Конспект урока в 10 классе "Цитоплазматическая мембрана"
план-конспект урока по биологии (10 класс) по теме

Урок биологии в 10 классе

по теме:

                      «Цитоплазма. Строение и функции

                     цитоплазматической мембраны»

Цель: сформировать знания о цитоплазме, её составе и функциях, о клеточной оболочке, особенностях её строения и выполняемых функциях;

            Задачи:

образовательная:

• повторить материал и проконтролировать знания учащихся по теме «Клеточная теория»;

• сформировать представления об основных видах транспорта веществ через мембрану (пассивный транспорт: диффузия, осмос; активный транспорт, фагоцитоз, пиноцитоз);
• изучить одно из важнейших свойств плазматической мембраны – полупроницаемости на примере осмотических явлений в растительной клетке (провести лабораторную работу «Плазмолиз и деплазмолиз в клетках кожицы лука»);

развивающая:

• развивать умение работы с микроскопом, готовить временный микропрепарат, анализировать, сопоставлять, устанавливать причинно-следственные связи, формулировать выводы;

воспитательная:

• продолжить вырабатывать коммуникативные навыки при работе в группе;
• формировать гуманное отношение друг к другу.

Тип урока: комбинированный.

Форма урока: объяснение нового материала, лабораторный практикум.

Методы: проблемный, словесный, наглядный,  практический.

            Оборудование. Раздаточный материал: микроскопы, предметные и покровные стёкла, склянки с водой и раствором поваренной соли, кусочки фильтровальной бумаги, пинцеты, препаровальные иглы, по две чешуи лука на каждый стол, раствор йода. Демонстрационный материал: презентация, образовательный комплекс С: Школа. Основы общей биологии, программное обеспечение НИО по «Биология. Молекулярная и клеточная биология.10-11 классы»

Ход урока:

I.Организационный момент проверка готовности класса к уроку

II. Проверка знаний, умений и навыков:

Творческое задание групп - составление синквейнов об учёных, создавших клеточную теорию.

Работа по заданиям:

Задание №1 «Развитие учения о клетке» Сопоставить номера фамилий учёных и номера их вклада в развитие учения о клетке

Ключ к заданию: 1-2, 2-5, 3-4, 4-1, 5-3

Задание №2 «Вставьте пропущенные буквы в текст по смыслу»

1.Клетка является основной ____1_______и ________2_______единицей жизни.

2.Все организмы состоят из____3____, жизнь организма в целом обусловлена ________4_______составляющих его клеток.

3.Все новые клетки ______5_____по своему химическому составу,_____6_____и ____7_____ .

Ключ к заданию:

1.Клетка является основной структурной и функциональной единицей жизни.

2.Все организмы состоят из клеток, жизнь организма в целом обусловлена взаимодействием составляющих его клеток.

3.Все новые клетки сходны по своему химическому составу, строению и функциям

III. Актуализация знаний

-Зачем солят морскую рыбу, если вода и так солёная?

(варианты ответов учащихся)

IV. Изучение нового материала: объяснение с помощью презентации

1. Цитоплазма - обязательная часть клетки, заключённая между плазматической мембраной и ядром. Цитоплазма включает различные органоиды. Пространство между ними заполнено цитозолем – вязким водным раствором различных солей и органических веществ, пронизанных системой белковых нитей – цитоскелет. Цитоскелет представлен микротрубочками. Это цилиндры диаметром 25 нм с полость внутри. Их длина может быть от нескольких микрометров до нескольких миллиметров в аксонах нервных клеток. Микротрубочки полярны: на одном конце происходит самосборка микротрубочки, на другом –разборка. Такая динамическая нестабильность микротрубочек играет важную физиологическую роль. Например, при делении клетки микротрубочки растут очень быстро и способствуют правильной ориентации хромосом и образованию митотического веретена. Микротрубочки в клетке используются в качестве «рельсов» для транспортировки частиц. По их поверхности могут перемещаться мембранные пузырьки и митохондрии. Транспортировку по микротрубочкам осуществляю специальные моторные белки.

Микрофиламенты – сократимые элементы  цитосклета, образованы нитями актина и других сократительных белков. Участвуют в формировании  цитоскелета клетки, амебоидном движении и др.

2. Цитоплазматическая мембрана (плазмолемма)

Для того, чтобы поддерживать в себе необходимую концентрацию веществ, клетка должна быть физически отделена от своего окружения. Вместе с тем, жизнедеятельность организма предполагает интенсивный обмен веществ между клетками. Роль барьера между клетками играет поверхностный аппарат клеток, который состоит из:

1. Плазматической мембраны;
2. Надмембранного комплекса:

1. У животных – гликокаликс,
2. У растений – клеточная стенка.

Каждая клетка животных, растений, грибов отграничена от окружающей среды или других клеток  плазматической мембраной(плазмолеммой).

Толщина мембраны от8до12нм.Плазматическая мембрана состоит из липидов и белков. Липиды в мембране образуют двойной слой. Каждая молекула липида образована гидрофильной головкой и гидрофобным хвостом. Располагаются они плотно друг к другу,при этом гидрофильной головкой наружу, а гидрофобным концом внутрь.

В билипидном слое мембраны погружены многочисленные белки, которые находятся на поверхности, а другие пронизывают мембрану, образуя каналы. К некоторым белкам прикреплены углеводы – гликопротеины, а так же к липидам – гликолипиды.

Белки и углеводы на поверхности мембран у разных клеток неодинаковы и являются своеобразными указателями типов клеток

3. Транспорт веществ через цитоплазаматическую мембрану

Калий-натриевый насос

Экзоцитоз

Перенос с помощью молекул-переносчиков

Активный

транспорт

(затраты энергии)

Пассивный транспорт

(без затрат энергии)

Виды транспорта веществ через мембрану

Пиноцитоз

Осмос

Простая диффузия

Пассивный транспорт

В любом растворе происходит перемещение растворённых веществ из области высокой концентрации в область более низкой. Этот поток веществ(вода, углекислый газ, спирт, глицерин…) в сторону меньшей концентрации(транспорт по градиенту концентрации) существует до тех пор, пока концентрации вещества в двух участках не выровняются .Такой транспорт называется

простой диффузией.(демонстрация: раствор перманганата калия)

К особому типу пассивного транспорта относят диффузию воды через мембрану – осмос.

При осмосе перемещаются только молекулы воды.

Некоторые ионы(Cl-) пассивно диффундируют через мембрану благодаря белкам, формирующим поры.

Активный транспорт

Транспорт молекул через мембрану против градиента концентрации. Осуществляется с помощью белков-переносчиков с затратой энергии АТФ (натрий - калиевый насос)

Из клетки перекачиваются ионы К+, а поступают ионы Na+.

Крупные молекулы биополимеров практически не транспортируются через мембрану, но клетка обладает механизмом переноса – эндоцитоз и экзоцитоз.

Экзоцитоз обратный процесс эндоцитозу

Фагоцитоз и пиноцитоз относятся эндоцитозу. Фагоцитоз («фагос»-пожирать, «цитос»-клетка)– захват плазматической мембраной твёрдых частиц и впячивание(втягивание) их внутрь клетки.

Пиноцитоз – захват плазматической мембраной мелких частиц или молекул, растворимых в жидкости и впячивание их внутрь клетки.

Экзоцитоз обратный процесс эндоцитозу.

4. Функции плазматической мембраны: (применение новых знаний)

Соотнесите функции плазматической мембраны с особенностями её строения:

1. Плазматическая мембрана образует впячивание в виде тонкого канальца, в который попадает жидкость с растворёнными в ней веществами;
2. Белки на поверхности мембраны образуют комплекс с инородными белками;
3. Мембрана образована двойным слоем липидов, а белки пронизывают её толщу и располагаются на внешней и внутренней поверхности мембраны;
4. Белки и углеводы на поверхности мембраны являются указателями типа клеток.

А. структурная

Б. сигнальная (узнавание других клеток)

В. регуляция обмена веществ(транспорт)

Г. Защитная

(Ответ: 1в, 2г, 3а, 4б)

V. Закрепление учебного материала 

Лабораторная работа

Тема: «Плазмолиз и деплазмолиз в клетках кожицы лука»

Цель: сформировать умение проводить опыт по получению плазмолиза, закрепть     умение работать с микроскопом, проводить наблюдение и объяснять полученные результаты

Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стёкла, стеклянные палочки, стаканы с водой, фильтровальная бумага, раствор поваренной соли, репчатый лук.

Ход работы:

      1. Приготовьте препарат кожицы лука, рассмотрите клетки под микроскопом

       Обратите внимание на расположение цитоплазмы относительно клеточной оболочки.

Выводы:
1. Если клетка находится в гипертоническом растворе, концентрация которого больше концентрации клеточного сока, то скорость диффузии воды из клеточного сока будет превышать скорость диффузии воды в клетку из окружающего раствора. Уменьшение объема клеточной вакуоли сопровождается отделением цитоплазмы оболочки – происходит плазмолиз
2. Если плазмолизированную клетку поместить в гипотонический раствор, концентрация которого меньше концентрации клеточного сока, вода из окружающего раствора будет диффундировать внутрь вакуоли. В результате увеличения объема вакуоли повысится давление клеточного сока на цитоплазму, которая начинает приближаться к стенкам клетки, пока не примет первоначальное положение - произойдет деплазмолиз.
3.Мы убедились в том, что плазматическая мембрана обладает избирательной проницаемостью.

Решение проблемных задач:

1гр. Куда двигалась вода (в клетки или из них) при помещении ткани в раствор соли?

       Чем можно объяснить такое направление движения воды?

       Куда двигалась вода (в клетки или из них) при помещении ткани в воду?

       Чем это объясняется?

Составить схему передвижения воды.

2гр.  Почему солят морскую рыбу, если вода в море и так солёная?(рисунок-подсказка)

(Для живых организмов избирательная проницаемость клеток является « одеждой», которая защищает всё живое от чужеродного. Поэтому, живые организмы, находящиеся в море, не могут быть солёными, в отличие от выловленной рыбы. То есть неживая клетка не способна выступать в роли защитника.)

3гр. Можно ли использовать раствор соли для уничтожения сорняков?

4гр. Двое студентов оперируют лягушку. Они всё время смачивают открытые внутренние органы лягушки солевым раствором, и, тем не менее, через некоторое время эти органы начинают сморщиваться. Заглянув в учебник, студенты обнаруживают, что концентрация солевого раствора взята неверно: 9% вместо нужных 0,9% (именно такая концентрация поддерживается в клетках лягушки).

1. Объясните, почему вовремя операции лягушка погибла? (Вода переходила из клеток лягушки в более концентрированный внешний раствор, которым пользовались студенты. Клетки погибли, поэтому и погибла сама лягушка)
2. Какой процесс имел здесь место? (Осмос)
3. Участвовали ли в этом процессе молекулы-переносчики?(Нет. В данном случае для молекул воды не требуется  переносчик, они свободно проходят через клеточные мембраны).

5гр. Как вы думаете, что бы могло произойти в клетках, если бы их оставили в растворе соли на длительное время ?  

ПРОВЕРКА Д/З:

1. Синквейн_______(5 БАЛЛОВ)
2. Задание №1______(количество правильных ответов)
3. Задание №2______(количество правильных ответов)

Задание №2 «Вставьте пропущенные буквы в текст по смыслу»

1.Клетка является основной ____1__________и ________2__________единицей жизни.

2.Все организмы состоят из____3____, жизнь организма в целом обусловлена ________4_______составляющих его клеток.

3.Все новые клетки ______5_____по своему химическому составу,_____6_____и ____7_____ .

Выберите нужные слова: различны, сходны, строению, функциональной, систематической, структурной, молекул, атомов, взаимодействием, обменом веществ, функциям, правильной.

Сумма баллов_____Оценка- «    »

Тема урока: «Цитоплазма. Цитоплазматическая мембрана»

_______________________

ПРОВЕРКА Д/З:                                                                                                               ( фамилия, имя, класс)

1. Синквейн_______(5 БАЛЛОВ)
2. Задание №1______(количество правильных ответов)

Тема урока: «Цитоплазма. Цитоплазматическая мембрана»

Цель: сформировать знания о цитоплазме, её составе и функциях, о клеточной оболочке, особенностях её строения и выполняемых функциях;

Соотнесите номера  рисунка с названиями:

Покровные белки-

Погружённые белки-

Пронизывающие белки-

Гидрофобные хвосты липидов-

Гидрофильные головки липидов-

Гликопротеин(углевод)-

Гликолипид (углевод)-

Какие виды транспорта веществ  через мембрану обозначены цифрами?

Простая диффузия –

Осмос –

Диффузия с помощью молекул – переносчиков –

Активный транспорт –

Лабораторная работа

Тема: «Плазмолиз   и деплазмолиз  в клетках  кожицы  лука»

Цель: сформировать умение проводить опыт по получению плазмолиза, закрепить умение работать с микроскопом, проводить наблюдение и объяснять полученные результаты

Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стёкла, стеклянные палочки, стаканы с водой, фильтровальная бумага, раствор поваренной соли, репчатый лук

Ход работы:

Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Работа в группах:

Решение проблемных задач (работа в группах):

1гр.  Почему выделяется сок, если лимон посыпать сахарным песком?

        Попробуйте изобразить схематически направление передвижения воды.

2гр.  Почему солят морскую рыбу, если вода в море и так солёная?(рисунок-подсказка)

3гр. Можно ли использовать раствор соли для уничтожения сорняков?

4гр. Двое студентов оперируют лягушку. Они всё время смачивают открытые внутренние органы лягушки солевым раствором, и, тем не менее, через некоторое время эти органы начинают сморщиваться. Заглянув в учебник, студенты обнаруживают, что концентрация солевого раствора взята неверно: 9% вместо нужных 0,9% (именно такая концентрация поддерживается в клетках лягушки).

1. Объясните, почему вовремя операции лягушка погибла?
2. Какой процесс имел здесь место?
3. Участвовали ли в этом процессе молекулы-переносчики?

5гр. Как вы думаете, что бы могло произойти в клетках, если бы их оставили в растворе соли на длительное время ? Соль – это вред или польза для организма?

Инструктивная карточка

Лабораторная работа.
Тема: «Плазмолиз   и деплазмолиз  в клетках  кожицы  лука»

1. Приготовьте препарат кожицы лука, рассмотрите клетки под микроскопом

Обратите внимание на расположение цитоплазмы относительно клеточной         оболочки

2.  Удалите с микропрепарата воду, приложив фильтровальную бумагу к краю покровного стекла. Нанесите на предметное стекло каплю раствора поваренной соли. Наблюдайте за изменением положения цитоплазмы;зарисуйте плазмолиз.
3. Фильтровальной бумагой удалите раствор поваренной соли. Капните на предметное стекло2-3 капли воды. Наблюдайте за состоянием цитоплазмы  (деплазмолиз).
4. Объясните наблюдаемое явление. Запишите вывод.

Дополнительные сведения к уроку:

 Плазмолиз (от греч. plásma — вылепленное, оформленное и lýsis — разложение, распад), отделение цитоплазмы при погружении клетки в   гипертонический раствор (раствор с более высоким осмотическим давлением ).

Плазмолиз характерен главным образом для растительных клеток, имеющих прочную целлюлозную оболочку. Животные клетки при перенесении в гипертонический раствор сжимаются. Иногда плазмолизированные клетки остаются живыми; при погружении таких клеток в воду или гипотонический раствор происходит деплазмолиз.

Деплазмолиз  -  возвращение цитоплазмы  клеток растений из состояния плазмолиза в исходное состояние, характеризующееся нормальным тургором  Деплазмолиз  происходит при перенесении плазмолизированных клеток в воду или гипотонические растворы(с низким осмотическим давлением).

Простая диффузия  - диффузия гидрофобных веществ через мембрану (O2, СО2, глицерин, спирты.

Облегчённая диффузия – диффузия с помощью молекул – переносчиков (глюкоза, Cl-...)

Активный транспорт – транспорт против градиента концентрации, идёт с затратой энергии (калий –натриевый насос).

Фагоцитоз (от греч. «фагос» -пожирать, «цитос»-клетка)– захват и поглощение плазмптической мембраны клетки твёрдых частиц.

Пиноцитоз (от греч. «пино» -пью, «цитос»-клетка)–  захват и поглощение клеткой жидкости путём образования плазматической мембраной впячивания в виде тонкого канальца, в который и попадает жидкость с растворёнными веществами.