Главная / Биология / Мини учебник на один урок "История изучения клеток. Методы цитологических исследований"

Мини учебник на один урок "История изучения клеток. Методы цитологических исследований"

ЭУВК «Школа будущего»

Феоктистова Т. А.

Биология 10 класс


Клеточный уровень организации живой природы.

История изучения клеток. Методы цитологических исследований


hello_html_287e8a14.png


hello_html_ee1ba7.png

Ялта 2011г.

Предисловие.


Предлагаемый Вам мини - учебник может служить и учебным пособием и книгой для чтения по биологии и конспектом. Будем рады, если издание не только поможет разобраться в учебном материале, закрепить и углубить знания, полученные на уроках, но и блеснуть знаниями малоизвестных любопытных фактов в области биологии.


Для кого написана эта книга?

- Для учеников старших классов, так как она соответствует действующей школьной программе (уровень стандарта).

- Для Вас, уважаемые учителя и родители.

- Для всех, кто когда либо задавал себе вопрос: «Что такое живая клетка? Как она устроена? Каков эволюционный путь этого удивительного микроскопического «галактического корабля» жизни?».


Ознакомимся:

- с методами изучения клетки;

- с историей развития цитологии;

- с основными этапами становления клеточной теории.


Охарактеризуем:

- клеточную теорию Шванна и ее роль в обосновании единства органического мира;


Используя презентации (демонстрационные) и комментарии к слайдам, можно достаточно быстро сформировать ассоциативный ряд по теме, повторить и закрепить теоретический материал.


Вспомним уровни организации живой материи. Для визуализации этого учебного материала целесообразно воссоздать схему «Уровни организации живой материи».

hello_html_4a3a2fae.gifhello_html_61df79cd.gif

hello_html_m5db9def7.gifhello_html_148352a7.gif

hello_html_maf34d0c.gifhello_html_5e57604d.gif

hello_html_m69aeb534.gifhello_html_7450a22e.gif

hello_html_md6c56fc.gifhello_html_m5605d93b.gif

hello_html_22fd35c9.gifhello_html_m72791762.gif

hello_html_38623b43.gifhello_html_m2b3c7657.gif

hello_html_4e05ad6a.gifhello_html_m5d7290da.gif


Подумай!

- История развития исследований клетки тесно связана с изобретением и усовершенствованием определенного прибора. Что это за прибор и почему без него мир клеток оставался неизвестным вплоть до средины ХVІІ столетия?

- С каким уровнем организации живой материи вы ознакомились во время изучения предыдущего раздела?

- Какие важнейшие классы органических веществ, которые характерны для живых систем, Вам известны?


Мотивация, актуализация ранее полученных знаний.

Вы уже знаете многое о строении клеток эукариот и прокариот из курса биологии 7 – 9 классов. Согласуются ли ваши знания с тем, о чем идет речь в стихотворении «Удивительная клетка»?


Живёт на свете человек

Но сколько, ни смотри,

Не разглядишь ты и вовек,

Что у него внутри.

И люди, побеждая рок,

Пытались отгадать,

Что с вами за один урок,

Должны мы здесь узнать.

Возьмём, к примеру, дом стоит

Из «тыщи» кирпичей,

И мир природы состоит

Из маленьких частей.

Вам кажется, мала она,

Но в микроскоп взгляните,

Ведь это целая страна

Как в натуральном виде

И в той стране столица

Является ядром,

Внутри её хранятся

Запасы хромосом.

В столице, как положено,

От центра совсем рядышком

От мира отгорожено

Главенствующее ядрышко.

А цитоплазма ширится

Огромным океаном

Вокруг нее границей

Наружная мембрана.

И органы другие там

Трудом поглощены,

Своим, согласно отраслям,

На благо всей страны.

Все знают, без энергии

Придет всему конец

Её даст митохондрия,

Работая, как ТЭЦ.

Заводов рибосомы

Работа нелегка.

Их очень вклад весомый

При синтезе белка.

А эндоплазмы сети -

То транспорт для веществ.

Пути-дороги эти

Основа связи есть.

Ещё есть комплекс Гольджи

Покуда полон тайн.

Его ты, если хочешь,

Попробуй, разгадай.

Учёным, чтобы решить секрет

Всех клеточных проблем,

Ещё на много сотен лет

Работы хватит всем.

Страна, с названьем «клетка»

В огромном мирозданье

Как капля из пипетки

В глубоком океане.

Размеры ей малы даны,

Но нет важней другого.

Ведь в ней-то и заключены

Все принципы живого.


Предлагаю вспомнить общий план строения эукариотической клетки, опираясь на знания курса биологии 9 класса и материал учебника. Составим схему «Строение эукариотической клетки».


hello_html_m745cca49.png

Клетка

hello_html_m6359b2c6.gifhello_html_m2523df41.gif

Поверхностный аппарат

1) надмембранный
комплекс;

2) плазмалемма;

3) подмембранный
комплекс.

Цитоплазма

(Цитозоль)

Структуры

1) включения;

2) органеллы:

- двумембранные:

ядро

митохондрии

пластиды

одномембранные:

плазмалемма

ЕР

аппарат Гольджи

лизосомы

- немембранные:

80S рибосомы

клеточный центр

цитоскелет



При изучении курса биологии 7 класса Вы изучали общий план строения прокариотической (бактериальной) клетки. Составим схему «Строение прокариотической клетки».




hello_html_m7dd5ffb8.jpg

Прокариотическая клетка

hello_html_m43494010.gifПоверхностный аппарат Цитоплазма

1) Плазмалемма.

2) Клеточная стенка.

3) Капсула (иногда).

4) Жгутики.

1) Цитозоль.

2) 70S рибосомы.

3) Нуклеоид.

4) Включення.

5)Мембранные

образования:

мезосомы,

фотосинтезирующие

мембраны.




Клетка – открытая динамичная система, связанная с внешней средой.



hello_html_34fb3a86.gif



Формирование позитивной установки на изучение темы.

Для формирования ассоциативного ряда можно было бы использовать следующие объекты:

  1. яйцо;

  2. стеклянный шарик;

  3. пробка;

  4. знак «Радиация»;

  5. кирпич;

  6. счет из ресторана;

  7. изображение акробатов;

  8. изображение современной стиральной машины.

Какое отношение, по вашему мнению, эти объекты имеют к теме, которую мы рассматриваем? Вы заинтригованы? Предлагаю вернуться к этому вопросу после изучения темы.


Цитология (греч. сitos – клетка) – наука, которая изучает строение, функционирование и эволюцию клеток.

Предмет цитологии: клетки живых организмов – одноклеточных, колониальных, многоклеточных.

Изучает:

- Строение и химический состав клеток.

- Функции внутриклеточных структур.

- Функции клеток в живых организмах.

- Размножение и развитие клеток.

- Адаптация клеток к среде существования.


Используя определение термина «цитология» и материал учебника, попробуйте самостоятельно сконструировать термин «цитология», используя алгоритм:


Что

Наука, составляющая системы биологических наук.

Что изучает?

Строение и химический состав клеток.

- Функции внутриклеточных структур.

- Функции клеток в живых организмах.

- Размножение и развитие клеток.

- Адаптация клеток к среде существования.


Как?

Используя различные методы цитологических исследований.

Название

От греч. сitos – клетка

Когда возникла?

1665 г. Роберт Гук, изучая срез пробки, открыл клеточное строение растительных тканей, предложил термин «клетка».


Предлагаю ознакомиться текстом учебника и с презентацией по теме занятия. Возможно, Вы создадите свою, более информативную и интересную презентацию (творческое задание).


Зарождение понятий о клеточном строении организмов.

Слайд

Комментарии

hello_html_m1c1b66fc.jpg

Невидимый невооруженным глазом мир клеток оставался неизвестным для людей до ХVІІ века. Но вот люди с золотыми руками и пытливым умом научились шлифовать линзы и использовать их для расширения возможностей зрения. У ученых появилась возможность посмотреть на мир «вооруженным» взглядом.


hello_html_395de16a.jpg

В 1609 году Галилео Галилей (итальянский физик, механик, астроном) на основании информации, полученной из Голландии от Янсенов (отца и сына) построил телескоп с выпуклым объективом и вогнутым окуляром, который давал троекратное увеличение.


hello_html_m3436129a.jpg

Используя практические приобретения Галилея, и внеся в конструкцию собственные усовершенствования, тридцатилетний профессор физики Роберт Гук, выпускник Оксфордского университета, ассистент знаменитого Роберта Бойля, в 1665 году сконструировал собственный микроскоп.

hello_html_409eb6c9.png

Увлекшись возможностями микроскопа, Гук рассматривал все, что попадало под руку – муравья, водоросли, песчинки. Однажды под объектив попал кусочек пробки. Именно это наблюдение № 18, описанное в книге «Микрография» принесло ученому славу открытия клетки. Ни одного портрета Гука не сохранилось – их вообще не было, потому, что ученый считал себя некрасивым. Роберта увлекли другие идеи и он больше не возвращался к микроскопу.


hello_html_m2e48e5cc.jpg


Голландец Антони Ван Левенгук, сын промышленного магната из Делфта, торговец сукном, имел хобби – шлифовал стекло, изготавливал линзы. Среди известных голландских мастеров Левенгук считался одним из лучших. За свою долгую жизнь (90 лет) он изготовил около 200 микроскопов, которые давали увеличение до 270 раз!


hello_html_76049567.jpg


Линза-шарик (зажималась между двумя металлическими пластинами), игла, винты – так выглядел первый микроскоп Левенгука.

hello_html_39bf5bf4.jpg

С 1673 года исследователь отправлял в Лондонское королевское общество результаты своих исследований с мастерски выполненными рисунками. И лишь в 1680 году ученые мужи были вынуждены принять «мануфактурщика» в свои ряды, так как он обладал мировым признанием в области исследования невидимых «зверюшек» -animalkyla.

hello_html_m425b6a2b.jpg

За 50 лет наблюдений Левенгук описал около 200 видов микроорганизмов, клеточное строение различных органов растений, клетки животных и человека, в 1677 году совместно со своим учеником Гамом открыл сперматозоиды.


Роберт Гук и Антони Ван Левенгук – ученые-исследователи, которые способствовали зарождению цитологии.


Исследование клеток разных типов,

предпосылки создания клеточной теории.


Слайд

Комментарии

hello_html_m656454d7.jpg

Немецкий ученый Каспар Фридрих Вольф, который в 26 лет написал труд «Теория зарождения», первый понял, что клетки растений и животных похожи и предположил, что клетки играют особую роль в развитии организма.


hello_html_2cdb2b61.jpg

Эстонский ученый Карл Бер в 1827 году открыл и описал яйцеклетку хордовых, а также доказал, что развитие организма начинается с зиготы (оплодотворенной яйцеклетки).


hello_html_m20c180f6.png

В 1831 году немецкий ученый Роберт Броун доказал наличие ядра в каждой живой растительной клетке. Ему принадлежит авторство «ядро» (лат. nucleus).

hello_html_m7df59958.jpg

В 1837 году чешский биолог Ян Евангелиста Пуркинье поставил в известность научный мир о том, что в клетках животных и человека ядро – обязательный компонент.


hello_html_m6a59c7db.jpg

Эти ученые вместе с многими другими исследователями создали предпосылки возникновения клеточной теории.


Творцы клеточной теории, ее дальнейшее развитие.


Слайд

Комментарии

hello_html_7bdd3198.jpg

Сын доктора, юрист по образованию, в 26 лет Матиас Якоб Шлейден опять решает учиться и поступает в университет на медицинский факультет. Впоследствии, изучая физиологию растений, немецкий ученый пытался понять механизм возникновения клеток.


hello_html_464d4095.png

Шлейден правильно предположил, что ведущая роль в процессе возникновения новой клетки принадлежит ядру, но ошибся по поводу самого механизма – он считал, что каждая новая клетка развивается внутри старой, подобно «матрешке». Ошибочным было и его представление о том, что растительные и животные клетки не имеют ничего общего, кроме микроскопического строения и наличия ядра.


hello_html_40ef5e86.jpg

Теодор Шванн воспитывался в очень религиозной семье и мечтал стать священником. Обучаясь на философском факультете Боннского университета, заинтересовался естественными науками. Это стало причиной его перевода на медицинский факультет, где он изучал строение «спинной струны» (основной орган нервной системы круглоротых). Оболочка нервных волокон, которую позже назвали «шванновской» - его открытие в этой области.


hello_html_m38a5e61d.jpg

В октябре 1837 года, в небольшом берлинском ресторанчике обедали двое молодых людей. Разговор, который состоялся между ними, должен был сыграть важнейшую роль в становлении клеточной теории. Матиас Якоб Шлейден рассказывал молодому Теодору Шванну о собственных исследованиях и обратил внимание собеседника на особую роль ядра в развитии растительных клеток. С этого момента все усилия Шванна были направлены на изучение подобных структур в клетках «спинной струны»

hello_html_f9b29aa.png

В1839 году в книге «Микроскопические исследования соответствий в структуре и росте растений и животных» Шванн публикует основные положения клеточной теории и показывает схожесть строения и развития клеток растительных и животных организмов. Согласно этой теории:

клетки являются элементарной структурной и функциональной единицей растительных и животных организмов;

процесс возникновения клеток обусловливает рост, развитие и дифференциацию растительных и животных тканей.


hello_html_m63f6dd.jpg

Автор известного афоризма: «Шванн стоял на плечах Шлейдена», выдающийся немецкий ученый Рудольф Вирхов выдвинул важнейшие положения, которые дополнили и обобщили Шванна:

Каждая клетка происходит от такой же клетки («Omnis cellula e cellula»);

За пределами клетки жизни нет;

Наибольшее значение в жизни клетки имеют не оболочки, а цитоплазма и ядро.


hello_html_m1b7fecb0.jpg

Рудольф Вирхов изучал значение клеток для всего организма. В теле взрослого человека есть около 200 млрд. клеток, которые возникли из одной оплодотворенной яйцеклетки. Вирхов ввел в науку понятие о клеточной патологии, что стало базой для возникновения нового медицинского направления – патологической анатомии клетки.


hello_html_4a3c6fb.jpg

В 1945 году цитологи впервые получили возможность посмотреть на клетку с помощью нового инструмента – электронного микроскопа. Это дало возможность исследовать много новых, неизвестных ранее, структур. Цитология, как наука, постепенно стала одной из главных отраслей биологических.


hello_html_m422da315.jpg

Современные положения клеточной теории утверждают:

клетка – элементарная единица строения и развития всех живых организмов;

клетки всех одно- и многоклеточных организмов подобны друг другу по происхождению, гомологичны по строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности;

каждая новая клетка возникает в результате деления материнской;

у многоклеточных организмов, которые развиваются из одной клетки – зиготы, разные типы клеток формируются благодаря их специализации во время индивидуального развития особи и образуют ткани;

Из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны между собой и подчинены нервно-гуморальным и иммунным системам регуляции.


Обобщение и структурирование информационных данных, составление таблицы «Этапы развития цитологии».


Этапы

Ученый, даты (год) открытий

Вклад в развитие науки

Зарождение понятий о клеточном строении

Роберт Гук

(1665)



Антони Ван Левенгук (1677)

Сконструировал собственный микроскоп, рассматривая срез пробки, выявил «отсеки», для их обозначения ввел термин «клетка».

Открыл одноклеточные организмы, сперматозоиды, эритроциты, бактерии, наблюдал движение крови в капиллярах, описал клеточное строение различных органов растений, создал около 200 микроскопов.


Создание клеточной теории

М. Шлейден

(1837)

Т. Шванн

(1838)

Изучал клеточное строение растений, процессы возникновения клеток, роль ядра.

Обобщил знания о клетке, создал клеточную теорию.


Развитие клеточной теории

К. Бер

(1827)

Р. Вирхов

(1858)

Доказал, что клетка – единица развития живых организмов.

Доказал, что клетки происходят от клеток и возникают путем клеточного деления.


Современные исследования


Создание современной клеточной теории, исследование клеток с помощью современных методов цитологических исследований.


Современные методы изучения клеток достаточно разнообразны и технически сложны. Для того чтобы разобраться в этой массе информации и превратить ее в часть собственной системы знаний, предлагаем Вам ознакомиться с материалом учебника и заполнить таблицу «Современные методы изучения клеток».

Вариант заполнения таблицы:

Название метода

Приборы, которые используются, основные принципы их работы (кратко)

Максимальное увеличение, преимущества

Применение

Световая (оптическая) микроскопия

hello_html_m63f2a962.png

Световой (оптический) микроскоп.

Сквозь прозрачный объект исследования проходят лучи света, которые попадают на систему оптических линз объектива и окуляра, которые увеличивают его.

До 2 – 3 тысяч

Изучение общего плана строения клеток и органелл, размеры которых не меньше 200 нм.

Прижизненное изучение клеток

hello_html_m43fa69f.png

Световой (оптический) микроскоп. Рассматривают временные препараты из живых клеток.


Можно наблюдать процессы жизнедеятельности клеток (движение клеток, деление, плазмолиз и др.)

Изучение общего плана строения клеток и процессов их жизнедеятельности.


Электронная микроскопия






hello_html_m4bc9c68e.png






Электронный микроскоп. Препараты обрабатывают определенным образом (золотом. платиной, другими тяжелыми металлами), после чего органеллы приобретают разную степень поглощения электронов и потому выделяются на экране или на фотопленке.


До 500 000 и больше

Изучение органелл малых размеров (менее 200 нм) и строение плазматических мембран (только фиксированные микропрепараты)

Метод меченых атомов




hello_html_m36410d12.png





В клетку вводят вещество, в котором один из атомов определенного элемента замещен его радиоактивным изотопом (изотопы карбона, фосфора, Нитрогена, оксигена).


С помощью приборов можно проследить за миграцией преобразования веществ с радиоактивными изотопами.

Изучение локализации и механизмов биохимических процессов.

Растровая (сканирующая) электронная микроскопия


hello_html_m2f2bb9f5.png

Сканирующий электронный микроскоп. Электроны отбиваются от поверхности объекта и дают изображения, когда движутся в обратном направлении.

До 500 000 и более, возможны прижизненные исследования.

Изучение поверхности клеток, микроорганизмов.

Флуоресцентная микроскопия

hello_html_d1ff839.png


hello_html_2edc26d0.png

Объект. Невидимый в ультрафиолетовом свете, приобретает яркий блеск после обработки особым препаратом (флюорохромом). В таком микропрепарате части объекта светятся разными цветами в темном поле.

Цветное изображение, высокая степень контрастности, возможность наблюдений процессов в динамике.

Изучение общего плана строения клеток, микроорганизмов (в том числе и вирусов), процессов их жизнедеятельности, определение локализации отдельных структур клеток.

Метод цитохимического анализа


hello_html_3b773b38.png



Смесь химических веществ (красителей), световой (оптический) микроскоп. Определенные реактивы избирательно окрашивают разные вещества, которые входят в состав органелл клетки.

До 2 – 3 тысяч, дает возможность изучать не только морфологию, но и детали строения отдельных структур.

Изучение отдельных компонентов клеток. Широко используется при исследованиях бактерий, вирусов.

Метод центрифугирования



hello_html_58a591a1.png

Центрифуга, электронный микроскоп, сканирующий микроскоп. Клетки измельчают, помещают в центрифугу. При оборотах центрифуги структуры клеток осаждаются слоями, так как имеют различную плотность. Слои разделяют и изучают отдельно.

Дает возможность изучать отдельные компоненты клеток с помощью других биохимических методов.

Изучение химического состава клеток и отдельных структур.


Формирование и закрепление сформированных ассоциативных связей. Давайте вспомним объекты, которые вам предлагались в начале изучения темы. Какие ассоциации они у Вас вызывают?

Объекты

Ассоциации

Яйцо

Яйцеклетка. Карл Бер в 1827 году открыл и описал яйцеклетку хордовых, а также доказал, что развитие организма начинается с зиготы (оплодотворенной яйцеклетки).


Пробка

Роберт Гук в 1665 году, рассматривая под микроскопом срез пробки, выявил «отсеки», для их обозначения ввел термин «клетка».


Знак «Радиация»

Метод меченых атомов. В клетку вводят вещество, в котором один из атомов определенного элемента замещен его радиоактивным изотопом


Кирпич

Клеточная теория. Клетка – элементарная единица строения и развития всех живых организмов. Как кирпич – основной элемент строений.


Счет из ресторана

В октябре 1837 года, в небольшом берлинском ресторанчике обедали двое молодых людей. Разговор, который состоялся между ними, должен был сыграть важнейшую роль в становлении клеточной теории.


Изображение акробатов

Автор известного афоризма: «Шванн стоял на плечах Шлейдена», выдающийся немецкий ученый Рудольф Вирхов.


Стеклянный шарик

Линза-шарик (зажималась между двумя металлическими пластинами), игла, винты – так выглядел первый микроскоп Левенгука.


Изображение современной стиральной машины

Метод центрифугирования. Клетки измельчают, помещают в центрифугу. При оборотах центрифуги структуры клеток осаждаются слоями, так как имеют различную плотность.



Применение знаний.

1.Составьте тестовые задания репродуктивного характера (альтернативно-множественные) по предложенному образцу. Эти задания направлены на запоминание определенных фактов, терминов, признаков. Чтобы выполнить их Вы будете использовать сравнение, анализ и синтез.

На формирование клеточной теории повлияли успехи:

А) оптики;

Б) систематики;

В) физиологии;

Г) анатомии.

2. Выполните задания на применение знаний. Цель этих заданий – контроль Вашей способности воспроизводить теоретический материал и анализировать усвоенные факты, формирование умений сравнивать.

Определите правильность утверждений:

  1. Роберт Гук и Антони Ван Левенгук – ученые-исследователи, которые способствовали зарождению цитологии.

2) Карл Бер доказал, что клетка – единица развития живых организмов.

3) Вирхов доказал, что клетки происходят от клеток и возникают путем клеточного деления.

4) Световая (оптическая) микроскопия обеспечивает изучение общего плана строения клеток и органелл, размеры которых не меньше 200 нм.

3. Задания для закрепления знаний.

1) Метод ____________________ позволяет наблюдать процессы жизнедеятельности клеток (движение клеток, деление, плазмолиз и др.)

2) ____________ микроскопия обеспечивает цветное изображение, высокую степень контрастности, возможность наблюдений процессов в динамике.

3) ____________ микроскопия обеспечивает изучение поверхности клеток, микроорганизмов.


Рефлексия (содержания учебного материала).

Подведем итоги нашей общей работы. Предлагаю Вам оценить эффективность, увлекательность и полезность выбранных форм работы. Продолжите фразу из рефлексивного экрана:

  1. сегодня я узнал…

  2. было интересно…

  3. было трудно…

  4. я выполнял задания…

  5. я понял, что…

  6. теперь я могу…

  7. я почувствовал, что…

  8. я приобрел…

  9. я научился…

  10. у меня получилось …

  11. я смог…

  12. я попробую…

  13. меня удивило…

  14. урок дал мне для жизни…

  15. мне захотелось…

Планирование последующих исследований, мотивация дальнейшего изучения темы.

В изучении темы еще много интересного и неизвестного. Мы узнаем, как организованы клетки различных организмов, как работают структурные компоненты клетки, как возникают соматические и половые клетки и многое другое. Все это – задание следующих занятий. Сориентироваться на «маршруте» Вам поможет схема для визуализации «Уровни организации живой материи», которая была представлена в начале мини-учебника, и в которой мы будем отмечать пройденные темы. Это поможет проектировать дальнейшую работу, и обобщать изучаемый материал.


hello_html_m27a2ec4.png


Желаем успеха!

Мини учебник на один урок "История изучения клеток. Методы цитологических исследований"
  • Биология
Описание:

ЭУВК «Школа будущего»

Феоктистова Т. А.

Биология 10 класс

 

Клеточный уровень организации живой природы.

История изучения клеток. Методы цитологических исследований

 

 

Ялта 2011г.

Предисловие.

 

Предлагаемый Вам мини - учебник может служить и учебным пособием и книгой для чтения по биологии и конспектом. Будем рады, если издание не только поможет разобраться в учебном материале, закрепить и углубить знания, полученные на уроках, но и блеснуть знаниями малоизвестных любопытных фактов в области биологии.

 

Для кого написана эта книга?

- Для учеников старших классов, так как она соответствует действующей школьной программе (уровень стандарта).

- Для Вас, уважаемые учителя и родители.

- Для всех, кто когда либо задавал себе вопрос: «Что такое живая клетка? Как она устроена? Каков эволюционный путь этого удивительного микроскопического «галактического корабля» жизни?».

 

Ознакомимся:

- с методами изучения клетки;

- с историей развития цитологии;

- с основными этапами становления клеточной теории.

 

Охарактеризуем:

- клеточную теорию Шванна и ее роль в обосновании единства органического мира;

 

Используя презентации (демонстрационные) и комментарии к слайдам, можно достаточно быстро сформировать ассоциативный ряд по теме, повторить и закрепить теоретический материал.

 

Вспомним уровни организации живой материи. Для визуализации этого учебного материала целесообразно воссоздать схему «Уровни организации живой материи».

 

                                  

 

                                  

 

                                  

 

                                  

 

                                  

 

                                  

 

                                  

 

 

Подумай!

- История развития исследований клетки тесно связана с изобретением и усовершенствованием определенного прибора. Что это за прибор и почему без него мир клеток оставался неизвестным вплоть до средины ХVІІ столетия?

- С каким уровнем организации живой материи вы ознакомились во время изучения предыдущего раздела?

- Какие важнейшие классы органических веществ, которые характерны для живых систем, Вам известны?

 

Мотивация, актуализация ранее полученных знаний.

Вы уже знаете многое о строении клеток эукариот и прокариот из курса биологии 7 – 9 классов. Согласуются ли ваши знания с тем, о чем идет речь в стихотворении «Удивительная клетка»?

 


Живёт на свете человек

Но сколько,  ни смотри,

Не разглядишь ты и вовек,

Что у него внутри.

И люди, побеждая рок,

Пытались отгадать,

Что с вами за один урок,

Должны мы здесь узнать.

Возьмём, к примеру, дом стоит

Из «тыщи» кирпичей,

И мир природы состоит

Из маленьких частей.

Вам кажется, мала она,

Но в микроскоп взгляните,

Ведь это целая страна

Как в натуральном виде

И в той стране столица

Является ядром,

Внутри её хранятся

Запасы хромосом.

В столице, как положено,

От центра совсем рядышком

От мира отгорожено

Главенствующее ядрышко.

А цитоплазма ширится

Огромным океаном

Вокруг нее границей

Наружная мембрана.

И органы другие там

Трудом поглощены,

Своим, согласно отраслям,

На благо всей страны.

Все знают, без энергии

Придет всему конец

Её даст митохондрия,

Работая, как ТЭЦ.

Заводов рибосомы

Работа нелегка.

Их очень вклад весомый

При синтезе белка.

А эндоплазмы сети -

То транспорт для веществ.

Пути-дороги эти

Основа связи есть.

Ещё есть комплекс Гольджи

Покуда полон тайн.

Его ты, если хочешь,

Попробуй, разгадай.

Учёным, чтобы решить секрет

Всех клеточных проблем,

Ещё на много сотен лет

Работы хватит всем.

Страна, с названьем «клетка»

В огромном мирозданье

Как капля из пипетки

В глубоком океане.

Размеры ей малы даны,

Но нет важней другого.

Ведь в ней-то и заключены

Все принципы живого.


 

Предлагаю вспомнить общий план строения эукариотической клетки, опираясь на знания курса биологии 9 класса и материал учебника. Составим схему «Строение эукариотической клетки».

 

            

Клетка

Поверхностный аппарат

1) надмембранный
комплекс;

2) плазмалемма;

3) подмембранный
комплекс.

Цитоплазма

(Цитозоль)

Структуры

1) включения;

2) органеллы:

- двумембранные:

ядро

митохондрии

пластиды

одномембранные:

плазмалемма

ЕР

аппарат Гольджи

лизосомы

- немембранные:

80Sрибосомы

клеточный центр

цитоскелет

 

 

При изучении курса биологии 7 класса Вы изучали общий план строения прокариотической (бактериальной) клетки. Составим схему «Строение прокариотической клетки».

 

 

 

            

Прокариотическая клетка

 Поверхностный аппарат                                                   Цитоплазма

1) Плазмалемма.

2) Клеточная стенка.

3) Капсула (иногда).

4) Жгутики.

1) Цитозоль.

2) 70S рибосомы.

3) Нуклеоид.

4) Включення.

5)Мембранные

 образования:

 мезосомы,

 фотосинтезирующие

 мембраны.

 

 

 

Клетка – открытая динамичная система, связанная с внешней средой.

 

 

 

 

Формирование позитивной установки на изучение темы.

Для формирования ассоциативного ряда можно было бы использовать следующие объекты:

1)    яйцо;

2)    стеклянный шарик;

3)    пробка;

4)    знак «Радиация»;

5)    кирпич;

6)    счет из ресторана;

7)    изображение акробатов;

8)    изображение современной стиральной машины.

Какое отношение, по вашему мнению, эти объекты имеют к теме, которую мы рассматриваем? Вы заинтригованы? Предлагаю вернуться к этому вопросу  после изучения темы.

 

Цитология (греч. сitos – клетка) – наука, которая изучает строение, функционирование и эволюцию клеток.

Предмет цитологии: клетки живых организмов – одноклеточных, колониальных, многоклеточных.

Изучает:

- Строение и химический состав клеток.

- Функции внутриклеточных структур.

- Функции клеток в живых организмах.

- Размножение и развитие клеток.

- Адаптация клеток к среде существования.

 

Используя определение термина «цитология» и материал учебника, попробуйте самостоятельно сконструировать термин «цитология», используя алгоритм:

 

Что

Наука, составляющая системы биологических наук.

Что изучает?

Строение и химический состав клеток.

- Функции внутриклеточных структур.

- Функции клеток в живых организмах.

- Размножение и развитие клеток.

- Адаптация клеток к среде существования.

 

Как?

Используя различные методы цитологических исследований.

Название

От греч. сitos – клетка

Когда возникла?

1665 г. Роберт Гук, изучая срез пробки, открыл клеточное строение растительных тканей, предложил термин «клетка».

 

 

Предлагаю ознакомиться  текстом учебника и с презентацией по теме занятия. Возможно, Вы создадите свою, более информативную и интересную презентацию (творческое задание).

 

              Зарождение понятий о клеточном строении организмов.

Слайд

Комментарии

Невидимый невооруженным глазом мир клеток оставался неизвестным для людей до ХVІІ века. Но вот люди с золотыми руками и пытливым умом научились шлифовать линзы и использовать их для расширения возможностей зрения. У ученых появилась возможность посмотреть на мир «вооруженным» взглядом.

 

В 1609  году Галилео Галилей (итальянский физик, механик, астроном) на основании информации, полученной из Голландии от Янсенов (отца и сына) построил телескоп с выпуклым объективом и вогнутым окуляром, который давал троекратное увеличение.

 

Используя практические приобретения Галилея, и внеся в конструкцию собственные усовершенствования, тридцатилетний профессор физики Роберт Гук, выпускник Оксфордского университета, ассистент знаменитого Роберта Бойля, в 1665 году сконструировал собственный микроскоп.

   

Увлекшись возможностями микроскопа, Гук рассматривал все, что попадало под руку – муравья, водоросли, песчинки. Однажды под объектив попал кусочек пробки. Именно это наблюдение № 18, описанное в книге «Микрография» принесло ученому славу открытия клетки. Ни одного портрета Гука не сохранилось – их вообще не было, потому, что ученый считал себя некрасивым. Роберта увлекли другие идеи и он больше не возвращался к микроскопу.

 

 

Голландец Антони Ван Левенгук, сын промышленного магната из Делфта, торговец сукном, имел хобби – шлифовал стекло, изготавливал линзы. Среди известных голландских мастеров Левенгук считался одним из лучших. За свою долгую жизнь (90 лет) он изготовил около 200 микроскопов, которые давали увеличение до 270 раз!

 

 

Линза-шарик (зажималась между двумя металлическими пластинами), игла, винты – так выглядел первый микроскоп  Левенгука.

С 1673 года исследователь отправлял в Лондонское королевское общество результаты своих исследований с мастерски выполненными рисунками. И лишь в 1680 году ученые мужи были вынуждены принять «мануфактурщика»  в свои ряды, так как он обладал мировым признанием в области исследования невидимых «зверюшек» -animalkyla.

За 50  лет наблюдений Левенгук описал около 200 видов микроорганизмов, клеточное строение различных органов растений, клетки животных и человека, в 1677 году совместно со своим учеником Гамом открыл сперматозоиды.

 

Роберт Гук и Антони Ван Левенгук – ученые-исследователи, которые способствовали зарождению цитологии.

 

Исследование клеток разных типов,

предпосылки создания клеточной теории.

 

Слайд

Комментарии

Немецкий ученый Каспар Фридрих Вольф, который в 26 лет написал труд «Теория зарождения», первый понял, что клетки растений и животных похожи и предположил, что клетки играют особую роль в развитии организма.

 

Эстонский ученый Карл Бер в 1827 году открыл и описал яйцеклетку хордовых, а также доказал, что развитие организма начинается с зиготы (оплодотворенной яйцеклетки).

 

В 1831 году немецкий ученый Роберт Броун доказал наличие ядра в каждой живой растительной клетке. Ему принадлежит авторство «ядро» (лат. nucleus).

В 1837 году чешский биолог Ян Евангелиста Пуркинье поставил в известность научный мир о том, что в клетках животных и человека ядро – обязательный компонент.

 

Эти ученые вместе с многими другими исследователями создали  предпосылки возникновения клеточной теории.

 

Творцы клеточной теории, ее дальнейшее развитие.

 

Слайд

Комментарии

Сын доктора, юрист по образованию, в 26 лет Матиас Якоб Шлейден опять решает учиться и поступает в университет на медицинский факультет. Впоследствии, изучая физиологию растений, немецкий ученый пытался понять механизм возникновения клеток.

 

Шлейден правильно предположил, что ведущая роль в процессе возникновения новой клетки принадлежит ядру, но ошибся по поводу самого механизма – он считал, что каждая новая клетка развивается внутри старой, подобно «матрешке». Ошибочным было и его представление о том, что растительные и животные клетки не имеют ничего общего, кроме микроскопического строения и наличия ядра.

 

Теодор Шванн воспитывался в очень религиозной семье и мечтал стать священником. Обучаясь на философском  факультете Боннского университета, заинтересовался естественными науками. Это стало причиной его перевода на медицинский факультет, где он изучал строение «спинной струны» (основной орган нервной системы круглоротых). Оболочка нервных волокон, которую позже назвали «шванновской» - его открытие в этой области.

 

В октябре 1837 года, в небольшом берлинском ресторанчике обедали двое молодых людей. Разговор, который состоялся между ними, должен был сыграть важнейшую роль в становлении клеточной теории. Матиас Якоб Шлейден рассказывал молодому Теодору Шванну о собственных исследованиях и обратил внимание собеседника на особую роль ядра в развитии растительных клеток. С этого момента все усилия Шванна были направлены на изучение подобных структур в клетках «спинной струны»

В1839 году  в книге «Микроскопические исследования соответствий  в структуре и росте растений и животных» Шванн публикует основные положения клеточной теории и показывает схожесть строения и развития клеток растительных и животных организмов. Согласно этой теории:

 клетки являются элементарной структурной и функциональной единицей растительных и животных организмов;

процесс возникновения клеток обусловливает рост, развитие и дифференциацию растительных и животных тканей.

 

Автор известного афоризма: «Шванн стоял на плечах Шлейдена», выдающийся немецкий ученый Рудольф Вирхов выдвинул важнейшие положения, которые дополнили и обобщили Шванна:

Каждая клетка происходит от такой же клетки («Omnis cellula e cellula»);

За пределами клетки жизни нет;

Наибольшее значение в жизни клетки имеют не оболочки,  а цитоплазма и ядро.

 

Рудольф Вирхов изучал значение клеток для всего организма.  В теле взрослого человека есть около 200 млрд. клеток, которые возникли из одной оплодотворенной яйцеклетки. Вирхов ввел в науку понятие о клеточной патологии, что стало базой для возникновения нового медицинского направления – патологической анатомии клетки.

 

В 1945 году цитологи впервые получили возможность посмотреть на клетку с помощью нового инструмента – электронного микроскопа. Это дало возможность исследовать много новых, неизвестных ранее, структур. Цитология, как наука, постепенно стала одной из главных отраслей биологических.

 

Современные положения клеточной теории утверждают:

клетка – элементарная единица строения и развития всех живых организмов;

клетки всех одно- и многоклеточных организмов подобны друг другу по происхождению, гомологичны по строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности;

каждая новая клетка возникает в результате деления материнской;

у многоклеточных организмов, которые развиваются из одной клетки – зиготы, разные типы клеток формируются благодаря их специализации во время индивидуального развития особи и образуют ткани;

Из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны между собой и подчинены нервно-гуморальным и иммунным системам регуляции.

 

Обобщение и структурирование информационных данных, составление таблицы «Этапы развития цитологии».

 

Этапы

Ученый, даты (год) открытий

Вклад в развитие науки

Зарождение понятий о клеточном строении

Роберт Гук

 (1665)

 

 

Антони Ван Левенгук (1677)

Сконструировал собственный микроскоп, рассматривая срез пробки, выявил «отсеки», для их обозначения ввел термин «клетка».

Открыл одноклеточные организмы, сперматозоиды, эритроциты, бактерии, наблюдал движение крови в капиллярах, описал клеточное строение различных органов растений, создал около 200 микроскопов.

 

Создание клеточной теории

М. Шлейден

(1837)

 

Т. Шванн

(1838)

Изучал клеточное строение растений, процессы возникновения клеток, роль ядра.

Обобщил знания о клетке, создал клеточную теорию.

 

Развитие клеточной теории

К. Бер

(1827)

Р. Вирхов

(1858)

Доказал, что клетка – единица развития живых организмов.

 Доказал, что клетки происходят от клеток и возникают путем клеточного деления.

 

Современные исследования

 

Создание современной клеточной теории, исследование клеток с помощью современных методов цитологических исследований.

 

Современные методы изучения клеток достаточно разнообразны  и технически сложны. Для того чтобы разобраться в этой массе информации и превратить ее в часть собственной системы знаний, предлагаем Вам ознакомиться с материалом учебника и заполнить таблицу «Современные методы изучения клеток».

Вариант заполнения таблицы:

Название метода

Приборы, которые используются, основные принципы их работы (кратко)

Максимальное увеличение, преимущества

Применение

Световая (оптическая) микроскопия

Световой (оптический) микроскоп.

Сквозь прозрачный объект исследования проходят лучи света, которые попадают на систему оптических линз объектива и окуляра, которые увеличивают его.

До 2 – 3 тысяч

Изучение общего плана строения клеток и органелл, размеры которых не меньше 200 нм.

Прижизненное изучение клеток

Световой (оптический) микроскоп. Рассматривают временные препараты из живых клеток.

 

Можно наблюдать процессы жизнедеятельности клеток (движение клеток, деление, плазмолиз и др.)

Изучение общего плана строения клеток и процессов их жизнедеятельности.

 

Электронная микроскопия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электронный микроскоп. Препараты обрабатывают определенным образом (золотом. платиной, другими тяжелыми металлами), после чего органеллы приобретают разную степень поглощения электронов и потому  выделяются на экране или на фотопленке.

 

До 500 000 и больше

Изучение органелл малых размеров (менее 200 нм) и строение плазматических мембран (только фиксированные микропрепараты)

Метод меченых атомов

 

 

 

 

 

 

 

В клетку вводят вещество, в котором один из атомов определенного элемента замещен его радиоактивным изотопом (изотопы карбона, фосфора, Нитрогена, оксигена).

 

С помощью приборов можно проследить за миграцией преобразования веществ с радиоактивными изотопами.

Изучение локализации и механизмов биохимических процессов.

Растровая (сканирующая) электронная микроскопия

 

Сканирующий электронный микроскоп. Электроны отбиваются от поверхности объекта и дают изображения, когда движутся в обратном направлении.

До 500 000 и  более, возможны прижизненные исследования.

Изучение поверхности клеток, микроорганизмов.

Флуоресцентная микроскопия

 

Объект. Невидимый в ультрафиолетовом свете, приобретает яркий блеск после обработки особым препаратом (флюорохромом). В таком микропрепарате части объекта светятся разными цветами в темном поле.

Цветное изображение, высокая степень контрастности, возможность наблюдений процессов в динамике.

Изучение общего плана строения клеток, микроорганизмов (в том числе и вирусов), процессов их жизнедеятельности, определение локализации отдельных структур клеток.

Метод цитохимического анализа

 

 

 

Смесь химических веществ (красителей), световой (оптический) микроскоп. Определенные реактивы избирательно окрашивают разные вещества, которые входят в состав органелл клетки.

До 2 – 3 тысяч, дает возможность изучать не только морфологию, но и детали строения отдельных структур.

Изучение отдельных компонентов клеток. Широко используется при исследованиях бактерий, вирусов.

Метод центрифугирования

 

 

Центрифуга, электронный микроскоп, сканирующий микроскоп. Клетки измельчают, помещают в центрифугу. При оборотах центрифуги структуры клеток осаждаются слоями, так как имеют различную плотность. Слои разделяют и изучают отдельно.

Дает возможность изучать отдельные компоненты клеток с помощью других биохимических методов.

Изучение химического состава клеток и отдельных структур.

 

Формирование и закрепление сформированных ассоциативных связей.Давайте вспомним объекты, которые вам предлагались в начале изучения темы. Какие ассоциации они у Вас вызывают?

Объекты

Ассоциации

Яйцо

Яйцеклетка. Карл Бер в 1827 году открыл и описал яйцеклетку хордовых, а также доказал, что развитие организма начинается с зиготы (оплодотворенной яйцеклетки).

 

Пробка

Роберт Гук в 1665 году, рассматривая под микроскопом срез пробки, выявил «отсеки», для их обозначения ввел термин «клетка».

 

Знак «Радиация»

Метод меченых атомов. В клетку вводят вещество, в котором один из атомов определенного элемента замещен его радиоактивным изотопом

 

Кирпич

Клеточная теория. Клетка – элементарная единица строения и развития всех живых организмов. Как кирпич – основной элемент строений.

 

Счет из ресторана

В октябре 1837 года, в небольшом берлинском ресторанчике обедали двое молодых людей. Разговор, который состоялся между ними, должен был сыграть важнейшую роль в становлении клеточной теории.

 

Изображение акробатов

Автор известного афоризма: «Шванн стоял на плечах Шлейдена», выдающийся немецкий ученый Рудольф Вирхов.

 

Стеклянный шарик

Линза-шарик (зажималась между двумя металлическими пластинами), игла, винты – так выглядел первый микроскоп  Левенгука.

 

Изображение современной стиральной машины

Метод центрифугирования. Клетки измельчают, помещают в центрифугу. При оборотах центрифуги структуры клеток осаждаются слоями, так как имеют различную плотность.

 

 

Применение знаний.

1.Составьте тестовые задания репродуктивного характера (альтернативно-множественные) по предложенному образцу. Эти задания направлены на запоминание определенных фактов, терминов, признаков. Чтобы выполнить их Вы будете использовать сравнение, анализ и синтез.

На формирование клеточной теории повлияли успехи:

А) оптики;

Б) систематики;

В) физиологии;

Г) анатомии.

2. Выполните  задания на применение знаний. Цель этих заданий – контроль Вашей способности  воспроизводить теоретический материал и анализировать усвоенные факты, формирование умений сравнивать.

Определите правильность утверждений:

1)    Роберт Гук и Антони Ван Левенгук – ученые-исследователи, которые способствовали зарождению цитологии.

2) Карл Бер доказал, что клетка – единица развития живых организмов.

3) Вирхов доказал, что клетки происходят от клеток и возникают путем клеточного деления.

4) Световая (оптическая) микроскопия обеспечивает изучение общего плана строения клеток и органелл, размеры которых не меньше 200 нм.

3. Задания для закрепления знаний.

1) Метод ____________________ позволяет наблюдать процессы жизнедеятельности клеток (движение клеток, деление, плазмолиз и др.)

2)  ____________ микроскопия обеспечивает цветное изображение, высокую степень контрастности, возможность наблюдений процессов в динамике.

3) ____________ микроскопия обеспечивает изучение поверхности клеток, микроорганизмов.

 

Рефлексия (содержания учебного материала).

Подведем итоги нашей общей работы. Предлагаю Вам оценить эффективность, увлекательность и полезность выбранных форм работы. Продолжите фразу из рефлексивного экрана:

1.     сегодня я узнал…

2.     было интересно…

3.     было трудно…

4.     я выполнял задания…

5.     я понял, что…

6.     теперь я могу…

7.     я почувствовал, что…

8.     я приобрел…

9.     я научился…

10.                        у меня получилось …

11.                        я смог…

12.                        я попробую…

13.                        меня удивило…

14.                        урок дал мне для жизни…

15.                        мне захотелось…

Планирование последующих исследований, мотивация дальнейшего изучения темы.

В изучении темы еще много интересного и неизвестного. Мы узнаем, как организованы клетки различных организмов, как работают структурные компоненты клетки, как возникают соматические и половые клетки и многое другое. Все это – задание следующих занятий. Сориентироваться на «маршруте» Вам поможет схема для визуализации «Уровни организации живой материи», которая была представлена в начале мини-учебника, и в которой мы будем отмечать пройденные темы. Это поможет проектировать дальнейшую работу, и обобщать изучаемый материал.

 

 

 

 

Желаем успеха!

Автор Феоктистова Татьяна Александровна
Дата добавления 19.12.2014
Раздел Биология
Подраздел
Просмотров 1037
Номер материала 7887
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓