Клеточное строение растений. Свойства растительной клетки - НАУКА О РАСТЕНИЯХ - БОТАНИКА

Тип урока: урок общеметодологической направленности.

Используемые технологии: здоровьесбережения, проблемного обучения, развивающего обучения, групповой деятельности, интерактивные.

Формируемые УУД: к. — строить речевые высказывания в устной форме; адекватно использовать речевые средства для аргументации своей позиции; р. — формулировать цель урока и ставить задачи, необходимые для ее достижения; планировать свою деятельность и прогнозировать ее результаты; осуществлять рефлексию своей деятельности; п. — устанавливать причинно-следственные связи; сравнивать и делать выводы на основе сравнений; составлять план параграфа; работать с натуральными объектами; л. — формировать и развивать познавательный интерес к изучению природы, научное мировоззрение, экологическую культуру; применять полученные знания в практической деятельности.

Планируемые результаты: объяснять значение понятий: клетка, ядро, цитоплазма, клеточная стенка, клеточная (цитоплазматическая) мембрана, вакуоль, хлорофилл, хлоропласт, хромосомы, приводить примеры одноклеточных и многоклеточных растений; различать (на иллюстрациях учебника, на микропрепаратах) и называть органоиды клеток растений; характеризовать основные процессы жизнедеятельности клетки; выявлять отличительные признаки растительной клетки; делать выводы о взаимосвязи всех частей клетки; соблюдать правила обращения с лабораторным оборудованием.

Оборудование и материмы: учебник, лупа, компьютерная презентация или плакаты “Строение растительной клетки”, “Микроскопы”, школьный световой микроскоп, модель растительной клетки, портреты Антони ван Левенгука, Роберта Гука, Теодора Шванна и Матиаса Шлейдена, белая, красная и зеленая бумага, бумажные самолетики с надписью “глюкоза”, пакетики из целлофана, крахмальный клейстер, йод.

Общие рекомендации. Строение растительной клетки целесообразно изучать в форме игры. Учащиеся получают представление о деятельности живой системы — растительной клетки. Игра достаточно подвижная, поэтому физкультминутку на данном уроке можно не проводить.

Ход урока

I. Организационный момент

(Учитель приветствует учеников, проверяет готовность к уроку, напоминает ученикам о правилах поведения в кабинете биологии.).

II. Проверка домашнего задания

— Что называют жизненной формой растения?

— Приведите примеры растений разных жизненных форм.

— Охарактеризуйте травянистые жизненные формы и назовите сроки жизни трав. Приведите примеры.

— Охарактеризуйте древесные жизненные формы. Приведите примеры.

(Проверка знания изученных на прошлом уроке терминов. Сидящие за одной партой ученики опрашивают друг друга по очереди. Учитель выслушивает ответы, просит учеников оценить друг друга и выставляет отметки.

Проверка и комментирование рисунков. Можно попросить учеников выбрать несколько лучших рисунков и выставить отметку.)

III. Работа по теме урока

1. Увеличительные приборы

(Рассказ учителя сопровождается демонстрацией лабораторного оборудования и плаката с изображением различных микроскопов.)

В прошлом году каждый из вас на уроках биологии уже работал с этим оптическим прибором.

— Какой называется? (Лупа.)

— Как его можно использовать? (Можно рассматривать мелкие объекты, плохо различимые глазом, и даже добывать огонь.)

В IV в. до н. э. “отец комедии” драматург Аристофан в пьесе “Облака” описал, как добывают огонь с помощью солнечного света и отполированного выпуклого куска стекла, т. е. линзы или лупы.

Обычная лупа дает не очень большое увеличение (от 2 до 30 раз).

— Какой оптический прибор позволяет нам увидеть невидимые невооруженным глазом объекты? (Микроскоп.)

— Из каких частей состоит этот прибор? (Штатив, тубус, окуляр, объектив, револьверная головка, регулировочные винты, предметный столик, зажимы, зеркало, подставка.)

— Как можно определить увеличение микроскопа? Нужно перемножить числа, выгравированные на окуляре и объективе микроскопа. Например, на окуляре выгравировано “7”, а на объективе — “20”, 20 • 7 = 140. Это значит, что исследуемый объект будет увеличен в 140 раз.

Перед работой необходимо мягкой салфеткой протереть линзы окуляра, объектив и зеркало микроскопа. При помощи зеркала направить свет в отверстие предметного столика для освещения микропрепарата.

В 1665 г. английский ученый Роберт Гук опубликовал книгу “Микрография”, где описал результаты своих исследований природных объектов с помощью линз. Гук использовал специальные увеличительные линзы, изготовленные для него одним лондонским мастером. Книга вдохновила торговца и натуралиста-любителя Антони ван Левенгука на исследование природы с помощью увеличительных приборов. Левенгук сконструировал первый микроскоп. Этот прибор увеличивал объекты почти в 300 раз! Он состоял из нескольких линз (Левенгук сам шлифовал стекла) и совсем не был похож на современные микроскопы.

Левенгук с помощью своего изобретения первым обнаружил живых существ в капле воды. За свои открытия он был избран членом Лондонского королевского общества. К нему в гости приезжала сама английская королева.

Но именно Роберт Гук первым увидел растительные клетки. Ученый делал тонкие срезы ветвей и стеблей различных растений и изучал их под микроскопом. На тонком срезе сердцевины бузины Гук увидел картину, очень напоминавшую ему ячеистую поверхность пчелиных сот. Он прекрасно различал целые ряды мелких ячеек, как бы отделенных одна от другой тонкими перегородками. Эти ячейки Гук назвал клетками. Именно это название мы используем до сих пор.

Современные световые микроскопы дают увеличение до 3500 раз, а электронный микроскоп может увеличивать изображение в сотни тысяч раз!

2. Строение растительной клетки

(Рассказ учителя сопровождается компьютерной презентацией или демонстрацией плакатов. По ходу рассказа ученики записывают основные термины.)

Из клеток, как из кирпичиков, “построены” все живые организмы. Как вы знаете, некоторые организмы состоят всего из одной клетки, а другие из множества клеток. Клетка — это структурная и функциональная единица всех живых организмов.

Все клетки отделены друг от друга плазматической мембраной — плотной прозрачной оболочкой. Под микроскопом можно рассмотреть и более тонкие участки клеточной мембраны — поры. Снаружи клетку покрывает клеточная стенка, состоящая из клетчатки (целлюлозы). Она сохраняет форму клетки и защищает ее от внешнего воздействия. При этом клеточная стенка и мембрана проницаемы для некоторых веществ и непроницаемы для других.

Представьте, что мы являемся частями растительной клетки. Тогда наш кабинет с окнами и дверью будет играть роль клеточной мембраны и клеточной стенки с порами.

Живое содержимое клетки представлено цитоплазмой — бесцветным вязким полупрозрачным веществом. В живой клетке

цитоплазма постоянно движется. Скорость ее движения зависит от температуры, освещения. Движение цитоплазмы обеспечивает перенос питательных веществ. За счет этого между клетками происходит постоянный обмен веществ. У молодых клеток цитоплазма заполняет практически весь объем.

Можно представить, что воздух в кабинете — это цитоплазма, заполняющая пространство между частями клетки.

В цитоплазме располагаются многочисленные органоиды, имеющие определенное строение и функции. Цитоплазма как бы связывает между собой различные органоиды клетки.

Важнейшим органоидом клетки является ядро. Обычно оно округлое и располагается в центре клетки. Ядро, как учитель в классе, регулирует все процессы в клетке.

Цитоплазма пронизана сетью многочисленных мелких канальцев. Они связывают между собой различные части клетки с плазматической мембраной, помогают в транспортировке различных веществ внутри клетки. Это эндоплазматическая сеть. Ее поверхность покрыта рибосомами, которые синтезируют растительный белок.

(По команде учителя несколько учеников занимают определенное место у одной из стен кабинета. Каждому из них выдается лист бумаги. Ученикам необходимо скомкать эти листы — “превратить” в белок.)

В растительной клетке имеются пластиды.

(По команде учителя часть учеников делится на три группы. Они держат в руках листки разных цветов, соответствующих окраске пластид.)

Существуют три вида пластид, различающихся по форме, цвету, размерам и функциям. Хлоропласты имеют зеленую окраску, хромопласты — красную, а лейкопласты — бесцветны. В лейкопластах откладывается запас питательных веществ (крахмал, масла, белок).

Хлоропласты содержат особый зеленый пигмент — хлорофилл. Он ответственен за образование органических веществ из неорганических с помощью энергии солнечных лучей — фотосинтез.

(Ученики из “зеленой” группы становятся рядом с окнами и “фотосинтезируют” — запускают в различные части “клетки” бумажные самолетики с надписью “глюкоза”.)

В клетке находятся и различные включения — временные образования (например, крахмальные или белковые зерна, а также капли жиров). Эти включения накапливаются как дополнительный запас питательных веществ, который впоследствии используется организмом.

Роль этих включений будут играть самолетики, запущенные “пластидами”, и глобулы белка, слепленные “рибосомами”, а также ваши учебные принадлежности, сумки и рюкзаки,

В старых клетках хорошо заметны полости, содержащие клеточный сок. Эти образования называются вакуолями. В нашей “клетке” это парты, они занимают много места.

(Распределив роли и объяснив ученикам их функции учитель — “ядро клетки” — дает различные команды.)

— Хлоропласты, ловите свет и синтезируйте глюкозу! Отправляйте ее в цитоплазму!

— Рибосомы, срочно нужны белки!

В результате нашей игры мы выяснили, что клетка — это сложная система, которая работает слаженно.

3. Жизнедеятельность растительной клетки

Клетка фактически является самовоспроизводящейся химической системой. Она физически отделена от своего окружения, но обладает способностью обмена с этим окружением, т. е. способна поглощать вещества, которые необходимы ей в качестве пищи, и выводить наружу накопившиеся отходы.

Одно из важных и наиболее заметных проявлений жизнедеятельности клетки — движение цитоплазмы. Каково же значение этого движения? В цитоплазме протекают различные химические процессы. Движение цитоплазмы обеспечивает перенос питательных веществ к различным частям клетки. Кроме того, удаляются вещества, выработанные клеткой. Скорость движения цитоплазмы зависит от температуры, освещенности, уровня обеспечения кислородом и других условий. Если температура или яркость освещения повышается, скорость движения увеличивается. При понижении температуры скорость движения уменьшается. В этом проявляется реакция клетки на изменение условий окружающей среды.

Клетка питается, т. е. поглощает различные вещества из окружающей среды, а затем в результате сложных химических реакций эти вещества входят в состав самой клетки. Она способна расти. Рост клетки происходит за счет растяжения мембраны, а также увеличения вакуоли. По мере роста клетки мелкие вакуоли сливаются в одну большую. Именно поэтому в старой клетке вакуоль занимает практически все пространство.

Клетка дышит, поглощая кислород и выделяя углекислый газ. Дыхание — сложный химический процесс, в результате окисления питательных веществ клетка получает необходимую ей энергию.

Окисление питательных веществ с выделением энергии при помощи кислорода, поглощенного при дыхании, преобразование

этих веществ в другие, пригодные для дальнейшего использования клеткой, и вывод ненужных, “отработанных” веществ называются обменом веществ. Обмен веществ — основное проявление жизнедеятельности клетки и всего организма в целом.

Обмен веществ возможен благодаря одному очень важному свойству оболочки клетки — избирательной проницаемости мембраны. Убедимся в избирательной проницаемости клеточной мембраны с помощью небольшого опыта.

Демонстрационный опыт. Нам понадобится целлофановый пакет размером около 5 см в диаметре с крахмальным клейстером и стакан со слабым водным раствором йода.

(Материалом для изготовления пакетика может служить упаковочная пленка. Понадобится именно целлофан, а не полиэтилен, так как полиэтилен не пропускает воду.)

Пакетик с бесцветным крахмальным клейстером опускаем в стакан с водным раствором йода. Через несколько минут достаем мешочек из стакана и видим, что содержимое пакетика приобрело фиолетовую окраску. Произошла реакция крахмала с йодом. Под действием йода крахмал окрашивается в фиолетовый цвет. При этом цвет содержимого стакана не изменился. Мы наглядно убедились, что клеточная мембрана (в данном случае в роли мембраны выступает целлофан) пропускает воду и минеральные вещества и препятствует выходу органических веществ (в данном случае крахмала) из клетки.

4. Деление клетки

Важнейшей особенностью жизнедеятельности клетки является способность к делению. Это сложный процесс, состоящий из нескольких этапов. Важную роль в процессе деления клетки играет ядро, так как в ядре содержится вся наследственная информация.

Процесс деления клетки называют митозом (от греч. митос — “нить”), В процессе митоза из одной материнской клетки образуются две дочерние. При этом вся генетическая информация дочерних клеток полностью совпадает с генетической информацией материнской клетки, т. е. они являются как бы копией материнской клетки.

Митоз состоит из следующих этапов:

1) ядро клетки увеличивается в размерах, в нем становятся заметны хромосомы — особые органоиды, обычно цилиндрической формы, которые передают наследственные признаки от клетки к клетке;

2) каждая хромосома делится продольно на две равные половинки, которые расходятся к противоположным концам материнской клетки;

3) вокруг разошедшихся хромосом формируется ядерная оболочка, каждая хромосома достраивает недостающую половинку, и в результате получаются два дочерних ядра с таким же количеством хромосом, как и в материнской клетке;

4) в цитоплазме возникает перегородка, и клетка разделяется на две, каждая из которых имеет свое ядро.

У растений митоз длится 1—2 ч. В результате образуются две идентичные дочерние клетки с тем же набором хромосом и той же наследственной информацией, что и в материнской клетке. Молодые клетки имеют тонкие клеточные оболочки, густую цитоплазму и крупные ядра. Вакуоли в них очень малы. Деление клеток продолжается на протяжении всей жизни растения. Благодаря делению и росту клеток происходит и рост самого растения. У многоклеточных растений есть специальные участки, где деление и рост клеток происходят постоянно.

Митоз был открыт и описан русским ученым И.Д. Чистяковым в 1874 г. на примере растительной клетки. Животные клетки также могут размножаться при помощи митоза.

Но существует и другой способ деления клеток. Он называется мейоз. В результате мейоза образуются не две, а четыре дочерние клетки, каждая из которых обладает только половиной генетической информации материнской клетки. Благодаря этому процессу и существуют различия между родителями и потомками.

IV. Рефлексивно-оценочный этап

(Учитель подводит итоги работы на уроке, отмечает самых активных учеников, проверяет записи в словаре терминов.)

Домашнее задание

Прочитать § 3, пересказать, повторить основные термины, выполнить задания в конце параграфа.