Разработка урока по биологии "Строение и функция ядра", 10 класс
план-конспект урока по биологии (10 класс) на тему

МУНИЦПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 30»

МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДСКОЙ ОКРУГ СИМФЕРОПОЛЬ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ

УРОК ПО БИОЛОГИИ

10 КЛАСС

(профильный уровень)

по теме «СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИЯ ЯДРА»

Учитель биологии

Медина Ирина Васильевна

высшая квалификационная категория

Тип урока – урок-исследование

Методы - Объяснительно – иллюстративный,  поисковый

Цели и задачи урока:  сформировать у учащихся знания об основном органоиде клетке, показать морфологические и химико-физиологические особенности клеточных структур ядра;  продолжить формирование умений анализировать, сравнивать, обобщать, делать выводы; способствовать развитию творческого мышления учащихся, навыков самостоятельной работы, и работы с микроскопом; формировать культуру общения, позитивное отношение к предмету биологии.

      Оборудование:

      1. Микрофотография ядра.

      2.     Корзина знаний с заданиями.

      3.     Презентация «Ядерная оболочка», подготовленная группой учащихся

      4.     Презентация «Строение и функция ядра».

      6.     Карточки – задания.

      7.     Микроскопы и микропрепараты «Строение клеток лука».

       8.    Видеоролик «Жизнь одной клетки»

Ход урока

I. Организационный момент.

Учитель.

 Здравствуйте, ребята.  Я рада вас приветствовать. Желаю вам творческих успехов, терпения, покорения всех задуманных вершин, реализации всех целей.

 II.  1.Проверка знаний: (слайд 1)

Мы изучили органоиды клетки.

 Вспомним.

 1) Что называется органоидами клетки? И какие органоиды мы изучили  и какова их функция? . Слайд №2

2) О каком органоиде идет речь? (первая  подсказка)

-  модификация поступивших органических веществ ( если не ответили,  вторая подсказка)

- секреция белков, липидов, углеводов;

-  место образования лизосом;

 -  накопление белков, липидов, углеводов;

  - « упаковка» в мембранные пузырьки;

 -  синтез углеводов и липидов (Аппарат Гольджи Слайд №3)

3) Назови общие черты строения этих органоидов. ( Митохондрии и хлоропласт; Имеют двумембранное строение, имеют кольцевую ДНК, и способны к воспроизведению себе подобных) (Слайд №4)

4) Какой органоид изображен на слайде? Строение? (слайд №5 ЭПС)

 5) Какая клеточная структура изображена на следующем слайде и какую функцию она выполняет? (плазматическая мембрана.  Пиноцитоз, активный транспорт веществ,слайд №6)

 6) Какой биологический объект изображен, и какой процесс происходит? (слайд №10 Амеба питается путем фагоцитоза)

 7) Установите соответствие между строением и функцией органоида и его видом. (Слайд№11. таблица. Работаем устно)

Строение и функции органоида                                              Вид органоида                                                                                          

 А) состоит из полостей с пузырьками на концах    1)Эндоплазматическая сеть                                              

 Б) состоит из системы связанных собой каналов    2)Комплекс Гольджи                                            

 В) участвует в биосинтезе белка                               1)ЭПС

 Г) участвует в образовании лизосом                        2)АГ

 Д) участвует в обновлении и росте плазматической мембране                    2)АГ

 Е) осуществляет транспорт органических веществ в разные части клетки 1)ЭПС

Теперь повторив, пройденный материал, мы можем продолжить наше путешествие по клетке. Для этого нам необходимо обратно проникнуть в нее.

 «Путешествие по клетке»

1. Перед вами растительная клетка. (слайд) Чтобы попасть внутрь клетки, нужно преодолеть оболочку. Как будете проникать: с помощью фагоцитоза или мембранных белков?
2. Вы попали с помощью мембранных белков в цитоплазму растительной клетки. Какие органоиды растительной клетки нам здесь уже знакомы?
3. Вы проходим через  центральной вакуоль растительной клетки. Заблудившийся ион магния просит у вас помощи. Он забыл название пластида и вещества, в которое ему надо попасть. Это…
4. К вашему хлоропласту приближается одномембранный органоид, наполненный пищеварительными ферментами. Как он называется?
5. Ура! Вы попали в ЭПС и плывете по ее канальцам. Вы проплываете через ее участок, покрытый рибосомами. Как он называется?
6. ЭПС постепенно превратилась в систему плоских цистерн. Где вы оказались?
7. Этот органоид упаковал каждого из вас в маленький пузырек, чтобы вы смогли безопасно плыть дальше по гиалоплазме. Теперь подплываете к двухмембранному органоиду, внутренняя мембрана которого собрана в большие округлые складки. Он поможет вам пополнить запасы энергии. Что это за органоид?
8. По микротрубочкам цитоскелета мы продолжим путешествие по клетке с целью определения главной  части клетки…(И ТИШИНА)

III.     Изучение нового материала.

     Учитель: Итак:

 Правитель мудрый, справедливый

 Хозяин в доме и слуга

 Он регулирует движенье,

 Процессы роста, синтеза.

 Хранит секреты информаций

  Но передать ее готов

 Своим потомкам и тебе,

 Не ради прихоти и славы,

 А ради жизни на Земле.

В этом стихотворение заключена тема нашего урока. О каком органоиде идет речь?

– Итак, тему нашего урока вы определили (СЛАЙД)

Теперь нужно определить задачи. По аналогии с изучением других органоидов определите, что нам нужно изучить?

Задачи:

   определить особенности строения ядра,

 определить особенности его компонентов и в связи с этим выявить их функции.

(слайд Цели урока)

Чтобы не запутаться в лабиринтах живой природы, у вас на столах имеются файлы с заданиями. К ним мы будем обращаться по ходу урока. Работу на уроке мы будем строить по следующему плану.

1. Первым пунктом нашего плана идет общая характеристика ядра. Для разминки предлагаю интеллектуальный аукцион. (слайд интеллектуальный аукцион)  На «торги» выставлена микрофотография неизвестного, но очень талантливого цитолога «Ядро клетки» (слайд микрофотография ). Вы можете ее прибрести путем предъявления знаний по данной теме; нельзя сбивать цену, т.е. выкрикивать с места; последний предъявивший знания приобретает микрофотографию. Итак, ваши ставки, господа! (Идет аукцион).

2. С изображением ядра мы встречали на рисунках и фотографиях, а теперь мы становимся сотрудниками исследовательской лаборатории. Наша задача рассмотреть микропрепарат растительной клетки  и сделать выводы: (слайд вопросы, ответы вносятся в «Инструктивную карту урока» задание №1)

- какая форма и размер ядра растительной клетки?

- месторасположение ядра в клетке?

- какое количество ядер в рассматриваемых клетках?

Но для начала вспомним правила работы с микроскопом (работа с микроскопами,  (слайд, микропрепарат ответы на вопросы)

Проблемный вопрос. Перед вами представлены изображения. (Слайд - эритроцит и сосуды ксилемы). Что можно сказать об особенностях строения этих клеток?.... Почему отсутствуют ядра?......

А о чем говорят следующие рисунки? Слайд многоядерных клеток.

Итак, подводим вывод?....( Задание №1 Заполнить схему.), проверка.

 И в дополнение к данному вопросу слайд «раковая клетка».

3. Из чего же состоит ядро? Слайд общее строение ядра. В состав ядра входят следующие компоненты:

-ядерная оболочка

-кариоплазма

-ядрышко

-хроматин

Давайте с вами начнем изучение каждого компонента

3.   И сейчас я хочу пригласить выступить  представителя биолаборатории «Живая природа» с докладом по теме «Ядерная оболочка».  По ходу выступления вы заполняете таблицу, задание №2. И конце вы можете задать ему свои вопросы.

 (выступление учащегося с презентацией) (Начать презентацию можно следующим образом): «Здравствуйте, я – представитель биолаборатории «Живая природа» _____________, хочу представить вашему вниманию продукцию « Ядро и Ко». Наши ядерные оболочки -  самые лучшие оболочки в мире.

Вопросы:

      - от чего зависит количество ядерных пор (от метаболитической активности клетки)

- все ли вещества осуществляют транспорт через ядерные поры ( путем диффузии ионы и низкомолекулярные соединения)

4.Следующий вопрос. Чем заполнена внутренность ядра? Посмотрели на задание №3. Давайте прочитаем текст,  и ответим на вопросы в конце текста.

           (Идет работа с заданием №3).

Подведем итог работы.  Как называют внутреннее содержимое ядра, помимо кариоплазмы?  Состав кариоплазмы? Функция кариоплазмы? Дополнения есть?

(слайд, состав и функция кариоплазмы)

5.Следующим  компонентом ядра является ядрышко. Слайд.

 Объяснение учителя. Работа по слайду. Ядрышковый организатор

Учитель: Давайте рассмотрим строение и химический состав ядрышка

       Ядрышко — обособленная, наиболее плотная часть ядра. Ядрышко исчезает перед началом деления клетки и вновь формируется в последней фазе деления.

       Хорошо заметное, округлое, плотное образование.

       В ядрах разных клеток, а также в ядре одной и той же клетки в зависимости от ее функционального состояния число ядрышек может колебаться от 1 до 5-7 и более. Это не самостоятельная структура или органоид. Это производное хромосомы, один из ее локусов, активно функционирующий в интерфазе. Ядрышко образуется вокруг участка ДНК, в котором закодирована структура р-РНК. Такие хромосомы, как правило, имеют вторичные перетяжки, зоны которых представляют собой места, где идет развитие ядрышек.  Этот участок  Мак Клинток(1934 год) назвал ядрышковым организатором. Они занимают определенные участки хромосом (у человека 13-15 и 21-22 пары) Общее число ядрышек на ядро определяется числом ядрышковых организаторов и увеличивается согласно плоидности ядра.

      Здесь происходит синтез р-РНК. Затем р-РНК взаимодействует с белком, и образуются субъединицы хромосом. В момент профазы материал ядрышка деспергируется и становится невидимым, а по окончанию деления под влиянием организаторов вновь возникают ядрышки.

      В химическом составе преобладают белки нескольких типов (чаще негистоновые) и высока концентрация р-РНК(70-90%).

      Таким образом, ядрышко представляет собой скопление р-РНК и рибосомальных

   субъединиц на разных этапах развития.

      Функция: формирование рибосом.

Задание 4: Прочитайте текст о  строении  ядрышка, какими  цифрами на рисунках обозначен ядрышковый организатор, почему вы так решили?  

(Идет работа с заданием №4 и рисунком ядрышкового организатора на доске и на карточках) Слайд рисунки ядрышек. Контрольный следующий слайд.

6. Учитель: Одним из важнейших компонентов ядра является хроматин Слайд

При окрашивании клеточных ядер основными красителями в них выявляется вещество, которое В. Флеминг в 1880 г. назвал хроматином. Им обозначают комплексы “ДНК-белок”, которым заполнена большая часть объема ядра. Хроматин в ядре распределен неравномерно. В химическом отношение он представлен: 1)ДНК (30-45%), 2)Гистоновые белки (30-50%), 3)Негистоновые белки (4-30%), т.е. является дезоксирибонуклеопротеидным комплексом.

Хроматин, несомненно, представляет собой наиболее важный компонент клеточного ядра, поскольку именно в нем содержится геном клетки. В химическом отношении ДНК хроматина представляет собой двуспиральный полимер из дезоксирибонуклеотидов, различающихся азотистыми основаниями – аденином, гуанином, цитозином и тимином. Основания каждой из цепей комплементарно связаны между собой попарно: аденин с тимином, а гуанин с цитозином.

Обратимся к заданию №5 в ваших файлах. Задание – выявить особенности строения и функции хроматина и заполнить таблицу. Первый вариант работает с гетерохроматином, второй вариант – с эухроматином. У вас на работу 3-4 минуты.

Итоги работы с таблицей.

 Покажите на микрофотографии места локализации эухроматина и гетерохроматина?

7. И последний вопрос нашего плана - функция ядра. Изучив строение ядра, что вы можете сказать о функции ядра. (ответы учащихся)

Учитель: Сразу после открытия ядра  Робертом Брауном в 1833 году в клетках растений, еще до формулирования клеточной теории, ученые высказывали мысль о ведущей роли ядра в процессах роста и развития клетки и организма в целом. Последующие исследования и эксперименты подтвердили их предположения.

Эксперименты:

- Пересадка ядра из клетки одного вида жабы в клетку другого вида.

- У амебы удалили ядро  (живет от одного дня до двух недель, не растет, не размножается, а при удалении большей части цитоплазмы, но при наличие ядра в клетки амеба живет и размножается).

Какой вывод мы можем сделать?

-клетка без ядра не только неспособна к размножению, но живет определенное время.

 Кто же в клетке всех главнее, обратимся к слайду. Немецкий биолог Хаммерлинг в своем эсперименте ярко продемонстрировал важное значение ядра.

Средиземноморская ацетобуллярия – шапочка круглая

Веттштейна ацетобуллярия – шапка расчленена и напоминает цветок.

Функция ядра (слайд)

II. Закрепление знаний и умений учащихся

Мы рассмотрели с вами все пункты нашего плана, но у нас остались еще невыполненные задания:

1.   Известная вам «корзина знаний» по ходу урока заполнялась заданиями: слайд

      а) Поясните термины: (из корзины достаются на листах записанные термины)

      ядрышковый организатор

      хроматин

эухроманин

      гетерохромосома

      б) показ видеоролика

Инструктивная карта к уроку

по теме «Строение и функция ядра клетки»

Задание №1

- какая форма и размер ядра растительной клетки?_______________________________

__________________________________________________________________________

- месторасположение ядра в клетке?___________________________________________

__________________________________________________________________________

- какое количество ядер в рассматриваемых клетках?_____________________________

Задание№2

Строение ядерных оболочек.

Состав ядерных мембран________________________________________________

Особенности строения наружной ядерной мембраны_____________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________Особенности строения внутренней ядерной мембраны___________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________Строение порового комплекса ядерной поры___________________________________

___________________________________________________________________________Функция ядерных пор______________________________________________________

Задание №3

Задание: Прочитайте текст, выясните  и запишите состав и  функции кариоплазмы.

Кариоплазма. (ядерный сок, нуклеоплазма, матрикс, кариолимфа)

Внутреннее содержимое ядра, в котором располагается хроматин и 1 – несколько ядрышек. Представляет собой коллоидный раствор веществ. Основными  являются белки – 60 – 97 %, фосфолипиды – 1%, а также углеводы, витамины, гормоны, на долю ДНК от 1 до 40%, РНК – от 0 до 15%. Белки в основном фибриллярные (опорная функция). Негистоновых белков (не образуют комплексов с белками) – 20% от общего числа белков, гистоновых (образуют комплексы с белками) – 80%. Они подвергаются модификациям, что сказывается на структуре и активности хроматина. Кариоплазма обеспечивает пространственное расположение хромосом в ядре, берет участие в их функциональной активности.

Химический состав кариоплазмы:

________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________

Функция кариоплазмы:

________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________

Задание №4

Задание: Прочитайте текст, рассмотрите строение ядрышка, какими  цифрами на рисунках обозначен ядрышковый организатор, почему вы так решили?  

       В ядрах разных клеток, а также в ядре одной и той же клетки в зависимости от ее функционального состояния число ядрышек может колебаться от 1 до 5-7 и более. Это не самостоятельная структура или органоид. Это производное хромосомы, один из ее локусов, активно функционирующий в интерфазе. Ядрышко образуется вокруг участка ДНК, в котором закодирована структура р-РНК. Этот участок  Мак Клинток(1934 год) назвал ядрышковым организатором. Они занимают определенные участки хромосом (у человека 13-15 и 21-22 пары) выглядят как сужения и называются вторичными перетяжками. Здесь происходит синтез р-РНК. Затем р-РНК взаимодействует с белком, и образуются субъединицы хромосом. В момент профазы материал ядрышка деспергируется и становится невидимым, а по окончанию деления под влиянием организаторов вновь возникают ядрышки.

      В химическом составе преобладают белки нескольких типов (чаще негистоновые) и           высока концентрация р-РНК(70-90%).

Таким образом, ядрышко представляет собой скопление р-РНК и рибосомальных   субъединиц на разных этапах развития.

Функция: формирование рибосом.

Задание№5

 Задание – выявить особенности строения и функции хроматина и заполнить таблицу.

 Первый вариант работает с гетерохроматином,

второй вариант – с эухроматином.

У вас на работу 3-4 минуты

В ядре расположена почти вся ДНК (DNA) клетки. Эта ДНК является носителем генетической информации и главным местом ее репликации и экспрессии. В интерфазе (фазы между делениями клетки) большая часть ДНК в ядре присутствует в виде гетерохроматина, т.е. плотно упакованной ДНК, ассоциированной с РНК (RNA) и белками. Менее плотно упакованная ДНК называется эухроматином; это место активной транскрипции ДНК в РНК

 Более конденсированные участки гетерохроматина чередуются с менее конденсированными участками эухроматина. Гетерохроматин и эухроматин различаются также функционально – большинство структурных генов локализовано в эухроматине, тогда как гетерохроматин в основном содержит повторяющиеся последовательности некодирующей ДНК. Распределение гетерохроматина и эухроматина в ядре зависит от функциональной активности клетки, ее пролиферативного состояния, стадии дифференцировки, тканевой и видовой специфичности. В связи с этим различают конститутивный гетерохроматин, который всегда остается в конденсированном состоянии, и факультативный гетерохроматин, представляющий собой временно конденсированный эухроматин. Особенно много факультативного гетерохроматина в неделящихся, зрелых клетках, где активировано не более 10 % генов.

     Итак, в  зависимости от функционального состояния различают 2 вида хроматина:

 1.   эухроматин (деспирализованные участки, генетически активные, слабо окрашиваются, в световом микроскопе не различим).

 2. гетерохромантин (сильно спирализованные участки, интенсивно окрашиваются, генетически слабоактивные, в световом микроскопе хорошо виден и имеет вид глыбок).

 И может быть 2 типов:  

а) факультативный гетероматин - способен переходить в эухроматин и обратно. Например: ген, отвечающий за выработку молока. У рожениц – в состояние эухроматина, а у бездетных (не кормящих) в состоянии факультативного гетерохроматина.

Б) структурный – не переходит никогда в эухроматин. Например: у петуха ген яйценоскости или у козла ген жирномолочности есть, и он находится в состоянии структурного гетерохроматина.

Хроматин – форма существования генетического материала в интерфазных клетках. Во время деления он преобразуется в хромосомы. Хроматин содержит наследственную информацию, обеспечивает ее хранение и реализацию, играет важную роль в жизнедеятельности клетки.