Урок по теме: "Строение и функции органоидов клетки. Плазматическая мембрана"
методическая разработка по биологии (10 класс) по теме

Биология  10 класс,  учитель Алексеева З.И.

Тема: "Строение и функции органоидов клетки. Плазматическая мембрана"  (ТДМ)

Тип урока: изучение и первичное  закрепление  новых знаний

 Основные цели: 

1. формирование знаний о строении, свойствах и функциях внутреннего слоя клеточной оболочки – плазматической мембраны (а на ее примере и других мембран клетки), с использованием мыльного пузыря в качестве модели.
2. развитие понятия о соответствии строения выполняемым функциям.
3. тренировать мыслительные операции: анализ, сравнение, обобщение, умение работать с текстом учебника, способность к установлению причинно следственных связей.
4. первичное закрепление полученных знаний с помощью заданий в формате ЕГЭ.

Оборудование: 

1. таблица “Строение  растительной  и животной клеток по данным светового и электронного микроскопов”.
2. раствор моющего средства (для получения мыльных пузырей), пластмассовая трубочка, тонкая швейная игла.
3.  задания в формате ЕГЭ.

Ход урока

1. Мотивация к учебной деятельности

Учитель:  На прошлом уроке мы говорили о плазмолизе и деплазмолизе в клетках кожицы лука, мы  познакомились с интересными явлениями. В чем их суть?

Ученик: При помещении растительной ткани (эпидермис чешуйки лука) в гипертонический раствор поваренной соли (NaCl) не происходило диффузии этого раствора в клетке.

Учитель:  А что же происходило?

Ученик:  Наблюдался выход воды из вакуолей клеток в сторону гипертонического раствора NaCl, чтобы уравновесить концентрацию  ионов по обе стороны клеточной оболочки. При этом объем вакуолей и всей цитоплазмы в целом уменьшался, что вело к отхождению цитоплазмы от клеточной стенки – плазмолизу. При возвращении исследуемой ткани в чистую воду мы также не наблюдали выхода растворенных веществ из вакуолей, а только поступление воды из окружающего пространства внутрь клетки, в вакуоли с клеточным соком, что вело к восстановлению объема клетки до прежних границ – деплазмолизу.

Учитель: Какой вывод можно сделать из проведенного опыта?

Ученик: Вероятно, поверхность клетки свободно пропускает воду в обоих направлениях, но задерживает ионы Na+ и Cl-, входящие в состав поваренной соли.

Учитель: вызвал ли этот вопрос затруднение?

Ученики: не совсем ясно, почему мембрана обладает такими свойствами?

Учитель: Свойство, которое мы обнаружили, называется избирательной проницаемостью или полупроницаемостью плазматической мембраны.

Что такое плазматическая мембрана (или плазмалемма), каково ее строение, свойства и функции мы и должны разобраться на сегодняшнем уроке. Полученные знания вы должны будете применить, отвечая на вопросы теста в конце урока.

2. Актуализация и фиксирование индивидуального затруднения в пробном учебном действии

1. С чего необходимо начать изучение материала? (с повторения)
2. Почему?   (необходимо вспомнить прошлый материал, а затем приступить к расширению знаний)
3. С какого вопроса начинаем повторять?   (с определения плазмолиза)
4. Почему?  
5. Вы согласны?
6. Кто ответит?
7. На какой следующий вопрос нам необходимо ответить?    (что такое деплазмолиз)
8. Что это такое?        (возврат цитоплазмы к нормальному состоянию)
9. Следующий вопрос?        (как поступают вещества в клетку?)
10. Молодцы! Кто ответит!
11. Следующий вопрос?          (каковы свойства цитоплазмы?)
12. Кто ответит?
13. Сделайте вывод о происходящих в клетке процессах,  свяжите его с плазмолизом и деплазмолизом в растительной клетке.
14.  Каковы особенности строения и функций цитоплазмы, её роль в обеспечении взаимодействия органоидов клетки и её относительно постоянной формы?
15. У кого нет ответа?
16. В чём затруднение?

3. Выявление места и причины затруднения.

1. На какие вопросы вы сегодня не можете ответить?
2. Почему возникло затруднение?     (не задумывались над этой проблемой)
3. Затруднение в относительно постоянной форме цитоплазмы?  Вы выполнили лабораторную работу, почему не задумались над этим вопросом?
4. Не хватило знаний?

4. Построение проекта выхода из затруднения.

1. Сформулируйте тему урока
2. Сформулируйте задачи урока
3. Какие способы вы будете использовать, чтобы открыть для себя новые знания?
4. Я предлагаю использовать рисунки, текст учебника, вспомнить полученные знания в 9 классе и конечно, ваши рассуждения.

5. Реализация построенного проекта

1. Откройте учебник на с.145 и внимательно рассмотрите рис. 5.6. Что вы видите?
2. Почему плазматическая мембрана (НКМ)  имеет такое строение?
3. Рисунок прочли полностью? Молодцы!
4. Все ли клетки имеют НКМ?        ( клетки животного и растительного происхождения)
5. Верно!   А клетки растительного происхождения  имеют какую-то особенность?     (имеют, НКМ  только под целлюлозной оболочкой)   Плазматическая мембрана есть во всех клетках (под гликокаликсом – у животных и под клеточной стенкой у других организмов), она обеспечивает взаимодействие клетки с окружающей ее средой. Плазмалемма образует подвижную поверхность клетки, которая может иметь выросты и впячивания, совершает волнообразные колебательные движения, в ней постоянно перемещаются макромолекулы.  Несмотря на эти непрерывные изменения, клетка всегда остается охваченной плотно прилегающей мембраной. Плазматическая мембрана представляет собой тонкую пленку толщиной менее 10 нм. Даже при увеличении ее толщины в 1 млн. раз мы получим величину всего около 1 см, при этом, если всю клетку увеличить в 1 млн. раз, ее размер будет сравним с достаточно большой аудиторией.
6. Обратите внимание на слои НКМ.  Воспользуйтесь текстом учебника и ответьте на вопрос:  какие два основных типа молекул включает в себя мембрана?
7. Молодцы!   Мембрана включает два основных типа молекул: фосфолипиды, образующие бислой в толще мембраны, и белки на ее поверхностях. Эти молекулы удерживаются вместе с помощью нековалентных взаимодействий. Такая модель мембраны, похожая на сэндвич, была предложена американскими учеными Даниели и Давсоном в 1935 году. С появлением электронного микроскопа она была подтверждена и несколько видоизменена. В настоящее время принята жидкостно-мозаичная модель мембраны, согласно которой белковые молекулы, плавающие в жидком липидном бислое, образуют в нем своеобразную мозаику. Схема этой современной модели, предложенной в 1972 году Сингером и Николсоном, дана в учебнике.
8. А теперь поговорим о функциях мембраны. Вспомните из курса физики, что такое диффузия?           (проникновение)
9. Верно!  Встаёт вопрос:  только ли диффузия является функцией мембраны?  Используйте учебник и ответьте на этот вопрос.  
10. Вы правы, первой и основной функцией является ограничение содержимого клетки от внешней среды, защита от повреждений.  Запишите это в тетрадь.
11. Какая вторая функция мембран?  Затрудняетесь? Обратитесь к с.146.
12. Нашли? Верно. Следующая функция: разделение внутриклеточной среды на отсеки.  Запишите.
13.  Следующая функция?  Верно, избирательная проницаемость.

Возникла проблема?  Что это такое? Нашли в учебнике?  Верно. Избирательный транспорт веществ бывает как пассивный, так и активный.  

 1. Диффузия.  Это пассивный процесс; перемещение веществ осуществляется из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. Газы и липофильные (жирорастворимые) молекулы диффундируют быстро, ионы и малые полярные молекулы (глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты) – медленно. Диффузию ускоряют поры в белковых молекулах.    Разновидностью диффузии является осмос – перемещение воды через мембрану.

2. Эндоцитоз.

Это активный транспорт веществ через мембрану в клетку (экзоцитоз – из клетки). В зависимости от характера переносимого через мембрану вещества различают два типа этих процессов: если переносится плотное вещество – фагоцитоз (от греч. “фагос” – пожирать и “цитос” – клетка), если же капли жидкости, содержащие разнообразные вещества в растворенном или взвешенном состоянии, то – пиноцитоз (от греч. “пино” – пить и “цитос” – клетка).

Принцип переноса в обоих случаях идентичен: в том месте, где поверхность клетки соприкасается с частицей или каплей вещества, мембрана прогибается, образует углубление и окружает частицу или каплю жидкости, которая в “мембранной упаковке” погружается внутрь клетки. Здесь образуется пищеварительная вакуоль, и в ней перевариваются поступившие в клетку органические вещества. Фагоцитоз широко распространен у животных, а пиноцитоз осуществляется клетками животных, растений, грибов, бактерий и сине-зеленых водорослей.

3. Активный транспорт при использовании ферментов, встроенных в мембрану.

Перенос идет против градиента концентрации с затратами энергии, например, в клетку поступают (“накачиваются”) ионы калия, а из клетки выводятся (“выкачиваются”) ионы натрия. Эта работа сопровождается накоплением на мембране разности электрических потенциалов. Такие клеточные транспортные системы принято называть “насосами”. Аналогично осуществляется транспорт аминокислот и сахаров.

14. Работа выполнена.  Мы смогли ответить на поставленные вопросы к уроку или нет?   Да!
15. Молодцы, хорошо справились с поставленными задачами.

6. Первичное закрепление во внешней речи.

1. Основное новое знание сегодня о НКМ – это….  Продолжите, пожалуйста,  мою фразу.
2. Каковы функции НКМ?
3. Проговорите это каждый про себя.

7. Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону.

1. Подведём итог данной части урока.
2. Вы уверены в своих новых знаниях и умениях?
3. Как проверить?
4. Вашему вниманию тестовая работа на 5 минут.

Выберите один правильный ответ.

А1.   Строение и функции плазматической мембраны обусловлены входящими в ее состав молекулами:

1) гликогена и крахмала
2) ДНК и АТФ
3) белков и липидов
4) клетчатки и глюкозы

А2.   Плазматическая мембрана не выполняет функцию:

1) транспорта веществ
2) защиты клетки
3) взаимодействие с другими клетками
4) синтеза белка

А3. Углеводы, входящие в структуру клеточной мембраны, выполняют функцию:

1) транспорта веществ
2) рецепторную
3) образования двойного слоя мембраны
4) фотосинтеза

А4. Белки, входящие в структуру клеточной мембраны выполняют функцию:

1) строительную
2) защитную
3) транспортную
4) все указанные функции

А5. Фагоцитоз – это:

1) поглощение клеткой жидкости
2) захват твердых частиц
3) транспорт веществ через мембрану
4) ускорение биохимических реакций

А7. Прохождение через мембрану ионов Na+ и K+ происходит путем:

1) диффузии
2) осмоса
3) активного переноса
4) не осуществляется

А8. Через липидный слой мембраны свободно проходит:

1) вода
2) эфир
3) глюкоза
4) крахмал

          8. Включение в систему знаний и повторение

1. Для тех, кто хорошо справился с работой и хочет поработать самостоятельно, предлагаю записать основные функции НКМ, затем проверить себя по тетради.
2. Для всех остальных я предлагаю проблему для обсуждения. Почему мембрана клетки выполняет функции как фагоцитоза, так и пиноцитоза? Если не сможете ответить на данный вопрос, можете обратиться к учебнику.
3. Молодцы! Вы меня сегодня порадовали.

9. Рефлексия учебной деятельности.

1. Подведём итоги урока. Какой способ использовали для решения вопроса?
2. Можем ли мы сказать, что материал вами воспринят?
3. Какие встретились затруднения?
4. Нет! Очень хорошо, значит,  материал был представлен в доступной форме.
5. Оцените  собственную учебно-познавательную деятельность на уроке в отметочной форме, исходя из вашей работы в течение всего урока.
6. Кто желает прокомментировать свою отметку?
7. Каково будет домашнее задание?
8. Каждый будет готовиться к следующему уроку на своём желаемом уровне, по своему выбору. Разобрались с домашним заданием?
9. Спасибо за урок!

Иллюстрации к уроку.   Строение НКМ.

  Строение животной клетки.

Составные части животной и растительной клетки