Урок биологии в 10 классе "Цитология наука о клетке"

Биология 10 класс                                                                                                            Урок №  2                      Тема урока: Цитология наука о клетке Основное содержание урока: Предмет, задачи, и методы исследования современной  цитологии. Значение цитологических исследований для других биологических наук,  медицины, сельского хозяйства. Цели урока : Сформировать представление о цитологии как науке о строении, функциях,  химической организации клеток организмов различных царств живой природы, ее  предмете, методе, содержании; закрепить умение пользоваться микроскопом,  рассматривать микропрепараты, находить на них структурные компоненты клетки и делать рисунки. Оборудование : Ход урока I. Организационный момент : II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :     Повторение материала 9го класса.                                                                                              Расскажите об истории развития учения о клетке.                                                                        Какое значение для биологической науки имело открытие клетки? Клеточная теория Т.Шванна провозгласила единство живого мира.  Докажите это. Сформулируйте основные положения современной клеточной теории! Противоречит или нет положениям клеточной теории существование неклеточных форм  жизни? Ответ поясните  III. Изучение нового материала : 1. Предмет и задачи цитологии. 2. Методы изучения клетки. Световая, электронная, фазово­контрастная микроскопия.            Клетка — элементарная единица живого, обладающая всеми признаками организма:  она способна размножаться, расти, развиваться, обмениваться веществом и энергией с  окружающей средой, реагировать на изменения, происходящие в этой среде. Одни  организмы состоят всего лишь из одной клетки (простейшие, бурые водоросли), а другие  являются многоклеточными состоят из огромного числа клеток. Изучением строения  клетки и принципов ее жизнедеятельности занимается цитология.  Цитология изучает строение и функции клетки Основными задачами этой науки есть следующее: Изучать строение и функционирование клеток; Изучать химический состав клетки и функции клеточных компонентов; Исследовать процесс воспроизведения и размножения клеток; Наблюдать и анализировать, как клетка может приспосабливаться к постоянно  меняющимся условиям среды, которая ее откружает; Исследовать особенности структуры клеток, которые выполняют специализированную  функцию; Изучать развитие отдельных клеточных структур, которые выполняют специфическую  функцию. Для решения таких важних и сложных задач в цитологии применяются различные методы.  Методы цитологии: 1. Микроскопирование: 1.1. Использование световых микроскопов 1.2. Использование электронных микроскопов 2. Использование радиоактивных меток 3. Ультрацентрифугирование.   1. Микроскопирование: Открытие и дальнейшее изучение клетки стало возможным только после изобретения  микроскопа. Это связано с тем, что человеческий глаз не способен различать объекты с  размерами менее 0,1 мм, что составляет 100 микрометров (сокращ. микрон или мкм). Размеры же клеток (а тем более, внутриклеточных структур) существенно меньше.  Например, диаметр животной клетки обычно не превышает 20 мкм, растительной – 50 мкм, а длина хлоропласта цветкового растения – не более 10 мкм. С помощью светового  микроскопа можно различать объекты диаметром в десятые доли микрона. Поэтому  световая микроскопия является основным, специфическим методом изучения клеток. Примечание. 1 миллиметр (мм) = 1.000 микрометров (мкм) = 1.000.000 нанометров (нм). 1  нанометр = 10 ангстрем (Å). Одному ангстрему примерно соответствует диаметр атома  водорода. 1.1. Использование световых микроскопов   1.2. Использование электронных микроскопов В лучших оптических микроскопах наблюдаемые предметы увеличиваются до 2000 раз. А  как быть, если объект, например вирус, настолько мал, что этого увеличения  недостаточно? Поставить друг за другом 2 микроскопа? Один увеличит изображение в  2000 раз, второй — еще во столько же, вот и получится общее увеличение в 4 млн. раз? Нет, ничего из этой затеи у нас не получится: изображение в такой системе будет нечетким, размазанным. По законам оптики свет огибает освещаемый предмет, если, его размеры меньше длины  световой волны, и он остается невидимым. Минимальный размер предмета, который еще  можно различить в оптический микроскоп, составляет 0,2 — 0,3 мкм. Физики установили, что движущийся электрон ведет себя как волна. Причем длина волны  электрона примерно в 50 000 раз короче световой, значит, и размеры объекта, который  удается рассмотреть в лучах «электронного света», могут быть намного меньше. И в начале 30­х гг. XX в. был построен первый электронный микроскоп. Такие микроскопы являются самыми сильными в наши дни увеличительными приборами. В отличие от светового, или оптического, микроскопа в электронном вместо лучей света  используют быстрые электроны, а вместо стеклянных линз — электромагнитные катушки,  или электронные линзы. Источник электронов для «освещения» объекта — электронная «пушка». Металлический  катод  испускает электроны, они собираются в пучок с помощью фокусирующего  электрода  и набирают энергию под действием сильного электрического поля,  действующего в пространстве между катодом и анодом . Чтобы создать это поле, к  электродам прикладывается высокое напряжение — 100 кВ и более. Пучок электронов, выходящий из электронной «пушки», с помощью конденсорной линзы  направляется на объект, рассеивается на нем и фокусируется объективной линзой 5,  которая создает промежуточное изображение объекта. Проекционная линза  вновь  собирает электроны и создает второе, еще более увеличенное изображение на  люминесцентном экране, на котором под действием ударяющихся в него электронов возникает светящаяся картина объекта. Поместив под экраном фотопластинку,  изображение можно сфотографировать. Узлы электронного микроскопа, схематически показанные на рисунке, объединяются в  одну общую конструкцию, которая условно называется колонной. Внутри колонны на всем  пути электронов поддерживается вакуум с давлением до 100 мкПа. Это нужно для того,  чтобы электроны не рассеивались на постороннем веществе (атомах и молекулах газа),  иначе изображение будет искажаться. Для создания высокого напряжения и питания  обмоток электронных линз требуются стабильные источники электрического тока, которые размещаются в основании электронного микроскопа, похожем на тумбу. Здесь же  находится и пульт управления микроскопом. Конечное увеличение электронного микроскопа определяется произведением увеличений  объективной и проекционной линз, наблюдаемый объект при этом увеличивается в  20 000— 40 000 раз.  Рассматривание готовых микропрепаратов клеток растений и животных под микроскопом. Задание: настроить микроскоп; определить его увеличение; рассмотреть препараты растительной и животной клеток; сделать рисунок, подписав основные части клетки; выявить черты сходства и различия растительной и животной клеток; сделать вывод: о чем свидетельствует их сходство и различие. (Самостоятельная работа учащихся с последующим обсуждением ее результатов.) Выявить черты сходства и различия клеток по рисункам и сделать вывод: о чем  свидетельствует сходство этих клеток и чем объясняется их различие. IV.Закрепление :  Заполнить таблицу                                                                                            Связь цитологии с другими науками Название науки  Предмет изучения  Связь с цитологией             V. Задание на дом : Изучение материала учебника