Уроки биологии 10 класс, 2 четверть

Уроки общей биологии в 10 классе. 2 четверть. Согласно программы 2013 г. Республики Казахстан. Естественно-математического направления. 2 часа в неделю. Учитель Евдокимов Б.И

Рекомендую как справочный материал для составления детальных индивидуальных поурочных планов

Биология 10 класс Урок № 19

Тема урока: Ядро клетки

Основное содержание урока:

Цели урока : . Изучить строение и функции ядра - важнейшего компонента клеток растений, животных, грибов; сформировать умение объяснять роль ядра в хранении и воспроизведении наследственной информации

Оборудование : Таблица строение клетки. Видео ЭУ

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :

Основными структурными компонентами клетки являются ...

Транспорт веществ в клетку осуществляется ...

Транспорт веществ в клетке осуществляется ...

Синтез углеводов из неорганических веществ осуществляется клетками ...

Органоиды клетки расположены в ...

В любой клетке белки синтезируются на ...

В клетке белки, жиры и углеводы расщепляются в ...

Синтез липидов и углеводов в клетке осуществляется на ...

Секреторную активность клетки осуществляет ...

В делении клеток принимает участие ...

Основное энергетическое вещество клетки синтезируется ...

III. Изучение нового материала :

1. Ядро - составная часть клеток грибов, растений, животных. Строение ядра. (Рассказ учителя.)

2. Хромосомы: строение, химический состав, функции. Кариотип. Ген. (Рассказ учителя с элементами беседы.)

3. Функции ядра в клетке в связи с особенностями его строения и химического состава. (Рассказ учителя с элементами беседы, анализ рисунков учебника

- Какие органоиды мы с вами изучали на прошлом уроке?
- Какую функцию они выполняют?
- Все ли органоиды мы изучили? Какой органоид остался без нашего внимания?
- Так какая тема нашего урока?
- Какие задачи должны решить на сегодняшнем уроке?
(Записывают тему урока в тетрадь)

- Какую роль в клетке выполняет ядро?

Ядро необходимо для жизнедеятельности клетки, оно регулирует её активность. Это связано с тем, что в ядре содержится генетическая информация в виде молекулы ДНК (рис. 1). В ядре локализовано более 90% клеточной ДНК.

Наследственная информация клетки: ядро, содержащее хроматин, хроматин, суперспирализованный в хромосому и участок ДНК (входящей в состав хроматина), содержащий значащую последовательность нуклеотидов

Ядро имеет шаровидную форму диаметром около 10 микрон (рис. 2).

Ядро состоит из ядерной оболочки, нуклеоплазмы или ядерного сока, в котором располагается хроматин, и одного или нескольких ядрышек (рис. 2).

В световом микроскопе оболочка, окружающая ядро, представляется одинарной, поэтому её в свое время назвали ядерной мембраной. Позже, однако, выяснилось, что эта ядерная оболочка состоит из двух мембран. Наружная переходит непосредственно в ЭПС (рис. 3), и, подобно ЭПС, может быть усеяна рибосомами, в которых идет синтез белка. Ядерная оболочка пронизана ядерными порами, через них происходит обмен различными веществами между ядром и цитоплазмой, например, выход в цитоплазму мРНК, рибосомных субчастиц, или поступление в ядро рибосомных белков, нуклеотидов и молекул, регулирующих активность ДНК.

Поры имеют определенную структуру, представляющую собой результат слияния наружной и внутренней мембран ядерной оболочки. Содержимое ядра представляет собой гелеобразный матрикс, это нуклеоплазма или ядерный сок. В ядерном соке располагается хроматин и одно, или несколько ядрышек. В нуклеоплазме также располагаются различные ионы, белки - ферменты и нуклеотиды.

Хроматин состоит из многих витков ДНК, присоединённых к белкам основной природы - гистонам. Гистоны и белки объединены в структуру, по виду напоминающую бусины, их называют нуклеосомами. Перед делением клетки ДНК плотно скручиваются, образуя хромосомы. Во время метафазы под микроскопом хромосомы выглядят, как удлинённые палочковидные тельца, состоящие из двух плеч, которые разделены между собой центромерой. Если рассмотреть содержимое клеточного ядра в промежутке между делениями в интерфазе, то окажется, что нити хроматин скручены, так как только в таком состоянии могут функционировать гены, участки молекулы ДНК которых ответственны за синтез того или иного белка.

Ядрышки внутри ядра - хорошо заметная структура. В них происходит синтез рРНК и сборка субъединиц рибосом, которые затем выходят через ядерные поры в цитоплазму, и формируют уже зрелые рибосомы, на которых происходит синтез белка (рис. 4)

Ядрышко - место транскрипции - этапа реализации наследственной информации в ядре

2. Кариотип

Хромосомный набор называется кариотипом

Кариотип человека - мужчины (в правом нижнем углу хромосомы ХУ) - фотографии анафазных хромосом

Кариотип - это набор хромосом, содержащийся в клетках тела, характерный для какого-либо вида живых существ. Кариотип неповторим. Даже если число хромосом в клетках каких-то двух видов будет одинаковым, например, у картофеля и шимпанзе по 48 хромосом в клетке, то их форма и строение все равно будет различными.

В любом многоклеточном организме существует два типа клеток, а именно половые и соматические клетки

Клетки тканей любого многоклеточного организма называются соматическими. Ядра таких клеток содержат диплоидный полный или двойной набор хромосом, который обозначается 2n.

Кариотип диплоидных и гаплоидных клеток

Исходно одна половина достается от материнской яйцеклетки, а вторая - от отцовского сперматозоида. Парные (одинаковые по величине, форме и строению) хромосомы получили название гомологичных хромосом

Восстановление диплоидного набора хромосом при слиянии гамет

Исключение составляют половые хромосомы, например, у всех млекопитающих - это X, доставшаяся от матери, и одна из двух X или Y, доставшаяся от отца.

Половые хромосомы и наследование пола

При образовании половых клеток в каждую попадает одна хромосома из пары гомологичных. То есть, если у человека в соматических клетках содержится 46 хромосом, то в половых клетках - 23 хромосомы. Диплоидный набор восстанавливается при оплодотворении.

Не существует зависимости между количеством хромосом и уровнем организации данного организма. Некоторые примитивные организмы могут иметь большее количество хромосом

(см. видео).

У канарейки 80 хромосом, у курицы 78, у хвоща 216, а вот у человека всего 46 хромосом.

3. Функции ядра

Давайте охарактеризуем функции ядра.

Во-первых, это хранение и передача наследственной информации, поскольку в ядре содержится молекула ДНК.

Во-вторых, это реализация наследственной информации, связанная с участием в синтезе белка.

4. Ведущая роль ядра в наследственности

В ядре клетки находятся хромосомы, которые содержат молекулу ДНК - хранилище наследственной информации, поэтому ядро играет ведущую роль в наследственности. Данное важное положение доказано рядом точных опытов.

Приведем один из них. В Средиземном море обитает несколько видов одноклеточных зеленых водорослей - ацетабулярий. Они состоят из тонких стебельков, на верхних концах которых располагаются шляпки. По форме шляпок различают виды ацетабулярий (см. видео). В нижнем конце стебелька ацетабулярии находится ядро.

У ацетабулярии одного вида искусственно удалили шляпку и ядро, а к стебельку подсадили ядро, извлеченное из ацетабулярии другого вида

Последовательность опытов с ацетабулярией, которые доказывают функциональное значение ядра

Через некоторое время на водоросли с подсаженным ядром образовалась шляпка, характерная для того вида, которому принадлежало пересаженное ядро.

Таким образом, именно в ядре содержится наследственная информация, которая определяет признаки и свойства данного организма.

5. Синдром Дауна

Данное явление представляет собой одну из форм хромосомной патологии, при которой кариотип человека составляет не 46 хромосом, а 47

Кариотип мужчины с синдромом Дауна - трисомией 21 хромосомы

Таким заболеванием страдают как мальчики, так и девочки. Данный синдром был назван в честь английского врача Дж. Дауна Именно он стал первым человеком, который смог описать данную патологию.

Это достаточно распространённая врожденная патология на сегодняшний день. В первую очередь, она связана с возрастом матери. После 35 лет увеличивается риск появления именно детей с синдромом Дауна.

У детей с синдромом Дауна череп круглой формы, разрез глаз косой, затылок скошен (см. видео). Подрастая, дети с синдромом Дауна становятся приземистыми. Руки, ноги у них короче, чем у обычных людей.

Кроме этого, дети с синдромом Дауна склонны к избыточному весу. Если говорить о психическом развитии, то, как правило, они отстают в психическом развитии и развиваются как бы в замедленной съемке. То есть они, в принципе, могут освоить школьную программу до 4 класса, но осваивают её в течение 8 - 10 лет.

Как правило, у большинства взрослых больных наблюдаются те или иные признаки умственной отсталости. Конечно, многое зависит от тяжести заболевания, многие больные занимаются творчеством, и даже пишут книги

Люди, страдающие синдромом Дауна, способны к нормальной адаптации в обществе

Лечение детей с синдромом Дауна - это терапия с применением витаминов, а также лекарственных препаратов, ускоряющих психическое развитие, занятия с грамотными педагогами и логопедами (см. видео).

Также ребенку необходимо помочь сформировать все основные навыки, а именно: речь, моторику, слух и зрение.

6. Клонирование

Клонирование является воспроизведением того или иного объекта в каком-то количестве копий. Естественно, копии должны содержать идентичный набор генетического материала, то есть одинаковое количество наследственных формаций. Если говорить о клонировании, то первые работы по клонированию были осуществлены в 40-х годах XX века, в России. Их осуществил русский эмбриолог Георгий Викторович Лопашов

Он разработал эффективный метод пересадки ядра в яйцеклетку лягушки. В августе 1948 года ученый написал статью и послал её в журнал общей биологии, но, к сожалению, в то же время состоялась всем известная печальная сессия ВАСХНИЛ, на которой были утверждены идеи Лысенко, и статью, которую уже приняли к набору, отклонили. О работе Лопашова забыли, а в 50-е годы американские эмбриологи Бриггс и Кинг осуществили аналогичные опыты, и приоритет открытия достался им. В дальнейшем исследователь Гордон усовершенствовал методику удаления из яйцеклетки ядра и помещения туда ядра из других специализированных клеток.

Он начал пересаживать ядра из клеток взрослого организма, в частности, из эпителия кишечника. Гордон добился того, что яйцеклетка с чужим ядром развивалась до достаточно поздних стадий

Схема клонирования лягушки путем пересадки ядра одной лягушки в яйцеклетку другой

В его экспериментах до 1-2% особей проходили стадию метаморфоза и превращались во взрослых лягушек.

Однако долгое время все попытки применить вышеописанный метод для клонирования млекопитающих были безуспешными. И только в 1997 году было опубликовано сообщение, в котором сотрудники Рослинского института (Шотландия) под руководством Яна Вильмута клонировали млекопитающее - овечку Долли.

Суть использованного метода заключалась в следующем. Яйцеклетки извлекали из овец породы «шотландская черномордая», помещали в искусственную питательную среду с добавлением телячьей сыворотки при 37^OC и провели операцию энуклеации (удаление собственного ядра). После этого возникла задача обеспечения яйцеклетки генетической информацией от организма, который надлежало клонировать. Для достижения этой цели использовали разные клетки донора, но наиболее удобными оказались диплоидные клетки молочной железы взрослой беременной овцы породы фин-дорсет. Эти клетки сливали с яйцеклеткой, лишенной ядра. Яйцеклетку затем активировали к развитию посредством электрического удара. Развивающийся зародыш помещали в матку приемной матери, где он развивался до своего рождения

Схема клонирования овцы

В дальнейшем были проведены успешные эксперименты по клонированию различных млекопитающих. Клонировали не только маленьких млекопитающих, таких как мышь, но и коз, свиней, коров. Надо сказать, что методика клонирования находится еще в стадии разработки, так как большое количество клонированных животных живут с различными патологиями или уродствами.

IV.Закрепление :

Подпишите части ядра (учитель на интерактивной доске показывает).

Установите соответствие между определениями и значением; (ответы на доске).

Заполните таблицу.

Тренажер «Строение клетки»

--. Что такое хромосомный набор? Все ли клетки организма имеют одинаковый набор

- Почему ядерная оболочка содержит поры?
- Проанализируйте таблицу и выясните, зависит ли количество хромосом от уровня организации жизни организма?
- От чего зависит?
- Какие организмы называются прокариотами, эукариотами?
- Что такое ДНК? Как устроен? (Можно взять модель ДНК)

Назовите основные структурные компоненты ядра.

Какие органические вещества входят в состав ядра и какие его структуры они образуют?

Каково строение хромосомы?

Что такое кариотип?

Что такое ген?

Что такое хроматин?

Как осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой?

IV. Задание на дом. Изучить материал учебника

Биология 10 класс Урок № 20

Тема урока: Особенности клеточной организации

представителей царств живых организмов

Основное содержание урока: Особенности строения клеток грибов, животных и растений.

Цели урока : Закрепить знания учащихся о эукариотических и прокариотических клетках;

Развить представления учащихся о взаимосвязи строения и функции

Проверить уровень сформированных цитологических знаний, умение применять знания для объяснения процессов, происходящих в клетке.

Продолжить работу по формированию умений выявлять частные признаки и находить на их основе общие биологические закономерности;

Закрепить навыки работы с микроскопом.

Оборудование : Таблицы: строение клеток под световым микроскопом; строение клеток под

электронным микроскопом; одноклеточные животные; плесневые грибы, дрожжи;бактерии; таблички разных цветов с названиями органоидов (три набора);

Магнитная доска; Световые микроскопы, Культура инфузории или микропрепараты.

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :

Задание №1. Каждому учащемуся выдается отдельный текст, где не указывается название органоида. Учащийся должен отгадать, о каком органоиде идет речь. Данное задание также проводится на внимательность (в тексте ошибка). Максимальное количество баллов за данное задание 5 баллов.

Этот органоид - важнейшая структура в клетках эукариот. Представляет клетки?

собой центр управления клетки и хранилище информации о ней. В нем локализовано более 90% клеточной ДНК. Имеет шарообразную форму, отделено от цитоплазмы оболочкой, состоящей из одной мембраны. Обычно в клетке имеется этот органоид в единственном экземпляре. Диаметр от 2 до 100 мкм в зависимости от вида клетки. У животной клетки он расположен обычно в центре, а у растительной на периферии клетки.

Органоиды, участвующие в процессе клеточного дыхания. Встречается во всех клетках эукариот, за исключением некоторых паразитических простейших и эритроцитов млекопитающих. Их кол-во в клетке варьирует от единиц до тысяч. Чаще всего имеют шарообразную или овальную форму. Этот органоид образован двумя мембранами, внешняя мембрана гладкая, внутренняя мембрана образует выступы и перегородки - граны, имеющие большую поверхность. На гранах и происходят процессы клеточного дыхания, необходимые для синтеза АТФ. Этот органоид имеет свою генетическую систему.

Сферический органоид общего значения, немембранного строения, диаметром 17-35 нм; состоит из р-РНК (40%) и белков (60%). Имеет 2 субъединицы: одинаковых размеров, которые соединяются при помощи Mg2+. Образуются субъединицы в ядрышках. Располагаются рибосомы свободно в цитоплазме или прикрепляются к мембранам ЭПС и наружной ядерной мембране, а также имеются в митохондриях и хлоропластах.

Непостоянные компоненты цитоплазмы, содержание которых меняется в зависимости от функционального состояния клетки. Различают трофические, секреторные и экскреторные элементы. Могут быть окружены двумя мембранами.

III. Изучение нового материала :

Задание: выбрать органоиды, которые встречаются в разных клетках и прикрепить их на доске в соответствующий столбик. Задание усложнено тем, что некоторые термины не являются органоидами клеток, ученики должны быть внимательными, чтобы их не выбрать.

Остальные учащиеся выполняют подобное задание в тетрадях. Они заполняют таблицу

"Сравнение клеток живых организмов"

Укажите присутствующие и отсутствующие органоиды в клетках разных организмов

Цитоплазматическая мембрана - путем фагоцитоза; мембрану фагоцитозного пузырька разрушить ферментами или органическим растворителем.

Где в клетке можно пополнить запас энергии и продуктов питания? Вспоминаем строение и функции органоидов. (Энергетические станции клетки - митохондрии могут обеспечить энергией. Вокруг много самых маленьких органоидов - рибосом. Их функция - синтез белка. На нашем пути много зеленых органоидов - хлоропластов.)

Цитоплазма - опасаться лизосом; запастись белком в рибосомах; подзарядить батарейки в митохондриях; заправить баллоны кислородом в хлоропластах.

4. Каналы ЭПС помогут быстро добраться до ядра. Каковы функции ЭПС? Какую пользу можно извлечь участникам экспедиции, находясь в этой части клетки?

Каналы ЭПС связаны с ядром; можно отобедать белками, жирами, углеводами.

5. Все тайны каждой клетки зашифрованы в ядре. Какая информация заключена в ядре и как она реализуется. ( Ядро - хромосомы - ДНК - гены - белок - признак) Ядерная оболочка имеет поры. В ядре хранится наследственная информация.

6. Можно отправляться в обратный путь. Какого строение аппарата Гольджи - следующего пункта нашего путешествия.

Аппарат Гольжи - цистерны, полости, пузырьки.

7. Пузырьки Аппарата Гольджи - движемся к цитоплазматической мембране.

8. Цитоплазматическая мембрана - экзоцитоз.

9. Клеточная стенка - поры.

Дайте характеристику клетке

Вывод:

Единый план строения клеток;

Сходство процессов обмена веществ энергии в клетки;

Кодирование наследственной информации при помощи нуклеиновых кислот;

Единство химического состава клеток;

Сходные процессы деления клеток.

Это свидетельствует о единстве происхождения клеток.

Различия в строении указывают на разные функции клеток. Главное отличие между клетками этих царств заключается в способе их питания.

ІV. Работа с микроскопом.

Правила работы. Задание рассмотреть под микроскопом каплю с культурой, узнать какой это организм, дать характеристику его клетки. Занести данные в таблицу. (Культура инфузории - туфельки)

IV.Закрепление : Анализ составленных таблиц.

V. Задание на дом : Изучение материала учебника

Биология 10 класс Урок № 21

Тема урока: Заключительный урок

по теме «Клетка»

Основное содержание урока: Обобщение и систематизация знаний по теме:

«Структурно-функциональная организация клеток эукариот».

Цели урока : Систематизировать знания учащихся о клеточной теории и клеточном уровне

организации живой материи, продолжить формирование умения характеризовать

биологические процессы, явления, делать вывод о материальном единстве живой природы. Проверить уровень сформированности знаний, умений.

Оборудование : Стенная таблица «Клетка растения и клетка животного»

ЭУ Слайд с вопросами для опроса.

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :

По ходу урока.

III. Изучение нового материала :

1. Терминологический диктант по проверке знания учащимися основных терминов и понятий темы (может быть проведен в форме теста закрытого типа с выбором одного варианта ответа).

2. Организация групповой работы учащихся по заданиям. Каждая группа сама выбирает себе задание. Выполнение задания осуществляется индивидуально письменно (с последующей проверкой учителем)

Каждый учащийся самостоятельно выбирает вопрос, содержащийся в задании в соответствии с уровнем усвоения материала, темы.

Задание 1. Клетка - структурная единица живых организмов.

1. Назовите основные термины и понятия, раскрывающие это положение, дайте им определение.
2. Охарактеризуйте строение клетки (на примере клетки растений, животных, бактерий по своему выбору).
3. Сравните строение прокариотической и эукариотической клеток. Сделайте вывод.
4. Обоснуйте положения клеточной теории.

Задание № 2. Клетка - функциональная единица в живых организмах.

1. Перечислите функции клеток в живых организмах.
2. Охарактеризуйте одну из функций растительной или животной клетки (по своему выбору).
3. Приведите примеры функций, выполняемых одной клеткой (на примере организма человека).
4. Обоснуйте положение клеточной теории о том, что клетка является основной функциональной единицей в живых организмах.

Задание 3. Клетка - единица развития.

1. Назовите термины и понятия, раскрывающие это положение. Дайте им определение.
2. Охарактеризуйте один из способов деления клетки (по своему выбору).
3. Сравните способы деления половых и соматических клеток. Сделайте вывод.
4. Объясните положение клеточной теории о том, что клетки размножаются только делением.

Задание 4. Клетка - основа и результат оплодотворения.

1. Назовите термины и понятия, помогающие раскрыть сущность процесса оплодотворения на клеточном уровне. Дайте им определения.
2. Назовите клетки растений и животных, участвующие в оплодотворении, охарактеризуйте их. Где они образуются?
3. Раскройте биологическую сущность оплодотворения.
4. В чем сходство и различие оплодотворения у животных и растений? Сделайте вывод.
5. Обоснуйте взаимосвязь митоза, мейоза и оплодотворения. Сделайте вывод.

Задание 5. Обмен веществ - способ существования клетки.

1. Назовите термины и понятия, помогающие раскрыть сущность процесса обмена веществ на клеточном уровне. Дайте им определения.
2. Охарактеризуйте обмен веществ.
3. Охарактеризуйте пластический обмен у растений или энергетический обмен у животных.
4. Покажите взаимосвязь органоидов в энергетическом обмене, обоснуйте ее.
5. В чем проявляется взаимосвязь дыхания, питания и выделения в обмене веществ?

Повторение и обобщение знаний можно проводить фронтально по вопросам, содержащимся в заданиях.

Вирус бактерий - бактериофаг.

Бесцветные пластиды - лейкопласты.

Процесс поглощения клеткой крупных молекул органических веществ и даже целых клеток - Фагоцитоз.

Органоид, содержащий в своем составе центриоли, - клеточный центр.

Самое распространенное вещество клетки - вода.

Органоид клетки, представляющий систему трубочек, выполняющий функцию "склада готовой продукции", - комплекс Гольджи.

Органоид, в котором образуется и накапливается энергия, - митохондрия

Фермент (объяснить термин) - биологический катализатор.

Мономерами белков являются - аминокислоты.

Химическая связь, соединяющая остатки фосфорной кислоты в молекуле АТФ, обладает свойством - макроэргичность

Внутреннее вязкое полужидкое содержимое клетки - цитоплазма.

Многоклеточные организмы - автотрофы - растения.

Роберт Гук открыл клеточное строение растительной ткани в - 1665 году

Одноклеточные организмы без клеточного ядра - прокариоты.

Процесс захвата и поглощения клеткой жидкости с растворенными в ней веществами - пиноцитоз.

Органоид, служащий местом сборки белков - рибосома.

Органическое вещество, основное вещество клетки - белок.

Органоид растительной клетки, представляющий собой пузырек, заполненный соком - вакуоль.

Органоид, принимающий участие во внутриклеточном переваривании пищевых частиц - лизосома.

Мономерами крахмала является - глюкоза.

Химическая связь, определяющая первичную структуру белка - пептидная.

Составная часть ядра (может быть одна или несколько) - ядрышко.

Организмы - гетеротрофы - животные, грибы, бактерии.

Кем и когда были открыты вирусы - Д.И.Ивановским в 1892 году.

Назовите свойства дисахаридов - хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус.

Назовите простые моносахариды - Рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза.

Липиды выполняют в клетках следующие биологические функции - энергетическая, запасающая, защитная, теплоизоляционная, строительная, регуляторная.

Нуклеиновые кислоты - биополимеры, состоящие из мономеров - нуклеотидов.

Каждый нуклеотид состоит из скольких компонентов, назовите их - Азотистое основание, углевод (рибоза или дезоксирибоза), и остаток фосфорной кислоты.

АТФ - нуклеотид, состоящий из - азотистого основания Аденина, углевода рибозы, трех остатков фосфорной кислоты.

Крахмал, целлюлоза, каталаза - (Каталаза - белок, фермент)

Команда "Вирусы"

Аденин, Тимин, хлорофилл. (Хлорофилл - пигмент зеленого цвета)

Лизосома, рибосома, прокариоты. (Прокариоты - организмы, в клетках которых отсутствует ядро)

Гликоген, крахмал, инсулин. (Инсулин - белок)

На слайде представлены Различные органоиды и клеточные структуры. Необходимо определить их название.

Клетка - Митохондрии, Вирусы - Аппарат Гольджи

Клетка - Гранулярная ЭПС, Вирусы - Хромосомы.

Определите иРНК и первичную структуру белка, закодированного в участке ДНК: Г-Т-Т-Ц-Т-А-А-А_А-Г-Г-Ц-Ц-А-Т, если 5 - й нуклеотид будет удален, а между 8-м и 9-м нуклеотидом встанет тимидиловый нуклеотид.

Ответ: иРНК: Ц-А-А-Г-У-У-У-А-Т-Ц-Ц-Г-У-А; глутамин - Валин - лейцин - пролин - Валин.

Команда "Вирусы"

Дан участок цепи ДНК: Т-А-Г-Т-Г-А-Т-Т-Т-А-А-Ц-Т-А-Г. Какова будет первичная структура белка, если под воздействием химических мутагенов 6-й и 8-й нуклеотиды будут заменены цитидиловыми?

Ответ: ИРНК: А-У-Ц-А-Ц-Г-А-Г-А-У-У-Г-А-У-Ц; белок: изолейцин - треонин - аргинин - лейцин - изолейцин.

- Почему клетку называют саморегулирующейся, самовоспроизводящейся и открытой системой?

Ответ: В клетке протекают реакции обмена веществ, обеспечивающие постоянство внутренней среды, поэтому клетка - саморегулирующая система. Размножение происходит путем деления сообразованием дочерней клетки, которая при отсутствии мутаций неотличима от материнской. Клетка является открытой системой, т.к. она обменивается веществом и энергией с окружающей средой.

- На каком этапе эволюции появились вирусы? Укажите последовательность возникновения в процессе эволюции: эукариоты, доклеточные структуры, вирусы, прокариоты.

Ответ: Вирусы могут размножаться только в живых клетках, поэтому они должны были появиться в процессе эволюции после возникновения клетки: доклеточные структуры - прокариоты - вирусы - эукариоты.

IV.Закрепление : В процессе урока

V. Задание на дом : повторение материала по теме «Клетка»

Биология 10 класс Урок № 22

Тема урока: Вирусы. СПИД- ВИЧ

Основное содержание урока: Вирусы и фаги. Вирус СПИДа. Особенности строения и

процессов жизнедеятельности.

Демонстрация: различных молекул и вирусных частиц на экране.

Цели урока : Расширить и углубить знания учащихся о неклеточных формах жизни - вирусах

и бактериофагах; раскрыть особенности их строения и жизнедеятельности как внутриклеточных паразитов растений, животных, бактерий, человека.

Охарактеризовать историю открытия и изучения вирусов, сведения о их строении и

жизнедеятельности, подчеркнуть медицинское значение

Оборудование : Стенная картина «Изображение вирусов»

Видеофильм «СПИД -ВИЧ»

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :

Особенности строения прокариотических клеток в сравнении с эукариотическими, о бактериях как типичных представителях прокариот, причинах их разнообразия и многообразия, а также способности выживать в экстремальных условиях; умение объяснять роль бактерий в природе и жизни человека.

III. Изучение нового материала :

1. Вирусология - наука о вирусах.

Рассказ учителя о роли русского ученого Д.И. Ивановского в создании этой науки.

1. История открытия вирусов.
На рубеже XIX и XX веков было выяснено, что существует ряд болезней растений, животных и человека, возбудители которых имеют неклеточную природу: они слишком малы и проходят через мельчайшие фильтры, задерживающие клетки. Так были открыты вирусы. «Вирус» в переводе с латыни означает яд. В древности вирусами называли любые болезни. Но в 1882 г. русский ученый Д.И. Ивановский описал заболевание растения табака. Возбудитель заболевания был необычайно мал и имел форму палочки. Он получил название вируса табачной мозаики. Затем были открыты бактериофаги - вирусы, пожирающие бактерии. Так начала зарождаться вирусология - наука о неклеточных формах жизни Эта группа остается самым непознанным царством живых существ (среди ученых нет единого мнения даже по поводу признания вирусов живыми организмами). Поэтому целесообразно ограничиться кратким изложением материала учебника. Важно остановиться на роли вирусов как возбудителей весьма патогенных болезней растений, домашних животных и человека, подчеркнуть необходимость их изучения, прежде всего, в целях поиска эффективных средств и методов профилактики и лечения вирусных заболеваний. Что касается бактериальных инфекций, то использование вирусов-бактериофагов в борьбе с ними считается важнейшим направлением медико-биологических исследований.
Для закрепления нового материала рассмотреть вместе с учениками задания

учебника.
При изучении нового материала можно остановиться на следующих вопросах:.

2. Вирусы - неклеточная форма жизни: особенности химической организации, строения. Механизм взаимодействия с клеткой.

3. Вирус иммунодефицита человека. (Сообщение учащегося или рассказ учителя о взаимодействии ВИЧ с клеткой крови, вызывающем снижение защитных свойств организма человека, ведущее к его заболеванию.)

4. Понятие «бактериофаг».

5. Роль вирусов в эволюции. (Рассказ учителя.

2. Основные свойства вирусов. Вирусы не могут питаться и размножаться вне клеток хозяина.
3. Строение вируса. Вирион - зрелая частица вируса окружена белковой оболочкой и содержит одну или несколько молекул нуклеиновой кислоты. Вирусы имеют разные формы: палочковидные, нитевидные, округлые.
4. Вирусы, опасные для человека. СПИД, гепатит, бешенство, оспа. Есть вирусы менее опасные, но также приводящие к болезненному состоянию организм человека: аденовирусы, вирус гриппа, герпес, корь, краснуха, ветрянка.
5. Происхождение вирусов. Вероятно, происхождение их связано с обособлением отдельных элементов, входящих в клетку.

Закрепление изученного материала

Учащиеся самостоятельно делают вывод о том, что:
1. Тело вируса неклеточного строения.
2. Вирусы осуществляют процессы жизнедеятельности только в клетке хозяина, следовательно, они внутриклеточные паразиты.
3. Существуют просто и сложно организованные вирусы.
4. Развитие и размножение вируса связано с определенными клетками хозяина.
5. Вирусы могли произойти в результате обособления генетических элементов из клеточных форм.

Вирус - это частица нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), заключенная в белковую оболочку, неклеточный агент, способный к воспроизведению только после внедрения в живую клетку.
Бактериофаг - это вирус, поражающий бактериальную клетку.

Просмотр видеофильма «СПИД-ВИЧ»

Беседа по материалам фмльма

1. Опишите особенности строения вирусов.
Вирус - это мельчайшая симметричная структура, построенная из повторяющихся элементов. Вирус представляет собой частицу нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), заключенную в белковую оболочку - капсид.

2. Каковы особенности жизнедеятельности вирусов как живых организмов?
Вирус способен к воспроизведению только после внедрения в живую клетку, то есть проявляет свойства живого лишь в живых клетках, используя для своих нужд ее структуры и энергию.

3. Кратко охарактеризуйте механизм взаимодействия вируса с клеткой.
Вирус внедряется в клетку-хозяина. В ней он встраивает свою ДНК или РНК в генетический аппарат клетки. Через некоторое время клетка начинает продуцировать вирусные белки. Из клетки начинают выходить новые вирусные частицы, клетка при этом может погибнуть сразу или прожить долго, в зависимости от особенностей механизма репликации вируса.

4. Почему вирусы называют внутриклеточными паразитами?
Вирус - это внутриклеточный паразит, так как использует для своих нужд структуры и энергию живой клетки.

5. В чем состоит особый механизм проникновения бактериофагов в клетку?
Бактериофаг укрепляется на поверхности бактерии при помощи специальных «ножек» и вводит в цитоплазму полый стержень, через который проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Капсида остается снаружи.

6. Как происходит размножение вирусов?
Вирус внедряется в клетку-хозяина. В ней вирусная ДНК или РНК взаимодействует с генетическим аппаратом клетки. Через некоторое время клетка начинает продуцировать специфические белки, закодированные в вирусной НК. Последняя тоже реплицируется, и в цитоплазме начинается сборка новых вирусных частиц. Из клетки начинают выходить новые вирусные частицы, клетка при этом может погибнуть сразу или прожить долго, в зависимости от особенностей механизма репликации вируса.

7. Какова роль вирусов в природе и в жизни человека?
Вирусы вызывают заболевания животных, растений и человека. Некоторые вирусы провоцируют онкологические заболевания. Бактериофаги используются человеком для борьбы с болезнетворными бактериями. Некоторые вирусы используются в генной инженерии, так как способны переносить гены от одних клеток к другим.

8. Заполните таблицу «Вирусы и вирусные заболевания».

9. Что такое СПИД и каковы основные меры его профилактики?
СПИД - синдром приобретенного иммунодефицита. Вирус иммунодефицита (ВИЧ) поражает клетки-лимфоциты, и они теряют способность поддерживать иммунитет. Человек становится подверженным любому заболеванию, у него не заживают раны, и он может легко умереть. Рано или поздно человек, больной СПИДом, умирает от какого-либо осложнения (это может быть пневмония, рак, сепсис и др.). Чтобы не заразиться СПИДом, следует соблюдать следующие меры:
• Избегать случайных половых связей
• Использовать презерватив при случайных половых контактах
• Не использовать многоразовые шприцы, чужие ножницы, бритвы и другие острые режущие предметы
• Ни в коем случае не принимать наркотики.

IV.Закрепление :

Почему вирусы названы «неклеточными» формами жизни?

На каких этапах жизненного цикла вирус похож на неживой объект, а на каких - на живой организм?

Подумай, почему вирус - это все-таки форма жизни?

Грипп и СПИД - заболевания, вызываемые вирусами. Почему грипп почти всегда излечим, а СПИД - смертелен?

V. Задание на дом : Изучение материала учебника.

Биология 10 класс Урок № 23

Тема урока: Профилактика вирусных инфекций

Основное содержание урока: Профилактика вирусных заболеваний

Цели урока :Продолжить изучение особенностей строения и жизнедеятельности вирусов,

их происхождение, значение в природе и в жизни человека

Продолжить формирование эволюционных представлений о развитии органического мира и появлении неклеточных форм жизни.

Продолжить обучение умениям находить необходимые сведения в учебнике, дополнительной литературе, Интернете.

Сравнивать и обобщать, делать выводы, раскрывать причинно-следственные связи;

стимулировать развитие познавательного интереса.

С целью санитарного просвещения ознакомить учащихся с мерами профилактики заражения вирусными инфекциями и вирусом СПИДа;

подчеркнуть роль открытий М.Бейеринка и Д.И.Ивановского для дальнейшего развития микробиологии.

Оборудование : таблицы- «Бактерии», «Растительная и животная клетки»,

«Плесневые грибы. Дрожжи», «Вирусы», самодельные рисунки: «Строение ВИЧ»,

«Цикл развития вируса», «Цикл развития ВИЧ» ЭУ «ВИЧ-Спид»

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :

1.Фронтальная беседа:
Чем живое отличается от неживого?
Какие клетки существуют?
Как понимать эукариотическая клетка?
Прокариотическая клетка?
2.Работа у доски:
Определить, где эукариотическая клетка, а где прокариотическая клетка
1.клетка кожицы лука- 2.лейкоцит крови- 3.стрептококк пневмонии- 4.хламидомонада-
5.палочка Коха- 6.инфузория-туфелька- 7.вибрион холеры- 8.нервная клетка-
9.цианобактерия- 10.бледная спирохета сифилиса-
3.Работа с Идоской «Собери животную клетку»:
электронный учебник по биологии 9 класс, раздел Основы цитологии, лаб.работа№9
(дана животная клетка и органоиды, необходимо их правильно расположить)
4.Работа с Идоской «Собери растительную клетку»:
электронный учебник по биологии 9 класс, раздел Основы цитологии, лаб.работа№10
(дана животная клетка и органоиды, необходимо их правильно расположить)
5.Зарисовать бактериальную клетку и доказать ее безъядерность.
6. История открытия вирусов;
• Строение вирусов;
• Вирусные заболевания;
• Заражение вирусом;
• Пути передачи вирусов;

III. Изучение нового материала :

Задумывались ли вы над тем, что человечеству с самого начала его существования

угрожали серьезные враги. Являлись они неожиданно, коварно, не бряцая оружием. Враги разили без промаха и часто сеяли смерть. Их жертвами стали миллионы людей, погибших от оспы, гриппа, энцефалита, кори, атипичной пневмонии, СПИДа и других болезней.
Одним из известных людей 20 века который погиб от СПИДа был солист группы Queen В 1986 году начали появляться слухи о том, что Фредди Меркьюри болен СПИДом. Изначально в прессу просочилась информация о том, что он сдавал тест на ВИЧ. С 1989 года стали проявляться серьёзные изменения во внешности Меркьюри - он сильно похудел. Однако вплоть до последних дней жизни музыкант отрицал все слухи относительно своего здоровья. О его страшном диагнозе знали только близкие люди. 23 ноября 1991 года Фредди сделал официальное заявление, о том, что болен СПИДом: «Учитывая слухи, ходившие в прессе последние две недели, я хочу подтвердить: анализ моей крови показал присутствие ВИЧ. У меня СПИД. Я считал нужным держать эту информацию в секрете, чтобы сохранить спокойствие родных и близких. Однако пришло время сообщить правду моим друзьям и поклонникам во всём мире. Я надеюсь, что каждый присоединится к борьбе с этой ужасной болезнью».
На следующий день, 24 ноября, около семи часов вечера Фредди Меркьюри умер в своём доме в Лондоне от бронхиальной пневмонии, развившейся на фоне СПИДа. После того, как стало известно о его смерти, тысячи людей пришли к ограде его дома Garden Lodge, чтобы положить на дорожки букеты цветов, открытки, письма и фотографии.
О чем мы будем с вами говорить сегодня на уроке? (О вирусах)
Почему же до сих пор (несмотря на то, что медицина достигла больших высот) эпидемии гриппа выводят из строя миллионы людей, нет лекарств против СПИДа? Какой проблемный вопрос можно поставить? (Ответы учащихся).
Проблемный вопрос.
Почему с вирусами - возбудителями заболеваний трудно вести борьбу и полностью их уничтожить?
Что для этого надо знать, чтобы противостоять вирусам? Представьте себя в роли тех людей, которые должны защитить человечество от вирусов? Какие знания о вирусах вам необходимы, чтобы выполнить эту важную миссию.

Вспомним что мы узнали о вирусах на прошлом уроке.

• Что такое вирусы?
• В чем особенности строения вирусов?
• Какие группы вирусов известны?
• Почему вирусы называют паразитами на генетическом уровне?
Ответы учеников: Ученые до сих пор спорят: вирусы - это существа или вещества? А как считаете вы? В чем сходны вирусы с живыми После выступления учащихся учитель делает дополнения если таковые необходимы
Общие сведения о вирусах
• Вирус (от лат. virus-яд) - микроскопическая частица, способная инфицировать
клетки живых организмов
• Вирусы неклеточные формы жизни, т.е. имеют неклеточную природу
• Вирусы являются облигатными внутриклеточными паразитами (ведут только паразитический образ жизни и не выживают без связи с хозяином)
Вирусы это: • Мельчайшие живые организмы
• Размеры варьируют от 20 до 300нм
• В среднем в 50 раз меньше бактерий
• Нельзя увидеть с помощью светового микроскопа
Вирусы устроены очень просто. Они состоят из фрагментов генетического материала, либо ДНК, либо РНК, составляющей сердцевину вируса, и окружающей эту сердцевину защитной белковой оболочки, которую называют капсидом. Полностью сформированная инфекционная частица называется вирионом. У некоторых вирусов, таких, как вирусы герпеса или гриппа, есть еще и дополнительная липопротеидная оболочка, которая возникает из плазматической мембраны клетки- хозяина. В отличие от всех остальных организмов вирусы не имеют клеточного строения. В зависимости от того какой нуклеиновой кислотой представлена их генетическая информация они подразделяются на РНК и ДНК содержащие.
• Вирусы избирательны. Они проникают внутрь совершенно определенной
клетки, и именно эта зараженная клетка превращается в «завод» по
производству вирусов. Для клетки вирус-это не что иное, как плохая новость в белковой оболочке.
• Вирусы являются самой распространенной формой существования органической материи на планете по численности своей популяции, и, по-видимому, одной из самых распространенных по биомассе: воды мирового океана содержат колоссальное количество бактериофагов (около 1011 частиц на миллилитр воды) (показываем пробирку с водой).
• Согласно последним исследованиям, геном человека более чем на 30% состоит из информации, кодируемой вирусоподобными элементами.
«Вирусы - самозванные диктаторы и двигатели эволюции»
• Используя рисунок и сведения текста, выделите этапы заражения вирусом клетки.
Ответы учеников:
• Этап 1. Прикрепление вируса к клетке. На поверхности клеток имеются специальные рецепторы, с которыми бактериофаг связывается хвостовыми нитями. Этим объясняется строгая "прописка" вирусов в тех или иных клетках. (Например, грипп - эпителиальные клетки верхних дыхательных путей, гепатит - печень, ВИЧ - лимфоциты).
• Этап 2. Проникновение вируса в клетку. Обратите внимание на экран. Бактериофаг вводит внутрь клетки хвост, который представляет собой полый стержень. И, как через иглу шприца, проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Таким образом, генетический материал фага попадает внутрь клетки, а капсид остается снаружи. Вирус работает как своеобразный генетический шприц.
• Этап 3. Размножение вируса, т.е. редупликация вирусного генома. Проникнув внутрь клетки, вирусная ДНК встраивается в ДНК клетки хозяина. Проникает в святая святых клетки, в центр управления жизнедеятельностью - в ядро.
• Этап 4. Синтез вирусных белков и самосборка капсида. Клетка, сама того не желая, начинает синтезировать вирусные белки вместо собственных. При этом используются структуры и энергия самой клетки. Из этих вирусных белков и образуются новые вирусные оболочки - капсиды. Этот процесс размножения не сравним с размножением других биологических видов. "Происходит смерть ради жизни" - при попадании в клетку вирус сначала разрушается. Но ему достаточно одной нуклеиновой кислоты, чтобы через 10 минут внутри клетки хозяина образовалось сотни новых вирусных частиц.
• Этап 5. Выход вирусов из клетки. А что происходит с самой клеткой? Она гибнет. А вирусные частицы уже готовы к очередной атаке, готовы разрушить сотни других клеток.
Какие организмы могут быть пораженны вирусами.
Какие заболевания они вызывают.
Пути передачи вирусов.
Предложите меры и способы профилактики вирусных заболеваний.
Ответы учеников:
Вирусы могут поражать разнообразные группы организмов от бактерий до человека
Вирусы, вызывающие заболевания растений
Вирусы, вызывающие заболевания животных
Вирусы, вызывающие заболевания человека
Бактериофаги вирусы, поражающие клетки бактерий
Какое значение имеют бактериофаги для человека? (польза: Биологический способ борьбы с бактериями вызывающими заболевания живых организмов)
Какие вы можете предложить меры профилактики различных вирусных заболеваний не только человека, но и других организмов? (ответы учащихся). Действительно, если не уделять внимание методам профилактики вирусных заболеваний то существование разнообразных организмов и человека в том числе может оказаться под угрозой исчезновения! Поэтому человек ведет непрерывную борьбу с разнообразными вирусами.
«СПИД - чума 21 века» - о СПИДе мы говорили на прошлом уроке
Каковы пути передачи данного вируса?
Что из ниже предложенного списка является опасным, а что безопасным.
Путь заражения- Безопасно- Опасно- Очень опасно
1.Укус комара
2.Пользование общественным туалетом
3.Поцелуй в щеку
4.Уход за больным СПИДом
5.Пользование чужой зубной щеткой
6.Нанесение татуировки
7.Прокалывание ушей
8.Множественные половые связи
9.Переливание крови
10.Укус постельного клопа
11.Плавание в бассейне
12.Объятия с больным СПИДом
Группы вирусов
Ретровирусы - содержат одноцепочечную РНК (ВИЧ)
Ретроидные вирусы в состав этих вирусов входит двуцепочечная ДНК, из которых наиболее известы вирус гепатита В, вирусы герпеса и оспы.
Следующая группа - вирусы с одноцепочечным ДНК-геномом. Жертвами таких вирусов могут быть и животные, и растения, и микроорганизмы.
У некоторых вирусов наследственная информация хранится в виде двуцепочечной РНК сюда, например, относятся ротавирусы, вызывающие расстройства кишечника.
Все вирусы по своей природе - паразиты. Они способны воспроизводить себя, но только внутри живых клеток. Обычно вирусы вызывают явные признаки заболевания.
Попав внутрь клетки, они "включают" ее ДНК и, используя свою собственную ДНК или РНК, дают клетке команду синтезировать компоненты вируса. Компоненты вируса способны к спонтанному образованию вириона. Клетка, израсходовав все жизнетворные соки на синтез вирусов, гибнет, перегруженная паразитами. Вирусы "разрывают" оболочку клетки и передаются в другую клетку в виде инертных частиц. Вирусы вне клетки представляют собой кристаллы, но при попадании в клетку "оживают".
Болезни, вызываемые вирусами
Заболевания растений.
У растений вирусы вызывают - мозаику, бронзовость и другие изменения окраски листьев либо цветков, курчавость листьев и другие изменения формы, карликовость; у бактерий - их распад.
Мазаика на цветках пестролепестность и небольшая деформация лепестков, на листьях крапчатость.
Мозаика фикуса (возбудитель - вирус мозаики фикуса) - на краях листьев или на всей листовой пластинке неправильной формы светло-зеленые, светло-желтые пятна.
Вироиды являются возбудителями некоторых опухолей растений.
Заболевания животных
У животных вирусы вызывают чуму, бешенство, ящур и другие.
Бешенство - это заболевание возникающее в результате укуса зараженным животным, характеризующееся тяжелыми поражениями нервной системы и приводящее к летальному исходу.
• В природе болеют, прежде всего, дикие животные (лисицы, волки и т.д.). Домашние животные (собаки, кошки, хорьки) заражаются от укуса дикого животного или попадания слюны заражённого животного на поврежденный участок
• Проявлению клинической картины предшествует скрытый (инкубационный) период. Животное в это время также опасно. Чаще всего инкубационный период длится 10 - 14 дней, у человека может протекать до года.
Ветеринарными врачами выделяются три формы проявления бешенства - буйная, тихая и атипичная.

Пироплазмолиз
• Переносчики возбудителя пироплазмоза собак - иксодовые клещи, поэтому заболеваемость носит сезонный характер. Клещи нападают на собак весной с наступлением теплой погоды и появлением первой растительности. Весенняя вспышка сопровождается наибольшим количеством больных собак. Чаще заболевают охотничьи, служебные и высокопородные собаки.Смертность собак при пироплазмозе очень высокая Человеку пироплазмоз не передается.
Ящур
• Вирусная инфекция со специфическими поражениями слизистой оболочки полости рта, губ, носа, кожи, в межпальцевых складках и у ложа ногтя.
• Ящуром болеют парнокопытные животные (крупный и мелкий рогатый скот, свиньи, овцы и козы). У больных животных вирус выделяется со слюной, молоком, мочой, навозом. Восприимчивость человека к ящеру невелика. Пути передачи контактный и пищевой. От человека к человеку заболевание не передается.
Заболевания человека
• Оспа - Древние китайские и индийские рукописи доносят до нас описания страшных эпидемий чёрной, или натуральной, оспы. У заболевшего начинался жар, возникала головная боль, общая слабость. Через 3-4 дня всё тело покрывалось наполненными жидкостью пузырьками (оспинами) . Болезнь тянулась около двух недель, причём 40% больных погибало. Тяжелее всего болели дети. У переболевших на месте оспин образовывались рубцы (рябины) Иногда оспины высыпали на глазах, что приводило к слепоте. Порой оспа уродовала целые страны. Согласно древним армянским верованиям, Лусин (Луна) раньше ходила по небу днём, со своим братом Солнцем. Но Лусин заболела оспой и, стыдясь своего лица, показывается только ночью, под покровом темноты.
• Ветряная оспа - инфекционное заболевание, вызываемое вирусами; cопровождается появлением характерной зудящей сыпи, состоящей из скоплений небольших приподнятых или плоских пятен, заполненных жидкостью пузырьков и корочек.
• Корь - высокозаразное инфекционное заболевание, вызываемое вирусами и сопровождающееся разнообразными симптомами и появлением характерной сыпи. Инфицирование корью происходит главным образом во время вдыхания небольших капель слизи, попадающих в воздух прикашле больного. Человек, инфицированный вирусом кори, уже за 2-4 дня перед появлением сыпи становится заразным и остается таковым, пока не исчезает сыпь.
• Свинка или паротит - Детская болезнь при которой распухают слюнные железы, расположенные возле ушей, и лицо приобретает характерный вид (за что и получила название).
• Краснуха - инфекционное заболевание, вызываемое вирусами, которое чаще всего сопровождается сыпью. Краснуха менее заразна, чем корь, ею заболевают не все дети. Однако это опасная болезнь, особенно для беременных женщин. У женщины, инфицированной на первых 16 неделях (особенно в первые 8-10 недель) беременности, возможен выкидыш, мертворождение или рождение ребенка с врожденными пороками развития. Приблизительно 10-15 % молодых взрослых женщин никогда не болели краснухой, так что если они инфицируются в ранние сроки беременности, существует опасность рождения ребенка с тяжелыми врожденными пороками развития.
Грипп.
Впервые эпидемия болезни, напоминавшей грипп, была описана в 412 году до н.э. Гиппократом. Когда эпидемия гриппа переходит границы континента и охватывает весь мир, говорят о пандемии гриппа. В 20 столетии были отмечены несколько таких пандемий.
В конце Первой мировой войны человечество было охвачено печально знаменитой эпидемией гриппа «испанки». В Испани в январе 1918 года появились первые сообщения об эпидемии. «Испанка» обошла весь мир, заразив 1,5 млрд людей. Она унесла 20 млн человеческих жизней -больше, чем Первая мировая война.
В 1957 годы « азиатский грипп» - 1 млрд людей переболели. 1968-1969 - «гонконгский грипп»
Почему до сих пор нет надёжных прививок против гриппа? Оказывается, его возбудитель поразительно быстро эволюционирует, изменяется. Не успевают врачи создать вакцину против одной формы гриппа, как возбудитель болезни появляется уже в новом обличии.
После проникновения вириона гриппа в клетку, число вирусов увеличивается каждые 6 часов в тысячу раз. Через 48 часов у человека появляются первые признаки болезни.
А также герпес, гепатиты и ВИЧ Вирус иммунодефицита человека
Пути передачи вируса
• Капельная инфекция - самый обычный способ распространения респираторных заболеваний. При кашле и чихании в воздух выбрасываются миллионы крошечных капелек жидкости (слизи и слюны). Эти капли вместе с находящимися в них живыми вирусами могут вдохнуть другие люди, особенно в местах скопления большого количества народа, к тому же еще и плохо вентилируемых. Стандартные гигиенические приемы для защиты от капельной инфекции правильное пользование носовыми платками и проветривание комнат.
Некоторые микроорганизмы, такие, как вирус оспы, очень устойчивы к высыханию и сохраняются в пыли, содержащей высохшие остатки капель. Даже при разговоре изо рта вылетают микроскопические брызги слюны, поэтому подобного рода инфекции очень трудно предотвратить, особенно если микроорганизм очень вирулентен (заразен).
• Контагиозная передача (при непосредственном физическом контакте). В результате непосредственного физического контакта с больными людьми или животными передаются сравнительно немногие болезни. Сюда прежде всего относятся венерические (т. е. передающиеся половым путем) болезни, такие, как СПИД. К контагиозным вирусным болезням относятся обычные бородавки (папилломавирус) и простой герпес - "лихорадка" на губах.
• Переносчик - это любой живой организм, который разносит инфекцию. Он получает инфекционное начало от организма, называемого резервуаром или носителем. Вирус бешенства сохраняется и передается одним и тем же животным, например собакой или летучей мышью. В этих случаях переносчик выступает в качестве второго хозяина, в теле которого может размножаться патогенный микроорганизм. Насекомые могут переносить возбудителей болезней на наружных покровах тела.

Подведение итогов урока.

Вирусы - неклеточные формы жизни на Земле, существуют за счет безудержного воспроизведения себе подобных, имеющие простую организацию ( нуклеиновую кислоту +белковый капсид).Происхождение вирусов пока неясно. Поселяясь в клетках живых организмов, вирусы вызывают опасные заболевания.

IV.Закрепление : по ходу урока

V. Задание на дом : Изучение материала учебника

Биология 10 класс Урок № 24

Тема урока: Обмен веществ в клетке

Основное содержание урока: Обмен веществ и энергии в клетке. Каталитический характер
реакций обмена веществ.

Цели урока : Сформировать представление о метаболизме как совокупности реакций обмена веществ в клетке; развивать умение работать с различными информационными источниками

Оборудование : ЭУ«Метаболизм»; «Обмен веществ

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :

Тестовая работа по вариантам.

Вариант 1.

Укажите правильные суждения.

1.Вирусы относятся к прокариотам

2. В сводном состоянии вирусы находятся в форме вириона.

3. Вирусы имеют ядро, в котором содержатся нуклеиновые кислоты.

4. Вирусы не имеют клеточного строения.

5. Вирион состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и капсида.

6. Вирусы растут и размножаются половым путем.

7. Вирусы - клеточные паразиты.

8. СПИД передается половым путем.

Вариант 2.

Выберите один правильный ответ.

1.Организмы, которым свойственно неклеточное строение, относятся к группе:

А) бактерии Б) вирусы В) простейшие

2. Вирусы состоят из

А) нуклеиновых кислот одного вида и белков

Б) гликопептидов

В) белков

3. Вирион - это

А) свободноживущая форма вируса

Б) оболочка, состоящая из белков

В) капсид

4. Вирусы в клетках хозяина находятся

А) в виде вириона

Б) в виде молекул нуклеиновой кислоты

В) в виде капсида

5. Больше всего видов вирусов встречается

А) у грибов

Б) у животных

В) у растений

6. Вирус СПИДа - ВИЧ относится к

А) ретровирусам (РНК-вирусы)

Б) ДНК - вирусам

В) бактериофагам

7. Вирусы гриппа, герпеса и ВИЧ сходны тем, что они имеют

А) простой касид и молекулу ДНК

Б) суперкапсид и молекулу РНК

В) Суперкапсид и молекулу ДНК

8. Фаги - это вирусы

А) животных

Б) бактерий

В) растений.

III. Изучение нового материала :

Обмен веществ (метаболизм) - совокупность всех химических изменений и всех видов превращений веществ и энергии в организмах, обеспечивающих развитие, жизнедеятельность и самовоспроизведение, связь с окружающей средой и адаптацию к изменениям внешних условий.

Метаболизм

Обмен веществ

(метаболизм)

Пластический обмен Энергетический обмен

(анаболизм) (катаболизм)

Ассимиляция Диссимиляция

С затратой энергии синтезируются С освобождением энергии

углеводы, жиры, белки, распадаются органические

ДНК, РНК, АТФ. вещества, конечными

продуктами распада являются

углекислый газ, вода.

Обмен веществ (метаболизм) - совокупность всех химических изменений и всех видов превращений веществ и энергии в организмах.

Виды обмена веществ: пластический обмен (ассимиляция) и энергетический обмен (диссимиляция).

Ассимиляция происходит с затратой энергии синтезируются углеводы, жиры, белки, ДНК, РНК, АТФ.

Диссимиляция происходит с освобождением энергии распадаются органические вещества, конечными продуктами распада являются углекислый газ, вода.

Обмен веществ (метаболизм) - совокупность всех химических изменений и всех видов превращений веществ и энергии в организмах.

Какие функции имеет обмен веществ?

Виды обмена веществ: пластический обмен (ассимиляция) и энергетический обмен (диссимиляция)

Как происходит метаболизм на клеточном уровне?

Ассимиляция происходит с затратой энергии синтезируются углеводы, жиры, белки, ДНК, РНК, АТФ.

Где и как происходит ассимиляция в организме?

Диссимиляция происходит с освобождением энергии, распадаются органические вещества, конечными продуктами распада являются углекислый газ, вода.

Где и как происходит диссимиляция в организме?

Метаболизм. Функции метаболизма.

- извлечение из окружающей среды энергии органических веществ, солнечного света, химических реакций;

- превращение пищевых веществ в «строительные блоки» - предшественники макромолекул;

- сборка белков, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов и других веществ из «строительных блоков»;

-синтез и разрушение тех молекул, которые необходимы для выполнения специфических функций клетки.

Процесс метаболизма на клеточном уровне.

Охарактеризовать белковый обмен на клеточном уровне.

Охарактеризовать жировой обмен на клеточном уровне

Охарактеризовать углеводный обмен на клеточном уровне.

Заполнение таблицы

Обмен веществ в человеческом организме.

Показатели

Белки

Жиры

Углеводы

Мономеры (или исходные вещества)

Аминокислоты

Глицерин и жирные кислоты

Глюкоза

Процесс ассимиляции

Биосинтез белка

Синтез жиров

Фотосинтез ( у растений) синтез углеводов

Органеллы на клеточном уровне

На рибосомах

В каналах ЭНС

В хлоропластах

Энергия

Поглощается

Поглощается

Поглощается

Процесс диссимиляции на уровне пищеварительной системы

До аминокислот

До глицерина и жирных кислот

До глюкозы

Ферменты

Пепсин, трипсин

Липаза

Птиалин, мальтоза, амилаза

Энергия

Тепловая

Тепловая

Тепловая

Диссимиляция на клеточном уровне в митохондриях

Ацетил-КОА, оксалоацетат, фумарат, сукцинат, мочевина, аммиак, мочевая кислота

Ацетил-КОА, пропионил-КОА, глицерин

Пируват, триозофосфат

Форма запасания энергии

АТФ

АТФ

АТФ

Клеточные продукты обмена

Углекислый газ, вода, мочевина, соли мочевой кислоты.

Углекислый газ, вода

Углекислый газ, вода

Регуляторы обмена

Гормоны: соматропин, тироксин, глюкотрокоиды, половые гормоны

Гормоны: липотропин, тироксин, глюкокортикоиды, половые гормоны

Гормоны: инсулин, глюкокортикоиды, андреналин, липотропин. Симпатическая НС

Калорийность (к/Дж/г)

17,6

38,9

17,6

Суточная потребность ,г

80-150

80-100

500

Обобщение.

Обмен веществ состоит из двух противоположных процессов: созидание веществ (анаболизм) и распад органических веществ с освобождением энергии (катаболизм).

Процесс созидания веществ для образования тканей, органов и всего организма в целом называют пластическим обменом. Клетка создает вещества, из которых возникают те или иные структуры нашего тела, однако для этого нужна энергия. Она выделяется в результате энергетического обмена - катаболизма. Часть органических веществ распадается, окисляется, а выделившаяся при этом энергия покрывает расходы связанные с синтезом новых веществ, движением, выработкой тепла, передачей нервных импульсов, и обеспечивает многие другие нужды, связанные с функциями организма.

Главный поставщик энергии - мышцы. Чем интенсивнее они работают, тем больше накапливается в организме веществ, которые легко могут распадаться и выделять энергию.

О том, что при работе мышц выделяется много энергии, каждый знает из личного опыта. При желании согреться надо двигаться, и в мышцах усиливается окисление, причем выделившейся энергии при распаде и окислении органических веществ хватает не только на работу мышц, но и на выработку тепла.

Г. Практическая работа. Определение энерготрат при различной физической нагрузке.

(Групповая работа по инструктивной карточке)

Оборудование: секундомер.

Предварительные сведения

Чем выше нагрузка, тем чаще пульс. Однако у тренированных людей при одной и той же нагрузке частота пульса бывает меньше, чем у нетренированных. Энергетические траты у них меньше. Поэтому предлагаемый способ следует считать весьма приблизительным.

Q = 2,09 ∙ (О,2∙ЧСС-11,3)

где Q - количество затраченной энергии к/Дж

ЧСС - частота сердечных сокращений.

Ход работы

Сделайте 20 подскоков или 20 приседаний.

Измеряйте по секундомеру время, затраченное на мышечную работу.

После физических упражнений быстро сядьте на стул и измерьте ЧСС за 10 секунд.

Рассчитайте, сколько к/Дж вы истратили на физическую работу за время приседаний.

Если рассмотреть этот процесс более детально, то это постоянные процессы образования и распада веществ и поглощения и выделения энергии.

V.Закрепление : Дайте определения понятий.

Ассимиляция -Диссимиляция -Метаболизм -

Ниже перечислены процессы, протекающие в клетках организмов:

1) испарение воды; 6) расщепление жиров;

2) гликолиз; 7) расщепление полисахаридов;

3) расщепление жиров; 8) брожение;

4) биосинтез белков; 9) дыхание;

5) фотосинтез; 10) биосинтез жиров.

Впишите номера, которыми они обозначены, в соответствии с принадлежностью их ассимиляции и диссимиляции.

Солнце - главный источник энергии.

Во всех клетках живых организмов непрерывно идут процессы обмена веществ и энергии.

Это называется метаболизм.

V. Задание на дом :

Изучение материала учебника

Биология 10 класс Урок № 25

Тема урока: ПЛАСТИЧЕСКИЙ ОБМЕН

Основное содержание урока: Пластический обмен

Цели урока : Раскрыть сущность обмена веществ как главного свойства живого;

рассмотреть особенности обмена минеральных солей и воды, углеводов, белков, жиров; разобрать понятие энергетического и пластического обмена.

Сформировать понятия "обмен энергии" и "обмен веществ", их значения для организма, понимание взаимосвязи процессов жизнедеятельности в организме;

Продолжить совершенствование учениками умения перекодировать, конкретизировать, анализировать учебную информацию, делать выводы и обобщать; развитие системного и логического мышления; развитие мировоззрения: представлений о целостности организма, связи его жизненных функций; о связи и взаимозависимости организмов в природе, их связи с компонентами неживой природы; подведение учеников к пониманию химических и экологических закономерностей. Совершенствование учащимися навыков культуры умственного труда, коммуникативных навыков: умения слушать и слышать товарища, участвовать в совместном решении проблем; усовершенствования эстетического восприятия.

Оборудование : Таблица Пищевые продукты. Обмен веществ и энергии в организме.

ЭУ «Обмен веществ и энергии

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :

Письменная фронтальная работа.
Установите соответствие между списком заболеваний (1-10), а также их характеристиками (I-XII).
1. Цинга. 7. Ожирение.
2. Кариес. 8.Тиф.
3.Дизентерия. 9.Туберкулнз

.4. Глистные заболевания. 10. Язва желудка.
5. Холере. 11. Отсутствие аппетита.

6.Грипп 12.Спид
I. Инфекционные болезни кишечника.
II. Источник - недожаренное, недоваренное рыбы и мясо.
III. Источник - грязная посуда, пища, вода, руки.
IV. Профилактика - это предупредительные прививки.
V. Профилактика - чистота посуды, пищи, воды, фруктов, овощей, рук.
VI. Результат нарушения чистоты ротовой полости.
VII. Результат нарушения питания и режима дня.
VIII. Профилактика - это хорошо прожаривать и проваривать рыбу и мясо.
IX. Профилактика - это чистка перед сном зубов.
X. Результат недомогания или плохая сервировка стола.
XI. Результат употребления алкоголя и курение.
XII. Результат гиподинамия

XIII. Контакт с больным человеком

IX. Контакт с веществом внутренней среды организма.

III. Изучение нового материала :

Обмен веществ и энергии - основа жизни

Обмен веществ представляет сложный процесс превращения в организме химических элементов, которые обеспечивают его деятельность, развитие, рост и жизнь, в общем.

В организме все время израсходуется энергия, при этом не только в период умственной и физической работы, а даже и при полнейшем покое, то есть сне. Состоит обмен веществ из пары противоположных, протекающих одновременно процессов. Первый процесс - это ассимиляция или анаболизм, объединяет все реакции, которые связаны с синтезом нужных веществ, их усвоением и применением для жизнедеятельности, развития, роста организма. Второй - это диссимиляция или катаболизм, активизирует реакции, которые связаны с распадом веществ, окислением их и выведением продуктов распада из организма.

Именно обмен веществ определяет цикличность жизни, то есть рождение, развитие и рост, старении и смерть.
Обмен веществ и энергии это - совокупность протекающих биохимических превращений веществ и энергии в живых организмах, а помимо этого обмен веществами и энергией с окружающей средой - это метаболизм.

Давайте посмотрим видео из слайдов, в котором сообщаются принципы обмена веществ, и занесем их в конспект:

Энергетический и пластический обмен

Под пластическим обменом веществ понимают такие процессы, на протяжение которых в клетках образовываются новые структуры и новые соединения, которые характерны для данного организма.

Под энергетическим обменом веществ понимают такие превращения энергии, на протяжение которых в итоге биологического окисления выделяется энергия, которая необходима для жизнедеятельности тканей, клеток, и всего организма в общем.

Результатом биологического окисления есть образование аммиака, углекислого газа, соединений хлора, натрия, фосфора, которые выводятся из организма. Данная финишная стадия обмена веществ. Она осуществляется органами мочевыделения, потовыми железами, легкими, кровью.

Все мы хотим быть здоровыми и как можно понять и из нашего сегодняшнего урока и некоторых предшествующих уроков, то одной из причин здоровья является правильное питание, которое нормализуют обмен веществ

Обмен белков

Пищевые белки в процессе подготовительной стадии обмена веществ расщепляются изначально в желудке пепсином, а потом в двенадцатиперстной кишке - трипепсином, ферментом поджелудочной железы, до аминокислот. Аминокислоты через кровеносные капилляры ворсинок идут в печень. Тут избыточные аминокислоты теряют свой азот и преобразуются в углеводы и жиры. В клетках из аминокислот строятся белки тела. Белки входят в состав мембран, цитоплазмы, ядер клеток. Они являются ферментами, а также входят в состав антител. Белки принимают участие в транспортировке газов и в свертывание крови. Белки входят и в состав костей.

Обмен жиров

В органах пищеварения в период подготовительной фазы обмена жиры распадаются на жирные кислоты и глицерин. В эпителии кишечника синтезируется жир, который характерен для организма, и через лимфатическую систему идет в жировое депо и клетки, тут он применяется как строительный материал и запасное вещество.

Жиры выполняют в организме множество функций. В них растворяются некоторые витамины, они входят в состав клеточных мембран. Из жиров образуются биологически активные вещества и некоторые гормоны. В организме человека выполняют роль защиты.

Обмен углеводов

Сложные углеводы свой распад начинают в ротовой полости под воздействием ферментов слюны - амилазы. В двенадцатиперстной кишке под воздействием ферментов, которые выделяются поджелудочной железой, они расщепляются до глюкозы и иных простых углеводов. В тонкой кишке продукты распада кишечными ворсинками всасываются в кровь и идут в печень. Тут излишки сахаров задерживаются и преобразуются в гликоген и иные соединения, а оставшаяся часть глюкозы в нужном количестве идет в кровь и распределяется между клетками тела.

В организме, прежде всего, глюкоза есть источником энергии.

Обмен воды

Вода - это универсальный растворитель. Все биохимические реакции, жизненные процессы происходят в водной среде. Внутренняя человеческая среда содержит до 90% воды. В организме вода либо химически связана с иными соединениями, либо содержит в себе органические вещества или растворенные минеральные соли.

Пищеварительные соки содержат воду. В жидкой среде осуществляется транспорт кислорода и питательных веществ. Продукты распада также выносятся водой. Таким образом, в организме поддерживается необходимый баланс между выделяемой и поступающей водой.

Обмен минеральных солей

Ни минеральные соли, ни вода, не есть источниками энергии, однако они нужны для осуществления основных функций организма. Минеральные соли содержатся в цитоплазме и клеточных ядрах, в жидкостях, которая образует внутреннюю среду, в пищеварительных соках и иных биологических жидкостях.

На рисунке мы можем приблизительно понять, каким образом, обмен веществ постоянно происходит в организме:
Решите задачу.
На весы кладут мышь под металлическую сетку и весы уравновешивают. Животное активно передвигается по чашке, карабкается по сетке. Приблизительно по прошествии 30 минут после начала эксперимента чашка с мышью приподнялась вверх. По какой причине?
Правильный ответ: за счет выдыхания паров воды и углекислого газа теряется масса тела, которые образуются для получения энергии при расщеплении веществ пищи.
Объясните, по какой причине голодающий человек бывает слабым и худым?

Интересно знать, что

Именно обмен веществ отвечает не только за рост и развитие всего организма, но также за его старение и смерть. Тема омоложения сегодня являете очень актуальной, давайте посмотрим видео, в котором рассказывают о причинах старения организма

IV.Закрепление : 1. Как называются две составные части обмена веществ?
2. Что такое метаболизм?
3. Что такое биологический катализатор?
4. Что такое ферменты? Какую функцию они выполняют?

V. Задание на дом : Изучение материала учебника

Биология 10 класс Урок № 26

Тема урока: Энергетический обмен

Основное содержание урока:

Цели урока : . Расширить и углубить знания об обмене веществ - основном свойстве организмов; дать характеристику процессу диссимиляции, в результате которого живые организмы получают энергию, обеспечивающую все процессы их жизнедеятельности и все виды клеточных функций

Оборудование : Таблица « Энергетический обмен» Окисление гюкозы

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :

Проверка знаний по вопросам учебника. Письменный опрос по основным терминам «Обмен веществ- метаболизм»

III. Изучение нового материала :

1. Обмен веществ - свойство, присущее всем живым организмам. Ассимиляция (пластический обмен) и диссимиляция (энергетический обмен) - две стороны одного процесса - обмена веществ. (Рассказ учителя с элементами беседы об обмене веществ, особое внимание обратить на определение жизни: «...в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел».

2. АТФ - единое универсальное энергетическое вещество.

3. Диссимиляция - энергетический обмен: особенности химических реакций, лежащих в ее основе.

Этапы энергетического обмена

Этапы

Исходные продукты

Конечные продукты

Использование энергии

Подготовительный

Бескислородный

Кислородный

Что такое обмен веществ?

Вспомнить определение жизни, данное Ф.Энгельсом (с. 11). Как в этом определении раскрывается понятие «обмен веществ»?

Чем отличается пластический обмен от энергетического?

Показать, что ассимиляция и диссимиляция - две стороны одного процесса?

Что является основным источником жизни на Земле и почему?

Какие уровни организации живой материи обеспечивают реакции обмена веществ?

1. Какова химическая природа АТФ?
2. Какие химические связи называются макроэргическими?
3. В каких клетках АТФ больше всего?

Диссимиляция.

Универсальным источником энергии во всех клетках служит АТФ (аденозинтрифосфат). Это вещество синтезируется в результате реакции фосфорилирования, т. е. присоединения одного остатка фосфорной кислоты к молекуле АДФ (аденозиндифосфата):

АДФ + Н3Р04 + 40 кДж = АТФ + Н2О.

На эту реакцию затрачивается энергия, и теперь эта энергия находится в форме энергии химических связей АТФ. Вы уже знаете, что при распаде АТФ до АДФ клетка за счет макроэргической связи в молекуле АТФ получит приблизительно 40 кДж энергии.

Откуда же берется энергия для синтеза АТФ из АДФ? Она выделяется в процессе диссимиляции, т. е. в реакциях расщепления органических веществ в клетке. В зависимости от специфики организма и условий его обитания диссимиляция может проходить в два или три этапа.

Этапы энергетического обмена.

Большинство живых существ, обитающих на Земле, относятся к аэробам, т. е. используют в процессах обмена веществ кислород из окружающей среды. У аэробов энергетический обмен происходит в три этапа:

подготовительный, бескислородный и кислородный. В результате этого органические вещества распадаются до простейших неорганических соединений. У организмов, обитающих в бескислородной среде и не нуждающихся в кислороде, - анаэробов, а также у аэробов при недостатке кислорода ассимиляция происходит в два этапа: подготовительный и бескислородный. В двухэтапном варианте энергетического обмена энергии запасается гораздо меньше, чем в трехэтапном.

Рассмотрим подробнее три этапа энергетического обмена (рис. 40). Первый этап называется подготовительным и заключается в распаде крупных органических молекул до более простых: полисахаридов - до моносахаридов, липидов - до глицерина и жирных кислот, белков - до аминокислот. Внутри клетки распад органических веществ происходит в лизосомах под действием целого ряда ферментов. В ходе этих реакций энергии выделяется мало, при этом она не запасается в виде АТФ, а рассеивается в виде тепла. Образующиеся в ходе подготовительного этапа соединения (моносахариды, жирные кислоты, аминокислоты и др.) могут использоваться клеткой в реакциях пластического обмена, а также для дальнейшего расщепления с целью получения энергии.

Второй этап энергетического обмена, называемый бескислородным, заключается в ферментативном расщеплении органических веществ, которые были получены в ходе подготовительного этапа. Кислород в реакциях этого этапа не участвует.

Так как наиболее доступным источником энергии в клетке является продукт распада полисахаридов - глюкоза, то второй этап мы рассмотрим на примере именно ее бескислородного расщепления - гликолиза.

Гликолиз - это многоступенчатый процесс бескислородного расщепления молекулы глюкозы, содержащей 6 атомов углерода (С6Н12О6), до двух молекул трехуглеродной пировиноградной кислоты, или ПВК (С3Н4О3).

Реакции гликолиза катализируются многими ферментами, и протекают они в цитоплазме клеток. В ходе гликолиза при расщеплении 1 М глюкозы выделяется 200 кДж энергии, но 60% ее рассеивается в виде тепла. Оставшихся 40% энергии оказывается достаточно для синтеза из двух молекул АДФ двух молекул АТФ. Получившаяся пировиноградная кислота в клетках животных, а также клетках многих грибов и микроорганизмов превращается в молочную кислоту (С3Н6О3):

С6Н12О6 + 2Н3Р04 + 2АДФ 2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О.

В большинстве растительных клеток, а также в клетках некоторых грибов (например, дрожжей) вместо гликолиза происходит спиртовое брожение-, молекула глюкозы в анаэробных условиях превращается в этиловый спирт и СО2:

С6Н12О6 + 2Н3Р04 + 2 АДФ -2С2Н5ОН + 2СО2 + 2АТФ + 2Н2О.

Существуют также и такие микроорганизмы, в клетках которых в анаэробных условиях образуются не молочная кислота и не этиловый спирт, а, например, уксусная кислота или ацетон и т. д. Однако во всех этих случаях распад одной молекулы глюкозы, так же как и в случае гликолиза, приводит к запасанию двух молекул АТФ.

В результате ферментативного бескислородного расщепления глюкоза распадается не до конечных продуктов (СО2 и Н2О), а до соединений, которые еще богаты энергией и, окисляясь далее, могут дать ее в больших количествах (молочная кислота, этиловый спирт и др.).

Поэтому в аэробных организмах после гликолиза (или спиртового брожения) следует завершающий этап энергетического обмена - полное кислородное расщепление, или клеточное дыхание. В процессе этого третьего этапа органические вещества, образовавшиеся в ходе второго этапа при бескислородном расщеплении и содержащие большие запасы химической энергии, окисляются до конечных продуктов СО2 и Н2О. Этот процесс, так же как и гликолиз, является многостадийным, но происходит не в цитоплазме, а в митохондриях. В результате клеточного дыхания при распаде двух молекул молочной кислоты синтезируются 36 молекул АТФ:

2С3Н6О3 + 6О2 + 36АДФ + 36Н3РО4 - 6СО2 + 42Н2О + З6АТФ.

Кроме того, нужно помнить, что две молекулы АТФ запасаются в ходе бескислородного расщепления каждой молекулы глюкозы.

Таким образом, суммарно энергетический обмен клетки в случае распада глюкозы можно представить следующим образом:

С6Н12О6 + 6О2 + 38АДФ + 38Н3Р04 | 6СО2 + 44Н2О + 38АТФ,

Для энергетического обмена, т. е. для получения энергии в виде АТФ, большинство организмов использует углеводы, но для этих целей может быть использовано окисление и липидов, и белков. Однако мономеры белков, т. е. аминокислоты, слишком нужны клетке для синтеза собственных белковых структур. Поэтому белки обычно представляют собой «неприкосновенный запас» клетки и редко расходуются для получения энергии.

IV.Закрепление :

Фосфорилирование. Подготовительный этап. Бескислородный этап (гликолиз, спиртовое брожение). Полное кислородное расщепление, или клеточное дыхание.

1. В клетках каких организмов происходит спиртовое брожение?
2. Откуда берется энергия для синтеза АТФ из АДФ?
3. Какие этапы выделяют в энергетическом обмене?
4. В чем отличия энергетического обмена у аэробов и анаэробов?

V. Задание на дом : Изучение материала учебника

Подготовить сообщение «Космическая роль растений. К.А. Тимирязев».

Биология 10 класс Урок № 27

Тема урока: Дыхание клетки

Основное содержание урока: Отличительные особенности процессов клеточного дыхания

Цели урока : Продолжить формирование знаний об обмене веществ, о дыхании как процессе

энергетического обмена. О роли кислорода в процессе получения энергии.

Познакомить с циклом Кребса, отражающим этапы биологического окисления глюкозы и накопления энергии а организме.

формирование научно- мировоззренческих взглядов на единство живой природы в получении энергии.

Оборудование : Таблица « Цикл Кребса»

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :

Проверка знаний по материалам учебника. Процессы метаболизма

III. Изучение нового материала :

Клеточное или тканевое дыхание - совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в ходе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды.

Итак, клеточное дыхание происходит в клетке. Но где именно? Какая органелла осуществляет этот процесс?

Все этапы клеточного дыхания происходят в митохондриях. Как известно, основной продукт работы митохондрии - молекулы АТФ - синоним понятия «энергия» в биологии. Действительно, основным продуктом этого процесса является энергия, молекулы АТФ.

1 Этап клеточного дыхания - подготовительный

Каким образом вещества попадают в клетки? В процессе пищеварения организма. Суть процесса пищеварения - расщепление полимеров, поступающих в организм с пищей, до мономеров:

белки расщепляются до аминокислот;

углеводы - до глюкозы;

жиры расщепляются до глицерина и жирных кислот.

Т.е. в клетку поступают уже мономеры.

Дальше мы рассмотрим путь превращения именно глюкозы.

2 Этап клеточного пищеварения - гликолиз

Гликолиз - ферментативный процесс последовательного расщепления глюкозы в клетках, сопровождающийся синтезом АТФ.

Гликолиз при аэробных условиях ведёт к образованию пировиноградной кислоты (ПВК) (пирувата),

гликолиз в анаэробных условиях ведёт к образованию молочной кислоты (лактата).

Гликолиз является основным путём катаболизма глюкозы в организме животных.

Дальнейшие превращения происходят уже в цитоплазме клетки, т.е. процесс будет однозначно анаэробным: молекула глюкозы расщепится до ПВК - пировиноградной кислоты с выделением 2 молекул АТФ:

Дальше образовавшаяся пировиноградная кислота поступает в митохондрии, где происходит ее дальнейшее окисление

3 Этап клеточного пищеварения

Поступая в митохондрию, происходит первичное окисление: ПВК под действием кислорода расщепляется до углекислого газа и 20 атомов H:

Образующиеся 24 атома водорода (4 со второго этапа и 20 c этого) поступают на кристы митохндрии и там окисляются кислородом, образуя воду и выделяя 36 молекул АТФ:

Подготовительный этап клеточного дыхания

Гликолиз

2 АТФ

Окисление ПВК

36 АТФ

Итого: выделяется 28 молекул АТФ

Гликолиз - катаболический путь исключительной важности.

Он обеспечивает энергией клеточные реакции, в том числе и синтез белка.

Промежуточные продукты гликолиза используются при синтезе жиров.

Пируват также может быть использован для синтеза других соединений. Благодаря гликолизу производительность митохондрий и доступность кислорода не ограничивают мощность мышц при кратковременных предельных нагрузках.Энергия используется для различных химических реакций, протекающих в клетке. Одни организмы используют энергию солнечного света для биохимических процессов - это растения, а другие используют энергию химических связей в веществах, получаемых в процессе питания, - это животные организмы. Вещества из пищи извлекаются с помощью расщепления или биологического окисления в процессе клеточного дыхания.Клеточное дыхание - это биохимический процесс в клетке, протекающий в присутствии ферментов, в результате которого выделяется вода и углекислый газ, энергия запасается в виде макроэнергетических связей молекул АТФ. Если этот процесс протекает в присутствии кислорода, то он носит название «аэробный». Если же он происходит без кислорода, то он называется «анаэробным.

Отличие дыхания от горения. Дыхание, происходящее в клетке, нередко сравнивают с процессом горения. Оба процесса происходят в присутствии кислорода, выделении энергии и продуктов окисления. Но, в отличие от горения, дыхание - это упорядоченный процесс биохимических реакций, протекающий в присутствии ферментов. При дыхании углекислый газ возникает как конечный продукт биологического окисления, а в процессе горения образование углекислого газа происходит путем прямого соединения водорода с углеродом. Также во время дыхания образуется определенное количество молекул АТФ. То есть дыхание и горение - это принципиально разные процессы. Биомедицинское значение. Для медицины важен не только метаболизм глюкозы, но также фруктозы и галактозы. Особенно важна в медицине способность к образованию АТФ в отсутствии кислорода. Это позволяет поддерживать интенсивную работу скелетной мышцы в условиях недостаточной эффективности аэробного окисления. Ткани с повышенной гликолитической активностью способны сохранять активность в периоды кислородного голодания. В сердечной мышце возможности осуществления гликолиза ограничены. Она тяжело переносит нарушение кровоснабжения, что может привести к ишемии. Известно несколько болезней, обусловленных отсутствием ферментов, которые регулируют гликолиз:- гемолитическая анемия (в быстрорастущих раковых клетках гликолиз идет со скоростью превышающей возможности цикла лимонной кислоты), что способствует повышенному синтезу молочной кислоты в органах и тканях. Повышенное содержание молочной кислоты в организме может быть симптомом рака.

Брожение. Микробы способны получать энергию в процессе брожения. Брожение известно людям с незапамятных времен, например, при изготовлении вина. Еще ранее было известно о молочнокислом брожении. Люди потребляли молочные продукты, не подозревая, что эти процессы связаны с деятельностью микроорганизмов. Это впервые доказал Луи Пастер. Причем разные микроорганизмы выделяют разные продукты брожения. Сейчас мы поговорим о спиртовом и молочнокислом брожении. В результате образуется этиловый спирт, углекислота и выделяется энергия. Пивовары и виноделы использовали некоторые виды дрожжей для стимуляции брожения, в результате которого сахара превращаются в спирт. Брожение производят главным образом дрожжи, а также некоторые бактерии и грибы. В нашей стране традиционно используются дрожжи сахаромицеты. В Америке - бактерии рода псевдомонас. А в Мексике используются бактерии «подвижные палочки». Наши дрожжи, как правило, сбраживают гексозы (шестиуглеродные моносахариды), такие как глюкоза или фруктоза. Процесс образования спирта можно представить следующим образом: из одной молекулы глюкозы образуется две молекулы спирта, две молекулы углекислого газа и две молекулы АТФ. Этот способ менее выгоден, чем аэробные процессы, но позволяет поддерживать жизнь в условиях отсутствия кислорода. А теперь давайте поговорим о кисломолочном брожении. Одна молекула глюкозы образует две молекулы молочной кислоты и при этом выделяется две молекулы АТФ. Молочнокислое брожение широко используется для производства молочных продуктов: сыр, простокваша, йогурты. Также молочная кислота используется при изготовлении безалкогольных напитков.

IV.Закрепление : Этапы клеточного дыхания

Какие процессы в организме направлены на обеспечение клеток энергией

Какова роль кислорода в процессе клеточного дыхания

Что такое дыхательные движения и дыхание

V. Задание на дом : Изучение материала учебника

Биология 10 класс Урок № 28

Тема урока: Питание клетки

Основное содержание урока: Способы получения органических веществ: автотрофы и

гетеротрофы

Цели урока : Продолжить формирование представлений о процессах метаболизма у разных групп организмов. О сходстве и различии в получение энергии. О взаимосвязи организмов в биоценозах.

Оборудование : Стенные картины растений, животных, лишайников, хемобактерий

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :

По вопросам учебника

III. Изучение нового материала :

1. Какие способы питания вам известны?

2. Приведите примеры фототрофов?
3. Как питаются гетеротрофы?

Способы питания.

Организмы, обитающие на Земле, представляют собой открытые системы, т. е. они непрерывно обмениваются энергией и веществом с окружающей средой. Энергия необходима каждой клетке, чтобы осуществлять многочисленные реакции превращения веществ и синтеза тех продуктов, которые клетка использует для своего пластического обмена: построения органоидов, деления, накопления питательных веществ и т. п. Иными словами, энергия необходима клетке для процессов ассимиляции. Однако для «клеточного строительства» необходима не только энергия, но и «стройматериалы». Поэтому значительная часть веществ, получаемых клеткой извне, используется не для получения энергии, а для построения и восстановления клеточных структур.

Питанием называют совокупность процессов, включающих поступление в организм, переваривание, всасывание и усвоение им пищевых веществ. В процессе питания организмы получают химические соединения, используемые ими для всех процессов жизнедеятельности.

По способу получения органических веществ, т. е. по способу питания, все живые организмы делятся на автотрофов и гетеротрофов.

Автпотрофы могут сами синтезировать необходимые им органические вещества, получая из окружающей среды углерод в виде СО2, воду и минеральные соли. Одним автотрофам источником энергии для реакций биосинтеза служит солнечный свет; такие организмы называются фототрофами, или фотосинтетиками. Другие автотрофы используют для синтеза органических веществ энергию, высвобождающуюся в ходе химических превращений неорганических соединений. Их называют хемотрофами, или хемосинтетиками. К фототрофным относятся клетки зеленых растений, содержащие хлорофилл и бактерии, способные к фотосинтезу (например, цианобактерии), а к хемотрофным - некоторые другие бактерии.

Гетеротрофы не могут сами синтезировать весь набор необходимых им для жизнедеятельности органических веществ. Поэтому они поглощают нужные им соединения из окружающей среды. Затем они строят из полученных органических веществ собственныебелки, липиды, углеводы. К гетеротрофам относятся животные, грибы и многие бактерии. Кроме того, клетки растений, неспособные к фотосинтезу (например, клетки корня), также питаются гетеротрофно. Поскольку получают органические вещества из других органов зеленого растения.

Существуют также организмы, способные использовать оба способа питания. Это, например, эвглена зеленая, которую ботаники относят к одноклеточным зеленым водорослям, а зоологи - к жгутиковым простейшим. И те и другие правы, поскольку на свету этот организм - фототроф, а в темноте - гетеротроф. Некоторые растения, например венерина мухоловка или росянка, способны пополнять нехватку азота ловлей и перевариванием насекомых, другие растения частично перешли к паразитическому образу жизни и, помимо фотосинтеза, могут получать органические вещества из организма хозяина при помощи особых видоизменений корней (омела, петров крест, повилика).

Полученные авто- или гетеротрофным путем органические вещества не могут непосредственно обеспечивать энергией процессы, происходящие в клетке. За счет энергии химических связей этих веществ сначала обязательно синтезируется универсальный для всех живых существ источник энергии - АТФ.

Питание. Автотрофы. Гетеротрофы.

1. Какие организмы являются гетеротрофами?
2. Какие организмы на Земле практически не зависят от энергии солнечного света?

Сейчас трудно сказать, какие организмы возникли на Земле первыми - автотрофы или гетеротрофы. Существует даже гипотеза, предполагающая возникновение симбионтного организма, похожего на современные лишайники: одни его клетки были автотрофами, а другие - гетеротрофами, и сосуществовали они в едином очень простом организме, помогая друг другу. В современных условиях первичной энергией для всех живых существ на Земле (кроме некоторых хемосинтетиков) является энергия солнца. Гетеротрофы находятся в прямой зависимости от органических веществ, производимых зелеными растениями в процессе фотосинтеза. Питаясь растительной пищей, животные получают непосредственно те белки, липиды и углеводы, которые синтезированы за счет солнечного света. Мясо домашних животных также строится из молекул, полученных ими с растительной пищей. Поэтому, питаясь мясными продуктами, люди все равно поглощают молекулы, полученные с использованием энергии того же солнечного света.

IV.Закрепление : Автотрофы Автотрофы никого не едят, органические вещества делают сами из неорганических. Автофототрофы - энергию получают из света (фотосинтез). К фототрофам относятся растения и фотосинтезирующие бактерии. Автохемотрофы - энергию получают при окислении неорганических веществ (хемосинтез). Например, серобактерии окисляют сероводород до серы, железобактерии окисляют двухвалентное железо до трехвалентного, нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до азотной кислоты. Сходство и различие фотосинтеза и хемосинтеза Сходства: все это пластический обмен, из неорганических веществ делаются органические (из углекислого газа и воды - глюкоза).Различие: энергия для синтеза при фотосинтезе берется из света, а при хемосинтезе - из окислительно-восстановительных реакций. Гетеротрофы Гетеротрофы получают органические вещества в готовом виде, с пищей. К гетеротрофам относятся животные, грибы и большинство бактерий. Способы питания гетеротрофов
1. Хищники - убиваю жертву, а затем съедают (лев, щука, оса).
2. Паразиты - поедают живую жертву (вирус гриппа, туберкулёзная палочка, дизентерийная амеба, аскарида и т.п.)
3. Cапрофиты (сапротрофы) - питаются мертвыми организмами (личинки мясных мух, плесневые грибы, бактерии гниения).
4. Cимбионты - получают питание от другого организма на взаимовыгодной основе. Например:Микориза (грибокорень) - симбиоз гриба и растения. Растение дает грибу глюкозу (которую делает при фотосинтезе), а гриб дает растению воду и минеральные соли.Лишайник - симбиоз грибов и водорослей. Водоросли дают грибу глюкозу, а гриб водорослям - соли и воду.Клубеньковые бактерии живут в специальных утолщениях (клубеньках) на корнях растений семейства бобовых. Растения дают бактериям глюкозу, а бактерии дают растениям соли азота, которые они получают при фиксации азота воздуха.

V. Задание на дом : Изучение материала учебника

Биология 10 класс Урок № 29

Тема урока: Фотосинтез

Основное содержание урока:

Цели урока : Расширить и углубить знания об обмене веществ на основе изучения способов питания организмов (автотрофном и гетеротрофном); дать характеристику фотосинтезу как примеру пластического обмена у растений, показать его значение для живой природы.

Оборудование : Стенная таблица « Фотосинтез» ЭУ «Фотосинтез»

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :

Тестирование

1. Гриб в составе лишайника
А) создает органические вещества из неорганическихБ) поглощает воду и минеральные соли
В) расщепляет органические вещества до минеральныхГ) осуществляет связь лишайника с окружающей средой. ответ: б

2. Бактерии, питающиеся органическими веществами отмерших организмов, - это
А) паразиты Б) сапротрофы В) хемотрофы Г) симбионты ответ:б

3. Сходство хемосинтеза и фотосинтеза состоит в том, что в обоих процессах
А) органические вещества образуются из неорганических
Б) на образование органических веществ используется солнечная энергия
В) на образование органических веществ используется энергия, освобождаемая при окислении неорганических веществ Г) образуются одни и те же продукты обмена ответ: а

4. Сходство хемосинтеза и фотосинтеза состоит в том, что в обоих процессах
А) на образование органических веществ используется солнечная энергия
Б) на образование органических веществ используется энергия, освобождаемая при окислении неорганических веществ В) в качестве источника углерода используется углекислый газ
Г) в атмосферу выделяется конечный продукт - кислород ответ:

5. Большинство бактерий относится к группе организмов
А) производителей органических веществ Б) симбиотических
В) хемотрофов Г) разрушителей органических веществ ответ:г

6. Гифы гриба в теле лишайника
А) вступают в симбиоз с корнями растений Б) поглощают воду и минеральные соли из окружающей среды В) поглощают углекислый газ из атмосферы Г) защищают водоросли от воздействия солнечных лучей ответ:б

7. Грибы опята, питающиеся мертвыми органическими остатками пней, поваленных деревьев, относят к группе
А) сапротрофов Б) паразитов В) автотрофов Г) симбионтов ответ:а

8. Что представляет собой микориза?
А) грибокорень Б) корневую систему растения В) грибницу, распространившуюся в почве
Г) нити гриба, образующие плодовое тело ответ:а

9. Нитрифицирующие бактерии относят к
А) хемотрофам Б) фототрофам В) сапротрофам Г) гетеротрофам ответ:а

10. Туберкулезную палочку по способу питания относят к
А) сапротрофам Б) паразитам В) хемотрофам Г) автотрофам

ответ: б

11. Бактерии сапротрофы питаются
А) органическими веществами мертвых растений и животных
Б) органическими веществами, которые сами образуют из неорганических
В) неорганическими веществами, содержащимися в почве
Г) неорганическими веществами, поглощаемыми из воздуха ответ:а

12. Грибы-сапротрофы в отличие от грибов-паразитов питаются органическими веществами
А) мертвых организмов, всасывая их всей поверхностью тела Б) синтезированными из неорганических В) живых организмов, принося им вред Г) разлагая их до неорганических .ответ:а

13. По способу питания подавляющее большинство бактерий
А) автотрофы Б) сапротрофы В) хемотрофы Г) симбионты ответы:б

14. Энергия солнечного света преобразуется в химическую энергию в клетках
А) фототрофов Б) хемотрофов В) гетеротрофов Г) сапротрофов ответ:а

15. Микориза гриба представляет собой
А) грибницу, на которой развиваются плодовые тела Б) множество вытянутых в длину клеток
В) сложные переплетения гифов Г) сожительство гриба и корней растений ответ:г

16. К организмам-симбионтам относят
А) плесневые грибы Б) гнилостные бактерии В) лишайники Г) аскарид ответ:в

17. Хемосинтезирующими бактериями являются
А) железобактерии Б) бактерии брожения В) молочнокислые бактерии Г) сине-зеленые (цианобактерии) ответ:а

18. Грибы опята растут на гнилых пнях, поэтому их относят к группе
А) сапротрофов Б) паразитов В) автотрофов Г) симбионтов ответ:а

19. В процессе хемосинтеза, в отличие от фотосинтеза
А) образуются органические вещества из неорганических
Б) используется энергия окисления неорганических веществ
В) органические вещества расщепляются до неорганических
Г) источником углерода служит углекислый газ ответ:б

20. Организмы, которые создают органические вещества из неорганических с использованием энергии, освобождаемой при окислении неорганических веществ, называют
А) гетеротрофами Б) хемотрофами В) эукариотами Г) прокариотами ответ:б

21. К автотрофным организмам относят
А) плесневые грибы Б) болезнетворные бактерии В) хемосинтезирующие бактерии Г) многоклеточных животных ответ:в

22. Какая группа бактерий живет в содружестве с другими организмами
А) паразиты Б) симбионты В) консументы Г) продуценты ответ:б

23. Заболевание туберкулезом легких у человека вызывает
А) вирус Б) плесневый гриб В) бактерия-паразит Г) бактерия-сапротроф ответ:в

24. Какие организмы вступают в симбиоз с деревьями
А) трутовики Б) бактерии гниения В) плесневые грибы Г) шляпочные грибы ответ:г

25. Почему лишайники не относят ни к одному из царств живой природы
А) они совмещают в себе признаки растений и животных
Б) по типу питания они сходны с бактериями и животными
В) это симбиотические организмы, состоящие из гриба и водоросли
Г) они поглощают воду всей поверхностью тела ответ:в

26. Способность к хемоавтотрофному питанию характерна для
А) бактерий Б) животных В) растений Г) грибов ответ:а

27. Готовыми органическими веществами питаются организмы
А) автотрофы Б) гетеротрофы В) хемотрофы Г) фототрофы ответ:б

28. Синтез органических веществ из воды и углекислого газа за счет энергии света происходит в организме
А) гетеротрофов Б) хемотрофов В) фототрофов Г) сапротрофов ответ:в

III. Изучение нового материала :

Особенности обменных процессов в клетке растений - фотосинтез. (Рассказ учителя об особенностях пластического обмена у зеленых растений - фотосинтезе, его фазах. Учащиеся заполняют таблицу и делают вывод о значении этого процесса для живой природы. При заполнении таблицы можно использовать текст учебника.)

Характеристика фотосинтеза

Фаза

Где протекает

Исходные продукты

Конечные продукты

Световая

Темновая

3. Космическая роль растений. К.А. Тимирязев. (Сообщение учащегося .)

III. Закрепление знаний о способах питания организмов, фотосинтезе как пластическом обмене у зеленых растений, космической роли растений и роли хемосинтезирующих бактерий в круговороте веществ в природе.

Типы питания организмов

Название организма

Источник вещества

Источник энергии

Примеры

Фототрофы

неорганические вещества СО2 и H2O

солнечный свет

некоторые бактерии, зеленые растения

Хемотрофы

Гетеротрофы

Фотосинтез растений:
- световая фаза - темновая фаза - значение фотосинтеза.

Бактериальный фотосинтез. Хемосинтез.

1. Если вспомнить данные зоологии о питании живых организмов и составить цепь питания, то окажется, что она начинается с растительных организмов, затем следуют травоядные, хищные животные и падальщики. По цепям питания передается энергия и вещество, расходуемые на жизнедеятельность.

Вспоминая ботанику, мы видим, что растения способны из неорганических соединений (Н2О и СО2) создавать органические (сахара); при этом энергия солнечного света, доступная растениям , запасается в виде химической энергии - способной передаваться по цепи питания и быть доступной для всех остальных живых существ.

Таким образом в клетках происходят процессы синтеза веществ и их распада с выделением энергии.

Метаболизм - совокупность химических реакций в живой клетке, складывающихся из противоположных процессов пластического и энергетического обменов.

Пластический обмен - (ассимиляция, анаболизм) - совокупность реакций, обеспечивающих синтез органических соединений в клетке (фотосинтез, биосинтез белков).

Энергетический обмен - (диссимиляция, катаболизм) - совокупность реакций расщепления органических соединений, сопровождающихся выделением энергии.

2. Питание - процесс потребления энергии и веществ. Итак, по способу питания, т.е. по способу извлечения энергии и по источникам энергии организмы бывают автотрофами (греч. "аутос" - сам, "трофос" - питание) и гетеротрофами (греч. "гетерос" - различный).

Гетеротрофами называются организмы, не способные синтезировать органические соединения из неорганических, использующие в виде пищи (источника энергии) готовые органические соединения из окружающей среды. Это большинство бактерий, грибы, животные.

Автотрофами называются организмы, создающие из неорганических веществ окружающей среды (почвы, воды, воздуха) органические вещества с помощью энергии света или химической энергии минеральных веществ, используемые для построения их тела. Автотрофы - это некоторые бактерии и почти все растения.

Автотрофные организмы используют различные источники энергии. Для некоторых из них источником энергии служит свет, такие организмы называются фототрофами. Другие используют энергию, освобождающуюся при окислительно - восстановительных реакциях минеральных веществ и называются хемотрофами.

3. Итак фотосинтезировать могут растения, зеленые, сине - зеленые и пурпурные бактерии. Одинаково ли идет процесс фотосинтеза?

Фотосинтез - синтез органических соединений из неорганических, идущий за счет энергии света.

Фотосинтез растений

Фотосинтез мы изучали, знакомясь с растениями. Рассмотрим этот процесс подробнее, итак, суммарное уравнение

Фотосинтез - сложный, многоступенчатый, двухфазный процесс, протекающий с участием хлорофилла хлоропластов растительных клеток.

Световая фаза фотосинтеза.

Центральная роль здесь принадлежит хлорофиллу - органическому веществу, пигменту растительных клеток зеленого цвета, которое преобразует энергию света в энергию химических связей.

Не все клетки растения автотрофные. Не содержат хлоропластов и не способны к фотосинтезу клетки корня, лепестков цветков, камбия и др. Фотосинтезировать могут только зеленые части растений.См. учебник "Схема фотосинтеза" лист - клетка - хлоропласт с гранами - хлорофилл в гране). Молекулы хлорофилла встроены в мембранные структуры хлоропласта (граны) и находятся в окружении молекул белков, липидов и других веществ.

Процесс фотосинтеза начинается с освещения хлоропласта видимым светом и поглощения хлорофиллом кванта красного цвета - установлено К.А.Тимирязевым (объяснение и одновременно рисунок на доске). Фотон, попав в молекулу хлорофилла, приводит ее в "возбужденное" состояние, т.е. обогащает энергией т.к. электроны перескакивают на высшие орбиты, более удаленные от ядра, а значит, облегчается отрыв электронов от молекулы в целом.

Один из таких возбужденных е переходит на молекулу - переносчика, который уносит его и переправляет на другую сторону мембраны. Молекула хлорофилла восстанавливает потерю е , отбирая его от молекулы воды. Эта энергия используется для образования молекул - носителей энергии - АТФ.

Ионы водорода Н+ и электроны е , необходимые для восстановления молекул - носителей энергии образуется при расщеплении молекул воды в хлоропластах белком - ферментом под воздействием света - это фотолиз.

Избыточная энергия части "возбужденных" молекул преобразуется в теплоту или испускается в виде света. Ионы гидроксила ОН- отдают свои электроны другим молекулам и превращаются в свободные радикалы ОН. Радикалы ОН взаимодействуют друг с другом, в результате чего образуются вода и молекулярный О2.

Следовательно, источником свободного О2, выделяющегося в атмосферу, служит вода.

Итак, в конечном итоге, в результате потери электронов молекулы воды разлагаются на протоны и атомы кислорода, из которых образуется молекулярный кислород, диффундирующий через мембрану и накапливаются в гране. Таким образом, по одну сторону мембраны собираются положительные заряженные протоны, по другую - отрицательно заряженные электроны.

По мере накопления по обеим сторонам мембраны противоположно заряженных частиц нарастает разность потенциалов (протонный потенциал). В мембраны хлоропластов (граны) встроены молекулы фермента, синтезирующего АТФ (АТФ - синтетаза). Внутри АТФ - синтетазы имеется канал, через который могут пройти протоны. Когда величина протонного потенциала достигает критического уровня, сила электрического поля проталкивает протоны через канал в молекуле АТФ - синтетазы. Освобождающаяся при этом энергия тратится на синтез АТФ.

объяснение по рисунку

Образовавшаяся АТФ направляется в те места хлоропласта, где происходит синтез углеводов.

Протоны, оказавшиеся на другой стороне мембраны, встречаются здесь с электронами, доставленные молекулами - переносчиками. Они превращаются в атомы водорода, которые переправляются в те места хлоропласта, где идет синтез углеводов.

Таким образом, энергия солнечного излучения порождает три процесса: образование молекулярного О2, в результате разложения воды, синтез АТФ, образование атомарного водорода. Эти три процесса происходят на свету и являются составляющими световой фазы фотосинтеза.

Темновая фаза

Дальнейшие реакции фотосинтеза связаны с фиксацией атмосферного СО2 и образованием углеводов (например глюкозы) в строме хлоропласта, они протекают как на свету, так и в темноте и называются темновой фазой.

Темновая фаза представляет собой ряд последовательных реакций (цикл Кальвина), в результате которых из оксида углерода (IV) и водорода образуются углеводы

Для темновых реакций в хлоропласт непрерывно поступают исходные вещества и энергия. Углекислый газ поступает в лист из окружающей атмосферы фиксируемый ферментом рибулозодифосфатом, водород образуется в световую фазу фотосинтеза в результате расщепления воды. Источником энергии служит АТФ, которая синтезируется в световую фазу фотосинтеза.

Значение фотосинтеза

Большой вклад по изучению фотосинтеза внес К.А.Тимирязев, он говорил о космической роли зеленых растений: "Это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете".

Фотосинтез - основной поставщик не только органических соединений, но и свободного кислорода на Земле.

Фотосинтез в цифрах:

ежегодно растительность Земли связывает 1,7 ∙108 т углерода;

извлечение миллиардов тонн азота, фосфора, серы, кальция, магния, калия и т.д.;

ежегодный синтез примерно 4 ∙10 7 т органического вещества;

но процесс медленный и малоэффективный: зеленый лист использует для фотосинтеза всего около 1 % падающего на него солнечного излучения;

продуктивность фотосинтеза 1 грамм органического вещества на 1 м2 листа в час;

летом за одни сутки 1 м2 листвы вырабатывает примерно 15 - 16 г органических веществ;

создание примерно 2000 млрд т кислорода в год, преобразующегося частично в озон;

повышает эффективность фотосинтеза: улучшение освещенности, водоснабжение, повышение концентрации СО2 (это и повышает урожайность сельскохозяйственных растений).

Растения, как и многие другие аэробные живые существа дышат - т.е. поглощают кислород для окисления органических веществ с высвобождением энергии и выделением углекислого газа.

Днем, наряду с дыханием, растительные клетки преобразуют световую энергию в химическую: они синтезируют органические вещества. При этом в качестве побочного продукта выделяется молекулярный кислород. Количество кислорода выделяемого растительными клетками в процессе фотосинтеза в 20 - 30 раз больше, чем кислорода, поглощаемого в одновременно идущем днем и ночью дыхании.

Бактериальный фотосинтез

Бактериальный фотосинтез в отличие от растительного идет без выделения кислорода, т.к. донором водорода при восстановлении оксида углерода (IV) является не вода, а сероводород, спирты, органические кислоты.

Фотосинтезирующие пурпурные бактерии часто образуют скопления на дне водоемов в виде пурпурного налета, особенно там, где в илах скапливается сероводород.

5. Хемосинтез

Другая группа автотрофных организмов - хемосинтезирующие бактерии - хемотрофы. Хемосинтез открыт русским микробиологом С.Н.Виноградским в 1889 - 1890 годах.

Хемосинтез - синтез органических соединений из неорганических за счет энергии, получаемой при окислении неорганических веществ.

Для биосинтеза они используют энергию химических реакций неорганических соединений. Такие бактерии способны окислять ионы аммония, нитрита, сульфида, Feжелезо2+, элементарную серу, молекулярный водород и СО. Так, разные группы нитрифицирующих бактерий последовательно окисляют аммиак до нитрита, а затем из нитрита образуется нитрат.

нитрифицирующие бактерии

Деятельность всех этих бактерий - нитрифицирующих, окисляющих железо и серу переводит нерастворимые минералы в легко растворимые, а это - играет важную роль в круговороте веществ в природе, образовании полезных ископаемых, накоплении в почве минеральных веществ, повышении плодородия почв и очистке сточных вод.

Первичная атмосфера Земли в момент возникновения жизни состояла, по-видимому, из азота, аммиака, метана, водорода и паров воды, но почти не содержала кислорода. Когда в океане появились первые фотосинтезирующие прокариоты, а затем и эукариотические водоросли, атмосфера стала постепенно насыщаться кислородом. Когда содержание кислорода в атмосфере достигло 1% от нынешнего (так называемая точка Пастера), у организмов, живших в то время, появилась возможность использовать его в процессах окисления органических соединений для получения энергии. Таким образом возникло клеточное дыхание (см. § 90, 91), которое дало живым существам во много раз больше энергии, чем бескислородные процессы. Произошла так называемая «великая кислородная революция». Кислорода стало достаточно для того, чтобы мог возникнуть озоновый слой, защитивший от смертоносного действия ультрафиолета поверхности водоемов и суши. Организмы, освоив новые, выгодные энергетические процессы, стали заселять поверхностные слои водоемов, тогда как до этого им приходилось существовать на больших глубинах, чтобы не подвергаться воздействию ультрафиолетовых лучей.

Теперь у фототрофов фотосинтез стал проходить более интенсивно, так как чем меньше слой воды, тем лучше он освещается солнцем. Виды живых существ, перешедшие к клеточному дыханию, резко усилили все процессы жизнедеятельности. Это, по всей видимости, способствовало ускорению прогрессивной эволюции. Многократно возросло количество видов, обитающих в воде. Через какое-то время первые живые существа вышли на сушу, надежно защищенные от ультрафиолета озоновым слоем атмосферы.

По расчетам ученых, точка Пастера была пройдена 600-700 млн лет назад, т. е. к началу кембрийского периода палеозойской эры, а освоение суши началось приблизительно 420 млн лет назад, в конце ордовикского периода той же эры.
Из сказанного видно, что жизнь во всем своем современном многообразии смогла сформироваться только благодаря процессу фотосинтеза, приведшему к образованию кислородной атмосферы и накоплению огромной массы органических соединений, ставших основой питания для гетеротрофных организмов.

В процессе фотосинтеза одно, даже крупное растение производит совсем не так уж много углеводов. Однако если подсчитать, сколько энергии солнечного света улавливают и «запасают» все зеленые растения на Земле за год, то окажется, что для получения такого же количества энергии было бы необходимо 200 000 гидроэлектростанций. И составила бы эта энергия два квадрильона киловатт-часов. Скорее всего, на ранних этапах развития жизни на Земле фотосинтез был гораздо менее сложным процессом, чем в настоящее время у зеленых растений. До сих пор у некоторых фотосинтезирующих бактерий наблюдается «упрощенный вариант» световой фазы фотосинтеза - циклическое фосфорилирование. При этом квант света взаимодействует с ионом магния, входящим в активный центр бактериального хлорофилла, и один из электронов приобретает энергию этого кванта, сходит со своей орбитали и тут же захватывается системой цитохромов. По цепочке этих переносчиков электрон возвращается «на свое место» в молекуле хлорофилла, а избыток энергии используется для синтеза АТФ из АДФ, т. е. в реакции фосфорилирования. Циклическое фосфорилирование является, по-видимому, древнейшим вариантом фотосинтеза.
Для циклического фосфорилирования достаточно наличия в клетках бактерий так называемой фотосистемы I, в то время как у зеленых растений процесс фотосинтеза гораздо сложнее и в нем задействована, помимо фотосистемы I, также и фотосистема II.

В XIX в. Юлиус Майер сказал: «Свет - это вечно натянутая пружина, приводящая в действие механизмы земной жизни».

IV.Закрепление : 1. Что представляла собой «великая кислородная революция»?
2. Какое соединение является источником углерода для сахаров,
3. синтезированных в процессе фотосинтеза?
4. Какие процессы происходят в световую фазу фотосинтеза? На
5. каких структурах хлоропластов они протекают?
6. Какие процессы происходят в темновую фазу фотосинтеза? Где в хлоропластах они осуществляются?V. Задание на дом : Изучение материала учебника

Биология 10 класс Урок № 30

Тема урока: Биосинтез белка

Основное содержание урока: Биосинтез белка. Понятие о гене - источнике генетической информации. Генетический код. Матричный принцип биосинтеза белков.

Демонстрация: модели-аппликации «Синтез белка».

Цели урока : 1. Продолжение формирования знаний об обмене веществ.

2. Ознакомление с сущностью понятий «транскрипция» и «трансляция».

3. Расширение представлений о роли нуклеиновых кислот

Оборудование : Таблицы по общей биологии «Строение клетки», «Структура и функции белков», «Строение нуклеиновых кислот», «Синтез белка», магнитная модель - аппликация «Биосинтез белка», ЭУ видеоролик «Биосинтез белка

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме

а) Какие вещества поступают в организм человека?

б) Какие изменения происходят со сложными молекулами органических веществ?

в) Какие вещества выводятся из организма?

Таким образом, в клетку непрерывно поступают различные вещества. В ней синтезируются новые молекулы, а часть молекул разрушается. Одни вещества расходуются клеткой, другие откладываются в запас, третьи выводятся из клетки, то есть, непрерывно происходит обмен веществ или метаболизм - основа существования живых организмов.

Анаболизм или пластический обмен Катаболизм или энергетический обмен

(Реакции синтеза)(Реакции расщепления)

III. Изучение нового материала :

1. Просмотр видеоролика «Биосинтез белка».

2. Понятие о пластическом обмене.

Пластический обмен.

- Синтез органических веществ.

- Поглощение энергии.

- Образование полимеров из мономеров.

- Клетка обеспечивается строительным материалом.

3. Этапы синтеза белка.

Главная роль в биосинтезе белка принадлежит нуклеиновым кислотам: ДНК и РНК.

ДНК - цепь из последовательно расположенных нуклеотидов (генетический код).

Различают четыре типа нуклеотидов: А, Т, Г, Ц.

Белок - цепь из последовательно расположенных аминокислот.

Каждой аминокислоте в молекуле белка соответствует сочетание их трех последовательно расположенных в цепи ДНК нуклеотидов - триплет.

Информация, заключенная в молекулах ДНК называется генетической. Участок молекулы ДНК, кодирующий информацию о первичной структуре одного белка называется геном.

I этап.

- Переписывание информации с молекулы ДНК на молекулу и-РНК - транскрипция.

- и-РНК переходят из ядра в цитоплазму.

- в цитоплазме и-РНК присоединяется к рибосоме.

- т-РНК транспортируют аминокислоты к месту синтеза белка.

II этап.

Передача информации для сборки аминокислот в полипептидную цепь в соответствии с и-РНК - трансляция. Образуется полипептидная цепь - молекула белка.

Рассмотрим одну из форм пластического обмена - биосинтез белков. Информация о структуре белка заложена в хромосомах (ДНК). ДНК расположена в ядре клетке. Синтез белка в клетке осуществляется на рибосомах в цитоплазме. Таким образом, информация с одной из цепей ДНК должна быть списана и передана на рибосомы. И списывание информации - транскрипция, и сам синтез - трансляция основан на генетическом коде. Каждой аминокислоте в полипептидной цепочке соответствует последовательность из трех нуклеотидов - триплет. Существует всего 20 аминокислот, но 64 триплета. Некоторые аминокислоты продублированы несколькими триплетами. Кроме того, есть триплеты - запятые и триплеты - точки. То есть, знаки препинания. Все это обеспечивает избыточность и надежность генетического кода. Кроме того, генетический код специфичен (строгое соответствие 1 триплет - 1 аминокислота) и универсален для всего живого. 1 этап биосинтеза белка - транскрипция - процесс переписывания информации о последовательности нуклеотидов на цепи ДНК на И-РНК (при участии ферментов). Транскрипция осуществляется на основе принципа комплиментарности нуклеотидов (азотистых оснований) (списать информацию с одной из цепей ДНК на И-РНК: А-А-Т-Г-Г-Г-Ц-Ц-Т-А). Затем И-РНК перемещается в цитоплазму и поступает на рибосомы ЭПС. 2 этап - трансляция - процесс перевода информации с последовательности нуклеотидов в И-РНК на последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Этот этап также поддерживается ферментами. Строительный материал - аминокислоты - доставляют к месту сборки Т-РНК, которые имеют на переднем конце триплет нуклеотидов, а на заднем - соответствующую ему аминокислоту. Если код И-РНК и Т-РНК совпадает, то аминокислота отделяется и присоединяется к растущей белковой молекуле. Так продолжается до тех пор, пока не попадется триплет «запятая» или «точка». Синтез белка требует больших затрат энергии. 3.

1. Какие функции выполняют в клетке белки?
2. Из чего состоят белки?

Генетическая информация.

Важнейшим процессом ассимиляции в клетке является синтез белков. Так как белки выполняют в организме целый ряд функций, то необходимо синтезировать тысячи различных белков, тем более что большинство белков имеют ограниченный срок функционирования и синтез таких белков (компонентов мембран, гормонов, ферментов) не прекращается ни на минуту. Так, например, за сутки в организме человека распадается около 400 г различных белков, следовательно, такую же массу нужно синтезировать снова.

Каждый вид живых существ имеет свой собственный, строго определенный набор белков. Белки являются основой уникальности каждого вида, хотя некоторые белки, выполняющие одну и ту же функцию в разных организмах, могут быть похожими и даже одинаковыми.

С другой стороны, все особи одного вида хоть немного, но отличаются друг от друга. На Земле нет, например, двух абсолютно одинаковых людей или амеб. Индивидуальную неповторимость каждой особи определяют различия в структуре белков.

Свойства белков определяются прежде всего их первичной структурой, т. е. последовательностью аминокислот в молекуле белка. Наследственная информация о первичной структуре белка заключена в последовательности нуклеотидов в молекулах двуцепочечной ДНК. Следовательно, информация о строении и жизнедеятельности как каждой клетки, так и всего многоклеточного организма в целом заключена в нуклеотидной последовательности ДНК. Эта информация получила название генетической информации, а участок ДНК, в котором содержится информация о первичной структуре одного белка, называется геном.

Генетический код.

Каждой аминокислоте белка соответствует последовательность из трех расположенных друг за другом нуклеотидов ДНК - триплет, или кодон. К настоящему времени составлена карта генетического кода, т. е. известно, какие триплеты в ДНК соответствуют той или иной из 20 аминокислот, входящих в состав белков Как известно, в состав ДНК могут входить четыре азотистых основания: аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т) и цитозин (Ц). Число сочетаний из 4 по 3 составляет 43 = 64, т. е. ДНК может кодировать 64 аминокислоты. Однако всего кодируется только 20 аминокислот, Оказалось, что многим аминокислотам соответствует не один, а несколько кодонов. Предполагается, что такое свойство генетического кода - вырожденность - повышает надежность хранения и передачи генетической информации при делении клеток. Например, аминокислоте аланину соответствуют 4 кодона - ЦГА, ЦГГ, ЦГТ и ЦГЦ. Получается, что случайная ошибка в третьем нуклеотиде кодона не сможет привести к изменениям в структуре белка - все равно это будет кодон аланина.

Так как в молекуле ДНК содержатся сотни генов, то в ее состав обязательно входят триплеты, являющиеся «знаками препинания» и обозначающие начало или конец того или иного гена.

Очень важное свойство генетического кода - специфичность, т. е. один триплет всегда кодирует только одну аминокислоту. Генетический код универсален для всех живых организмов от бактерии до человека.

Транскрипция. Носителем генетической информации является ДНК, расположенная в клеточном ядре. Сам же синтез белка происходит в цитоплазме на рибосомах. Из ядра в цитоплазму информация о структуре белка поступает в виде информационной РНК (иРНК). Для того чтобы синтезировать иРНК, участок двуцепочечной ДНК раскручивается, а затем на одной из цепочек ДНК по принципу комплементарности синтезируется молекула иРНК (рис. 42). Это происходит следующим образом: против, например, Г молекулы ДНК становится Ц молекулы РНК, против А молекулы ДНК - У молекулы РНК (вспомните, что вместо тимина РНК несет урапил, или У), против Т молекулы ДНК - А молекулы РНК и против Ц молекулы ДНК - Г молекулы РНК. Таким образом, формируется цепочка иРНК, представляющая собой точную копию второй (нематричной) цепочки ДНК (только вместо тимина включен урацил). Так информация о последовательности аминокислот в белке переводится с «языка ДНК» на «язык РНК». Этот процесс получил название транскрипции.

Для транскрипции, т. е. для синтеза иРНК, необходим особый фермент - РНК-полимераза. Так как в одной молекуле ДНК может находиться множество генов, очень важно, чтобы РНК-полимера- за начала синтез иРНК со строго определенного места ДНК, иначе в структуре иРНК будет записана информация о белке, которого нет в природе и который конечно же клетке не нужен. Поэтому в начале каждого гена находится особая специфическая последовательность нуклеотидов, называемая про мотором. РНК-полимераза «узнает» промотор, взаимодействует с ним и, таким образом, начинает синтез цепочки иРНК с нужного места. Фермент продолжает синтезировать иРНК, присоединяя к ней новые нуклеотиды, до тех пор, пока не дойдет до очередного «знака препинания» в молекуле ДНК - терминатора. Это последовательность нуклеотидов, указывающая на то, что синтез иРНК нужно прекратить.

У прокариот синтезированные молекулы иРНК сразу же могут взаимодействовать с рибосомами и участвовать в синтезе белков, У эукариот иРНК синтезируется в ядре, поэтому сначала она взаимодействует со специальными ядерными белками и переносится через ядерную мембрану в цитоплазму.

В цитоплазме обязательно должен иметься полный набор аминокислот, необходимых для синтеза белков. Эти аминокислоты образуются в результате расщепления белков, получаемых организмом с пищей, а некоторые могут синтезироваться в самом организме.

Необходимо помнить, что любая аминокислота может попасть в рибосому, только прикрепившись к специальной транспортной

Трансляция.

В цитоплазме происходит процесс синтеза белка, который по-другому называют трансляцией. Трансляция - это перевод последовательности нуклеотидов молекулы иРНК в последовательность аминокислот молекулы белка. С тем концом иРНК, с которого должен начаться синтез белка, взаимодействует рибосома. При этом начало будущего белка обозначается триплетом АУГ, который является знаком начала трансляции. Так как этот кодон кодирует аминокислоту метионин, то все белки (за исключением специальных случаев) начинаются с метионина. После связывания рибосома начинает двигаться по иРНК, задерживаясь на каждом ее участке, который включает в себя два кодона (т. е. 3 + 3 = 6 нуклеотидов). Время задержки составляет всего 0,2 с. За это время молекула тРНК, антикодон которой комплементарен кодону, находящемуся в рибосоме, успевает распознать его. Та аминокислота, которая была связана с этой тРНК, отделяется от «черешка» и присоединяется с образованием пептидной связи к растущей цепочке белка. В тот же самый момент к рибосоме подходит следующая тРНК, антикодон которой комплементарен следующему триплету в иРНК, и следующая аминокислота, принесенная этой тРНК, включается в растущую цепочку. После этого рибосома сдвигается по иРНК, задерживается на следующих нуклеотидах, и все повторяется сначала. Наконец, рибосома доходит до одного из так называемых стоп-кодонов (УАА, УАГ или У Г А), Эти кодоны не кодируют аминокислот, они только лишь показывают, что синтез белка должен быть завершен. Белковая цепочка отсоединяется от рибосомы, выходит в цитоплазму и формирует присущую этому белку вторичную, третичную и четвертичную структуры

Все описываемые реакции происходят за очень маленькие промежутки времени. Подсчитано, что на синтез крупной молекулы белка уходит всего около двух минут.

Клетке необходима не одна, а много молекул каждого белка. Поэтому как только рибосома, первой начавшая синтез белка на молекуле иРНК, продвигается вперед, тут же на эту иРНК нанизывается вторая рибосома, которая начинает синтезировать такой же белок. На ту же иРНК может быть нанизана и третья, и четвертая рибосома, и т. д. Все рибосомы, синтезирующие белок на одной молекуле иРНК, называются полисомой. Когда синтез белка окончен, рибосома может связаться с другой молекулой иРНК и начать синтезировать новый белок, закодированный в этой молекуле иРНК. Таким образом, последовательность аминокислот в первичной структуре белка не зависит от рибосом, а определяется только последовательностью нуклеотидов иРНК.

Таким образом, трансляция - это перевод последовательности нуклеотидов молекулы иРНК в последовательность аминокислот молекулы белка.

То, что ДНК и РНК содержатся как в клетках животных, так и в клетках растений, выяснилось только к концу 30-х годов XX в. До того полагали, что ДНК содержится только в клетках животных, а РНК - в клетках растений. То, что РНК содержится во всех клетках, причем не столько в ядре, сколько в цитоплазме, было показано только в 40-е годы XX в.

IV.Закрепление :

Генетический код. Кодон. Антикодон. Транскрипция. Промотор. Терминатор. Трансляция. Стоп-кодон. Полисома.

Составление схемы биосинтеза белка с помощью магнитной модели - аппликации.

1. Что такое ген?
2. Какой процесс называется транскрипцией?
3. Где и как происходит биосинтез белка?
4. Что такое стоп-кодон?
5. Сколько видов тРНК участвует в синтезе белков в клетке?
6. Из чего состоит полисома?
7. Требуют ли процессы синтеза белка затрат энергии? Или, наоборот, в процессах

синтеза белка происходит выделение энергии.

V. Задание на дом : Изучение материала учебника.

Биология 10 класс Урок № 31

Тема урока: Матричный синтез РНК

Основное содержание урока: Образование и-РНК по матрице ДНК. Регуляция биосинтеза.
Демонстрация: моделей ДНК и РНК.

Цели урока : Продолжить формирование естественнонаучной картины мира при рассмотрении успехов современной науки в решении вопросов, связанных с реализацией наследственной информации.

Расширить знания учащихся о специализации различных веществ и структур клетки в процессе биосинтеза белка.

Научить решению задач по теме "Молекулярная биология".

Оборудование : Модель ДНК, таблица генетического кода. Таблица «Регуляция биосинтеза белка в клетке»

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :

тестирование.

1. Каким количеством нуклеотидов кодируется каждая аминокислота?

а) одним нуклеотидом;б) тремя нуклеотидами;в) пятью нуклеотидами.

2. Генетический код - это последовательность

а) аминокислот в молекуле белка;б) нуклеотидов в молекуле ДНК;

в) нуклеотидов в молекуле т­-РНК.

3. Участок ДНК, содержащий информацию о последовательности аминокислот в одной полипептидной цепи называется

а) генетический код;б) ген;в) триплет.

4. Особенности реакций пластического обмена:

а) протекает с поглощением энергии;б) конечные продукты - белки и полисахариды;

в) исходные вещества - аминокислоты и глюкоза;г) реакции протекают с выделением энергии.

5. Молекула ДНК зашифрована

а) четырехбуквенным кодом;б) трехбуквенным кодом;в) пятибуквенным кодом;

г) шестибуквенным кодом.

III. Изучение нового материала :

- Почему молекула ДНК не транспортируется из ядра в цитоплазму, к месту синтеза белка, ведь в этом случае не нужна была бы молекула-посредник - информационная РНК?

- По одной молекуле информационной РНК, пришедшей из ядра клетки, друг за другом движется несколько рибосом.

Одинаковый ли аминокислотный состав будут иметь в конечном итоге синтезируемые ими белковые молекулы?

Одинаковой ли будет последовательность аминокислот в этих молекулах? Почему?

2. Сравнение и конкретизация понятий "транскрипция" и "трансляция".

- Можно ли утверждать, что в основе процесса трансляции, как и в случае с транскрипцией, лежит принцип комплементарности? Почему?

- Какой из ферментов (органоидов), участвующих в биосинтезе белка, "умеет переводить", то есть знаком с обеими знаковыми системами (и аминокислотами, и белками), а также их соответствием друг другу?

- Назовите основные свойства генетического кода.

1. Переведите приведённую ниже последовательность на язык аминокислот.

Сколько аминокислот в пептиде?

2. Ниже приведены две последовательности нуклеотидов, различающиеся между собой по 11 позициям из 18. Переведите обе последовательности в белки. Сколько аминокислотных различий между ними?

3. Переведите приведённую ниже последовательность в белок. Запишите полученный белок. А теперь попробуйте удалить первые два нуклеотида и получить другой пептид. Запишите полученный пептид и сравните с первым.

4. Необходимо по молекуле белка восстановить последовательность нуклеотидов (точнее, один из возможных вариантов состава) иРНК:

Аминокислоты: Метионин - Аргинин - Лизин - Валин - Триптофан - (стоп-кодон)

I. Понятие о регуляции транскрипции и трансляции.

- Все клетки организма произошли от зиготы (оплодотворенной яйцеклетки) в результате ее дробления. Перед каждым делением происходит процесс удвоения ДНК. Таким образом, во всех клетках есть одинаковый набор молекул ДНК - одна и та же генетическая информация. Почему же клетки, содержащие одинаковую генетическую информацию, производят различные белки?

Специализация клетки определяется не всеми генами, а только теми, с которых информация была прочтена и реализована в виде белков. Так, существуют молчащие участки, с которых не считывается иРНК, но которые способны регулировать работу соседних участков. Так же в клетке, в зависимости от ее нужд, в разное время могут синтезироваться разные белки. Давайте разберем этот сложный механизм, регулирующий "включение" и "выключение" генов.

Запись в тетради терминов и их определений: субстрат, оперон, структурные гены, промотор, оператор, репрессор.

Объяснение схем регуляции транскрипции и трансляции у бактерий по учебнику.

Запись в тетради пунктов усложнения регуляции работы генов у эукариот:

- белки могут быть закодированы в генах различных хромосом;

- эукариоты в генах имеют молчащие участки, с которых не считывается иРНК, но которые могут регулировать работу соседних участков ДНК.

- в многоклеточном организме нужно точно регулировать и координировать работу генов в клетках разных тканей, что и происходит, в основном, при помощи гормонов.

Объяснение механизма регуляции синтеза белка у эукариот.

Закрепление

- Что такое оперон? Субстрат? Структурные гены? Промотор? Оператор? Репрессор?

- С какого момента начинается процесс транскрипции?

- Какие вещества в многоклеточном организме играют важнейшую роль в координации работы тысяч генов?

- Какова роль гормонов в регуляторном механизме клетки?

- Все многоклеточные организмы развиваются из одной-единственной клетки - зиготы. Процесс дифференцировки клеток, видимо, связан с управлением синтезом белка генами-регуляторами, но в организме человека 200 млрд. клеток по 120 тыс. генов и каким конкретно образом осуществляется это управление - пока остаётся неясным. В каждой клетке многоклеточного организма множество генов, но используется только часть генетической информации, которая содержится в ДНК, что обеспечивается наличием в генах особых механизмов, "включающих" и "выключающих" синтез необходимого белка в клетке.

Репликация ДНК - процесс синтеза дочерней молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты на матрице родительской молекулы ДНК.
Ген - структурная и функциональная единица наследственности живых организмов. Ген представляет собой участок ДНК, задающий последовательность определённого полипептида либо функциональной РНК.
Генетический код - это свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов.
Транскрипция - процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы, происходящий во всех живых клетках (перенос генетической информации с ДНК на РНК).
Трансляция - процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК, мРНК), осуществляемый рибосомой.

2. Какова, на ваш взгляд, основная причина индивидуальной неповторимости каждой особи организмов?
Индивидуальная неповторимость каждой особи обеспечивается различиями в структуре белков.

3. Какова роль ДНК в передаче генетической информации?
Наследственная информация о первичной структуре белка заключена в последовательности нуклеотидов в молекулах двуцепочечной ДНК. То есть генетическая информация об организме заключена в последовательности ДНК. При делении клетки эта информация передается дочерней клетке, при размножении - потомкам.

4. Каково значение удвоения ДНК в клетке?
ДНК удваивается при митозе, чтобы двум дочерним клеткам перешло одинаковое количество генетического материала, идентичного материалу материнской клетке.

5. Применив принцип комплементарности, постройте последовательность нуклеотидов молекулы иРНК, образующейся в результате транскрипции.
ДНК: Т-А-Т-Ц-Г-А-А-Г-А-Ц-Ц-Т.
иРНК: А-У-А-Г-Ц-У-У-Ц-У-Г-Г-А.
Использую таблицу генетического кода (см. табл. 6, с. 97 учебника), запишите наиболее вероятную последовательность аминокислот в полипептидной цепочке, которая будет синтезирована по иРНК в результате трансляции.
Иле-ала-сер-гли.

6. Как вы понимаете утверждение: «Генетический код универсален для всех живых организмов на нашей планете».
У всех живых организмов от бактерий до человека белки кодируются только при помощи нуклеиновых кислот, то есть ген является структурной и функциональной единицей наследственности живых организмов

Можно было бы предположить, что часть «неработающих» генов в тех или иных клетках утрачивается, разрушается. Однако целый ряд экспериментов доказал, что это не так. Из клетки кишечника головастика при определенных условиях можно вырастить целую лягушку, что возможно только в том случае, если в ядре этой клетки сохранилась вся генетическая информация, хотя часть ее не выражалась в форме белков, пока клетка входила в состав стенки кишечника. Следовательно, в каждой клетке многоклеточного организма используется только часть генетической информации, содержащейся в ее ДНК, Значит, должны иметь место механизмы, «включающие» или «выключающие» работу того или иного гена в разных клетках.

Общая длина молекул ДНК, содержащихся в 46 хромосомах человека, составляет почти 2 метра. Если бы генетически триплетным кодом были закодированы буквы алфавита, то ДНК одной клетки человека хватило бы для шифровки 1000 толстых томов текста!

В каждой клетке - множество генов, однако клетка использует лишь строго определенную часть генетической информации, что обеспечивается наличием в генах особых механизмов, включающих или выключающих синтез того или иного белка в клетке.

IV.Закрепление :

Оперон. Структурные гены. Оператор. Репрессор.

1. Что такое оперон?
2. Какую роль играет рецептор в регуляторном механизме клетки?
3. Какова роль гормонов в регуляторном механизме клетки?
4. Сколько генов приблизительно содержится в каждой клетке человека?
5. Какие вещества в многоклеточном организме играют важнейшую роль в координации работы тысяч генов?

V. Задание на дом : Изучение материала учебника

Биология 10 класс Урок № 32

Тема урока: Гомеостаз

Основное содержание урока: Понятие о гомеостазе. Регуляция процессов превращения

веществ и энергии в клетке

Цели урока : Дать понятие о гомеостазе как свойстве живых организмов любой сложности

организации, о механизмах гомеостаза в клетке.

Продолжить формирование представления о клетке как об открытой системе.

Углубить знания о роли ферментов в организме как регуляторах всех процессов в клетке

Оборудование :ЭУ Регуляция процессов обмена энергии и веществ в кл»

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :

Материал учебника. Материал тестов прошлых уроков, вызвавших наибольшее затруднение

III. Изучение нового материала :

Гомеостаз - постоянство внутренней среды биологических систем.
Пластический обмен - совокупность реакций биосинтеза веществ и их последующая сборка в более крупные структуры.
Энергетический обмен - совокупность реакций распада веществ, сопровождающихся выделением и запасанием энергии.
Метаболизм - единый процесс обмена веществ и энергии в клетке, связывающий между собой процессы ассимиляции и диссимиляции.

2. Каково значение поддержания гомеостаза в организме?
Постоянство внутренней среды необходимо клетке и многоклеточному организму. Если гомеостаз нарушается, это ведет к тому, что клетки и организм в целом повреждаются или даже могут погибнуть.

3. Какую роль играют ферменты в метаболических процессах?
Ферменты - это вещества, ускоряющие протекание химических реакций в клетках организма. Без их участий процессы ассимиляции и диссимиляции или вообще бы не протекали, или протекали бы медленно.

4. Заполните таблицу. Ферменты и их функции

5. Какое значение имеет сбалансированность и скоординированность процессов ассимиляции и диссимиляции в организме?
Ассимиляция и диссимиляция - составные части единого целого, процесса метаболизма. Нарушение баланса между ними всегда приводит к развитию какого-либо заболевания как отдельных клеток, так и целого организма или даже их гибели.

Особенности обмена веществ у растений, животных и бактерий

1. Дайте определения понятий.
Автотрофы - организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических путём фотосинтеза или хемосинтеза.
Гетеротрофы - организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических путём фотосинтеза или хемосинтеза и получающие их готовыми от автотрофов.
Фотосинтез - процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов.
Хемосинтез - способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений.

2. Заполните таблицу.

Сравнительная характеристика фаз фотосинтеза

3. Какие вещества необходимы хемотрофам для синтеза сложных органических соединений?
Неорганические вещества, такие как двухвалентное железо, сероводород, аммиак.

4. Приведите примеры процессов, обеспечивающих хемотрофов первичной энергией для хемосинтеза.
У нитрифицирующих бактерий - окисление аммиака до азотистой и азотной кислот. У железобактерий - окисление двухвалентного железа до трехвалентного. У серобактерий - окисление сероводорода до молекулярной серы или до солей серной кислоты.

5. Заполните таблицу.

Сравнительная характеристика процессов фотосинтеза и хемосинтеза

В любой живой клетке постоянно происходят сложнейшие химические и физические реакции, необходимые для того, чтобы обеспечить постоянство условий внутренней среды как в самой клетке, так и в многоклеточном организме, находящемся под воздействием постоянно меняющихся внешних факторов. Постоянство внутренней среды биологических систем получило название гомеостаза. Если гомеостаз нарушается, это ведет к тому, чтоклетки и организм в целом повреждаются или даже могут погибнуть. Все реакции, протекающие в клетке, направлены на поддержание гомеостаза. А для этого необходимы вещества и энергия. Таким образом, клетка осуществляет сложные и многообразные реакции синтеза необходимых веществ и, наоборот, распада ненужных, а также - реакции превращения энергии. Получаемые извне белки, жиры, углеводы, витамины и микроэлементы используются клетками для синтеза необходимых им веществ и построения клеточных структур. Для этих процессов необходимо затрачивать энергию. Вся совокупность реакций биосинтеза веществ и их последующей сборки в более крупные структуры называется ассимиляцией, или анаболизмом. Еще одно название этого набора реакций - пластический обмен. Особенно интенсивно процессы ассимиляции происходят в растущих клетках развивающегося организма. Важнейшим примером такого рода процессов может служить биосинтез белка.

Как же клетка получает энергию для обеспечения ассимиляции? В клетках постоянно распадаются органические вещества, либо полученные извне с пищей, либо запасенные «на черный день». При распаде этих молекул выделяется энергия, часть которой теряется, рассеиваясь с теплом, а часть - запасается в виде молекул АТФ. В случае необходимости энергия АТФ используется для энергетических затрат клетки, в частности для обеспечения процессов ассимиляции. Совокупность реакций распада веществ, сопровождающихся выделением и запасанием энергии, называется диссимиляцией, или катаболизмом. Еще одно название этих реакций - энергетический обмен.

Метаболизм.

Ассимиляция и диссимиляция - противоположные процессы: в первом случае происходит образование веществ, на что тратится энергия, а во втором - распад веществ с выделением и запасанием энергии. Эти процессы невозможны друг без друга, так как если не синтезировать и не запасать органические вещества, то и распадаться будет нечему. А если прекратятся реакции распада, то не будет синтезироваться АТФ, что приведет к невозможности синтеза веществ из-за нехватки энергии. Таким образом, реакции ассимиляции и диссимиляции - это две стороны единого процесса обмена веществ и энергии в клетке, который называется метаболизм.
Ассимиляция и диссимиляция всегда строго сбалансированы и скоординированы, а нарушение этого баланса всегда приводит к развитию какого-либо заболевания как отдельных клеток, так и целого организма или даже их гибели.

Реакции метаболизма в живой клетке протекают при умеренных температурах, нормальном давлении и малых колебаниях кислотности. Вне живых организмов при таких условиях все химические реакции ассимиляции и диссимиляции или вообще не могли бы протекать, или протекали бы медленно. Однако в живых организмах эти реакции проходят очень быстро. Это обусловливается участием в них ферментов.

Так как активность ферментов очень высока, то для обеспечения нормальной скорости метаболических процессов требуется очень малое количество молекул ферментов. Но поскольку ферменты действуют избирательно, клетке необходимо очень много видов ферментов. Например, фермент амилаза катализирует распад в ротовой полости крахмала: без этого фермента реакция не идет. Фермент уреаза катализирует расщепление мочевины до аммиака и угольной кислоты, но не действует на другие родственные мочевине соединения.

Форма и химическое строение активного центра фермента должны быть таковы, чтобы с ним могло связаться только определенное соединение, которое называется субстратом данного фермента. Например, активный центр фермента лизоцима, содержащегося в слюне, слезах, слизистых верхних дыхательных путей, имеет вид щели, которая по форме и размеру точно соответствует фрагменту муреина - полисахарида оболочки бактерий. Таким образом, лизоцим играет роль одного из защитных барьеров нашего организма, разрушая муреиновую клеточную стенку бактерий и убивая их.

Ферменты очень широко применяют в различных отраслях промышленности. Например, амилазу, полученную из плесневых грибов, используют при изготовлении пива.

Для удаления шерсти и размягчения шкур в кожевенном производстве применяют ферменты, выделенные из бактерий, растений и грибов. Ферментативные препараты позволяют значительно ускорить и удешевить производство хлебобулочных изделий.

IV.Закрепление :

Гомеостаз. Пластический обмен. Энергетический обмен. Метаболизм. Фермент.

1. Что называют гомеостазом?
2. Как связаны между собой пластический и энергетический обмен?
3. Какое значение имеют ферменты в метаболизме?
4. Какова химическая природа ферментов? В чем состоят специфические особенности их функционирования?

V. Задание на дом : Изучение материала учебника.

Биология 10 класс Урок № 33

Тема урока: Размножение клеток. Митоз.

Основное содержание урока: Самовоспроизведение - всеобщее свойство живого. Митоз как
основа бесполого размножения и роста многоклеточных
организмов, его фазы и биологическое значение.
Демонстрация: схемы митоза.

Цели урока : Напомнить о роли размножения как важнейшего свойства, поддерживающего и сохраняющего жизнь на Земле;

познакомить учащихся с сущностью жизненного цикла клетки, раскрыть особенности отдельных стадий интерфазы;

охарактеризовать основной способ деления эукариотических клеток - митоз;

раскрыть особенности протекания каждой фазы митоза.

Оборудование : Таблица «Митоз» ЭУ «Размножение организмов»

Ход урока

I. Организационный момент :

II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :

Охарактеризуйте типы питания организмов.

Какие типы питания характерны для растений, животных, грибов и бактерий? Ответ обоснуйте.

Какой тип питания является основным на Земле и почему?

Охарактеризуйте фотосинтез как пластический обмен у зеленых растений.

Объясните выражение: «Зеленые растения - источник энергии и питательных веществ для всего живого на Земле».

III. Изучение нового материала :

1. Основные положения клеточной теории. (Беседа с учащимися об основных положениях клеточной теории, уже изученных на уроках биологии, определение неизученных, обсуждение высказывания Р.Вирхова «Оmnis cellula e cellula» («Каждая клетка из клетки»), возможно использование текста учебника

Известно, что каждый организм в природе рано или поздно погибает - от других организмов, от болезней или просто от старости. Но, тем не менее, численность организмов многих видов не уменьшается, а виды существуют на Земле сотни тысяч и миллионы лет.

Большинство многоклеточных животных и растений начинают свой жизненный цикл с одной клетки - зиготы.

Проанализируйте эти факты и ответьте на вопросы:

1. Какое свойство, присущее всему живому, обеспечивает сохранение видов в ряду поколений?

2. Какой процесс лежит в основе этого свойства живых организмов

Просмотр видеофрагмента митоз.

Какой способ размножения запечатлен?

Важным признаком клетки является деление. Согласно клеточной теории, возникновение новых клеток, происходит путем деления предыдущей, материнской клетки.

Жизнь клетки от момента ее появления и до ее собственного деления или гибели называют клеточным циклом.

2. Хромосомы - структурные компоненты ядра клетки, определяющие наследственные свойства клеток и организмов. (Беседа с учащимися о строении хромосомы, возможно использование

3. Жизненный цикл клетки. Митоз - непрямой способ деления клетки. (Рассказ учителя о жизненных циклах клеток многоклеточного организма с использованием таблиц, схем; определение понятия «деление клетки: митоз, амитоз».

Обязательным компонентом каждого клеточного цикла является митотический цикл, который включает в себя подготовку клетки к процессу деления и само деление.

Интерфаза - подготовка клетки к делению.

Состоит из трех периодов:

Пресинтетический период (G1), период до удвоения хромосом. Продолжительность от 2-3 ч. до нескольких суток. Клетка интенсивно растет, в ней синтезируется РНК и различные белки, увеличивается число рибосом и митохондрий. Клетка готовится к удвоению хромосом.

Синтетический период (S), период удвоения хромосом. Продолжительность от 6 до 10 часов. Происходит удвоение хромосом, в основе которого лежит процесс удвоения (репликации) ДНК, в результате каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид

Постсинтетический период (G2), период после удвоения хромосом. Самый короткий период интерфазы: от 2 до 5 часов.Клетка готовится к делению, синтезируются белки, из которых будет сформировано веретено деления, запасается энергия за счет синтеза АТФ.

Что такое редупликация?

Какой принцип лежит в основе редупликации?

Как происходит процесс редупликации?

Апоптоз это -

Митоз - процесс непрямого деления соматических клеток эукариот. Это основной способ деления эукариотических клеток. Продолжительность митоза у животных клеток составляет 30-60 мин., у растений 2-3 часа. Митоз включает в себя два процесса - деление ядра (кариокинез) и деление цитоплазмы (цитокинез).

Фазы митоза

Профаза

1. Увеличивается объем ядра.

2. Спирализация хромосом.

3. Центриоли попарно расходятся к полюсам клетки.

4. Прекращается синтез РНК.

5. Образуются нити веретена деления.

6. Распадается ядерная оболочка.

Метафаза

1. Максимальная спирализация хромосом.

2. Хромосомы (их центромеры) располагаются строго по экватору клетки.

3. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных в области центромеры.

4. Веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом.

Анафаза

1. Центромеры хромосом разделяются.

2. Нити веретена деления растягивают хромосомы к полюсам клетки.

3. Дочерние хроматиды становятся самостоятельными хромосомами.

Телофаза

1. Хромосомы деспирализуются.

2. Строятся новые ядерные оболочки.

3. Образуется поперечная перегородка внутри клетки - цитокинез.

4. Растворяются веретена деления клетки.

5. Образуются 2 дочерние клетки генетечески идентичные материнской.

4. Митотический цикл клетки и его биологический смысл и значение. (Рассказ учителя и организация самостоятельной работы учащихся с текстом учебника, заполнению таблицы .

Таблица Митотический цикл клетки

Биологическое значение митоза.

Биологическое значение митоза огромно. Постоянство строения, а также правильность функционирования органов и тканей многоклеточного организма невозможно без сохранения идентичного набора генетического материала в бесчисленных клеточных поколениях.

Митоз обеспечивает такие важные процессы жизнедеятельности как:

эмбриональное развитие; рост;

восстановление органов и тканей.

В случае нарушения нормального хода митоза, а также при неравномерном распределении хромосом, происходит гибель клетки или возникают мутации.

Самостоятельная работа с учебником.

Прочитайте статью учебника

Ответьте на вопросы: Чем митоз отличается от амитоза?

Согласно клеточной теории, возникновение новых клеток происходит только путем деления предыдущей, материнской клетки. Естественно, что у подавляющего большинства клеток перед делением происходит удвоение генетического материала, т. е.ДНК. Иначе на каждую из двух новых клеток не хватит нормального для данного вида набора генов. Такие клетки либо вообще будут нежизнеспособны, либо вызовут возникновение тяжелых заболеваний всего организма. Жизнь клетки от момента ее появления в процессе деления материнской клетки и до ее собственного деления, включая это деление, или гибели получила название клеточного, или жизненного, цикла. В течение этого цикла клетка растет, видоизменяется таким образом, чтобы успешно выполнять свои функции в организме (этот процесс называется дифференцировкой клетки), затем она выполняет свои функции в течение определенного времени, по истечении которого делится, образуя новые клетки.

Апоптоз.

У простейших и бактерий деление клетки - основной способ размножения. Амеба, например, не подвергается естественной смерти, и вместо гибели она просто делится на две новые клетки. Понятно, что клетки многоклеточного организма не могут делиться бесконечно, иначе все существа, и люди в том числе, стали бы бессмертными. Этого не происходит потому, что ДНК клетки содержит особые «гены смерти», которые рано или поздно активируются. Это приводит к синтезу особых белков, которые убивают эту клетку: она сжимается, ее органоиды и мембраны разрушаются, но таким образом, чтобы их части можно было использовать вторично. Такая «запрограммированная» клеточная смерть называется апоптозом. Но от своего «рождения» до апоптоза клетка проходит множество нормальных клеточных циклов. У различных видов организмов клеточный цикл занимает разное время: у бактерий - около 20 мин, у инфузории-туфельки - от 10 до 20 ч. Клетки тканей многоклеточных организмов на ранних стадиях его развития делятся очень частота затем клеточные циклы значительно удлиняются. Например, сразу после рождения нейроны животных делятся часто: 80% головного мозга формируется именно тогда. Однако большинство из этих клеток быстро теряет способность к делению, и часть из них доживает не делясь до естественной смерти животного от старости.

Обязательным компонентом каждого клеточного цикла является митотический цикл, который включает в себя подготовку клетки к процессу деления и само деление. Кроме того, в жизненный цикл входят длинные или короткие периоды покоя, когда клетка выполняет свои функции в организме. После каждого из таких периодов клетка должна перейти либо к митотическому циклу, либо к апоптозу.

IV.Закрепление :

1. Что такое апоптоз?
2. Какой цикл называется митотическим?
3. Какие процессы происходят в клетке в интерфазу?
4. В какой период интерфазы происходит репликация ДНК?

Клеточным циклом называется -

а) Период жизни клетки в течение интерфазы.
б) Период от профазы до телофазы.
в) Период от деления до деления.
г) Период от появления клетки до ее смерти.

Какой из процессов предшествует митозу?

а) Исчезновение ядерной оболочки.
б) Удвоение хромосом.
в) Образование веретена деления.
г) Расхождение хромосом к полюсам клетки.

Сколько хроматид содержи каждая х хромосома в метафазе митоза?

а) Четыре.б) Две.г) Восемь.

Наиболее продолжительна -

а) Метафаза.б) Профаза.г) Интерфаза.д) Телофаза.

У каких из названных организмов преобладает бесполое размножение?

а) Горох.б) Акула.в) Майский жук.г) Амеба.

V. Задание на дом : Изучение материала учебника

Составлено по материалам Интернета и методических пособий

.