10 (11) класс ОСНОВЫ ЦИТОЛОГИИ Наружная плазматическая мембрана, её структура и функции Профильный уровень Цели: 1. Учащиеся должны усвоить понятия «жидкостно – мозаичное строение, фосфолипидный бислой, полупроницаемость, самозамыкаемость, активный транспорт, облегчённая диффузия, осмос, рецепторная функция, белки-переносчики». 2. Учащиеся должны уметь устанавливать взаимосвязь строения и функций мембраны, объяснять механизмы функционирования на микроуровне, делать обобщения, развивать навыки работы с микроскопом, аргументировать свои выводы. 3. Учащиеся должны развивать материалистическое мировоззрение (идеи системной организации жизни, дискретности органического мира, его познаваемости). Оборудование: Smart board, программа smart notebook «Плазматическая мембрана», рабочие листы. Форма учебной деятельности: семинарское занятие, 2 часа Ход занятия. О тайне мира – пусть хотя бы лепет. Гёте. I. ВСТУПЛЕНИЕ. ВВЕДЕНИЕ В ТЕМУ. На одном из первых уроков по биологии в 6 классе мы рассматривали и рисовали основные части клетки. Потом каждый год вы узнавали что-то новое о строении и функционировании этих «кирпичиков» жизни. Почему же в 11 классе мы снова сталкиваемся с этим биологическим объектом? Мы с вами уже знакомы с химическим составом клетки. Как бы ни восхищались «волшебными» свойствами ДНК и ферментов, признаки живого не проявляются на уровне молекул. даже отдельные органоиды не сохраняют свои функции. Только клетка является элементарной ячейкой жизни, биологической системой. - Какими признаками обладает система? Изучая строение и процессы жизнедеятельности клетки, мы должны обнаружить эти признаки (программа smart notebook «Плазматическая мембрана», стр 1). - Какие элементы системы клетки можно выделить? Мембрана (поверхностный аппарат), цитоплазма, ядро – элементы клеточной системы. Сегодня мы рассмотрим структуру и функции наружной плазматической мембраны. Именно она определяет многие свойства клетки, в т.ч. свойства живого. II. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА. 1. Модели мембраны – рассказ учителя ((программа smart notebook «Плазматическая мембрана», стр 1) Даусон и Даниэли (1935 г.) высказали предположение, что билипидный слой окружен 2-я слоями белка Робертсон (1959 г.) выдвигает гипотезу о строении элементарных мембран и вводит постулат, что мембрана трехслойна. Сингер и Николсон (1972) предложили жидкостномозаичную модель мембраны Сущность этой модели ярко отражена в следующем отрывке: «Колеблются реснички; волнуются мембранозные вакуоли; склоняются и извиваются микроворсинки; выдвигаются наружу псевдоподии; там, где только что была спокойная поверхность, внезапно взрываются кратеры, извергающие продукты секреции, или, наоборот, зияют инвагинации, втянутые вглубь клетки» К. (Де Дюв. Путешествие в мир живой клетки. М., «Мир», 1987, стр53) А вот ещё одно описание: Когда- то ты был клеткой, просто клеткой. Как, одноклеточный, смог защититься ты? Ты выжил, и, представь, причина – это Структура гениальной простоты. Мембрана так хрупка, классически красива. Мозаика в строении и в функциях видна. Молекулы белка средь озера липидов Плывут, как айсберги, не достигая дна. Идет ионный транспорт через белки-каналы. Вокруг рецепторы, как стражники стоят. Представил это жизни активное начало? Ты пережил такое семнадцать лет назад Г.В.Феоктистова (учитель биологии СОШ № 27 г. Мурманска) В чём проявляется функциональная и структурная мозаичность мембраны? 2. Строение плазмалеммы - устный ответ, обсуждение (программа smart notebook «Плазматическая мембрана», стр 2). Рис 1. Подвижность фосфолипидов в мембране Задание 1. В чем проявляется мозаичность строения мембраны? Проверка выполнения. 3. Транспортная функция мембраны – устный ответ, обсуждение (программа smart notebook «Плазматическая мембрана», стр 3). Задание 2. На рисунке изображён транспорт различных веществ через плазматическую мембрану. Направление транспорта показано стрелками, а количество символов указывает на их концентрацию. Назовите способы переноса веществ, приведите примеры веществ, переносимых данными способами. Рис 2. Транспорт веществ через мембрану. Проверка выполнения. 4. Рецепторная функция мембраны – устный ответ, обсуждение (программа smart notebook «Плазматическая мембрана», стр 4). Характерной особенностью гормональной регуляции физиологических функций является высокая чувствительность тканей-мишеней к определённым гормонам. Она обеспечивается рецепторами клеточных мембран, обладающих избирательной чувствительностью. Поэтому, несмотря на то, что в кровь выбрасываются и доставляются клеткам десятки различных гормонов, воспринимаются только строго определённые. Передача возбуждения с аксона нейрона на другой нейрон осуществляется с помощью синапса. Импульс возбуждения вызывает секрецию химического медиатора (ацетилхолина, норадреналина и др.) в синаптическую щель. В постсинаптической мембране имеются рецепторы, воспринимающие медиаторы. Соединение медиатора с рецептором вызывает деполяризацию постсинаптической мембраны Задание 3. Рассмотрите рис. 3 «Функционирование иммунной системы организма человека». Объясните, каким образом Т-лимфоциты опознают антигены. Рис.3. Функционирование иммунной системы организма человека. Проверка выполнения. Плазмалемма выполняет и другие функции: обеспечивает связь с другими клетками, участвует в образовании клеточных органоидов, отграничивает цитоплазму от внешней среды, обеспечивает генерацию нервного импульса и т.д. 5. Взаимосвязь между клетками – выполнение задания, обсуждение (программа smart notebook «Плазматическая мембрана», стр 4). Клетки эпителия, выстилающего кровеносные сосуды, плотно соединены между собой и образуют тонкую плёнку, служащую фильтром между кровью и тканями. Мышечные волокна сердца (сердечная мышца) на концах имеют разветвления – вставочные диски. При помощи их клетки соединяются между собой и обеспечивают быстрое одновременное сокращение всех волокон. Печень представляет собой довольно плотный орган. Её не очень просто раздробить на отдельные кусочки. Это происходит потому, что клетки печени тесно сцепляются, обеспечивая прочную связь каждой клетки с соседними. Благодаря прочным межклеточным контактам – десмосомам – клетки получают информацию, например, о необходимости прекратить рост, когда свободное пространство исчерпано. Этот феномен называется контактным торможением. Задание 3*. Все клеточные мембраны имеют сходное строение. Однако сцепление возможно только между клетками в пределах одного типа ткани, одного организма. Как клетки узнают друг друга? Какие компоненты мембраны обеспечивают это распознавание? Проверка выполнения. - В чём проявляется функциональная мозаичность мембраны? Задание 4* Клеточная мембрана обладает 3 свойствами: 1) подвижность, текучесть; 2) самозамыкаемость; 3) избирательная проницаемость. Объясните, с чем связаны эти свойства и какое значение это имеет для клетки. 6. Эволюционное значение мембраны – выполнение задания, обсуждение. Задание 5. Один учёный-биолог сказал, что после того, как появились мембраны . . . «из супа, варившегося в морях, могли сформироваться первые живые организмы». Раскройте сущность такого утверждения. III. ОБОБЩЕНИЕ. Плазмалемма – очень динамичная структура. - Можно ли её назвать системой? Найдите в строении и функционировании мембраны признаки системы. Как вы думаете, почему в эпиграф сегодняшнего урока вынесены слова Гёте? О цитоплазматической мембране можно говорить очень долго. Появилась даже специальная наука – мембранология. Знания о структуре биологических мембран находят очень широкое применение, но с этим материалом мы познакомимся позднее. IV. Д\З. Подготовиться к семинару «Цитоплазма, её органоиды», § 9, 10 (Биология, 10 – 11, профильный уровень) под ред В.К. Шумного, Г.М. Дымшица 11 класс семинар «Наружная плазматическая мембрана». Задание 1. В чем проявляется мозаичность строения мембраны? Дополнительная информация. Диффузию воды через мембраны называют осмосом. Плазмолиз – выход воды из цитоплазмы клетки, отставание плазмалеммы от клеточной стенки (при добавлении NaCl). 1 2 3 ClNa= Рис. 1. Плазмолиз и деплазмолиз в клетке кожицы лука. Задание 2. На рисунке изображён транспорт различных веществ через плазматическую мембрану. Направление транспорта показано стрелками, а количество символов указывает на их концентрацию. Назовите способы переноса веществ, приведите примеры веществ, переносимых данными способами. Рис.2. Транспорт веществ через мембрану. Задание 3. Рассмотрите рис. 3 «Функционирование иммунной системы организма человека». Объясните, каким образом Т-лимфоциты опознают антигены. Рис.3. Функционирование иммунной системы организма человека. Задание 4*. Все клеточные мембраны имеют сходное строение. Однако сцепление возможно только между клетками в пределах одного типа ткани, одного организма. Как клетки узнают друг друга? Какие компоненты мембраны обеспечивают это распознавание? Задание 5*. Клеточная мембрана обладает 3 свойствами: 1) подвижность, текучесть; 2) самозамыкаемость; 3) избирательная проницаемость. Объясните, с чем связаны эти свойства и какое значение это имеет для клетки. Задание 6*. Один учёный биолог сказал, что после того, как появились мембраны . . . «из супа, варившегося в морях, могли сформироваться первые живые организмы». Раскройте сущность такого утверждения. Оформление страниц ИД 1 страница 2 страница 3 страница 4 страница