Клітинні мембрани.
Мета.
Освітня. Продовжити формувати знання учнів про клітини; ознайомити із особливостями будови клітинної мембрани, з її функціями, хімічним складом, молекулярною організацією, особливостями активного та пасивного транспорту крізь мембрану; актуалізувати інтерес учнів до вивчення нової теми.
Розвиваюча. Розвивати уміння порівнювати взаємозв’язок будови і функцій мембрани та особливості транспортних систем поверхневого апарату.
Виховна. Виховувати спостережливість, увагу, старанність.
Тип уроку. Засвоєння нових знань.
Форма уроку. Синтетична.
Місце уроку в навчальній темі. Поточний.
Методи і методичні прийоми:
1. Інформаційно- рецептивний:
а) словесний: розповідь-пояснення, опис, бесіда, повідомлення учнів, робота з підручником.
б) наочний: ілюстрація, демонстрація, ТЗН;
в) практичний: виконання лабораторної роботи.
Прийоми навчання: виклад інформації, пояснення, активізація уваги та мислення, одержання з тексту та ілюстрацій нових знань, робота з роздатковим матеріалом.
2. Репродуктивний.
Прийоми навчання: подання матеріалу в готовому вигляді, конкретизація і закріплення вже набутих знань.
3. Проблемно - пошуковий: постановка проблемного питання.
Прийоми навчання: постановка взаємопов’язаних проблемних запитань, активізація уваги та мислення.
9. Візуальний: складання схематичних таблиць.
10. Сугестивний: застосування музики під час виконання роботи.
11. Релаксопедичний: психологічне розвантаження.
Міжпредметні зв ́язки: історія, медицина.
Матеріали та обладнання: схеми, малюнки, таблиці, м\м дошка, електронні посібники.
Основні поняття та терміни: мембрана, поверхневий апарат, гідрофільність, гідрофобність, ендоцитоз, фагоцитоз, піноцитоз, активний транспорт, пасивний транспорт, дифузія.
ХІД УРОКУ
І. Актуалізація опорних знань та чуттєвого досвіду учнів.
Повторення вивченого матеріалу у вигляді гри «Я – прокаріот, ти – еукаріот».Кожна команда захищає себе у порівнянні один із одним. Вищі бали отримають ті учні, які висловлять більше фактів із будови та функцій та процесів життєдіяльності прокаріотів та еукаріотів.
Чим пояснити підвищений ступінь організації еукаріотичних клітин?
Чим можна пояснити простішу будову клітин прокаріотів порівняно із клітинами еукаріотів?
Чому клітин прокаріотів немає великого розміру?
Чому еукаріоти різноманітніші за формою, ніж прокаріоти?
Поділити учнів на групи (згідно рядам). Кожна група отримує конверт із аркушами, на яких написані назви структурних компонентів клітин:
- Перша група відбирає компоненти бактеріальної клітини;
- Друга група - компоненти рослинної клітини;
- Третя - компоненти тваринної клітини.
ІІ. Мотивація навчально-пізнавальної діяльності учнів.
Проблемне запитання: завдяки чому речовини, які всмоктались у кров, потрапляють в усі клітини?
ІІІ. Сприймання та засвоювання учнями нового матеріалу.
З винайденням мікроскопу було вивчено будову клітини, але безпосередньо, чим вкрита клітина стало відомо набагато пізніше, коли було винайдено електронний мікроскоп.
Клітини обмежені плазматичною мембраною – плазмолемою. Вона забезпечує обмін речовин із зовнішнім середовищем, а в багатоклітинних – ще й взаємодію клітин між собою. Тому у біологічних мембранах відбуваються процеси, пов’язані зі сприйняттям інформації, що надходить із навколишнього середовища, перетворення енергії, захист від проникнення хвороботворних мікроорганізмів.
Товщина плазматичної мембрани – 2-10 нм.
Загальні принципи організації мембрани.
До загальних принципів організації мембран належать:
- неоднорідність;
- лабільність - частина мембранних складових знаходиться у стані безперервного руху;
- високий рівень асиметричності - зовнішній та внутрішній шари мембрани відрізняються за якісним та кількісним їхнім складом,тобто асиметричні.
Складаються клітинні мембрани з ліпідів, білків та вуглеводів, але у різних співвідношеннях:
а) мембранні ліпіди становлять близько 30% сухої маси, більшість яких є фосфоліпідами. Розташовані подвійним шаром так, щоб гідрофільні «головки» були назовні, а неполярні хвостики створювали всередині гідрофобний шар. Таке унікальне розміщення забезпечує напівпроникність мембрани;
б) мембранні білки становлять близько 50% від маси більшості клітинних мембран і об’єднані в дві групи. Першу групу становлять периферійні білки, не занурені в ліпідний шар та не з’єднані з ним ковалентно, а зв’язані з мембраною лише іонними взаємодіями. Білки другого типу – інтегральні – занурюються в товщу ліпідного шару на різну глибину або пронизують його наскрізь (рецептори та транспортні білки);
в) мембранні вуглеводи локалізовані переважно на протилежному від цитозолю боці мембран: у плазмолемі вони обернені в позаклітинне середовище, у внутрішньоклітинних мембранах – всередину оточеного мембраною компартменту. Представлені вони глікопротеїнами та гліколіпідами.
Рідинно-мозаїчна модель мембрани (Сінгера та Ніколсона).
На сьогоднішній день – це найприйнятніша модель структури мембран,запропонована С.Сінгером та Дж.Ніколсоном у 1972 р.
Молекули ліпідів розташовуються у два шари: їхні гідрофільні частинки обернені до зовнішнього та внутрішнього боку мембрани, а гідрофобні «хвости», які складаються із ланцюжків жирних кислот, обернені всередину. Але основним функціональним компонентом біологічних мембран є білки. Одні з молекул білків розташовані або на зовнішній, або на внутрішній поверхні мембран, тому їх називають поверхневими. Інші молекули білків заглиблені в товщу мембрани на різну глибину, тому їх називають внутрішніми. Особливі білкові молекули перетинають мембрану наскрізь, зв’язуючи зовнішню та внутрішню її поверхні. Назва цієї моделі пояснюється тим, що лише 30% ліпідів міцно пов’язані з внутрішніми білками в комплексні сполуки, а решта перебувають у рідкому стані.
Різноманітність мембран. Різні види мембран мають різний якісний та кількісний склад ліпідних, білкових та вуглеводних компонентів:
- мембрани, з домінуючими бар’єрною та ізоляційною функціями (мієлінові волокна) мають вищий вміст ліпідів (80%);
- функціонально активні мембрани (мембрани ЕПС, мітохондрій) містять більше білків (70%).
Функції плазматичної мембрани:
- захисна – оберігає внутрішнє середовище клітини від несприятливих впливів;
- рецепторна – для регуляції поділу, росту, розвитку, організації й обміну інформацією, координації функцій клітини взаємодіють між собою. На мембранах розташовані сигнальні молекули – білки-рецептори, які мають спеціальну ділянку для зв’язування фізіологічно активних молекул:гормонів та нейромедіаторів;
- транспортна – гідрофобність внутрішнього шару мембрани обить її майже непроникним бар’єром для більшості полярних молекул. Ця властивість зумовлена необхідністю «утримання» всередині водорозчинного вмісту клітини. Вибіркова проникність плазмалеми разом із механізмами активного транспорту через неї створюють суттєву відмінність між речовинами по обидва боки мембрани;
- компартментація – це просторове озмежування клітини внутрішніми мамбранами на відсіки, що дає змогу здійснювати перебіг багатьох біохімічних реакцій одночасно й незалежно одна від одної; кожен відсік має у своєму складі специфічні білки, що визначають його унікальні функції;
- утворення міжклітинних контактів – тканина, орган, система органів і сам організм функціонують за умови їх взаємного впізнання, утворення контактів між ними та численних процесів – міжклітинних взаємодій: десмосоми, щільні та прості контакти, синапси.
Такі міжклітинні контакти забезпечують обмін речовин з навколишнім середовищем. Одні сполуки можуть швидко проходити через мембрану, інші – повільніше, а деякі взагалі не можуть пройти. Тому обмін речовин здійснюється за допомогою пасивного та активного транспорту.
ІV. Осмислення об‘єктивних зв’язків та взаємозалежностей у вивченому матеріалі.
Пасивний транспорт забезпечує вибіркове проникнення речовин через мембрани. При ньому молекули переміщаються завдяки різниці концентрації речовин по обидва боки мембрани: з ділянки, де їхня концентрація висока, у ділянку, де їхня концентрація нижча. Він триває до тих пір, поки не вирівняються концентрації речовин по обидва боки мембрани. При пасивному транспорті витрачається невелика кількість енергії. Найкращим прикладом пасивного транспорту є дифузія.
Активний транспорт здійснюється за участю спеціального білка-переносника – транслокази. Характерно те, що він відбувається проти градієнта концентрації і потребує затрат енергії. Один із механізмів активного транспорту назвали калій-натрієвим насосом.
Цитоз – це механізм транспорту, який поділяється на ендоцитоз та екзоцитоз. За допомогою ендоцитозу до клітини потрапляють речовини, а за допомогою екзоцитозу виводяться з нього.
Ендоцитоз може відбуватися у вигляді:
а) фагоцитоз – активне захоплення твердих мікроскопічних об’єктів;
б) піноцитоз – процес поглинання клітиною рідини разом з розчиненими в ній сполуками.
V. Узагальнення та систематизація знань.
VІ. Підведення підсумків уроку.
VІІ. Надання та пояснення домашнього завдання.
Немає коментарів:
Дописати коментар