Урок биологии в 9-м классе
"Деление клетки. Биологическое значение митоза".
Цель: обучающая.
Задачи: знакомство с биологической сущностью митоза и мейоза; уметь характеризовать основные способы деления клеток, обобщить знания по теме: “Строение и функции клеток”.
Наглядный материал: рисунки, выполненные учащимися, стадии митоза, таблицы “Митоз”, “Мейоз”, рис. учебника 29–32, схема стр.61, схема 3, стр.65 (представляется на интерактивной доске).
Оборудование: компьютер, проектор, интерактивная доска.
Домашнее задание: параграф 13. Выполнить задания на с. 63-64, 68.
Данный материал соответствует учебнику под редакцией академика Д.К. Беляева и профессора А.О. Рувинского “Общая биология” для 10–11-х классов. - Москва: Просвещение, 1995 г. (глава V, параграфы 17, 19). По этим учебникам в Казахстане мы работали до 2005 года, а затем стали работать по учебникам нового поколения казахстанских авторов, хотя для работы возможно использовать и разрешенные альтернативные учебники. По новому стандарту образования, который введен с 2002 года сначала с 6 класса, а затем изменения в программу были введены во все параллели по 11 класс. По этому стандарту в 9-м классе дается основа по общей биологии, которая раньше была рассчитана на 10-11 классы. Теперь в параллелях 10 и 11 классов профильное обучение, и программа и соответственно учебники составлены на естественно-математическое направление, как у нас в техническом лицее (недельная нагрузка – 2 часа), и гуманитарное направление (недельная нагрузка - 1 час). В 10-м классе изучаются два больших раздела общей биологии “Основы цитологии” и “Основы генетики и селекции”, а в 11-м классе изучаются разделы “Эволюция органического мира. Антропогенез.” и “Основы экологии”. В темы раздела “Основы экологии” введен казахстанский компонент, также и в некоторые разделы учебников биологии с 6 по 11 классы. В 10-м классе материала по данной теме даётся более углубленно по сравнению с 9 классом. Новым является то, что данная тема согласно календарному планированию дается не при изучении темы “Размножение и индивидуальное развитие живых организмов”, как это было раньше, а в теме: “Строение и функции клетки”. Поэтому в данном уроке помимо изучения способов деления клеток: митоза и мейоза, даётся обобщение по теме: “Строение клетки”.
ХОД УРОКА
1 часть (лекция), 10 минут.
Основные вопросы:
1. Определение митоза – процесс деления неполовых (соматических) клеток.
2. Объяснение по схеме сущности митоза (характеристика интерфазы и фаз деления соматических клеток: I профазы, II метафазы, III анафазы и IV телофазы.
Для закрепления этого задания учащимися, на следующем уроке, я использую схемы фаз митоза без нумерации и подписей, выполненные учащимися на листах формата А4. Учащиеся должны определить порядок последовательности процесса митоза, прикрепить схемы к доске, назвать фазы митоза по порядку и дать им характеристику. Можно спросить двух-трёх учеников этот вопрос.
3. Продолжительность интерфазы (10-20 ч и более) и митоза (1-2 ч). Понятие “клеточный цикл”.
4. Биологическое значение митоза.
В словарик новые термины: “митоз”, “мейоз”, “соматические” клетки, “диплоидный”, т.е. двойной набор хромосом “гаплоидный”, т.е. одинарный набор хромосом, “конъюгация”, “кроссинговер”.
Повторить понятия “гаметы”, “зигота”.
2 часть (самостоятельная работа), 20 минут.
Опыт показывает, что изучение темы мейоз качественнее происходит, если рассматривать его в сравнении с процессом митоза.
Задание: Работая с учебником, выполните следующие задания в тетради:
1. Составьте схемы основных изменений происходящих в клетке во время митоза и мейоза (I –IVстадиях).
2. Определите на схеме и назовите фазы деления (I–IV).
3. Дайте им краткую характеристику
4. Заполните таблицу “Сравнение митоза и мейоза”, выделите черты сходства и различия митоза и мейоза:Вопросы для сравнения
Митоз
Мейоз
1) Какие изменения происходят в ядре до начала деления (в интерфазе)?
2) Каковы фазы деления?
3) Характерна ли конъюгация гомологических хромосом?
4) Какое число хромосом получает каждая дочерняя клетка?
5) Где происходит данный процесс?
6) Какое значение имеет для существования вида?
Конъюгация – процесс сближения, переплетения гомологичных хромосом и иногда обмена участками этих хромосом (кроссинговер)
Сейчас, когда у нас есть возможность в кабинете биологии работать на интерактивной доске, мы можем после самостоятельной работы учащихся по заполнению сравнительной таблицы, предложить им проверить данные, представив их на экране, либо незаполненную таблицу, представленную в виде презентации в PowerPointe, предложить заполнить на оценку. Если по ходу будут допущены какие-либо недочёты, ребята с места могут поправить отвечающего.
Для справки: Таблица “Сравнение митоза и мейоза”Вопросы для сравнения
Митоз
Мейоз
1) Какие изменения происходят в ядре до начала деления (в интерфазе)? Удвоение ДНК, синтез белков и других органических веществ клетки, удвоение органоидов клетки, синтез АТФ Удвоение ДНК (только перед мейозом I), синтез белков, синтез АТФ. Перед вторым делением интерфаза короткая, т.к. удвоения ДНК не происходит
2) Каковы фазы деления? Профаза, метафаза, анафаза, телофаза Два этапа деления:
1 деление профаза I, метафаза I, анафаза I, телофаза I;
2 деление профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза II
3) Характерна ли конъюгация гомологических хромосом? Нет, не характерна Да, характерна конъюгация
4) Какое число хромосом получает каждая дочерняя клетка? n, гаплоидный (одинарный) 2n, диплоидный (двойной)
5) Где происходит данный процесс? В зоне роста, в зоне деления соматических клеток (например, на кончике корня, в узлах и на верхушке побега рост стебля в длину, в камбиальном слое – рост корня и стебля в ширину, на концах трубчатых костей – рост костей в длину, в надкостнице – рост костей в ширину) В зоне созревания
6) Какое значение имеет для существования вида? Размножение одноклеточных организмов бесполым способом (путем деления), рост организмов, регенерация, передача наследственных признаков от материнского организма дочернему организму Образуются новые половые клетки, предшествует половому размножению; эволюционное значение, характерна изменчивость в основном благодаря конъюгации
Заключение (лекция с элементами беседы), 15 минут.
Для иллюстрации материала можно использовать схему 3 на с. 65 (приложение 1).
Здесь также можно схему показать на интерактивной доске выполненную в Microsoft Worde или же в PowerPointе. В первом варианте учащиеся, слушая обобщения учителя по теме, зарисовывают схему в тетрадь. Во втором варианте можно оставить незаполненные ячейки схемы и предложить учащимся доработать схему.
Следующий этап нашего урока обобщение по теме: “Строение и функции клеток”. Вам известно, что на основании положений клеточной теории, клетка – основная структурная и функциональная единица жизни. Каждой клетке присущи все свойства живого: размножение, обмен веществ, рост, развитие и многое другое. Все клетки живых организмов схожи между собой по строению и химическому составу. Они покрыты мембраной, которая выполняет защитную функцию, а также осуществляет избирательную проницаемость. У грибов, растений и многих бактерий кроме мембраны есть ещё и клеточная стенка (из хитина, целлюлозы). Цитоплазма (жидкое содержимое) есть у всех клеток. Ядро имеют клетки всех организмов кроме бактерий. Ядерные организмы называются эукариотами. Это грибы, растения и животные. Безъядерные клетки присущи только бактериям и сине-зелёным водорослям (цианобактериям). Они называются прокариотами. Ядро управляет жизнью клетки, контролируя через биосинтез белков (ферменты) все химические процессы. Эукариотические клетки, утратившие ядро (такие как эритроциты или тромбоциты) теряют способность к размножению. Ядро – это двумембранный органоид. Внутри ядра находится ядерный сок – кариоплазма, в котором плавают ядрышки и хромосомы, состоящие из хроматина – смеси ДНК и белков. Они – хранители наследственной информации о строении белков.
В цитоплазме находятся органоиды. Все органоиды имеют постоянное строение и выполняют строго определенную функцию. По наличию мембран органоиды можно разделить на три группы: немембранные (самые мелкие), одномембранные (средние по размерам) и двумембранные (самые крупные, такие как ядро).
Немембранные органоиды:
Рибосомы осуществляют биосинтез белков (соединяют аминокислоты в белок). Есть во всех живых клетках, даже в прокариотических.
Центриоли, или клеточный центр – два блока микротрубочек. Когда клетка приступает к делению, они образуют веретено деления – специфический органоид, который равномерно распределяет хромосомы по дочерним клеткам (в неделящейся клетке отсутствует).
Жгутики, реснички – органоиды движения. Состоят из сократительных белков в виде микротрубочек. Есть у простейших, в эпителии дыхательных путей человека и у многих одноклеточных водорослей.
Одномембранные органоиды:
1. Лизосомы – пищеварительные вакуоли (мембранные пузырьки, заполненные пищеварительными ферментами). Разлагают вредные и питательные вещества. Могут осуществлять самопереваривание автолиз.
2. ЭПС (эндоплазматическая сеть) – мембранные канальцы внутри цитоплазмы. Гладкая ЭПС (без рибосом) осуществляет синтез жиров и углеводов. Шероховатая ЭПС (с рибосомами) – биосинтез сложных белков. В целом – внутриклеточный транспорт веществ.
3. Комплекс Гольджи – мембранные полости. Он предназначен для выделения наружу или длительного хранения продуктов биосинтеза. Осуществляет внутриклеточный транспорт, участвует в формировании лизосом.
4. Настоящая вакуоль есть только у растений и грибов. Осуществляет хранение вредных или запасных веществ в растворенном состоянии (чаще в виде концентрированных растворов) и поддерживает внутриклеточное (тургорное) давление в растворенных клетках.
Двумембранные органоиды:
Ядро (описание дано выше).
Митохондрии – энергетические станции клетки (синтез АТФ). Есть во всех эукариотических клетках. В них из органических веществ (белки, жиры или углеводы) под действием кислорода образуются вода и углекислый газ, а выделившаяся энергия запасается в виде АТФ. Процесс происходит на кристах.
Пластиды – органоиды только растительных клеток, бывают трёх типов:
Хлоропласты содержат зелёный пигмент хлорофилл и осуществляют фотосинтез. Из углекислого газа воздуха и воды, полученной из почвы, первой образуется глюкоза. А затем из нее – и другие органические вещества: полисахариды (крахмал и целлюлоза), жиры и белки. Как побочный продукт выделяется кислород. Процесс происходит на внутренней мембране, уложенной в стопочки (граны). Могут превращаться в лейкопласты.
Лейкопласты – белые или бесцветные. Накапливают крахмал – запас питательных веществ. Могут превращаться в хлоропласты и в хромопласты.
Хромопласты содержат красные, желтые или оранжевые пигменты – каротиноиды. Накапливают питательные (в моркови, свёкле) или вредные вещества (в осенних листьях); привлекают насекомых (яркие лепестки цветковых). Последняя стадия развития пластид, не перерождаются ни в хлоропласты, ни в лейкопласты.
А теперь давайте обсудим, какие существуют типы деления клеток. Правильно, существует два типа деления клеток: митоз и мейоз.
Каково биологическое значение митоза? (Число хромосом в дочерних клетках не изменяется, в результате митоза из одной материнской клетки образуются две дочерние, в которых содержится такой же набор хромосом, как и в материнской. Таким способом размножаются одноклеточные эукариоты, все клетки тел грибов и животных, клетки зародышей, возможны все способы бесполого размножения организмов (деление, спорообразование, почкование) и в частности многочисленные способы вегетативного размножения растений. Благодаря митозу происходит рост организмов, процессы регенерации.)
Раскройте значение мейоза для эволюции органического мира? (Благодаря мейозу зрелые половые клетки получают гаплоидное (1n) число хромосом, а при оплодотворении восстанавливается свойственное данному виду диплоидное (2n) число. Происходящие в мейозе перекрест хромосом, обмен участками, а также независимое расхождение каждой пары гомологичных хромосом определяют закономерности наследственной передачи признака от родителей потомству. Благодаря конъюгации гомологичных хромосом и взаимному обмену участками в процессе перекреста хромосом, в процессе мейоза возникает большое количество качественно различных половых клеток, что способствует наследственной изменчивости.)
По результатам проделанной вами работе сделайте следующие выводы:
Какие характерные особенности присущи митозу? (Митоз свойственен для неполовых (соматических) клеток. Из одной материнской клетки образуются 2 дочерние, в которых содержится такой же набор хромосом, как и в материнской. Процесс идёт в четыре последовательные стадии: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Для данного способа деления клеток конъюгация гомологических хромосом не характерна. Каждая дочерняя клетка получает диплоидный (2n) набор хромосом. Многие процессы, происходящие в организме, связаны с митозом (все способы бесполого размножения и передача точной копии признаков от материнского организма дочернему, а так же рост организмов, процессы регенерации).
Какие характерные особенности присущи мейозу? (Мейоз свойственен для половых клеток (гамет, сперматозоидов и яйцеклеток). При этом способе размножения из одной материнской клетки образуются 4 дочерние клетки. Набор хромосом в них уменьшается в два раза, таким образом дочерние клетки получают гаплоидный (1n) набор хромосом. В результате оплодотворения восстанавливается нормальное число хромосом в зиготе (оплодотворенной яйцеклетке). Процесс происходит в восемь последовательных стадий, или в два деления: мейоз -1 состоит из профазы 1, метафазы 1, анафазы 1 и телофазы 1; мейоз - 2 - профаза 2, метафаза 2, анафаза 2 и телофаза 2. Для мейоза характерна конъюгация. Данный процесс происходит в зоне созревания. Мейоз предшествует половому размножению организмов, обеспечивает как передачу наследственных признаков от родителей, так и способствует возникновению изменчивости, а следовательно имеет важное значение для эволюции органического мира.)
Сколько хромосом в соматических клетках кролика, если известно, что в половых клетках их 22? (44)
6
