклеточном пищеварении и иногда секреции ферментов, выделяющихся из клетки наружу. Это происходит, например, при замене хряща костной тканью в процессе развития, при перестройке костной ткани в ответ на повреждение.

Продукты переваривания поглощаются клеткой, но часть материала может остаться непереваренной. Вторичные лизосомы, содержащие нерасщепленный материал, называют остаточными тельцами или телолизосомами. Остаточные тельца обычно через плазматическую мембрану выводятся наружу (экзоцитоз).

У человека при старении организма в остаточных тельцах клеток мозга, печени и в мышечных волокнах накапливается «пигмент старения» — липофусцин.

Клеточный центр располагается около ядра и состоит из парных центриолей и центросферы. Центриоли характерны для животных клеток, их нет у высших растений, низших грибов и некоторых простейших. Центриоли окружены зоной более светлой цитоплазмы, от которой радиально отходят тонкие фибриллы (центросферы).

Все органеллы клетки работают согласованно, принимаю участие в процессах жизнедеятельности.

3.Основные жизненные свойства клеток Для клетки свойственны те же процессы жизнедеятельности. Свойственные и всему организму :

— обмен веществ и превращение энергии;

— раздражимость;

— размножение и рост;

— движение и саморегуляция.

V. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений учащихся.

Вопросы для повторения и обсуждения:

1. На какие 3 группы разделяются по количественному составу элементы, входящие в состав клетки?

2. Какие химические элементы относятся к биогенным и почему?

3. Какие типы веществ выделяют в составе клетки? Какие относятся с неорганическим, а какие к органическим?

4. Назовите мембранные и немембранные органеллы клетки.

5.Какие функции выполняют органеллы клетки?

VI. Домашнее задание.

§ 5, подготовиться к самостоятельной работе

VII. Подведение итогов урока.

Выставление оценок. Характеристика роботы учеников в классе. Пожелание по улучшению работы определенных учеников и поведения в классе .

Монолог учителя Монолог учителя с элементами беседы Ученики записывают определение Дети с помощью учебника берут участие в составлении схем Фронтальная беседа Монолог учителя