Особенности строения и жизнедеятельности прокариот

Особенности строения и жизнедеятельности прокариот

Цели:

обучающие: создать условия, способствующие формированию представления о строении клеток прокариот;

развивающие: способствовать развитию умений учащихся привлекать личный опыт при обсуждении темы, устанавливать причинно - следственные связи, делать выводы, структурировать информацию учебника, работать в заданном темпе, содействовать развитию коммуникативных умений, необходимых при работе в паре, группе;

воспитательные: способствовать развитию экологической культуры.

Тип урока: комбинированный.

Ход урока

1. Организационный момент (1 мин.)

Приветствие учителя и учащихся друг друга, создание доброжелательной рабочей атмосферы, проверка готовности учащихся к уроку.

2. Актуализация, целеполагание, мотивация (4 мин.)

Учитель: На доске написана тема урока. Что можно обсуждать на таком уроке? После анализа ответов учащиеся записывают тему урока в рабочую тетрадь.

Вопросы для актуализации знаний:

- Что вам известно об организмах, которые относятся к прокариотам?

- Что вам известно о бактериях?

- Что бы вы хотели о них узнать?

Опорные понятия фиксируются на доске.

3. Осмысление содержания. Систематизация знаний (10 мин.)

Ввести понятия "прокариоты" и "эукариоты".

5. Этап изучения нового материала (6 мин.)

Учитель:

- Ребята, мы знаем, что главными чертами прокариот является отсутствие ядра. В клетках прокариот нет митохондрий, нет комплекса Гольджи, лизосом, пластид. Размножаются они лишь бесполым путем. Все эти существа называются микроорганизмами, а наука, их изучающая – микробиологией.

Давайте с вами изобразим систему прокариотических

Что же представляют из себя бактерии царства Эубактерий, каковы особенности процессов их жизнедеятельности?

- В этом царстве около 30 тыс. видов. Это и одноклеточные, и колониальные формы, среди которых стрептококки, стафилококки. Они способны передвигаться с помощью жгутиков, некоторые выделяют слизь. Одни передвигаются довольно быстро, а другие бактерии неподвижны.

Учитель:

- Давайте посмотрим, какие бывают бактерии по форме

По форме и особенностям объединения клеток различают несколько морфологических групп бактерий

Бактерий существуют в трех основных формах и видах: сферической или шаровидной (А), носящей название кокков, палочкообразной (бациллы, В) и спиральной (спириллы, С), в виде запятой – вибрионы.

Кокки встречаются в виде комков (стафилококки, 1), пар по двое (диплококки 2) или цепочек (стрептококки,3). В отличие от кокков, которые неспособны двигаться, бациллы свободно движутся; некоторые из них, именуемые перитрихиями, снабжены множеством жгутиков (4) и могут плавать, а монотрихиевые формы (5) обладают лишь одним жгутиком. Бациллы также могут образовывать споры (6), чтобы пережить период неблагоприятных условий. Спириллы могут иметь форму штопора, как, например,спирохета Leplospira (7), а могут быть слабо изогнутыми, со жгутиками, такими как Spirillum (8).

Среди настоящих бактерий особое место занимают цианобактерии. Кто из вас знает, каковы их особенности?

- В связи с тем, что эти организмы осуществляют фотосинтез с помощью хлорофилла, раньше их относили к царству Растения. Но клеточная стенка цианобактерий содержит муреин, а это вещество есть у прокариот. Ядра у них нет. Живут цианобактерии в почвах и пресных водоемах, а некоторые в морях (слайд 6). Могут вступать в симбиоз с другими организмами. Например, вместе с грибами входят в состав лишайников . У цианобактерий наряду с зеленым присутствуют и другие цвета – от красного до черного.

Учитель:

- Среди прокариот есть другие организмы, которые достаточно сильно отличаются от своих сородичей. Это Архебактерии . Они обнаружены в горячих источниках при температуре выше 100 градусов по Цельсию.

Архебактерии встречаются на болотистых почвах, в очистных сооружениях, в рубцах желудка жвачных животных.

Каковы же особенности жизнедеятельности прокариот?

Среди гетеротрофных бактерий нужно отметить организмы, которые способны использовать для питания разные отмершие организмы. Это сапротрофы.

Бактерии способны жить в симбиозе, паразитические формы вызывают заболевания человека и животных (слайд 9), грибов и растений. Живя в эукариотических клетках клубеньков бобовых, симбионты усваивают азот воздуха и снабжают растение необходимыми минералами, а сами получают от них органику (слайд 10).

Для прокариот характерно бескислородное (анаэробное) и кислородное (аэробное дыхание). К анаэробным относят бактерии, способные вызывать маслянокислое и молочнокислое брожение.

Соотношение поверхность/объем у бактериальных клеток очень велико, что способствует быстрому поглощению питательных веществ из окружающей среды за счет диффузии и активного транспорта.

Поэтому в благоприятных условиях бактерии способны расти очень быстро. Рост бактериальных клеток в большой степени зависит от таких факторов среды, как температура, наличие питательных веществ, рН среды и концентрация ионов. Кроме того, облигатным аэробам необходим кислород, а облигатным анаэробам необходимо, чтобы его не было.

Достигнув определенных размеров, диктуемых соотношением объемов ядра и цитоплазмы, бактерии переходят к бесполому размножению путем простого деления, т. е. путем деления на две идентичные дочерние клетки.

Клеточному делению предшествует репликация ДНК, причем до тех пор, пока процесс репликации не завершится, мезосомы могут удерживать ДНК в определенном положении. Мезосомы могут прикрепляться и к новым перегородкам, образующимся между дочерними клетками, участвуя каким-то образом в синтезе материала клеточной стенки. У самых быстрорастущих бактерий деление происходит через каждые 20 мин.

В 1946 г. у бактерий было обнаружено половое размножение, но в самой примитивной форме. Гамет в данном случае не образуется, однако наиважнейшее событие полового размножения, а именно обмен генетическим материалом, происходит и в этом случае. Этот процесс называется генетической рекомбинацией. Генетическая рекомбинация впервые была обнаружена при изучении E.coli

В конце концов было установлено (при помощи электронного микроскопа), что клетки E.coli могут непосредственно контактировать друг с другом, т. е. у них может происходит конъюгация.

Таким образом, при конъюгации происходит перенос ДНК между клетками в результате прямого контакта. Одна клетка в этом случае служит донором («мужская» клетка), другая — реципиентом («женская» клетка). Способность клетки служить донором определяется генами, содержащимися в особой плазмиде, называемой половым фактором или F-фактором (F от англ. fertility — плодовитость). В этих генах закодирован белок специфических пилей, называемых К-милями или половыми пилями. F-пили участвуют в межклеточном контакте при конъюгации.

Пили — структуры полые и предполагается, что именно по этим пилям осуществляется перенос ДНК от донора (F+) к реципиенту (F-).

F-фактор вызывает особенно большой интерес и потому, что время от времени, примерно в 1 случае из 100 000, он встраивается в молекулу основной ДНК клетки-хозяина. Тогда при конъюгации происходит перенос не только F-фактора, но и всей остальной ДНК. Этот процесс занимает примерно 90 мин, но клетки могут расходиться и раньше, чем произойдет полный обмен ДНК. Такие штаммы постоянно передают всю или большую часть своей ДНК другим клеткам.

А теперь давайте определим роль бактерий в биосфере.

Ученик:

- Без прокариот, способных расщеплять органические вещества до неорганических, невозможен был бы круговорот веществ. Цианобактерии обогащают почву и водоемы кислородом. Прокариоты являются санитарами Земли, так как разлагают остатки организмов. Питаясь органическими веществами, они уменьшают их количество в воде, тем самым очищая водоемы.

Благодаря деятельности бактерий появилась нефть и различные газообразные углеводороды. Клубеньковые бактерии обогащают почву азотом. Цианобактерии в симбиозе с грибами образуют лишайники. В особом отделе желудка жвачных – рубце – бактерии расщепляют целлюлозу до моносахаридов

Бактерии играют огромную роль в жизни человека. У человека в кишечнике присутствуют некоторые виды бактерий, которые способствуют пищеварению, предотвращают размножение болезнетворных бактерий.

Методами использования живых организмов пользуются биотехнологи, которые осуществляют селекцию разных организмов или получают новые штаммы.

В фармакологии используют бактерии вместе с микроскопическими грибами для получения антибиотиков, витаминов, гормонов, ферментов. Некоторые виды бактерий способны поглощать из окружающей среды ценные вещества и накапливать их в своих клетках.

Но наряду с положительными свойствами прокариот, они способны наносить вред человеку и сельскому хозяйству.

Например, размножение цианобактерий приводит к цветению водоемов (сайд 13), при этом вода становится непрозрачной, а цианобактерии выделяют вещества, которые вызывают гибель водоемов. Такая вода непригодна для купания. Она может вызвать аллергические реакции.

Некоторые виды бактерий поражают растения, вызывают гниение, на листях и плодах появляются пятна.

Болезнетворные бактерии быстро размножаются и вызывают часто опасные и смертельные заболевания. Это ангина, дифтерия, туберкулез, холера, тиф, скарлатина

У животных – сибирская язва, бруцеллез и др.

Микроорганизмы могут проникать через желудочно-кишечный тракт – возбудители сальмонеллеза, дизентерии, холеры; через дыхательные пути – возбудители туберкулеза, ангины, дифтерии; через поврежденные покровы кожи – возбудители столбняка; во время половых контактов.

Многие виды бактерий портят продукты питания. Бактерии ботулизма могут развиваться в консервах, рыбе, колбасах. Токсины этих бактерий вызывают отравление. Обезвредить токсины могут антидоты.

V. Закрепление знаний.

Учитель:

- 1. Как человек использует прокариоты в своем хозяйстве?

2. Почему приоритетным методом борьбы с вредителями является биологический метод, а не применение ядохимикатов?

3. Какое значение имеет «цветение» воды?

9. Домашнее задание (1 мин.) Параграф