История изучения клетки. Клеточная теория. Урок

Тема: ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ. КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ (слайд 1).
Цель: усвоение учащимися сведений, касающихся клеточной теории.
Задачи: выделить этапы создания клеточной теории; сформировать знания
об основных положениях клеточной теории; закрепить умение применять
полученные знания для доказательства материального единства
органического мира; создать представление о двух уровнях клеточной
организации: прокариотическом и эукариотическом.
Оборудование: интерактивная доска, презентация.
Ход урока
I. Изучение нового материала.
1. Вспомните!
- Что такое клетка? (слайд 2)
Возможные ответы учащихся (слайд 3):
а) Клетка - это элементарная биологическая система, способная к
самообновлению, самовоспроизведению и развитию;
б) Клетка является единицей строения, жизнедеятельности,
размножения, индивидуального развития;
в) Клетка – это структурно-функциональная единица всего живого.
г) Клетка служит основой строения всех живых организмов: растений,
животных, грибов и микроорганизмов.
- С помощью какого научного прибора была открыта клетка?
Ответ учащихся: с помощью увеличительного прибора - микроскопа.
2.История открытия клетки; этапы ее изучения; ученые и их работы,
посвященные формированию основных положений клеточной теории (лекция
учителя, а учащиеся заполняют в ходе лекции таблицу).
Таблица «История изучения клетки. Создание клеточной теории» (слайд 4)
Дата
Ученый
Вклад в изучение клетки
Вся история изучения клетки тесно связана с развитием микроскопической техники.
В 1590 году голландский шлифовальщик стекол Захарий Янсен
построил простой микроскоп (слайд 5). Данный увеличительный прибор
состоял из трубы имеющей две линзы. Английский физик и ботаник Роберт
Гук усовершенствовал микроскоп и применил его для исследования
растительных и животных тканей (слайд 6). В 1665 году он публикует
«Микрографию», где описывает свои микроскопические наблюдения.
Рассматривая под микроскопом срез, приготовленный из пробки и
сердцевины бузины, Роберт Гук увидел очень мелкие образования похожие
на ячейки пчелиных сот. Эти ячейки он назвал клетками. Термин «клетка»
утвердился в биологии, хотя Роберт Гук видел не собственно клетки, а лишь
их оболочки. После работ Роберта Гука оптический прибор приобрел
широкое значение как ценный научный инструмент. Знаменитый
голландский натуралист Антони ван Левенгук исследовал с помощью своего
микроскопа структуру различных форм живой материи (слайд 7).
Максимальное увеличение, которое он получил при помощи микроскопа,
составляет 275 раз. Именно Антони ван Левенгук открыл в 1683 году
одноклеточные организмы – бактерии, а также животные клетки эритроциты крови.
В первой половине XIX века ученые стали изучать внутреннее
содержимое клетки. В 1827 г. Академик Петербургской академии наук Карл
Бэр открыл яйцеклетку млекопитающих и установил, что все многоклеточные организмы начинают свое развитие из одной клетки (слайд 8). Это
открытие показало, что клетка не только единица строения, но и единица
развития всех живых организмов. Британский ученый Роберт Броун впервые
определил ядро в растительной клетке и опубликовал эти сведения в 1831
году (слайд 9).
В 1839 г. немецкий зоолог Теодор Шванн обобщив накопленные
сведения о клетке, опубликовал книгу «Микроскопические исследования о
соответствии в структуре и росте животных и растений» (слайд 10). В ней он
отразил и результаты работ немецкого ботаника М. Шлейдена о роли ядра в
клетках растений. Шванн пришел к заключению, что клетка является
основной единицей любого организма. Тем самым он сформулировал
клеточную теорию, основные положения которой таковы (слайд 11):
1. Все организмы состоят из одинаковых частей - клеток; они образуются и
растут по одним и тем же законам.
2. Общий принцип развития для элементарных частей организма клеткообразование.
3. Каждая клетка в определенных границах есть некое самостоятельное
целое. Но эти самостоятельные единицы действуют совместно, так что
возникает гармоничное целое. Все ткани состоят из клеток.
4. Процессы, происходящие в клетках растений, могут быть сведены к
следующему:
1) возникновение новых клеток;
2) увеличение клеток в размерах;
3) превращения клеточного содержимого и утолщение клеточной стенки [1].
Позднее выдающийся немецкий ученый Рудольф Вирхов дополнил
клеточную теорию очень важным положением (слайд 12). Он в 1858 году
сформулировал: «Всякая клетка происходит из другой клетки. Там, где
возникает клетка, ей должна предшествовать клетка, подобно тому, как
животное происходит только от животного, растение только из растения» [1].
Клеточная теория оказала огромное влияние на развитие биологии и на
формирование современной естественнонаучной картины мира.
3. Формирование науки цитологии (лекция учителя).
На основе клеточной теории в середине XIX в. возникла цитология (от
греч. цитос — вместилище, клетка) — наука, изучающая структуру и
функции клетки (определение записывается) (слайд 13).
Дальнейшее совершенствование микроскопической техники, создание
электронного микроскопа в 30-е гг. XX в. дало возможность глубже
проникнуть в изучение клетки (слайд 14, гиперссылка на видео
«Демонстрация среза пробки в микроскопе Р.Гука и в современном
сканирующем микроскопе»). Открытия следовали один за другим. Были
описаны не только ядро, но и внутреннее содержимое – цитоплазма, а также
структурные компоненты клетки – органоиды (слайд 15). Любая клетка
содержит наследственную информацию о строении и функционировании
самой клетки и всего организма в целом. В зависимости от расположения
данного материала все клетки делятся на прокариотические (доядерные) и
эукариотические (ядерные) (слайд 16). У прокариотических клеток
наследственный материал находится непосредственно в цитоплазме, а у
эукариотических отделен от цитоплазмы ядерной оболочкой, т. е. находится
в ядре.
Схема (переносится в тетрадь)
Клетка может входить в состав многоклеточного организма или представлять собой целый самостоятельный организм, как, например, амеба. В
многоклеточном организме клетки специализированы по выполняемой ими
функции (слайд 17).
Клетки всех организмов имеют сходный химический состав. Клетки
растений, животных и грибов сходны во внутреннем строении. Однако
форма и размер их очень разнообразны, это зависит от специализации клетки
и выполняемой ею функцией (слайд 18). Например, человеческая яйцеклетка
самая крупная среди человеческих клеток (до 200 мкм), а клетки нервной
ткани одни из самых мелких (около 5 мкм). Эритроциты человека имеют
форму двояковогнутого диска, клетки гладкой мышечной ткани похожи на
длинное узкое веретено, клетки эпителия могут быть кубическими,
плоскими, цилиндрическими, а лейкоциты вообще не имеют постоянной
формы.
Клеткам присущи общие признаки (слайд 19). Они обмениваются веществом и энергией с окружающей средой. Для всех клеток характерны: рост и
развитие, размножение и раздражимость.
Дальнейшие успехи цитологии, конечно, связаны с усовершенствованием приборов, а также развитием физических и химических методов
исследования.
4.Методы изучения клетки (лекция учителя).
В настоящее время клетку изучают, применяя физические и химические
методы исследования и новейшие приборы (слайд 20, гиперссылки на видео:
«Световой микроскоп», «Демонстрация разных типов электронных
микроскопов и получаемые с их помощью изображения»). Для изучения
состава и функций клеток применяют метод дифференциального
центрифугирования (слайд 20, гиперссылки на видео «Демонстрация
дифференцированного центрифугирования»). Он основан на том, что разные
клеточные органоиды имеют неодинаковую плотность. При очень быстром
вращении в ультрацентрифуге различные органоиды предварительно
измельченных клеток располагаются слоями: внизу более плотные, сверху –
наименее плотные. Эти слои разделяются и изучаются отдельно. При
изучении биохимических процессов используется метод меченых атомов.
Чтобы проследить за превращениями какого-либо вещества, в нем заменяют
один из атомов соответствующим радиоактивным.
С приходом в науку о клетке физических и химических методов
исследования была установлена тончайшая организация клетки, а также
доказана неразрывная связь между её структурой и функцией. Благодаря
этому основные положения клеточной теории были развиты и углублены.
Рассмотрим основные положения клеточной теории на современном этапе.
5.Основные положения современной клеточной теории
(самостоятельная работа учащихся с текстом учебника, необходимо
выписать перечень основных положений клеточной теории)
Графическое оформление информации (слайд 21):
1.______________________________________________________________
2.______________________________________________________________
3.______________________________________________________________
4.______________________________________________________________
5.______________________________________________________________
II. Закрепление знаний.
Тест
1. Особенность прокариотической клетки – отсутствие в ней (слайд 22)
1) цитоплазмы
2) клеточной мембраны
3) немембранных органоидов
4) оформленного ядра
2.Сходное строение клеток растений и животных – доказательство (слайд 23)
1) их родства
2) общности происхождения организмов всех царств
3) происхождения растений от животных
4) усложнения организмов в процессе эволюции
5) единства органического мира
6) многообразия организмов
3. Что является структурно-функциональной единицей строения организмов
всех царств? (слайд 24)
1) клетка
2) хромосома
3) ядро
4) ДНК
4. Клеточное строение организмов служит доказательством (слайд 25)
1) единства живой и неживой природы
2) взаимодействия организмов и среды обитания
3) единства органического мира
4) приспособленности организма к среде обитания
5. Клетку бактерии относят к группе прокариот, так как она не содержит
(слайд 26)
1) органоидов движения
2) клеточной оболочки
3) многих органоидов и ядра
4) плазматической мембраны
6. Согласно клеточной теории клетка – это единица (слайд 27)
1) изменчивости
2) наследственности
3) эволюции органического мира
4) роста и развития организмов
7. Использование в цитологии современных методов исследования позволило
изучить строение и функции (слайд 28)
1) организма растений
2) органов животных
3) органоидов клетки
4) систем органов
III.Домашнее задание: § 2.1, вопросы 1-5 на с. 28 (слайд 29).
Учебник
 Биология. Общая биология. Базовый уровень: учеб. для 10-11 кл.
общеобразовательных учреждений / В.И.Сивоглазов,
И.Б.Агафонова, Е.Т.Захарова; под ред. акад. РАЕН, проф.
В.Б.Захарова. – 7-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 381, [3]с.:
ил.
Литература
1. Биология. 10 класс: поурочные планы по учебнику
В.И.Сивоглазова, И.Б.Агафонова, Е.Т.Захаровой «Общая
биология» (базовый уровень) / авт.-сост. Т.Б.Зарудняя. –
Волгоград: Учитель, 2008. – 169 с.
2. Биология. 10 класс: поурочные планы по учебнику В.Б.Захарова,
С.Г.Мамонтова, Н.И.Сонина / авт.-сост. Т.И.Чайка. – Волгоград:
Учитель, 2007. – 205 с.
3. Общая биология. 10-11 классы: Методическое пособие к учебнику
В.Б.Захарова, С.Г.Мамонтова, Н.И.Сонина «Общая биология» /
Т.А.Козлова, Н.И.Сонин; Под ред. В.Б.Захарова. – 2-е изд.,
стереотип. – М.; Дрофа, 2002. – 224с.
Источники
1. http://ru.wikipedia.org
2. http://school-collection.edu.ru
3. http://www.fipi.ru