Строение клетки

Я ИДУ НА УРОК

В.Г. СМЕЛОВА,
учитель биологии МОСШ N 7,
г.Ноябрьск, Ямало-Ненецкий а/о.

Продолжение. См. No 33/2001

Строение клетки

Модульное обучение

Урок 2. ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНУ. МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ

Цели:

– сформировать у учащихся понятие об активном и пассивном транспорте веществ через наружную клеточную мембрану; раскрыть механизм действия гормонов на клетки-мишени;
– продолжить формирование навыков учащихся по работе с алгоритмами подготовки сообщений на заданную тему, составлению таблиц, схем;
– воспитывать чувство ответственности за выполнение заданного объема работы.

Оборудование: таблицы «Строение животной клетки»; «Строение растительной клетки»; «Строение бактериальной клетки»; динамическое пособие «Nа—К насос и механизм его действия»; рисунки-схемы «Действие гормонов-пептидов на клетку»; «Действие гормонов-стероидов на клетку»; термины по теме; зелёные и красные кружки каждому учащемуся; карточки с заданиями для проверки.

ХОД УРОКА

I. Организационный этап

II. Входной контроль

1. Проверка уровня усвоения предыдущего материала.

Контроль проводится по трём уровням сложности.

А. 1-й уровень (работает весь класс). Оцените правильность суждения.

1. Первым высказал мысль о липидной природе мембран Овертон в конце XIX в.
2. Липиды в мембране расположены в два слоя.
3. Эритроциты человека не имеют никаких внутренних мембран, кроме ядерной.
4. Белки наружной мембраны расположены в один слой.
5. Гликолипиды представляют собой комплекс полярной углеводной «головы» и неполярных жирно-кислотных «хвостов».
6. Все белки мембран могут активно перемещаться в липидном бислое.
7. Гликозильные группы в мембране связаны с механизмом распознавания.
8. Наружная клеточная мембрана выполняет только барьерную функцию.
9. Жидкостно-мозаичная модель мембраны была предложена Робертсоном в 1959 г.
10. Метод замораживания–скалывания позволил детально изучить строение клеточных мембран.

Б. 2-й уровень (предлагается отдельным учащимся).

Соотнесите даты, фамилии и события, находящиеся в трех столбиках.
Ответ зашифруйте в виде последовательности трех цифр.

В. 3-й уровень (предлагается наиболее успевающим учащимся).

Перепишите предложения, вставив пропущенные слова, воспользовавшись подсказками, помещенными в скобках.
В 1925 г. Гортер и ...(Мендель, Грендел) предположили, что липиды в мембране ...(эритроцитов, лейкоцитов) образуют липидный ...(монослой, бислой). Эта идея возникла на основе результатов элегантного и простого эксперимента. Липиды ...(эритроцитов, лейкоцитов) экстрагировали ...(эфиром, ацетоном) и затем в кювете ...(Лэнгмюра, Бунзена) получали из них тонкую пленку на поверхности воды. С помощью поплавка сжимали слой липидных молекул на границе раздела ...(вода–растворитель; вода–воздух) до тех пор, пока этот слой не начинал оказывать сопротивление дальнейшему сжатию; это явление было объяснено образованием плотноупакованой ...(бимолекулярной, мономолекулярной) липидной плёнки. Измерение площади, занимаемой липидами, и сравнение ее с площадью поверхности ...(эритроцитов, лейкоцитов), из которых эти липиды были экстрагированы, дали соотношение ...(2:1, 1:2). Отсюда был сделан вывод, что мембрана ...(эритроцитов, лейкоцитов) состоит из липидных молекул, расположенных в ...(два, один) слоя.

2. Оценивание ответов. Взаимоконтроль.

А. Правильные высказывания: 1, 2, 5, 7, 10. Неправильные высказывания: 3, 4, 6, 8, 9;

Б. 1—9—14
2—10—11
3—8—12
4—6—15
5—7—13

В. Грендел, эритроцитов, бислой, эритроцитов, Лэнгмюра, вода–воздух, мономолекулярной, эритроцитов, 2:1, эритроцитов, два.

3. Корректировка ответов. Ликвидация пробелов в знаниях.

III. Подготовка к активному осознанному восприятию нового материала. Вступительное слово учителя

Клетка — это живая система, активно взаимодействующая с окружающей средой. Она постоянно нуждается в притоке различных веществ, необходимых для её нормальной жизнедеятельности.

На предыдущем уроке мы установили, что фосфолипидный бислой, из которого в основном состоит мембрана, является очень эффективным барьером для множества небольших растворимых молекул. Тем не менее через плазматическую мембрану и мембраны, ограничивающие различные органеллы (например, митохондрии), постоянно транспортируются полярные вещества и ионы. Каким образом они оказываются в клетке?

Постановка целей и задач урока.

IV. Изучение нового материала. Усвоение новых знаний

1. Транспорт веществ через мембрану

А. Заслушивание выступающего по алгоритму «Транспорт веществ через плазматическую мембрану» (Приложение 3).

Б. Рассказ учителя о работе Na–K насоса с использованием динамической модели.

В. Конкретизация. Учащиеся записывают в тетрадь схему «Транспорт через мембрану», фиксируют основные моменты работы Na–K-АТФазы, записывают определения: эндоцитоз, экзоцитоз, фагоцитоз, пиноцитоз.

Г.Первичная проверка понимания. Что общего между понятиями амеба и лейкоцит? (Фагоцитоз.)

2. Механизм действия гормонов на клетку

А. Заслушивание выступающего по алгоритму «Механизм действия гормонов» (Приложение 4).

Б. Конкретизация. Учащиеся записывают в тетради сравнительную таблицу по гормонам.

В. Первичная проверка понимания. Что объединяет такие понятия как адреналин, инсулин, глюкагон? (Гормоны пептидной природы.)

V. Закрепление изученного материала

Опираясь на изученный на уроке материал, попробуйте ответить на следующие вопросы.

1. Кислород и глюкоза являются необходимыми компонентами клеточного дыхания. Чем отличаются друг от друга поступление в клетку глюкозы и поступление О₂?
(Ответ: механизмом транспорта через мембрану. Глюкоза — активный, О₂ — пассивный, диффузией.)

2. Почему при поступлении в клетку АТФ, усиливается отток Na⁺ из клетки?
(Ответ: концентрация Na⁺ в клетке ниже, чем в окружающей среде, т.к. Na+ активно выкачивается из клетки Na—К насосом. Для работы этого фермента необходима энергия АТФ. Поэтому при поступлении в клетку АТФ фермент начинает работать активнее и отток Na⁺ усиливается.)

3. Почему действие адреналина на организм быстро прекращается, если гормон перестаёт вырабатываться надпочечниками, а действие половых гормонов более продолжительно?
(Ответ: адреналин и половые гормоны, например тестостерон, имеют разную природу; адреналин — белок, а тестостерон — стероид. Поэтому механизм их действия на клетки-мишени различен. Гормоны-пептиды не проникают в клетку, а связываются с рецепторами на поверхности мембраны и активизируют работу уже имеющихся в клетке ферментов (которые могут в клетке скоро закончиться), а гормоны-стероиды проникают в клетки-мишени и регулируют процессы биосинтеза белка и даже мРНК, т.е. их действие более продолжительно.)

VI. Задание на дом. Проработать материал, записанный в тетрадях.

Приложение 3.

Алгоритм для изучения темы «Транспорт веществ через мембрану»

УЭ-0. Интегрирующая цель: в результате работы над учебными элементами ты должен выявить различия между активным и пассивным транспортом веществ через мембрану клетки.

УЭ-1. Цель: формирование навыков работы с учебной литературой.

Последовательность действий

1. Пойди в библиотеку и возьми учебник Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. «Биология» Т.1.
2. Нужный тебе материал находится на с. 221.
3. Открой учебник и найди раздел 7.2.2. «Транспорт через плазматическую мембрану».
4. Внимательно прочитай первый абзац до слов «...эти вещества отталкивают».
Ответь на вопрос: почему мембраны легко пропускают липиды и не пропускают глюкозу и аминокислоты?
5. Прочитай абзац дальше до слов «...нервной и мышечной активности». Какие функции выполняет транспорт веществ через мембраны? Сделай запись в тетради.

7. Прочитай раздел «Диффузия». Что такое диффузия? (Если ты забыл, открой учебник химии, прочитай и выпиши определение в тетрадь.)
Что такое облегчённая диффузия? Выпиши определение в тетрадь и приведи примеры по плану:
а) определение;
б) пояснение;
в) примеры.
8. Прочитай раздел «Осмос». Что такое осмос? Выпиши определение. Обратись к разделу П.1.5.2. на с. 336. Там дано более подробное определение осмоса.
Чем диффузия отличается от осмоса?
Что объединяет эти два процесса?
9. Немного отдохни. Тебе предстоит большой объем работы.
10. Обратись к разделу «Активный транспорт». Прочитай первый абзац и выпиши определение активного транспорта в тетрадь.
11. Чтобы тебе было более понятно то, что ты будешь читать дальше, представь себе ситуацию, когда ты стоишь в толпе на автобусной остановке и подходит пустой автобус. Люди начинают заполнять автобус. Это происходит достаточно легко. На остановке становится более свободно и автобус равномерно заполнен. Это пример пассивного транспорта через мембрану по градиенту концентрации.
А теперь представь себе ситуацию, когда ты стоишь на остановке один. Подходит переполненный автобус, а тебе непременно нужно уехать. Легко тебе будет забраться в автобус? Нужно будет затратить энергию, поработав локтями. Это пример активного транспорта через мембрану против градиента концентрации. Правда тебе может помочь кто-то из сердобольных пассажиров — переносчик через мембрану.
12. Теперь смело можешь приступать к чтению второго абзаца. Выпиши в тетрадь определение электрохимического градиента.
Почему катионы (положительно заряженные ионы) обычно стремятся в клетку?
13. Дальше можешь просто ознакомиться с разделом. Разобраться в работе Na–K насоса поможет на уроке учитель.
14. Открой с. 224 и найди раздел «Эндоцитоз и экзоцитоз». После прочтения раздела составь таблицу:

УЭ-2. Цель: подготовиться к выступлению перед классом.

1. Подготовься к выступлению на семинаре. В ходе выступления тебе можно будет пользоваться своими записями. Напиши план выступления — крупно, печатными буквами, чтобы удобно было пользоваться.
2. Схему «Транспорт через мембрану» вычерчивай на доске и заполняй по ходу выступления.
3. Термины эндоцитоз, экзоцитоз, фагоцитоз, пиноцитоз лучше заранее написать на доске, а затем продиктовать классу их определения.
4. Несколько раз прорепетируй своё выступление дома. Ты должен уложиться в 5–7 мин.
5. Удачи!

Приложение 4.

Алгоритм для изучения темы «Механизм действия гормонов»

УЭ-0. Интегрирующая цель: в результате работы над учебными элементами ты должен выявить различия действий на клетку гормонов липидной и белковой природы.

УЭ-1. Цель: формирование навыков работы с учебной литературой.

Последовательность действий

1. Для работы тебе понадобятся следующие учебники:«Общая биология» под ред. А.О. Рувинского; «Общий курс физиологии человека и животных». Т.1.; «Человек: анатомия, физиология, гигиена» (для 9-го класса).
2. Отложи в сторону все дела, сосредоточься.
3. В учебнике «Человек» найди тему «Гуморальная регуляция функций. Железы внутренней секреции» и повтори материал о гормонах. Выпиши на листок определения понятий гормоны, инсулин. Закрой учебник и проверь себя. Ответь на следующие вопросы. Что такое гормоны? Где они вырабатываются? Какую функцию выполняет гомон инсулин? Где он вырабатывается?
4. Открой учебник «Общая биология», найди раздел «Аденилатциклазная система». Найди в своей тетради по биологии лекцию по теме «Белки». В той части, которая посвящена классификации белков, найди раздел «Сложные белки» и повтори материал о гликопротеидах. Что такое аденилатциклаза? В чём заключается функция этого фермента? Что такое цАМФ, ингибирование, активация? Выпиши определения перечисленных терминов на листок бумаги.
5. Немного отдохни.
6. Открой учебник «Общий курс физиологии человека и животных» на с.139, найди раздел 2.2.4 «Механизм действия гормонов». Внимательно прочитай первый абзац статьи до слов «...путем активации генов». Ответь на вопрос: какое вещество в механизме действия гормонов играет роль первого посредника; второго посредника? Сделай соответствующую запись.
7. Внимательно прочитай второй абзац до слов: «...конечный эффект гормона». Выпиши слова, выделенные курсивом. Ответь на вопрос: проникают ли внутрь клетки амины и пептидные гормоны; инсулин? Сделай соответствующую запись.
8. Внимательно рассмотри рис. 2.2. на с. 140. Разберись в стрелках, найди все составные действия гормона-белка на клетку. Попробуй по памяти зарисовать то, что запомнилось.
9. Дочитай текст раздела до конца. Ответь на вопросы: в чем отличие действия гормонов стероидной природы от гормонов белковой природы? Какие гормоны действуют быстрее; какие медленнее? Почему? Какие гормоны действуют более точно; менее точно? Почему?
Заполни таблицу.

УЭ-2. Цель: доступно изложить перед классной аудиторией механизм действия гормонов на клетку.

1. Теперь тебе предстоит подготовить само сообщение. Руководствуйся следующими правилами.
А. Ты не сможешь изложить доступно то, что тебе самому непонятно, поэтому сначала убедись, что разобрался в теме до конца.
Б. Текст твоего сообщения, особенно термины и их определения, должен быть записан четко и крупно на листе бумаги, чтобы во время выступления подглядывать в него.
2. По ходу рассказа на доске необходимо продемонстрировать рисунок-схему действия гормона-белка на клетку. Есть два варианта решения проблемы: рисунок можно начертить на доске по памяти или заранее подготовить его на листе ватмана. В любом случае рисунок не обязательно должен быть столь подробным, как в учебнике; на нем должны фигурировать термины гормон, аденилатциклаза, АТФ, цАМФ, ферменты, обмен веществ, — правильно соединённые стрелками.
3. План выступления может быть следующим.
А. Вводная часть. Гормоны — место их синтеза, влияние на обмен веществ. Инсулин — место синтеза и действие. Различная природа гормонов, их деление на пептиды и стероиды. Гликопротеиды — их значение и местонахождения на мембране.
Б. Аденилатциклазная система или действие гормонов пептидной природы. (Используется рисунок-схема.)
В. Действие гормонов стероидной природы. (На доске вычерчивается сравнительная таблица).
4. Несколько раз прорепетируй свое выступление дома и постарайся уложиться в 20 мин.

Урок 3. ЦИТОПЛАЗМА. ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКИЙ РЕЛИКУЛУМ

Цель:

–сформировать у учащихся целостное представление о строении цитоплазмы и эндоплазматического ретикулума в связи с выполняемыми ими функциями;
– продолжить формирование навыков учащихся по работе с алгоритмами подготовки сообщений на заданную тему;
– воспитывать чувство ответственности за выполнение заданного объёма работы.

Оборудование: таблицы «Строение животной клетки», «Строение растительной клетки», «Строение бактериальной клетки», «Гладкий и шероховатый ЭПР», термины по теме, красные и зелёные кружки каждому учащемуся, учебники Н.Грина, У.Стаута, Д.Тейлора, «Биология».

ХОД УРОКА