Урок 23. Одномембранні органели: ендоплазматична сітка, апарат Гольджи, лізосоми, вакуолі

Цілі уроку: розглянутиособливостібудовитафункції одномембраннихорганел;проаналізувати зв’язок особливостей будови органел із функціями, які вони виконують.

Обладнання й матеріали: таблиці «Будова рослинної клітини», «Будова тваринної клітини», «Будова мембрани».

Базові поняття й терміни: клітина,цитоплазма,мембрана,одномембранні органели, ендоплазматична сітка, апарат Гольджи, лізосоми, вакуолі.

Хід уроку

І. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

Питання для бесіди

1.Які функції виконує цитоскелет?

2.Які компоненти входять до складу цитоскелета?

3.Які особливості будови цитоскелета дозволяють йому ефективно виконувати свої функції?

4.Навіщо в клітині потрібні центріолі?

5.Які переваги дає розділення клітини на окремі об’єми?

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

До одномембранних органел клітини відносять гранулярну і гладеньку ендоплазматичні сітки, апарат Гольджи, лізосоми, вакуолі тощо. Ці структури оточені мембраною порожнистими пухирцями.

Структурною одиницею гранулярної ендоплазматичної сітки (ЕПС) є цистерна — сплощений мішечок, пов’язаний із зовнішньою мембраною ядра або розташований у цитозолі поблизу ядра. До її поверхні прикріплюються рибосоми, які здійснюють синтез білків і мають вигляд гранул.

Синтезовані білки або вбудовуються в мембрану ЕПС або надходять у її порожнину. Після закінчення синтезу відбувається

дозрівання білків. При цьому до них можуть приєднуватися різні компоненти, наприклад вуглеводи, або від них можуть відрізатися певні ділянки. Після дозрівання білки оточуються мембраною, у результаті чого утворюються мікропухирці, які з допомогою мікротрубочок і білків-моторів цитоскелета транспортуються до апарата Гольджи. Гранулярна ЕПС синтезує не лише білки. На її зовнішній поверхні синтезуються фосфоліпіди, які вбудовуються в мембрану.

Гладенька ендоплазматична сітка утворюється із гранулярної внаслідок утрати нею здатності приєднувати рибосоми. Перетворитися знову на гранулярну ЕПС гладенька ЕПС не може. Вона складається з невеликих порожнин неправильної форми, які розташовані поряд із гранулярною ЕПС. Основна функція гладенької ЕПС — синтез вуглеводів і ліпідів. Крім того, цистерни гладенької ЕПС накопичують йони Кальцію, які регулюють роботу цито­ скелета.

Апарат Гольджи складається зі стопок сплощених цистерн, розташованих біля ядра. В одній стопці може бути від трьох до п’ятдесяти цистерн. Біля кожної цистерни може знаходитися багато мікропухирців. Апарат Гольджи забезпечує дозрівання, розподіл і транспорт синтезованих клітиною речовин.

Після того як мікропухирець доставить синтезовану в ЕПС речовину до апарату Гольджи, до неї прикріплюється спеціальна «мітка», яка вказує куди цю речовину слід транспортувати. Мічена речовина переходить до наступної цистерни апарата Гольджи, де модифікується потрібним чином. В останній цистерні відбувається накопичення і пакування готових речовин у мікропухирці для подальшого транспортування до місця призначення.

Лізосомиєневеликимиокруглимитільцями,вякихнакопичені ферменти, здатні розщеплювати білки, полісахариди й нуклеїнові кислоти до їх мономерів. Отримані мономери можуть використовуватися клітиною в її біохімічних реакціях. У першу чергу лізосоми руйнують речовини, які надходять у клітину із зовнішнього сере­ довища. Наприклад, травні вакуолі одноклітинних якраз і утворюються з лізосом, коли ті зливаються з поглинутими частками їжі. Але клітина використовує ці органели і для руйнування власних структур, які вже не потрібні або не здатні виконувати свої функції. Так, у разі голодування саме лізосоми розщеплюють запасні речовини для отримання енергії.

Вакуолі мають вигляд досить великих порожнин, заповнених рідиною. Найбільш відомі вакуолі рослин, які заповнені клітинним соком. До складу цього соку входять мінеральні солі, органічні кислоти, цукри, амінокислоти, білки, пігменти тощо.

Рослини використовують вакуолі як місце накопичення продуктів обміну та запасних поживних речовин. Крім того, вони беруть активну участь в осмотичних процесах і забезпечують тургор тканин.

Заповнення таблиці разом з учнями

Будова та функції одномембранних органел

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

Дати відповіді на питання:

1.Які особливості будови має комплекс Гольджи?

2.Які функції виконують вакуолі?

3.Які особливості будови ендоплазматичної сітки дозволяють їй ефективно виконувати свої функції?

4.Навіщо клітинам потрібні лізосоми?

V. Домашнє завдання

Урок 24. Двомембранні органели. Мітохондрії та процес дихання. Пластиди і процес фотосинтезу

Цілі уроку: розглянутиособливостібудовитафункції двомембраннихорганел;проаналізувати зв’язок особливостей будови органел із функціями, які вони виконують; ознайомити учнів із механізмами процесів фотосинтезу й дихання.

Обладнання й матеріали: таблиці «Будова рослинної клітини», «Будова тваринної клітини», «Будова мембрани».

Базові поняття й терміни: клітина,двомембранніорганели,мітохондрії,пластиди,хлоропласти,хромопласти, лейкопласти, дихання, фотосинтез, матрикс,кристи,тилакоїди,грани,строма, ламели, прокаріотичні рибосоми.

Хід уроку

І. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

Питання для бесіди

1.Які особливості будови має комплекс Гольджи?

2.Які функції виконують вакуолі?

90Усі уроки біології. 10 клас. Стандарт і академічний рівень

3.Які особливості будови ендоплазматичної сітки дозволяють їй ефективно виконувати свої функції?

4.Навіщо клітинам потрібні лізосоми?

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

Мітохондрії — це двомембранні органели, які можуть мати форму гранул, паличок або ниток. Мембрани мітохондрій представлені зовнішньою і внутрішньою. Внутрішня мембрана утворює вирости — кристи. Внутрішнє середовище мітохондрій називається матриксом. У мітохондріях є дві порожнини. Перша з них — це міжмембранний простір, розташований між зовнішньою і внутрішньою мембранами. Друга — внутрішня камера, яка оточена внутрішньою мембраною й заповнена матриксом.

Уклітині може бути від кількох штук до кількох тисяч мітохондрій. Головне завдання мітохондрій — забезпечення клітин енергією­ . Нові мітохондрії в клітині утворюються шляхом поділу старих. Для забезпечення діяльності мітохондрій вони мають власну ДНК у формі кільцевих молекул і рибосоми прокаріотичного типу.

Енергія в мітохондрії виробляється в результаті процесу біологічного окиснення. У мітохондріях рослин окиснюються органічні речовини, синтезовані самою рослиною. Мітохондрії тварин і грибів окиснюють органічні речовини, які організм отримує в результаті живлення, хоча і власні білки цих груп організмів також можуть розщеплюватися в мітохондріях.

Урезультаті гліколізу (це перший етап вивільнення енергії

зглюкози), який відбувається в цитозолі, утворюються трикарбонові сполуки. Ці сполуки транспортуються з цитозолю в матрикс мітохондрії, де й відбувається їхнє окиснення до вуглекислого газу й води з допомогою ферментів. Окиснення відбувається ступінчасто, і на кожному його етапі виділяється енергія у вигляді електронів і протонів. Протони захоплюються молекуламипереносниками й накопичуються в міжмембранному просторі, а електрони залишаються на внутрішній стороні мембрани. Накопичені по різні боки мембрани частки з різними зарядами використовуються клітиною для синтезу АТФ з АДФ і фосфатної кислоти. При цьому, за рахунок енергії електронів, які переміщаються по внутрішній мембрані, відбувається зміна конформації білків АТФ-синтетазних комплексів, у яких при цьому відкривається канал для протонів.

Пластиди також є двомембранними органелами. Їх форма може бути дуже різноманітною. Виділяють три основні типи пластид — хлоропласти (зелені), хромопласти (червоні, оранжеві або жовті) і лейкопласти (безбарвні). Мембрани пластид представлені зовнішньою і внутрішньою. Внутрішня мембрана хлоропластів утворює вирости — ламели. Ламели можуть утворювати окремі замкнені мішечки — тилакоїди. Тилакоїди можуть об’єднуватися у групи — грани, які з’єднуються між собою з допомогою ламел. Внутрішнє середовище пластид називається стромою. Як і мітохондрії, пластиди мають власну ДНК у формі кільцевих молекул і рибосоми прокаріотичного типу. Розмножуються вони шляхом поділу. У деяких випадках пластиди одного типу можуть перетворюватися на інший. Наприклад, під час пожовтіння листя восени хлоропласти перетворюються на хромопласти.

Ці органели виконують різні функції. У них можуть накопичуватися запасні поживні речовини. З допомогою різних пластид рослини забезпечують забарвлення окремих своїх частин у різний колір. Але найголовнішою функцією є здійснення фотосинтезу. Цю функцію виконують хлоропласти. У результаті фотосинтезу з вуглекислого газу й води з допомогою сонячної енергії утворюються вуглеводи. Цей процес складається з двох основних фаз — світлової і темнової.

У ході світлової фази спочатку кванти світла вловлюються пігментом хлорофілом, який розташований на мембранах тилакоїдів. Енергія квантів переходить до електронів, які захоп­ люються молекулами-переносниками. Енергія цих електронів використовується в тилакоїдах для синтезу АТФ. Втрачені електрони заміняються електронами з атомів Гідрогену молекул води, які під дією світла в результаті фотолізу розпадаються на Гідроген і Оксиген. Звільнені атоми Оксигену взаємодіють між собою й утворюють молекули кисню, що виділяється як побічний продукт реакції. Утворені ж у результаті відриву електрона від атомів Гідрогену протони підхоплюються іншими молекуламипереносниками. Це молекули динуклеотиди, скорочена назва яких НАДФ. Приєднуючи до себе протони, вони стають акумуляторами хімічної енергії (НАДФ   Н2) і можуть використовуватися у відновних процесах.

У темновій фазі фотосинтезу за рахунок енергії НАДФ  Н2 і АТФ, які утворилися під час світлової фази з вуглекислого газу, утворюються молекули глюкози. Сукупність реакцій, які задіяні в цьому процесі, називається циклом Кальвіна.

92 Усі уроки біології. 10 клас. Стандарт і академічний рівень

Заповнення таблиці разом з учнями

Будова та функції двомембранних органел

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

Дати відповіді на питання:

1.Які особливості будови мають мітохондрії?

2.Які функції виконують мітохондрії?

3.Які особливості будови мітохондрії дозволяють їй ефективно виконувати свої функції?