Строение клетки 8 класс биология рисунок: Биология 8 класс «Строение клетки»

обобщение по теме «Строение клетки, ее функции и химический состав»

Урок — обобщение по теме «Строение клетки, ее функции и химический состав»

Цель: систематизировать фактические знания о химическом составе клетки, о строении клетки растений, животных, грибов и бактерий о функциях основных органоидов клетки, органелл и включений.

Задачи:

Образовательные:

продолжить формирование у школьников убеждения о том, что клетка представляет собой структурно — функциональное единство работающих в ней органоидов;

обобщить фактические знания о химическом составе клетки, о строении клеток, о функциях основных органоидов клетки;

показать единство всего живого на земле на основе знаний о клеточной теории;

сформировать понятие о клетке как открытой биологической системе, структурной и функциональной единицы жизни на земле;

Развивающие:

развивать у учащихся умение сравнивать, анализировать, делать выводы, развивать логическое мышление, речь — словарный запас биологических знаний, развивать образное мышление, умение отстаивать свою точку зрения.

Воспитательные:

формирование научно-материалистического мировоззрения на основе знаний о клетке;

воспитывать интерес к предмету биология, воспитывать требовательность к себе, настойчивость.

Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний.

Оборудование: Таблицы, рисунки, презентация, схемы.

Ход урока

Организационный момент. Постановка цели урока.

Учитель: ребята, сегодня на уроке мы должны обобщить и систематизировать знания, полученные при изучении темы «Клетка. Строение, функции и химический состав»

1. Фронтальный опрос

1. Как вы понимаете, клетка – это структурная и функциональная единица живого?

2. Сколько химических элементов насчитывается в клетке?

3. На какие группы делятся химические элементы, в зависимости от их количества в клетке?

4. Какие химические соединения вам известны?

5. Назовите органические соединения.

6. Назовите неорганические соединения.

7. Расшифруйте ДНК, РНК, АТФ.

Актуализация опорных знаний.

1. Рассказать строение растительной клетки (используя таблицу)

2. Рассказать строение животной клетки (используя таблицу)

3. Рассказать строение грибной клетки (используя таблицу)

4. Рассказать строение бактериальной клетки (используя таблицу)

3. Блиц опрос

БЛИЦ ВОПРОСЫ:

1. Где хранится наследственная информация? (В ядре.)

2. Название белковой оболочки вируса. (Капсид.)

3. Какой органоид является центром синтеза белка в клетке? (Рибосомы.)

4. Название выростов внутренней мембраны хлоропластов. (Тилакоиды.)

5. Название нитевидных структур, образующих тело гриба. (Гифы.)

6. Второе название ядерных организмов. (Эукариоты.)

7. Второе название вирусов – пожирателей бактерий. (Бактериофаги.)

8. Впячивания внутренней мембраны митохондрий. (Кристы.)

9. Из чего состоит клеточная стенка у растений? (Из целлюлозы.)

10. Где у растительной клетки находится клеточный сок? (В вакуолях.)

11.Название бесцветных пластид. (Лейкопласты.)

12. У каких организмов генетический аппарат образован кольцевой ДНК? (У прокариот.)

13. Какая клеточная структура может быть гладкой и шероховатой? (ЭПС.)

14. Название клеточной структуры, которая образуется из скопления тилакоидов. (Граны.)

14. Второе название доядерных организмов. (Прокариоты.)

15. Органоид клетки, в котором синтезируется АТФ. (Митохондрии.)

16. Название основного вещества цитоплазмы. (Гиалоплазма.)

17. Какое вещество образует клеточную стенку грибов? (Хитин.)

18. Название внутренней среды хлоропласта. (Строма.)

19. Органоид клетки, являющийся её пищеварительным центром. (Лизосома.)

20. Название опорной системы цитоплазмы. (Цитоскелет.)

21. Название пластид зеленого цвета. (Хлоропласты.)

22. Общее название процессов фаго- и пиноцитоза. (Эндоцитоз.)

Включаю доску. (Слайд 1)

Учитель: Вашему вниманию монограммы «Вещества клетки»

Найдите в монограммах все буквы и прочтите названия химических веществ, из которых состоят клетки растений.

Ответ: 1. Белки. 2. Углеводы. 3. Жиры. 4. Вода. 5. Минеральные соли.

(Слайд 2 )4. Задание. Укажите верные утверждения (работа в тетрадях)

1. Растворяющиеся в воде вещества называются гидрофильными.

2. Вода – универсальный растворитель.

3. Капиллярный кровоток происходит за счет сил поверхностного натяжения воды, содержащейся в крови.

4. Аминокислоты – гидрофобные вещества (гидрофильные)

5. Кислотность раствора определяется концентрацией в нем ионов водорода.

6. Способность поддерживать рН среды на постоянном уровне составляет сущность буферных систем.

7. Железо входит в состав гормона инсулина (железо входит в состав гемоглобина)

8. Костная ткань человека содержит соли натрия и кремния (кальций, фосфор)

9. Равномерное распределение тепла по всему организму обеспечивает высокая теплопроводность воды.

10. Жиры – гидрофильные вещества (жиры гидрофобные)

(Слайд 3) Ключ: 1, 2, 3, 5, 6, 9.

(Слайд 4) 5. Задание. Из перечня характеристик и признаков выбрать необходимые:

Из перечня характеристик и признаков выбрать необходимые (1 ученик у доски выполняет задание, а остальные выполняют задания в тетрадях)

1-й вариант – растительная клетка;

2-й вариант – животная клетка;

3-й вариант – грибная клетка.

1. Тело образовано гифами.

2. Клеточная стенка состоит из целлюлозы.

3. Имеет пластиды.

4. Нет клеточной стенки.

5. Запасным углеводом является гликоген.

6. По способу питания является автотрофной.

7. Клеточная стенка состоит из хитина.

8. Содержит вакуоли, заполненные клеточным соком.

9. По способу питания является гетеротрофной.

10. Способна образовывать многоклеточный организм.

(Слайд 5) Ключ.

(Слайд 6) Ребус

Разгадав этот ребус, вы узнаете, какие органические вещества входят в состав клеток.

Ответ: углеводы, белки, жиры – органические вещества.

Выключаю доску.

6. Характеристика органических веществ

— Дайте характеристику органическим веществам по плану:

1. Название органического вещества

2. Определение

3. Что является мономером

4. Атомы каких элементов входят в состав

5. Виды и особенности строения.

6. Функции

Белки

Белок – это высокомолекулярное органическое соединение, построенное из остатков 20 аминокислот и играющее первостепенную роль в процессах жизнедеятельности всех организмов.

Мономер белка – аминокислота

С.Н.О.N

Виды белков по составу: простые (протеины) и сложные (протеиды). Виды белков по форме: Глобулярные и фибриллярные. Молекула белка имеет четырехструктурность.

Функции белков: строительная, транспортная, двигательная, защитная, ферментативная, энергетическая.

Жиры или липиды

Липиды – это жироподобные вещества, входящие в состав всех живых клеток и выполняющих важную функцию в процессах жизнедеятельности.

Мономер липидов – жирные кислоты и глицерин

С.Н,О.

Виды жиров – растительные и животные. Типы жирных кислот – насыщенные (в животных) и ненасыщенные (в растительных).

Функции жиров: Строительная, энергетическая, питательная, защитная, метаболическая

Углеводы

Углеводы – это источники энергии, обеспечивающие все процессы жизнедеятельности клетки.

Мономеры углеводов – моносахариды

С.О,Н

Виды углеводов: простые или моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза) и сложные – дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза) и полисахариды (гликоген, крахмал, целлюлоза, хитин)

Функции углеводов: энергетическая, строительная, питательная

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты – это природные высокомолекулярные биополимеры, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмах

Мономеры НК – нуклеотиды

С,О,Н,Р,N

Виды НК – ДНК и РНК

Функции НК: хранение и передача наследственной информации и синтез белка

7. О какой структуре клетки идет речь? Поясните.

Структура ???

-Р~Р~Р

Ответ: АТФ

Включаю доску

(Слайд 7) Головоломка «Расшифруйте фразу»

Пропуская одинаковое количество делений по ходу часовой стрелки, прочитайте зашифрованную фразу. Начинать надо с внешнего круга.

Ответ: все клетки имеют сходное строение и химический состав.

Выключаю доску.

7. Переходим к особенностям строения и выполняемым функциям органоидов клетки.

Перечислите обязательные части любой эукариотической клетки (ядро, мембрана, цитоплазма).

Перечислите немембранные органоиды (рибосомы, органоиды движения, клеточный центр, вакуоль)

Перечислите одномембранные органоиды (ЭПС, АГ, лизосомы)

Перечислите двумембранные органоиды (митохондрии и пластиды)

Назовите органеллу клетки и перечислите функции и особенности строения 

Перечислите функции ядра и особенности его строения: (Хранение и воспроизведение генетической информации и регуляция всех процессов протекающих в клетке. Состоит из мембраны, кариоплазмы, хромосом и ядрышка)

Перечислите функции клеточной мембраны и особенности ее строения:

Функция – обмен и транспорт веществ. Ограничивает внутреннее содержимое клетки от внешней среды. Осуществляет взаимосвязь между соседними клетками. Имеет в себе поры, благодаря которым происходят процессы поступления веществ внутрь клетки (эндоцитоз) и выделение веществ из клетки (экзоцитоз). Также существует 2 вида эндоцитоза – фагоцитоз (проникновение твердых веществ в клетку) и пиноцитоз (проникновение твердых веществ в клетку)

Перечислите функции цитоплазмы и особенности ее строения:

обеспечивает взаимосвязь между органоидами, является местом синтеза и распада веществ, транспортирует вещества внутри клетки. Это внутренняя полужидкая среда клетки.

Перечислите функции рибосомы и особенности ее строения: функция – синтез белка, состоит из двух субъединиц малой и большой. Располагается на мембране шероховатой ЭПС.

Перечислите функции органоидов движения и особенности их строения. Органоиды движения – это жгутики, реснички, ложноножки. Состоят из миофибрилл. Выполняют функцию движения у одноклеточных животных и растений, очищают и согревают воздух в носу у животных и человека.

Перечислите функции клеточного центра и особенности его строения. Состоит из двух центриолей. Располагается в цитоплазме. Участвует в процессе деления клетки, образуя хроматиновые нити в процессе митоза и мейоза.

Перечислите функции вакуоли и особенности ее строения. Вакуоль — это органоид, заполненный клеточным соком, содержащим в себе органические кислоты, сахара, минеральные соли, пигменты, танины. Пигменты вакуолей, выделяя различные цвета окрашивают цветки и другие части растения. Настоящие вакуоли содержатся только в растительных клетках. Наиболее крупные вакуоли в старых клетках.

Перечислите функции ЭПС и особенности ее строения. ЭПС состоит из многочисленных цистерн и канальцев. Существует 2 вида ЭПС: Гладкая или гранулярная и шероховатая или гранулярная. Функции: синтез липидов и углеводов, участие в синтезе белка, связь между собой основных органоидов клетки.

Перечислите функции АГ и особенности его строения. АГ – это полости и пузырьки. Функции АГ – это транспорт белков, жиров и углеводов; синтез жиров и углеводов; образование лизосом.

Перечислите функции лизосом и особенности их строения. Лизосомы – это небольшие округлые тельца, имеющие внутри специальные ферменты. Функции лизосом – участвуют в удалении отмирающих в процессе жизнедеятельности частей клеток, клеток и органов.

Перечислите функции митохондрии и особенности ее строения. Митохондрия — это двумембранный органоид, складки внутренней мембраны образуют КРИСТЫ. Имеют собственную ДНК и РНК. Функции – является источником энергии, синтезирует АТФ.

Перечислите функции пластид и особенности их строения. Существует 3 типа пластид – хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Функция хлоропластов – участие в процессе фотосинтеза, Хромопластов – окрашивание различных частей цветка для привлечения насекомых и опыления, лейкопласты – накопление запасных питательных веществ. Хлоропласты состоят из наружной и внутренней мембраны, гран, тилакоидов и стромы.

Включаю доску.

9. Выполнение теста в тетрадях в целях подготовки к ЕГЭ.

Готовимся к ЕГЭ

(Слайд 8) Найдите соответствие между химическими элементами и их ролью в клетках и организмах:

(Слайд 9)

(Слайд 10)Найдите соответствие между химическими элементами и их ролью в клетках и организмах:

(Слайд 11)

(Слайд 12) Найдите соответствие между химическими элементами и их ролью в клетках и организмах:

(Слайд 13)

(Слайд 14)

Текст 1. «Состав белков»

Белки представляют собой высокомолекулярные органические соединения. Кроме С, Н, О, N в состав белков могут входить Р, S, Fe. Белки построены из мономеров, которыми являются аминокислоты. В природе известно свыше 170 различных аминокислот. Но лишь 20 аминокислот способно создать белковую молекулу. Среди белков различают протеины – «чистые» белки, и протеиды, в которые кроме белковой части входит небелковая часть (например, так построена каждая из 4 молекул гемоглобина). Кроме того, белки делятся на простые (входят только аминокислоты) и сложные (аминокислоты + другое органическое вещество: липид, нуклеиновая кислота и пр.).

(Слайд 15)

Вопросы к тексту:

1. Какие химические элементы образуют белковую молекулу?

2. Чем протеины отличаются от протеидов?

3. Все ли существующие аминокислоты способны образовывать белковую молекулу?

(Слайд 16)

Текст 2. «Белки, выполняющие структурную, энергетическую, строительную, сократительную функции».

Белки участвуют в образовании клеточных мембран, органоидов. Кроме того, белки (белок кератин) входят в состав шерсти, волос, перьев, являются компонентами волокон соединительных тканей (белок коллаген).

При распаде 1 г белка выделяется 17 кДж энергии, однако белки используются для получения энергии только тогда, когда истощаются другие источники.

Белки осуществляют также сократительную функцию. Например, белки актин и миозин играют главную роль в работе мышц.

(Слайд 17)

Вопросы к тексту:

1. Является ли белок основным источником энергии?

2. Каковы функции таких белков, как кератин, коллаген, актин и миозин?

Выключаю доску.

10. Итоги урока (выставляю оценки)

11. Рефлексия. Синквейн «Клетка»

Литература:

Т.Ж. Шакенова и др. Справочник школьника по биологии.- издательство «АРМАН — ПВ», 2006г.

Т.Е. Ешжанов и др. Учебно-методическое пособие и сборник тестов для поступающих в ВУЗы. – Алматы «ШЫҢ-КІТАП» 2010г.

И.Р. Мухамеджанов Тесты, зачеты, блицопросы по общей биологии. М. «Вако», 2007г.

Клеточное строение человека — состав, функции, свойства и размножение клетки (Таблица)

Клетка — элементарная живая система, основная структурная и функциональная единица организма, способная к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению.

Жизненные свойства клетки человека

К основным жизненным свойствам клетки относят: обмен веществ, биосинтез, размножение, раздражимость, выделение, питание, дыхание, рост и распад органических соединений.

Химический состав клетки

Основные химические элементы клетки: Кислород (О), Сера (S), Фосфор (Р), Углерод (С), Калий (К), Хлор (Сl), Водород (Н), Железо (Fe), Натрий (Na),  Азот (N), Кальций (Са), Магний (Mg)

Органические вещества клетки 

Размножение клетки (деление клетки) человека

Размножение клеток в человеческом организме происходит путем непрямого деления. В результате дочерний организм получает такой-же набор хромосом, как материнский. Хромосомы — носители наследственных свойств организма, передающихся от родителей потомству.

Строение клетки человека человека

У животной клетки, в отличие от растительной, имеется клеточный центр, яо отсутствуют: плотная клеточная стенка, поры в клеточной стенке, пластиды( хлоропласты, хромопласты, лейкопласты) и вакуоли с клеточным соком.

_______________

Источник информации:

Биология в таблицах и схемах./ Издание 2е, — СПб.: 2004.

Резанова Е.А. Биология человека. В таблицах и схемах./ М.: 2008.

Структура ячейки | Структура и функции ячеек, класс 8

Вопрос 1 Назовите несколько различий между животной клеткой и растительной клеткой?

Вопрос 2 Нарисуйте помеченную схему животной клетки?

Вопрос 3 Нарисуйте помеченную схему растительной клетки?

Вопрос 4 Что такое цитоплазма и какова ее функция?

Вопрос 5 Что такое клеточная мембрана?

Вопрос 6 что такое ядро ​​и каковы его функции?

Вопрос 7 Какова функция клеточной стенки растений?

Вопрос 8 Где в клетке находятся хромосомы?

Вопрос 9 Напишите функцию митохондрий в клетке?

Вопрос 10 Что такое протоплазма?

Вопрос 11 Что такое вакуоли и напишите, как они работают?

Вопрос 12 Какова функция хлоропластов в растительной клетке?

Вопрос 13 Почему образцы растений и животных обычно окрашивают красителями?

Строение животной клетки

1) Клетка состоит из желеобразного материала, заключенного в тонкую мембрану.Желеобразный материал, заполняющий клетку, называется цитоплазмой . Функция цитоплазмы — выполнять все жизненные процессы.

2) Тонкое внешнее покрытие клетки называется клеточной мембраной .

3) Обычно в центре клетки находится большое плавающее тело, которое называется ядром . Функция ядра — контролировать все действия клетки.

4) Ядро содержит крошечную круглую структуру под названием ядрышко и волокнистый материал под названием хроматин .Он также имеет ядерную мембрану снаружи. Хроматин образует хромосомы во время деления клетки. Эти хромосомы передают характеристики от родителей следующему поколению.

5) Цитоплазма и ядро, взятые вместе, образуют протоплазму клетки . Это живой материал клетки.

6) В клетке есть несколько небольших тел, называемых митохондриями и . Функция митохондрий — выполнять дыхание для высвобождения энергии из пищи.Поскольку митохондрии производят энергию из пищи, они являются своего рода «электростанцией» клетки.

7) Крошечные воздушные пространства в цитоплазме животной клетки называются вакуолями . Функция вакуоли в животной клетке — удерживать воздух, воду и частицы пищи.

8) Клеточная мембрана представляет собой тонкий слой кожи вокруг клетки. Основная функция клеточной мембраны — контролировать прохождение материалов, которые входят в клетку или выходят из клетки. Она также защищает клетку и придает форму ячейке.

Структура растительной клетки

1) Клетка состоит из желеобразного материала, заключенного в тонкую мембрану. Желеобразный материал, который заполняет клетку, называется цитоплазмой . Функция цитоплазмы — выполнять все жизненные процессы.

2) В цитоплазме находится большое плавающее ядро. Ядро содержит крошечную круглую структуру, называемую ядрышком , и волокнистый материал, называемый хроматином . Он окружен ядерной мембраной.

3) В клетке есть несколько небольших тел, называемых митохондриями и . Функция митохондрий — выполнять дыхание для высвобождения энергии из пищи.

4) Все растительные клетки имеют толстую клеточную стенку вокруг клеточной мембраны . Эта клеточная стенка состоит из целлюлозы. Клеточная стенка защищает растительную клетку, придает ей фиксированную форму и делает ее жесткой.

5) Растительная клетка содержит пластиды зеленого цвета, называемые хлоропластами .Это зеленые тельца в цитоплазме растительной клетки. Они производят пищу для зеленых растений в процессе фотосинтеза. Растительная клетка может содержать пластиды разного цвета.

6) В растительных клетках очень большие вакуолей . Эти вакуоли заполнены клеточным соком. Это раствор сахаров и минеральных солей.

Окрашивание образцов растений и животных проводится для того, чтобы легко идентифицировать различные компоненты клетки с помощью микроскопа.

Например: разбавленный раствор йода, метиленовый синий, сафранин.

Строение и функции ячеек | Клетки: основные единицы жизни

2.3 Структура и функции клетки (ESG4S)

Раздел 3: Структура и функции клетки

В этом разделе учащиеся расширяют свои знания и изучают различные клеточные структуры и связанные с ними функции. Необходимо представить роли органелл внутри клеток и связать структуру и расположение органелл с их функцией.

Ячейки различаются по размеру, форме и структуре и поэтому выполняют специализированные функции.Свяжите это с тканями. Различия между растительными и животными клетками можно отнести к 9-му классу

Клеточная теория (ESG4T)

Клеточная теория, разработанная в 1839 году микробиологами Шлейденом и Шванном, описывает свойства клеток. Это объяснение взаимоотношений между клетками и живыми существами. Теория утверждает, что:

• Все живые существа состоят из клеток и их продуктов.
• новых клетки создаются старыми клетками, делящимися на две части.
• клетки — это основные строительные блоки жизни.

Теория клеток применима ко всем живым существам, большим или маленьким. Современное понимание теории клетки расширяет концепции исходной теории клетки, чтобы включить следующее:

• Активность организма зависит от общей активности независимых клеток.
• Поток энергии происходит в клетках за счет расщепления углеводов при дыхании.
• Ячейки содержат информацию, необходимую для создания новых ячеек. Эта информация известна как «наследственная информация» и содержится в ДНК.
• Содержимое клеток близких видов в основном одинаковое.

ДНК (наследственная информация клеток) передается от «родительских» клеток к «дочерним» клеткам во время деления клеток. Вы узнаете об этом больше в следующей главе: Деление клеток .

Клетки — самая маленькая форма жизни; функциональные и структурные единицы всего живого. Ваше тело содержит несколько миллиардов клеток, сгруппированных по более чем 200 основным типам, с сотнями специфичных для клеток функций.

Некоторые функции, выполняемые клетками, настолько важны для существования жизни, что их выполняют все клетки (например, клеточное дыхание). Другие узкоспециализированные (например, фотосинтез).

На рис. 2.9 показан двухмерный чертеж животной клетки. На схеме показаны структуры, видимые внутри клетки при большом увеличении. Структуры образуют ультраструктуру ячейки.

Рис. 2.9: Диаграмма ультраструктуры клетки животного происхождения.

1. В парах обсудите различные органы человеческого тела и то, как они функционируют.
2. Как вы думаете, как функционируют клетки?

Моделирование: 2CP5

Видео: 2CP6

Моделирование: 2CP7

Видео: 2CP8

Видео: 2CP9

Теперь мы рассмотрим некоторые основные клеточные структуры и органеллы в клетках животных и растений.

Клеточная стенка (ESG4V)

Клеточная стенка — это жесткий неживой слой, который находится вне клеточной мембраны и окружает клетку. У растений, бактерий и грибов есть клеточные стенки. У растений стена состоит из целлюлозы.Он состоит из трех слоев, которые помогают поддерживать растение. Эти слои включают среднюю пластинку, первичную клеточную стенку и вторичную клеточную стенку.

Средняя пластина : отделяет одну ячейку от другой. Это тонкий мембранный слой снаружи клетки, состоящий из липкого вещества, называемого пектином.

Первичная клеточная стенка : Находится внутри средней ламели и в основном состоит из целлюлозы.

Вторичная клеточная стенка : расположена рядом с клеточной мембраной.Он состоит из толстого и прочного слоя целлюлозы, который удерживается твердым водонепроницаемым веществом, называемым лигнином. Он содержится только в клетках, которые обеспечивают механическую поддержку растений.

Человеческое тело не может разрушить целлюлозу клеточных стенок, потому что мы не производим фермент целлюлазу.

Рис. 2.10: Микрофотографии диатомовых водорослей с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывающие внешний вид клеточной стенки. Шкала: A, B, D: 10 мкм, C 20 мкм

Функции клеточной стенки

• Основная функция стенки — защищать внутренние части растительной клетки, она придает растительным клеткам более однородную и правильную форму и обеспечивает поддержку тела растения.
• Клеточная стенка полностью проницаема для воды и минеральных солей, что позволяет распределить питательные вещества по всему растению.
• Отверстия в клеточной стенке, называемые плазмодесмами, содержат нити цитоплазмы, соединяющие соседние клетки. Это позволяет клеткам взаимодействовать друг с другом, позволяя молекулам перемещаться между растительными клетками.

Клеточная мембрана (ESG4W)

Клеточная мембрана , также называемая плазматической мембраной, физически отделяет внутриклеточное пространство (внутри клетки) от внеклеточной среды (вне клетки).Все клетки растений и животных имеют клеточные мембраны. Клеточная мембрана окружает и защищает цитоплазму . Цитоплазма является частью протоплазмы и является живым компонентом клетки.

Клеточная мембрана состоит из двойного слоя (бислоя) специальных липидов (жиров), называемых фосфолипидами . Фосфолипиды состоят из гидрофильной головы (водолюбивой) и гидрофобной (водобоязненной) хвостовой части. Гидрофобная головка фосфолипида составляет полярных (заряженных) и поэтому может растворяться в воде.Гидрофобный хвост неполярный (незаряженный) и не может растворяться в воде.

Липидный бислой формируется спонтанно из-за свойств молекул фосфолипидов. В водной среде полярные головы пытаются образовать водородные связи с водой, в то время как неполярные хвосты пытаются вырваться из воды. Проблема решается формированием бислоя, потому что гидрофильные головки могут указывать наружу и от водородных связей с водой, а гидрофобные хвосты обращены друг к другу и « защищены » от молекул воды (Рисунок 2.11.

Рис. 2.11: Липидный бислой, показывающий расположение фосфолипидов, содержащих гидрофильные полярные головки и гидрофобные неполярные хвосты.

Вспомните структуру липидных молекул из предыдущей главы о химии жизни .

Все обмены между клеткой и окружающей средой должны происходить через клеточную мембрану. Клеточная мембрана избирательно проницаема для ионов (например, водорода, натрия), небольших молекул (кислород, углекислый газ) и более крупных молекул (глюкоза и аминокислоты) и контролирует перемещение веществ в клетки и из них.Клеточная мембрана выполняет множество важных функций внутри клетки, таких как осмос, диффузия, транспортировка питательных веществ в клетку, процессы поглощения и секреции. Клеточная мембрана достаточно прочна, чтобы обеспечить клетке механическую поддержку, и достаточно гибка, чтобы позволить клеткам расти и двигаться.

Структура клеточной мембраны: модель жидкой мозаики

S.J. Сингер и Г.Л. Николсон предложили жидкостную мозаичную модель клеточной мембраны в 1972 году. Эта модель описывает структуру клеточной мембраны как структуру жидкости с различными белковыми и углеводными компонентами, свободно диффундирующими через мембрану.Структура и функции каждого компонента мембраны представлены в таблице ниже. Таблица 2.2 относится к компонентам клеточной мембраны, показанным на диаграммах на рисунках 2.11 и 2.12.

Рис. 2.12: Жидкая мозаичная модель клеточной мембраны.

Таблица 2.2: Структура и функции компонентов клеточной мембраны.

Дальнейшее описание модели жидкой мозаики можно посмотреть по адресу:

Видео: 2CPC

Движение через мембраны (ESG4X)

Перемещение веществ через клеточные мембраны необходимо, поскольку оно позволяет клеткам приобретать кислород и питательные вещества, выводить продукты жизнедеятельности и контролировать концентрацию необходимых веществ в клетке (например,г кислорода, воды, гормонов, ионов и т. д.). Ключевые процессы, посредством которых происходит такое движение, включают диффузию , осмос, облегченную диффузию и активный транспорт .

Узнайте о различных способах перемещения молекул через клеточные мембраны.

Видео: 2CPD

1. Распространение

Диффузия — это перемещение веществ из области высокой концентрации в область низкой концентрации. Поэтому говорят, что это происходит на ниже градиента концентрации .На приведенной ниже диаграмме показано движение растворенных частиц в жидкости до тех пор, пока они не станут случайным образом распределены.

Диффузия — это пассивный процесс , что означает, что он не требует каких-либо затрат энергии. Это может происходить через живую или неживую мембрану и может происходить в жидкой или газовой среде.Из-за того, что диффузия происходит через градиент концентрации, это может привести к перемещению веществ внутрь или из клетки. Примеры веществ, перемещаемых путем диффузии, включают двуокись углерода, кислород, воду и другие небольшие молекулы, которые способны растворяться в липидном бислое.

Наблюдайте за распространением, щелкнув следующую ссылку.

Видео: 2CPF

Наблюдение за диффузией

Цель

Наблюдать за диффузией.

Аппарат

• 1 стакан x \ (\ text {500} \) \ (\ text {ml} \)
• большая воронка
• пластиковая соломинка
• кристаллы перманганата калия

Метод

1. Наполните химический стакан водой и дайте ему постоять несколько минут, чтобы движение воды прекратилось.
2. Поместите в воду большую воронку так, чтобы она касалась дна стакана. Бросьте через соломинку несколько маленьких кристаллов перманганата калия. Осторожно и медленно снимите воронку.
3. Обратите внимание на размер области, окрашенной перманганатом калия в начале эксперимента, через 5 минут, а затем через 20 минут.

Вопросы

1. Что вы наблюдаете в стакане?
2. Какие выводы вы можете сделать на основании своих наблюдений?
3. Объясните, как использование горячей воды повлияет на результаты этого эксперимента (помните, что при объяснении вам необходимо указать причину своего ответа).

Наблюдение за диффузией

Вопросы

1. Что вы наблюдаете в стакане?
2. Какие выводы вы можете сделать на основании своих наблюдений?
3. Объясните, как использование горячей воды повлияет на результаты этого эксперимента (помните, что при объяснении вам необходимо указать причину своего ответа).

Ответы

1. Пурпурный цвет медленно распространяется (рассеивается) по всему стакану с водой, пока цвет не распределяется равномерно.
2. Молекулы воды и перманганата калия должны постоянно перемещаться, чтобы фиолетовый цвет распространился по воде и распространился равномерно.
3. Использование горячей воды ускорит процесс распределения / распространения. Дополнительное тепло воды дает частицам кинетическую энергию, которая позволяет им двигаться быстрее. Чем быстрее движутся частицы, тем быстрее цвет распространяется по стакану.

2. Осмос

Когда концентрация растворенных веществ в растворе низкая, концентрация воды высокая, и мы говорим, что существует высокий потенциал воды .Осмос — это движение воды из области с более высоким водным потенциалом в область с более низким водным потенциалом через полупроницаемую мембрану, разделяющую две области. Движение воды всегда происходит вниз по градиенту концентрации, то есть от более высокого водного потенциала (разбавленный раствор) к более низкому (концентрированный раствор). Осмос — это пассивный процесс, не требующий затрат энергии. Клеточные мембраны пропускают молекулы воды, но не пропускают молекулы большинства растворенных веществ, например.грамм. соль и сахар, чтобы пройти. Когда вода попадает в клетку через осмос, она создает давление, известное как осмотическое давление .

Наблюдайте за происходящим осмосом, перейдя по следующей ссылке.

Видео: 2CPG

В биологических системах осмос жизненно важен для выживания клеток растений и животных. На рис. 2.15 показано, как осмос влияет на эритроциты, когда они помещены в три разных раствора с разными концентрациями.

Клетки растений используют осмос для поглощения воды из почвы и транспортировки ее к листьям. Осмос в почках поддерживает необходимый уровень воды и соли в организме и крови.

Прогнозирование направления осмоса

Цель

Предсказать направление осмоса.

Аппарат

• 1 стакан x \ (\ text {500} \) \ (\ text {ml} \)
• 1 картофель крупный
• картофелечистка / скальпель
• 2 штифта
• концентрированный раствор сахароза / сахар. Для этого добавьте 100 г сахара в 200 мл воды.

Метод

1. Снимите кожуру с картофеля большого размера с помощью скальпеля / картофелечистки.
2. Обрежьте один конец, чтобы сделать основание плоским.
3. Сделайте в картофеле полость почти до дна.
4. Добавьте концентрированный раствор сахара в полость картофеля, наполнив ее примерно наполовину. Отметьте уровень, вставив булавку на уровень сахарного раствора (вставьте стержень под углом в углубление на уровне) (Рисунок 2.16 A).
5. Осторожно поместите картофель в стакан с водой.
6. Посмотрите, что происходит с уровнем сахарного раствора в картофеле.
7. Через 15-20 минут отметьте уровень, вставив вторую булавку на уровне раствора сахара (вставьте как первую булавку) (Рисунок 2.16 В).

Вопросы

1. Что вы наблюдаете, происходящее с уровнем раствора внутри картофеля?
2. Какой вывод вы можете сделать на основании своего наблюдения?
3. Какие условия были выполнены в этом эксперименте, что отличает этот тип переноса от диффузии?

Прогнозирование направления осмоса

Вопросы

1. Что вы наблюдаете, происходящее с уровнем раствора внутри картофеля?
2. Какой вывод вы можете сделать на основании своего наблюдения?
3. Какие условия были выполнены в этом эксперименте, что отличает этот тип переноса от диффузии?

Ответы

1. Уровень раствора внутри картофеля увеличивается.
2. Вода выходит из картофеля в углубление посередине. При этом в картофель из стакана втягивается вода. Это означает, что раствор в полости гипертонический, а вода — гипотоническая.
3. Полупроницаемые мембраны клеток картофеля препятствуют движению молекул сахара. Только вода движется. При диффузии все молекулы могут двигаться. При осмосе движется только вода, и она движется через полупроницаемую мембрану.

Посмотрите иллюстрацию диффузии и осмоса.

Видео: 2CPH

3. Облегченная диффузия

Облегченная диффузия — это особая форма диффузии, которая позволяет быстро обмениваться определенными веществами. Частицы захватываются белками-носителями, которые в результате меняют свою форму. Изменение формы вызывает высвобождение частиц с другой стороны мембраны. Облегченная диффузия может происходить только через живые биологические мембраны, содержащие белки-носители. Вещество транспортируется через белок-носитель из области высокой концентрации в область низкой концентрации, пока не распределяется случайным образом.Следовательно, движение происходит на вниз по градиенту концентрации .

Примеры веществ, перемещаемых посредством облегченной диффузии, включают все полярные молекулы, такие как глюкоза или аминокислоты.

4. Активный транспорт

Активный перенос — это перемещение веществ против с градиентом концентрации из области с низкой концентрацией к с высокой концентрацией с использованием подводимой энергии.В биологических системах эта энергия присутствует в форме аденозинтрифосфата (АТФ) . Процесс переносит вещества через мембранный белок. Перемещение веществ избирательно через белки-носители и может происходить в клетку или из клетки.

АТФ и АДФ — это молекулы, участвующие в перемещении энергии внутри клеток. Вам не обязательно знать эти имена полностью, вы узнаете о них позже.

Примеры перемещаемых веществ включают ионы натрия и калия, как показано на рис. 2.18

Q 2 Сделайте набросок нервной клетки человека Какую функцию выполняет n

Решение 2:

Нервная клетка (нейрон) получает и передает сообщения, тем самым помогая контролировать и координировать работу различных частей тела.

«Собираюсь заняться научной проблемой.Итак, начнем с вопроса. Вопрос здесь в том, чтобы сделать набросок нервной клетки человека, какую функцию выполняет нервная клетка. Итак, мои дорогие друзья, прежде чем мы приступим к эскизу. Начнем с функций. Посмотрим, какие нервы еще работают. Итак, нервная клетка — это в основном приемник и передатчик. Итак, что он получает и передает, он получает и передает сообщения и тем самым. Помогает контролировать и координировать работу разных частей тела. Вот что и нервничает, давайте начнем с нашего ответа.Отвечать Итак, нервная клетка нервная клетка. Или новые нейроны Просто засевайте семена, пересекайте семена и переносите. Сообщения сообщения Таким образом Тем самым Помогая контролировать, помогая контролировать. И координируйте координату Работа, работа, работа, работа, разные части, разные части, работа, разные части тела. Так вот что такое тест нервных клеток. Итак, начнем с наброска. Итак, как видите, я уже сделал свой набросок. Так что у нас достаточно разных частей.Нет, сэр. У нас есть ваши дендриты сомы и терминалы аксонов аксонов. Теперь давайте посмотрим на функции этих частей. Итак, лето, как вы можете видеть здесь. Он также известен как клеточное тело нейронов. И вот где он содержит ядро ​​и различные другие организованные. Итак, Сома действует как Определенное тело сейчас. Следующая часть — дендриты. Итак, какие права долга начинаются? Он спроектирован таким образом, что он получает сообщения от других частей ячейки, и, поскольку он получает сообщения, он действует как добавление в форме дерева, верно? Итак, здесь у нас есть разные ветви, и с этими ветвями или древовидной структурой они получают сообщения или они получают сообщения от других ячеек.Теперь следующая часть — аксон. Итак, аксон также известен как «продают сейчас». Извините также известно как нервное волокно. Нельзя бороться с тем, что они делают, так это то, что они уносят нервные импульсы от тела клетки. Таким образом, с помощью богато украшенного волокна аксона они переносят нервные импульсы, и следующая часть — это окончание аксона или окончание аксона Аксон. Indy so axon terminal также известен как акты на картине, и, как вы можете видеть здесь, на рисунке, они имеют длинную тонкую структуру. Итак, здесь мы можем видеть, что там есть разные структуры типа веток по длине, и они очень тонкие.Итак, это нервное волокно то, что они делают, это то, что они проводят электрические сигналы к промежуткам между нервными клетками и промежуткам между ними. Неизвестно как нет Так что разрыв со средним Нервная клетка нерв. Нельсон позвонил Это называется нервами. Синапс нервов. Вот где соединяется окончание аксона. Таким образом, это принимает сигналы трюка для регистрации нервов. Итак, мои дорогие друзья, это набросок нервной клетки человека. Надеюсь, вы поняли этот вопрос. Если у вас есть какие-либо сомнения и вопросы, пожалуйста, прокомментируйте ниже, и если вам понравилось это видео, поставьте ему большой палец вверх, а для дальнейших таких видео, пожалуйста, подпишитесь на наш канал, не благодарит вас всех «

1.Структура клетки — National 5 Biology

Все живое состоит из клеток. Клетка — основная единица жизни. Но из чего состоит клетка? Множество вещей. Каждая клетка состоит из сложной системы различных структур, которые работают вместе, чтобы позволить клетке функционировать. Вы уже знаете некоторые из этих структур и то, что они делают, но в этой теме мы собираемся пойти еще дальше.

Мы будем использовать 2D-диаграммы ячеек, к которым вы привыкли, чтобы помочь объяснить, где находятся эти структуры, как они выглядят и что они делают.Однако не забывайте, что клетки существуют в 3D и не только это, их структуры движутся!

Клетки животных

Типичная животная клетка имеет общие структуры, показанные на диаграмме выше. К ним относятся …

Цитоплазма: Цитоплазма — это жидкая часть клетки. Он состоит в основном из воды и в ней растворено множество различных веществ. Многие химические реакции клетки происходят в цитоплазме.

Клеточная мембрана: Клеточная мембрана содержит содержимое клетки и обеспечивает барьер для контроля того, что входит и выходит из клетки.Клеточную мембрану часто описывают как «избирательно проницаемую», поскольку она пропускает некоторые, но не все вещества (проницаемость) и может выбирать, какие вещества могут проходить (избирательно). Подробнее об этом мы узнаем в транспортной теме. Ядро: Ядро контролирует все, что происходит в клетке. Это происходит потому, что это место расположения ДНК клетки. ДНК содержит генетический код, который транслируется в белки. Все химические реакции, происходящие в клетках, контролируются этими белками.Подробнее обо всем этом вы узнаете в разделах «ДНК» и «Ферменты». Митохондрии: Митохондрии — это электростанции клеток животных, растений и грибов. Они находятся в цитоплазме, и большинство химических реакций дыхания происходит в митохондриях, которые высвобождают химическую энергию из молекул пищи. Очевидно, мы обсудим это более подробно в теме «Дыхание». Рибосомы: Рибосомы — это крошечные структуры, которые также находятся в цитоплазме.Рибосомы — это места производства белка в клетках. Мы обсудим это более подробно в теме «ДНК и производство белков».

Хотя приведенная выше диаграмма показывает типичные структуры животной клетки, очень немногие животные клетки на самом деле выглядят так. Клетки животных специализируются на своих функциях. Посмотрите на следующие диаграммы различных клеток животных … почему у них разные структуры?

Эритроцит: Двояковогнутая форма обеспечивает большую площадь поверхности для поглощения кислорода.Также зрелые клетки не имеют ядра, которое увеличивало бы объем молекул белка гемоглобина, связывающего кислород.

Нервная клетка: Длинная и тонкая форма для передачи нервных импульсов. Высокая концентрация митохондрий, обеспечивающих энергию для передачи нервных импульсов.

Эпителиальная клетка тонкой кишки: Большая площадь поверхности мембраны, выстилающей кишечник, для поглощения продуктов пищеварения. Высокая концентрация митохондрий для обеспечения энергией, необходимой для активного транспорта.

Растительные клетки

Как вы знаете, клетки растений имеют во многом те же структуры, что и клетки животных. Однако у них есть другие структуры, о которых вы можете узнать, как вы можете видеть на диаграмме ниже. Растительные клетки имеют цитоплазму, клеточную мембрану и ядро, которые выполняют те же функции, что и клетки животных. Многие думают, что клетки растений не содержат митохондрий, но, конечно, они есть! Митохондрии необходимы для высвобождения энергии из сахара, растительным клеткам эта энергия нужна, чтобы функционировать так же, как клеткам животных.На следующей диаграмме показаны структуры типичной растительной клетки.

Клеточная стенка: Мембраны растительных клеток окружены стенкой, состоящей из целлюлозных волокон. Стенки растительных клеток обеспечивают структуру клетки и растения. Стенка ячейки позволяет ячейке заполняться водой, не разрываясь.Стенки растительных клеток полностью проницаемы.

Хлоропласты: Растительные клетки содержат не только митохондрии, но и хлоропласты. Хлоропласт — это место фотосинтеза в клетке. Итак, здесь энергия света используется для производства сахара из углекислого газа и воды. Подробнее об этом мы поговорим в теме «Фотосинтез».

Вакуоль: Растительные клетки имеют большую центральную вакуоль, которая заполняется жидкостью или соком, который помогает обеспечить структуру клетки и растения.

Клетки верхнего и нижнего эпидермиса: Слои клеток эпидермиса находятся в верхней и нижней части листа. Они содержат и защищают лист и, следовательно, содержат относительно мало хлоропластов.

Клетки палисадного мезофилла: Клетки палисадного мезофилла находятся в верхней половине листа. Очевидно, что солнечный свет в первую очередь будет попадать на верхнюю поверхность листа. Таким образом, палисадные клетки заполнены хлоропластами и являются длинными, тонкими и плотно упакованными, чтобы поглощать как можно больше световой энергии для фотосинтеза.

Клетки губчатого мезофилла: Губчатый мезофилл находится в нижней половине листа. Здесь будет меньше света, поэтому клетки будут менее плотно упакованы.Двуокись углерода проникает через нижнюю поверхность листа при дневном свете и имеет решающее значение для фотосинтеза. Расположение клеток в губчатом мезофилле обеспечивает большую площадь поверхности для поглощения углекислого газа и позволяет избыточному кислороду диффундировать.

Защитные клетки: На нижней поверхности листа есть небольшие отверстия, называемые устьицами, для обмена газов. Каждая стома окружена двумя замыкающими клетками. Большинство растений закрывают устьица на ночь, когда им не нужен углекислый газ, так как нет света для фотосинтеза, чтобы предотвратить потерю воды.У замыкающих клеток есть приспособления для открытия и закрытия устьиц.

Грибковые клетки

Клетки грибов похожи на клетки растений и животных в том, что они имеют ядро, клеточную мембрану, цитоплазму и митохондрии. Как и клетки растений, клетки грибов имеют клеточную стенку, но не из целлюлозы, а из хитина.

Бактериальные клетки

Клетки бактерий сильно отличаются от клеток животных, растений или грибов.У них нет таких органелл, как ядра, митохондрии или хлоропласты. Хотя у них есть рибосомы и клеточная стенка, они оба отличаются по структуре от рибосом и клеточных стенок в клетках выше. Однако у бактериальных клеток есть цитоплазма и клеточная мембрана. Одна из ключевых структур бактериальной клетки, о которой вам нужно знать, — это плазмида.

Плазмиды: Плазмиды представляют собой небольшие кольцевые участки ДНК, которые бактериальные клетки имеют в своей цитоплазме в дополнение к их большой кольцевой хромосоме.Плазмиды могут быстро реплицироваться и легко переноситься между бактериальными клетками. Вы узнаете больше о том, как мы используем эти плазмиды в теме генной инженерии.

Естественные науки 9 класс

Теперь, когда вы узнали все о различных клетках, готовы ли вы увидеть их собственными глазами?

Наблюдение за клетками под микроскопом

Этот раздел о микроскопии предназначен в качестве введения, так как учащиеся должны будут уметь использовать микроскопы позже в этой главе, а также, если они продолжат изучение наук о жизни в Gr.10. Научиться пользоваться инструментом — очень хороший навык. В гр. 10 Науки о жизни учащиеся более подробно рассмотрят различные типы микроскопов. Здесь кратко упоминаются только световой и электронный микроскопы.

Вы когда-нибудь пользовались микроскопом? Микроскопы — это инструменты, которые используются для просмотра и изучения объектов, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Со времен наблюдений Гука микроскопы прошли большой путь развития. Сегодня у нас есть невероятно мощные микроскопы, называемые электронными микроскопами, которые используют электроны вместо света для наблюдения за очень мелкими деталями — даже такими маленькими, как один столбик атомов!

Учащиеся познакомились бы с атомом на гр. 8 Matter and Materials и, возможно, раньше. Атом — строительный блок всей материи. Возможность визуализировать столбцы атомов под просвечивающим электронным микроскопом показывает, насколько эти инструменты чрезвычайно мощны и имеют высокое разрешение. Полезный сайт для получения информации о микроскопии: http://micro.magnet.fsu.edu/primer/

Если в вашей школе нет микроскопов, попробуйте построить их с помощью учащихся! Если бы Роберт Гук мог сделать это без чудесных технологических чудес, которые есть в нашей жизни сегодня, то можем и мы! http: // www.scienceinschool.org/2012/issue22/microscope или http://science.howstuffworks.com/light-microscope1.htm

В качестве альтернативы можно организовать посещение школы, где есть микроскопы, и поработать вместе с учащимися в этой школе, или организовать время, когда учащиеся вашей школы могут использовать оборудование, когда лаборатория не используется.

Прежде чем мы начнем работать с микроскопами, давайте взглянем на различные части базового светового микроскопа и меры предосторожности, которые необходимо соблюдать при использовании этого оборудования.

Микроскоп позволяет увидеть в образцах детали, которые нельзя увидеть невооруженным глазом. Изображение, которое вы видите, должно быть:

• Хорошо освещенный, достаточно света, чтобы увидеть образец
• хорошо сфокусирован
• контрастирует с окружающей средой, чтобы четко видеть детали

Следующее изображение объясняет различные части светового микроскопа и их назначение.

При использовании микроскопа обязательно соблюдайте следующие меры безопасности:

1. Есть особый способ переноски микроскопа: одна рука поддерживает основание, а другая держит рамку микроскопа.
2. Положите его на устойчивую, горизонтальную и четкую стойку.
3. Перед использованием микроскопа очистите линзы специальной бумагой для линз. Не касайтесь линз пальцами! Убедитесь, что столик и слайды чистые.
4. При работе со слайдами не используйте сломанные или потрескавшиеся слайды и держите покровные стекла за края.
5. При фокусировке на цели:
   • Плавная и медленная фокусировка
   • Будьте осторожны с объективами и не царапайте их
6. Когда вы закончите:
   • Всегда ставьте объектив с самым низким увеличением на место перед хранением микроскопа.
   • Перед тем, как все убрать, убедитесь, что предметный столик и предметные стекла чистые.
   • Всегда храните микроскоп в коробке или накрытой суперобложкой, чтобы пыль не оседала на линзах.

Чтобы рассмотреть клетки под микроскопом, нам нужно сделать и подготовить нечто, называемое образцом на предметном стекле .

Образец — это небольшая часть или срез, или пример организма, который мы хотим исследовать. Когда мы рассматриваем образец под микроскопом, он должен пропускать свет через образец, чтобы мы могли его увидеть.Поэтому нам необходимо подготовить образец и нарезать очень тонкие срезы менее 0,5 мм. Затем образцы помещают на предметное стекло.

Мы можем подготовить образцы или образцы на предметном стекле, используя следующие различные методы:

• мокрое крепление — хорошо для наблюдения за живыми организмами и особенно используется для водных проб

• сухое крепление — хорошо для наблюдения за волосами, перьями, зернами пыльцы или пылью

• мазки часто состоят из крови или слизи, которые размазывают по предметному стеклу и дают высохнуть перед их наблюдением.

• красителей добавляют к мокрым или сухим образцам путем капания красящих химикатов на образцы, таких как раствор йода, метиленовый синий или кристаллический фиолетовый. Мы используем окрашивание, чтобы улучшить цветовые контрасты на слайде.

Видео по изготовлению слайда с мокрым креплением.

Мы можем использовать воду, рассол (соленую воду), глицерин или иммерсионное масло для влажных креплений.

Это дополнительная деятельность .Это необязательно и в этом нет необходимости. Однако, если у вас нет микроскопов для работы в Gr. 9 уровень, это дает возможность получить некоторый опыт работы с микроскопами и устранения неполадок, фактически не используя настоящий.

ИНСТРУКЦИЯ:

Внимательно изучите это изображение клеток лука, окрашенных в синий цвет. Оцените это изображение с точки зрения резкости, света и контрастности, видимых на фотографии.

Учащимся необходимо объяснить, что изображение резкое и сфокусированное, что на образец попадает достаточно света и что контраст явно хорошо достигается, чтобы показать структуры клеток.

Те же самые луковые клетки просматривали под микроскопом, который не был должным образом отрегулирован, и были сделаны следующие фотографии. Определите, что не так с фотографией по сравнению с тем, что указано выше.

Учащиеся могут поспорить с последним изображением о контрасте, поскольку это довольно сложно понять, поэтому вам, возможно, придется объяснить им ответ. Разница между яркостью и темнотой заключается в том, что яркость относится к тому, насколько светлым или темным является изображение, тогда как контраст относится к разнице в освещении между различными областями образца.

Перед тем, как начать это упражнение, вы можете спросить своих учеников, почему они думают, что вы собираетесь делать мокрые крепления, а не другие типы крепления, и какие преимущества дает использование жидкости. Проведите это обсуждение в классе и предложите учащимся делать заметки либо в отдельной записной книжке, либо на полях в рабочей тетради. Мы используем жидкость, потому что:

• Жидкость помогает поддерживать образец — помните, в нашем случае это будет всего несколько ячеек, поэтому их будет довольно легко повредить.
• Предметное стекло будет иметь специальное покровное стекло поверх образца. Когда мы используем жидкость, она заполняет пространство между образцом на предметном стекле и покровным стеклом.
• Жидкость позволяет свету проходить через предметное и покровное стекло.
• Жидкость предотвращает высыхание или сдувание образцов.
• Если мы используем краситель вместо воды, краситель позволяет клеточным структурам и органеллам (клеточным мембранам и ядрам) заметно выделяться, позволяя нам легко их видеть.

Существует особый способ подготовки слайдов для просмотра под микроскопом. Вы очень часто будете использовать эту технику в науках о жизни для изучения образцов.

Это задание покажет учащимся, как приготовить клетки лука поэтапно, а затем предложит им подготовить свои собственные клетки щеки (используя палочку для мороженого или свой собственный ноготь для сбора), чтобы изучить их в микроскоп.

Очень важно: Убедитесь, что учащиеся используют чистые стерильные палочки и не используют их повторно и не обменивают.

Если у вашего класса нет доступа к микроскопу, учащиеся могут попрактиковаться в приготовлении влажной оправы, а затем изучить изображения в конце упражнения.

МАТЕРИАЛЫ:

• лук
• скальпель или нож
• рассекающая игла
• пинцет
• предметные стекла
• покровные стекла
• капельница
• папиросная бумага или фильтровальная бумага
• вода дистиллированная
• Раствор йода
• световой микроскоп

Оценка риска: У некоторых людей аллергия на йод и / или моллюсков.Если у учащихся есть аллергия на йод или моллюсков, НЕ используйте раствор йода для окрашивания образцов. Метиленовый синий и кристаллический фиолетовый вредны и могут вызывать раздражение. Избегайте контакта с кожей.

ИНСТРУКЦИЯ :

Работать нужно будет довольно быстро, так как луковые клетки засохнут!

Шаг 1: Подготовьте микроскоп и предметные стекла, как описано в приведенных выше методах безопасности.

Шаг 2: Нарежьте лук острым ножом или скальпелем на блоки размером около 1 см.

Шаг 3: С помощью щипцов оторвите или снимите небольшой кусочек очень тонкого мембранного эпидермиса, выстилающего один из внутренних слоев лука.

Шаг 4: Поместите каплю раствора йода на предметное стекло.

Шаг 5: Поместите мембрану прямо в каплю на предметном стекле.

Шаг 6 : Осторожно опустите покровное стекло под углом на луковые клетки.Поднимите покровное стекло с помощью препаровальной иглы и осторожно опустите стекло. Это предотвращает попадание пузырьков воздуха под покровное стекло.

Если вы случайно захватили пузырек воздуха, осторожно нажмите на середину покровного стекла, чтобы удалить весь воздух, оставшийся от воздуха, используя препаровальную иглу, или капните немного дополнительной жидкости прямо у края покровного стекла.

Шаг 7: Сотрите излишки жидкости по краю покровного стекла папиросной бумагой или фильтровальной бумагой.

Шаг 8: Убедитесь, что линза объектива с наименьшим увеличением (это самая короткая линза) находится на одной линии с окуляром. Включите лампу или используйте зеркало, чтобы отразить свет на вашу сцену. Поместите подготовленное слайд на стол и закрепите его зажимами для столика.

Шаг 9 : На малом увеличении посмотрите сбоку и опустите линзу объектива чуть выше покровного стекла. Затем посмотрите в окуляр и используйте точную фокусировку, чтобы сфокусировать изображение.Просмотр вашего образца

Шаг 10: Увеличьте свои клетки, заменив линзу объектива на линзу с более высоким увеличением. Используйте только точную настройку фокуса для четкой фокусировки.

Шаг 11: Сделайте тщательные зарисовки ваших наблюдений в пространстве ниже и не забудьте пометить то, что вы видите. Добавьте заголовок, включающий образец, используемое пятно и увеличение.

Вы видели что-то подобное?

Теперь, когда вы подготовили слайды с образцами клеток лука, с помощью зубочистки осторожно соскоблите внутреннюю часть щеки, чтобы собрать щеки с помощью зубочистки или палочки для мороженого.Следуйте тем же инструкциям, что и выше, чтобы подготовить образец клеток щеки и просмотреть его под микроскопом. Нарисуйте и пометьте щечные клетки, которые вы рассматривали под микроскопом, в пространстве ниже.

Учащиеся должны осторожно почесать внутреннюю часть щек, чтобы собрать несколько щечных клеток, а затем протереть предметное стекло зубочисткой и покрыть его каплей воды. (Убедитесь, что учащиеся соскребают широкой стороной зубочистки, медленно и осторожно, чтобы не пораниться!) В качестве альтернативы учащиеся могут использовать старые деревянные палочки для мороженого.В капле воды, скорее всего, будет несколько щечных клеток. Увидеть щечные клетки в воде будет практически невозможно. Для цветового контраста клеток следует использовать краситель, а именно метиленовый синий или раствор йода. Эти клетки НАМНОГО меньше луковичных, и ученики могут сражаться за их поиск — ищите крошечные синие / желтые «хлопья», которые не лежат друг на друге, и увеличивайте небольшую группу из 3-4 клеток.

Вы видели что-то подобное?

Учащиеся должны уметь идентифицировать некоторые из следующих основных различий и сходств между луковичными и щечными клетками как:

• Клетки лука имеют толстую клеточную стенку и клеточную мембрану.Клетки животных имеют только клеточную мембрану.
• Клетки лука имеют правильную форму, тогда как щечные клетки имеют неправильную форму и кажутся более хрупкими.
• В клетках лука они могут заметить большую вакуоль, которая может быть не так заметна в клетках щеки. Щечные клетки не имеют вакуолей.
• И луковые, и щечные клетки имеют ядро ​​и ядерную мембрану.
• Обе клетки также имеют цитоплазму, и некоторые могут сказать, что видят внутри нее органеллы.

Это дополнительное задание , которое учащиеся могут выполнять вне класса, если у вас есть время.

Изобретение и усовершенствование микроскопов привело к невероятным открытиям в клетках (среди прочего) за последние 400 лет. Без микроскопов многие из известных нам сегодня микроскопических организмов никогда бы не были идентифицированы!

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Вы можете работать индивидуально или в группах для этой задачи.
2. Изучите историю и открытие световых и электронных микроскопов, а также способы их использования сегодня.
3. Создайте брошюру для местного музея науки, в которой вы расскажете посетителям об истории развития микроскопов.
4. Помните, что брошюра должна быть информативной, но не содержать слишком много текста.
5. Включите фотографии или рисунки.

Ячейки различаются по форме и размеру

• стволовые клетки
• дифференциация

Мы рассмотрели основные различия между растительными и животными клетками. Однако не все клетки растений и не все клетки животных одинаковы. Клетки в организме должны иметь разные формы и размеры, потому что они выполняют разные функции.

Посмотрите фото розы. Вы думаете, что клетки корней, стебля, листьев и лепестков розы выглядят одинаково?

Ячейки в разных частях розы должны выполнять очень специфические функции и, следовательно, иметь разные размеры и формы.

Ваше тело содержит большое количество специализированных клеток, то есть они выполняют разные функции. У них есть различия в своей структуре, что позволяет им выполнять разные функции. Мы говорим, что у них есть дифференцированных .

Вы помните, что мы кратко говорили о нервных клетках и эритроцитах в начале главы? Некоторые из них приведены в следующей таблице.

Стволовые клетки также собирают из пуповины при рождении и используют для исследований. Есть много этических проблем, связанных с исследованиями стволовых клеток. Как вы думаете?

Стволовые клетки

Стволовые клетки — это неспециализированные клетки, которые могут делиться и развиваться во множество различных типов специализированных клеток.Стволовые клетки удивительны, так как они могут делиться и размножаться, в то же время сохраняя способность развиваться в любой другой тип клеток. Эмбриональные стволовые клетки — это маленький клубок из 50-150 клеток, который формируется через 4-5 дней после зачатия. Эмбриональные стволовые клетки очень особенные, поскольку они могут стать абсолютно любой клеткой в ​​организме, например, клетками крови, нервными клетками, мышечными клетками или клетками мозга.

По этой причине ученые используют стволовые клетки для проведения исследований. Это дает много преимуществ, но есть также много противоречивых и этических вопросов, связанных с исследованиями стволовых клеток.

Вам интересно узнать об исследованиях стволовых клеток? Узнайте больше и откройте для себя возможности!

Программа не требует подробных сведений о стволовых клетках, но это захватывающая область науки, которая быстро развивается. Возможности использования технологии стволовых клеток могут захватить воображение и вдохновить учащихся. В качестве возможного дополнительного занятия предложите учащимся прочитать по теме исследования стволовых клеток. Затем они могут записать некоторые из основных моментов, а также написать о своем собственном мнении и чувствах по этой теме.Последний шаг — провести обсуждение в классе. Поощряйте каждого учащегося высказать свое мнение. Вы можете сделать это во время обсуждения в классе и разбить учащихся на группы или просто обойти класс и спросить у каждого учащегося их мнение и почему.

Кроме того, вы можете поделиться с учащимися следующими интересными возможностями. В будущем с помощью стволовых клеток можно будет лечить множество различных заболеваний, например:

• некоторые виды рака (например, лейкемия, рак крови)
• сахарный диабет (когда клетки, вырабатывающие гормон (инсулин), контролирующий уровень сахара в крови, разрушаются и больше не работают)
• Травмы и паралич позвоночника
• Повреждение органа, требующее пересадки органа
• генетические заболевания
• дегенеративные заболевания (например, болезнь Паркинсона, при которой нейроны в области произвольных движений мозга умирают)

В качестве альтернативы, если невозможно найти ресурсы или если терминология исследования стволовых клеток слишком сложна, это видео о стволовых клетках объясняет, что такое разные стволовые клетки, какова их нормальная роль в нормальном организме, а также объясняет некоторые потенциальные применения Технология стволовых клеток .

Микроскопические и макроскопические организмы

Убедитесь, что учащиеся понимают разницу между микроскопическими и макроскопическими, а также одноклеточными (одноклеточными) и многоклеточными (многоклеточными) организмами. Микроскопические организмы слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Макроскопические организмы можно увидеть невооруженным глазом. Одноклеточные организмы состоят из одной клетки, многоклеточные — из многих клеток. Учащиеся могут легко запутаться и подумать, что все микроскопические организмы одноклеточные, но это не так! Есть много многоклеточных организмов, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть.

Мы только что рассмотрели специализированные клетки внутри организмов. Организмы, которые мы обсуждали, растения и животные, состоят из множества клеток. В вашем теле миллионы клеток! Знаете ли вы, что есть некоторые организмы, которые состоят только из одной клетки? У нас есть много различных специализированных клеток, которые выполняют различные функции в нашем теле, тогда как в одноклеточном организме все функции, которые он выполняет, выполняются в этой одной клетке. Мы можем проводить различие между организмами, состоящими из одной клетки ( одноклеточных r) и организмами, состоящими из многих клеток ( многоклеточных r).

Микроскопический и макроскопический определяют, можно ли увидеть организм невооруженным глазом, а одноклеточные и многоклеточные относятся к количеству клеток, имеющихся в организме.

Микроскопические организмы

Мы называем одноклеточные организмы, которые можно увидеть только с помощью микроскопа, микроскопических организмов . Есть много одноклеточных микроскопических организмов. Взгляните на изображения.

Пресноводные амебы и

Макроскопические организмы

В отличие от микроскопических одноклеточных организмов, макроскопических организмов видны невооруженным глазом и состоят из множества клеток.Макроскопические организмы могут иметь несколько клеток, работающих вместе, или триллионы клеток, которые образуют более крупные организмы.

Организация клеток макроскопических организмов

При преподавании этого раздела вы можете рассматривать пример школы как «живой организм», в котором:

• Каждый учащийся представляет собой отдельную ячейку, работающую самостоятельно в команде.
• Классы формируются из групп учащихся = ткани
• Оценки формируются из групп классов = органы
• The Gr.7-9 и гр. 10-12 рассматриваются как фазы GET и FET, таким образом, фаза = система органов
• Все фазы работают вместе в школе = организм

В микроскопических одноклеточных организмах отдельная клетка должна выполнять все жизненные процессы для этого микроскопического организма.

Так что насчет клеток в макроскопических организмах, состоящих из множества клеток? Мы уже узнали о специализированных клетках макроскопических организмов, поэтому мы знаем, что не все клетки выполняют все процессы — они специализированы для выполнения определенной функции.

Специализированные клетки, выполняющие определенную функцию, группируются вместе, образуя ткань . Например, мышечные клетки будут группироваться вместе, чтобы сформировать мышечную ткань, эпителиальные клетки будут группироваться вместе, чтобы сформировать кожу, а нервные клетки будут группироваться вместе, чтобы сформировать мозг и нервы.

Группы тканей, которые работают вместе, образуют органов . Подумайте, например, о желудке — он состоит из множества различных специализированных клеток, которые образуют мышечную ткань, заставляя ее сокращаться, и эпителиальной ткани (состоящей из специализированных эпителиальных клеток), которая выстилает внутреннюю часть желудка и производит слизь.

Когда органы работают вместе, мы говорим, что они образуют систем или систем органов . В вашем теле существует множество различных систем, в которых определенные органы работают в тесном взаимодействии, чтобы ваше тело функционировало. Взгляните на следующую диаграмму, которая показывает, как клетки организованы в ткани в желудке, которые являются частью пищеварительной системы человека (организма).

Все системы работают вместе, образуя организм . Мы рассмотрим некоторые из этих систем позже в этом семестре.

Вы заметили поля VISIT на полях, которые содержат ссылки? Вам просто нужно ввести всю эту ссылку в адресную строку вашего интернет-браузера на вашем ПК, планшете или мобильном телефоне и нажать ввод, например:

Он направит вас на наш веб-сайт, где вы можете посмотреть видео или посетить веб-страницу в Интернете. Будьте любопытны и узнайте больше онлайн на нашем сайте!

Обучение клеточным структурам с помощью игр

ВВЕДЕНИЕ

Студенты, поступающие в колледж, обычно хорошо знакомы с основополагающими концепциями структуры эукариотических клеток, такими как названия, расположение и функции органелл.В Алабаме учащиеся впервые знакомятся с клеточной структурой в седьмом классе и получают непрерывное и углубленное изучение на последующих курсах естественных наук, включая обязательный урок биологии в средней школе.

Однако, по моему опыту, студенты не запоминают эти базовые концепции, когда попадают в класс биологии в бакалавриате. Память учеников, которые это делают, чаще всего состоит из серии широко распространенных аналогий, таких как «ядро — это мозг клетки» или «митохондрия — это электростанция клетки.»Когда я настаиваю на том, чтобы студенты объяснили значение этих аналогий, они не могут, что демонстрирует механическое запоминание, а не подлинное понимание со стороны студентов. Однако студенты должны иметь твердое представление о клеточной структуре и роли органелл в надлежащем состоянии. функции клеток до того, как мы сможем ожидать, что они столкнутся с более сложными концепциями, такими как специализация клеток в тканях или заболевания, вызванные клеточной дисфункцией.

Я и другие опубликовали различные подходы к изучению клеточной структуры на вводных курсах биологии для студентов.Однако большинство этих методов предназначены для содействия более высокому уровню понимания и предполагают, что учащиеся уже усвоили базовые концепции. Например, и «Клетка: библиотека изображений», и «Клеточный инженер / детектив» нацелены на то, чтобы помочь студентам установить связь между клеточной структурой и функцией клетки, но ожидают, что студенты будут входить в упражнения с существующим пониманием идентичности и функции органелл (1 , 2). Методы, которые действительно направлены на то, чтобы помочь студентам получить более базовые знания, включают либо традиционные лекции, которые в значительной степени неэффективны, либо отнимают много времени.Например, Lazarowitz и Naim описывают подход с использованием трехмерного моделирования, но для его выполнения требуется несколько уроков и лабораторных занятий в течение нескольких недель (3). Такой график просто не способствует изучению курса, не относящегося к специальности.

Моя цель при составлении представленного здесь урока состояла в том, чтобы заполнить пробелы, описанные выше, — разработать упражнение, которое обучает основополагающим концепциям клеточной структуры студентов-биологов таким образом, чтобы вовлекало и могло реально быть завершено в течение одного урока.Для достижения этой цели я адаптировал две распространенные и простые в освоении игры — часть этого урока Pictionary®. и Bingo — для описания терминологии и моделей структур эукариотических клеток.

Обучающие игры особенно эффективны для вовлечения и мотивации учащихся, создания позитивной атмосферы в классе и повышения общей успеваемости учащихся (4). Инструкторы по естествознанию разработали игры для обучения всему, от научного процесса до аэробного дыхания и потенциалов действия (5-7).Что касается обучения студентов основам клеточной структуры, я нашел игры особенно привлекательными, потому что они могут привлечь большую группу студентов с широким спектром компетенций. Поскольку студенты поступают на вводные курсы биологии с разным уровнем знаний о клеточных структурах, игры — это способ удержать более продвинутых учеников от скуки, помогая при этом быстрее освоить менее подготовленных учеников. Кроме того, поскольку Pictionary® и Bingo довольно хорошо известны и относительно просты в освоении, мне не нужно тратить много времени в классе, обучая учащихся игре, помогая игре укладываться в отведенный период времени.

ЦЕЛЕВАЯ АУДИТОРИЯ

Я разработал этот урок для вводных курсов биологии бакалавриата. Первоначально я разработал и протестировал упражнения в моем небольшом государственном гуманитарном институте в рамках своего курса «Принципы биологии», который представляет собой класс из 30 преимущественно ненаучных специальностей. Однако этот урок также использовался в качестве обзорного мероприятия для других курсов биологии, включая вводный курс биологии для естественнонаучных дисциплин и курс клеточной биологии младшего уровня.

НЕОБХОДИМОЕ ВРЕМЯ ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ

Как написано и разработано, этот урок можно пройти за 75 минут урока: 30 минут для игры в Cell Pictionary®, 20 минут для игры в Cell Bingo и 25 минут для переходов и викторины на выход.Тем не менее, это время можно легко отрегулировать в соответствии с различными временными рамками.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗНАНИЯ СТУДЕНТОВ

Студенты должны иметь базовые знания о форме, структуре и функциях обычных органелл эукариотических клеток.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗНАНИЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

Преподаватели должны иметь базовые знания о форме, структуре и функциях обычных органелл эукариотических клеток.

НАУЧНОЕ ПРЕПОДАВАНИЕ ТЕМ

АКТИВНОЕ ОБУЧЕНИЕ

В этом уроке игровое обучение используется в качестве стратегии активного обучения для закрепления представлений о структуре и функциях эукариотических клеток.Студенты взаимодействуют с материалом во время игры в стиле Pictionary®, рисуя органеллы или основные клеточные процессы, чтобы их товарищи по команде могли угадать. Учащиеся, которые делают предположения во время этой части игры, должны визуализировать то, что рисуется, чтобы определить личность. Во время игры в стиле бинго учащиеся должны связать определения или функции клеточных структур или процессов с терминами, которые присутствуют на их игровых карточках.

ОЦЕНКА

Студенты были случайно оценены во время урока путем отслеживания успеваемости во время игр.Для формирующей оценки целей обучения учащиеся заполняли викторину с низкими ставками сразу после завершения урока. Для итоговой оценки целей обучения студенты ответили на набор вопросов, связанных с клеточной структурой и функцией, на экзамене, который проводился через 2 недели после завершения урока. Качественная обратная связь была также собрана в ходе неформальных дискуссий со студентами после завершения задания.

ИНКЛЮЗИВНОЕ ОБУЧЕНИЕ

Благодаря адаптации широко знакомых игр этот урок предоставляет учащимся общую основу, вокруг которой они могут строить свое обучение, и с самого начала ставит учащихся на более равный уровень.Кроме того, знакомство обеспечивает личную значимость, которая, как было показано, улучшает обучение, независимо от происхождения учащегося (8). Однако не все студенты могут быть знакомы с этими играми, особенно иностранные студенты. Эти игры, как правило, просты в освоении, а работа в команде может ускорить процесс обучения. Команды также полезны для помощи инструкторам в максимальном разнообразии, заполняя команды студентами из разных слоев общества. Кроме того, командный и мультимодальный подходы этого урока позволяют учащимся использовать разнообразие в своих командах во время игры, т.е.е. Студенты-художники могут нести ответственность за рисование во время Cell Pictionary®, если захотят.

ПЛАН УРОКА

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА

ДЛЯ СТУДЕНТОВ

За несколько дней до занятия попросите учащихся прочитать о структуре и функциях клеток, отвечая на вопросы Руководства по чтению (Вспомогательный файл S1: Игры со структурой клеток — Руководство по чтению). Мои студенты читают главу 3: Структура и функции клеток в открытом учебнике Концепции биологии (9).Перед завершением задания учащиеся должны уметь определять следующие термины: клеточная стенка, хлоропласт, реснички, цитоплазма, цитоскелет, эндоплазматический ретикулум, жгутики, аппарат Гольджи, лизосома, митохондрии, ядро, пероксисома, плазматическая мембрана, рибосома, везикула, вакуоль. , активный транспорт, эндоцитоз, экзоцитоз, облегченная диффузия, осмос, пассивная диффузия, гипотонический, гипертонический и изотонический.

ДЛЯ ИНСТРУКТОРА

Распечатайте игровые карты (вспомогательный файл S2: Игры со структурой клеток — игровые карты) и вырежьте их.Эти карты будут использоваться как для Cell Pictionary®, так и для Cell Bingo. Я печатал на карточках, чтобы карточки были более прочными и их можно было использовать в нескольких играх. Вы можете сложить карты так, чтобы термины на картах не были видны, и поместите все карты в миску или корзину.

Распечатайте доски для бинго ячеек (вспомогательный файл S3: игры со структурой ячеек — доски ячеечного бинго). Файл содержит 10 различных игровых карт. Я напечатал доски на карточках и ламинировал их, чтобы ученики могли отмечать квадраты во время игры с помощью маркеров сухого стирания.Таким образом, ошибки можно было легко стереть, а доски можно было использовать повторно.

Распечатайте страницу определений (вспомогательный файл S4: игры со структурой клеток — страница определений). Эти определения адаптированы из Concepts of Biology (9), но могут быть изменены для отражения определений из учебника, адаптированного для вашего конкретного класса. Я поместил этот лист внутрь защитного футляра, чтобы можно было использовать маркер сухого стирания, чтобы отметить термины, которые используются во время Cell Bingo.

В КЛАССЕ

НАЗНАЧЕНИЕ КОМАНД

Когда ученики приходят в класс, разделите их поровну на команды.Размер команд и то, как они отбираются, во многом зависит от размера класса и предпочтений инструктора. Я разделил своих учеников на группы по три человека, так как это позволит одному ученику рисовать во время Cell Pictionary®, а два оставшихся ученика в команде могут поддерживать друг друга в определении того, что рисуется.

Перед началом игры дайте командам несколько минут, чтобы они представились друг другу. Я также посоветовал своим ученикам придумать название команды, которое они написали на плакате, помещенном перед ними.Это позволяло мне легко отслеживать очки во время игр.

УЧЕБНОЕ ЗАДАНИЕ № 1: CELL PICTIONARY®

Перед началом игры определите порядок, в котором будут играть команды. У каждой команды будет одна минута на игру в свой ход. Полезно, чтобы игрок, не входящий в состав команды жеребьевки, выполнял функции хронометриста. Команды должны выбрать одного участника, который будет выступать художником в команде. Эта роль может меняться между игроками, если команда того пожелает, но только на последующих ходах.

Художник первой команды выходит из класса.Он / она выбирает игровую карту (вспомогательный файл S2: игры с клеточной структурой — игровые карты) из корзины и смотрит на нее. После просмотра карты запустите минутный таймер. Художник рисует структуру или схему процесса, соответствующую термину на игровой карте, на классной доске, чтобы класс мог их увидеть. Члены коллектива художника пытаются угадать термин по рисунку. Художник не может говорить или двигаться с членами команды, а также использовать слова или числа в своем рисунке. Если члены команды угадают срок до истечения одной минуты, исполнитель может выбрать другую игровую карту и повторить процесс.Это продолжается до тех пор, пока не сработает таймер. Команда получает одно очко за каждый правильно угаданный термин.

Если команда неправильно угадала термин, когда срабатывает таймер, позвольте другим командам угадали. Если другая команда может правильно назвать термин, присудите этой команде очко.

Перед тем, как игра перейдет к следующей команде, обсудите с классом условия раунда игры. Попросите учащихся определить термин или вы можете дать определение на странице определений (вспомогательный файл S4: игры с клеточной структурой — страница определений).Вы также можете посоветовать студентам просмотреть соответствующую диаграмму, изображающую термин в учебнике курса.

Перейдите к следующей команде и повторите процедуру, снова предоставив одну минуту для игры. Игра может продолжаться столько, сколько позволяет время. В моем классе каждая из 10 команд смогла сыграть дважды в течение 30 минут, которые я отводил на это задание.

ПЕРЕХОД МЕЖДУ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ

В качестве перехода между учебными занятиями кратко опишите, что студенты только что сделали и почему, а затем предложите предварительный вариант того, что вы будете делать дальше.Также полезно предоставить учащимся обновленные оценки во время этого перехода, если вы не отображаете оценки на доске, поскольку конкуренция увеличивает вовлеченность (10).

Подводя итог игре Cell Pictionary®, объясните учащимся, что способность визуализировать особенности клетки, как это требовалось в игре, важна по ряду причин. В частности, расположение органелл внутри клетки часто связано с функцией этой органеллы. Например, эндоплазматический ретикулум, отвечающий за модификацию белков, будет отправлять белки в аппарат Гольджи после модификации, чтобы их можно было отсортировать и отправить в конечные пункты назначения внутри клетки.Из-за функциональных связей между этими органеллами они обычно расположены в непосредственной близости друг от друга внутри клетки. С другой стороны, функция и / или дисфункция клеток часто отражаются на структуре клеток. Например, клетки с высокой потребностью в энергии, такие как мышечные клетки, будут иметь в своей цитоплазме значительно больше митохондрий, чтобы обеспечить клетки адекватным количеством АТФ. Следовательно, способность распознавать клеточные структуры поможет понять функцию клеток и / или органелл (дис).

Чтобы предварительно просмотреть игру Cell Bingo, объясните учащимся, что понимание функции клеточных органелл также важно. Чтобы учащиеся могли хорошо работать в Cell Bingo, они должны уметь сопоставить словесное описание определения термина с правильным термином.

УЧЕБНОЕ ЗАДАНИЕ № 2: CELL BINGO

Раздайте доску Cell Bingo (Вспомогательный файл S3: Cell Structure Games — Cell Bingo Board) и маркер сухого стирания каждой команде. Снова сложите и верните все игровые карты в корзину и хорошо перемешайте.

Объясните студентам правила. Вы (инструктор) вытащите карточку из корзины. Вместо того, чтобы читать термин на карточке, вы прочтете определение термина. Затем студенты будут работать в команде, чтобы определить термин и определить, присутствует ли он на доске Cell Bingo их команды — не все термины присутствуют на всех досках. Чтобы выиграть игру, команде необходимо получить четыре члена подряд по вертикали, горизонтали или диагонали. На каждой доске также есть свободное место, которое можно использовать вместо одного из четырех терминов подряд.

Начните игру, вытащив свою первую игровую карту из корзины. Прочтите определение со страницы определений. Отметьте термин на странице определений, чтобы помочь вам быстро определить, какие термины были названы. Продолжайте рисовать карточки и читать определения, пока первая команда не вызовет Cell Bingo. Попросите эту команду перечислить четыре термина своего Бинго и дать определения. Убедитесь, что термины и определения верны. Если нет, исправьте ошибки и продолжайте игру, пока следующая команда не вызовет Бинго.Если термины и определения точны, команда побеждает в раунде и получает четыре очка.

Попросите все команды стереть свои доски Cell Bingo бумажным полотенцем или тряпкой и начать игру снова. Игра может продолжаться столько, сколько позволяет время. В моем классе мы смогли пройти два полных раунда Cell Bingo за 20 минут, которые я выделил для этого упражнения.

РЕЗЮМЕ И ОЦЕНКА ПОСЛЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

После завершения игры Cell Bingo потратьте несколько минут, чтобы еще раз подвести итог важности способности распознавать структуры клеток и определять их функции внутри клетки.Чтобы оценить результаты обучения учащихся по этому заданию, попросите учащихся выполнить один из опросов по структуре клеток (вспомогательные файлы S5: игры о структуре клеток — тест 1 и S6: игры о структуре клеток — тест 2). Эти тесты требуют от студентов определить органеллы в эукариотической клетке и определить функции органелл. После того, как учащиеся завершили тест, используйте ключи ответов (Вспомогательные файлы S7: Игры о структуре клеток — Ключ ответа в викторине 1 о структуре клеток и S8: Игры о структуре клеток — Ключ ответов в викторине 2 о структуре клеток), чтобы просмотреть ответы и ответить на любые вопросы студенты есть.

Завершите занятие, задав наводящий на размышления вопрос, чтобы открыть дверь для будущего обсуждения клеточной функции / дисфункции. Например, вы можете объяснить студентам, что не все клетки в организме выглядят и функционируют одинаково, а затем попросите студентов подумать, как структура клетки, ответственной за сокращение мышц, может отличаться от структуры клетки, ответственной за производство белка. и секреция. Такая линия вопросов могла бы обеспечить отличный переход к ранее опубликованному уроку Cell Engineer / Detective, активному подходу к обучению, разработанному, чтобы проиллюстрировать прямую связь между клеточными структурами и их функциями (2).

УЧЕБНАЯ ДИСКУССИЯ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ

Этот урок был разработан и опробован в рамках одного раздела BIO 100 Principles of Biology в осеннем семестре 2018 года. Учащиеся прошли один из тестов на структуру клеток (Дополнительный документ S5: Игры о структуре клеток — Тест на структуру клеток 1) в начале урока, после прочтения заданного материала, но перед началом урока. Затем учащиеся прошли вторую викторину по структуре клеток (Дополнительный документ S6: Игры по структуре клеток — Тест по структуре клеток 2) после завершения урока.Ни один из ответов викторины не обсуждался до завершения второй викторины. Как показано на Рисунке 1, средний балл за викторину вырос с 53% правильных ответов в викторине перед уроком до 60% правильных ответов в викторине после урока. Хотя это и не подтверждено статистически, данные свидетельствуют о том, что учащиеся лучше понимают структуру клеток после занятия, чем раньше.

Учеба студентов также оценивалась через две недели после урока на семестровом экзамене. Экзамен содержал десять вопросов с несколькими вариантами ответов, которые были напрямую связаны с целями этого урока (Вспомогательный документ S9: Игры о структуре клеток — Экзаменационные вопросы).Средний процент правильных ответов на эти вопросы составил 82%, как показано для экспериментальной группы на Рисунке 2. Сопоставимые вопросы были включены в экзамены в шести разделах курса, которые я преподавал ранее с использованием более традиционного подхода к лекциям. Данные из этих разделов были объединены. Как показано для контрольной группы на Рисунке 2, средний процент правильных ответов в предыдущих семестрах составлял 73%, что было значительно ниже, чем при обучении клеточным структурам с помощью игр.Эти данные подтверждают использование этих мероприятий вместо традиционных лекций для содействия обучению студентов.

В дополнение к этим количественным измерениям, была получена качественная обратная связь, когда учащиеся спрашивали об их восприятии деятельности. Все студенты согласились с тем, что игры были более увлекательными, чем традиционная лекция, и большинство студентов считали, что игры улучшили их понимание клеточных структур. Один студент прокомментировал: «Я думал, что знаю, что это за части, но я застыл, когда мне нужно было их нарисовать.Думаю, я знал их не так, как я думал ». Когда игра была использована в качестве обзора для моего младшего класса клеточной биологии, студенты не хотели прекращать игру и попросили одолжить материалы для использования во время неформальной встречи. Учебная сессия после урока. Один студент заметил: «Я закатил глаза, когда вы сказали, что мы собираемся сыграть в игру. Я был удивлен, что это было действительно весело ».

АДАПТАЦИИ

Вы можете рассмотреть возможность проведения одной из викторин по структуре клеток (вспомогательные документы S5: Игры по структуре клеток — Тест по структуре ячеек 1 и S6: Игры по структуре клеток — Тест по структуре ячеек 2) до начала урока, в котором будет проводиться урок.Это поможет вам и ученикам оценить свое понимание структуры и функции клеток до начала урока.

Хотя этот урок был разработан в классе с 30 учениками, я считаю, что его можно легко масштабировать для больших классов. Команды могли быть увеличены с трех до пяти игроков и вмещали до 50 студентов. Команды с более чем пятью игроками, вероятно, будут ограничены в количестве значимого взаимодействия между товарищами по команде во время игры, и всем игрокам будет сложно увидеть доску Cell Bingo Board.В подходящем месте классы с численностью учащихся более 50 человек можно разделить на две отдельные группы, и игры можно будет проводить параллельно, хотя для этого может потребоваться поддержка помощников преподавателей.

Хотя было показано, что конкуренция сама по себе увеличивает вовлеченность студентов (3), предложение некоторого вознаграждения для команд-победителей может еще больше способствовать вовлечению студентов и их поддержке. Во время пилота я награждал членов команды, занявшей первое место, бонусными баллами за экзамен. Студенты моего класса знали, что это было поставлено на карту, еще до начала урока.

Также было отмечено, что некоторые термины, в частности процессы и условия (например, эндоцитоз, гипертонус), было труднее рисовать учащимся во время части игры Cell Pictionary®. Было бы полезно убрать эти термины из игры в начале игры и добавить их после первого раунда игры. Это может позволить учащимся немного разогреться и сориентироваться в правилах игры.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

S1. Игры с клеточной структурой — Руководство по чтению.Предоставляет основу для обучения студентов чтению, чтобы подготовить их к выполнению части этого урока в классе.

S2. Игры с клеточной структурой — Игровые карты. Содержит термины, разделенные на игровые карты, которые будут сложены и помещены в корзину для использования во время как Cell Pictionary®, так и Cell Bingo.

S3. Игры с клеточной структурой — Таблицы клеточного бинго. Содержит 10 уникальных игровых полей для использования во время Cell Bingo.

S4. Игры с клеточной структурой — страница определений. Содержит определение терминов, присутствующих на игровых картах, которые будут использоваться как в Cell Pictionary®, так и в Cell Bingo.

S5. Игры о структуре клеток — Викторина о структуре клеток 1. Содержит викторину, которую можно использовать для оценки результатов обучения учащихся на уроке.

S6. Игры о структуре клеток — Викторина о структуре клеток 2. Содержит альтернативную викторину, которую можно использовать для оценки результатов обучения учащихся на уроке.

S7. Игры о структуре клеток — Викторина о структуре клеток 1 Ключ ответов. Содержит ответы на тест по структуре ячеек 1 (вспомогательный документ S5).

S8. Игры о структуре клеток — Ответы на викторину 2 о структуре клеток.Содержит ответы на тест 2 по структуре ячеек (вспомогательный документ S6).

S9. Игры с клеточной структурой — экзаменационные вопросы. Содержит 10 вопросов с несколькими вариантами ответов, которые можно использовать для оценки результатов обучения учащихся на уроке. Правильные ответы отмечены звездочкой (*) рядом с выбранной буквой.

БЛАГОДАРНОСТИ

Я хотел бы поблагодарить всех студентов моего раздела «Принципы биологии» Университета Монтевалло, которые участвовали в пилотном проекте этого урока.Я также хотел бы поблагодарить студентов Университета Монтевалло, которые не участвовали в пилотном проекте этого урока, но вызвались сфотографироваться во время игры для этой статьи.

Pictionary® является товарным знаком и производится Hasbro / Milton Bradley.

История биологии: теория клетки и структура клетки — Биологическая энциклопедия

Автор фотографии: Russi & Morelli

Все живые организмы состоят из клеток, и все клетки возникают из других клетки.Эти простые и убедительные утверждения составляют основу ячейки. теория, впервые сформулированная группой европейских биологов в середина 1800-х годов. Эти идеи настолько фундаментальны для биологии, что их легко понять. забывайте, что они не всегда считались правдой.

Микроскоп Роберта Гука. Гук впервые описал клетки в 1665 году.

Ранние наблюдения

Изобретение микроскопа позволило впервые увидеть клетки.английский физик и микроскопист Роберт Гук (1635–1702) впервые описал клетки в 1665 году. Он сделал тонкие ломтики пробки и уподобил квадратные перегородки он наблюдал за кельями (комнатками) в монастыре. Открытые пространства Гук заметил, что они пусты, но он и другие предположили, что эти места могут использоваться для транспортировки жидкостей в живых растениях. Он не сделал предложения и дал нет никаких указаний на то, что он считал эти структуры основная единица живых организмов.

Марчелло Мальпиги (1628–1694) и коллега Гука, Неемия Грю (1641–1712) провел подробные исследования растительных клеток и установлено наличие клеточных структур по всему телу растения. Грю сравнил клеточные пространства с пузырьками газа в поднимающемся хлебе и предположили, что они могли образоваться в результате аналогичного процесса. Наличие клеток в животной ткани было продемонстрировано позже, чем в растениях, потому что тонкие срезы, необходимые для просмотра под микроскопом, сложнее для подготовки тканей животных.Преобладающая точка зрения Гука современников было, что животные состояли из нескольких типов волокон, различные свойства которых объясняют различия между ткани.

В то время практически все биологи были убеждены, что организмы существуют. состоит из некоторого типа фундаментальной единицы, и именно эти «атомистические» предубеждения, которые заставили их искать такие единицы измерения. Хотя усовершенствования в микроскопии улучшили их наблюдения, они лежало в основе убеждение, что существует некая фундаментальная подструктура это сделало микроскоп излюбленным инструментом для изучения жизни.

В 1676 году голландский микроскопист Антоний ван Левенгук (1632–1723) опубликовал свои наблюдения одноклеточных организмов, или «мало анималкулы «, как он их называл. Вероятно, Левенгук был первый человек, наблюдающий за эритроцитом и сперматозоидом. Левенгук сделал многочисленные и подробные наблюдения за его микроорганизмами, но больше прошло более ста лет, прежде чем была установлена ​​связь между очевидно клеточная структура этих существ и наличие клеток у животных или растений.

Развитие клеточной теории

В 1824 году француз Анри Милн-Эдвардс предложил основную структуру всех тканей животных представлял собой набор «глобул», хотя его требование единого размера этих глобул ставит под сомнение точность его наблюдений. Анри Дютроше (1776–1847) создал связь между растительными и животными клетками явная, и он предложил что клетка была не только структурной, но и физиологической единицей: «Совершенно очевидно, что он составляет основную единицу организованной государственный; действительно, все в конечном итоге происходит из клетки » (Харрис 1999, стр.29). Датроше предположил, что новые клетки возникают изнутри. старые, мнение, которое поддержал его современник Франсуа Распай (1794–1878). Распайль был первым, кто назвал одну из двух основных постулаты клеточной теории: Omnis cellula e cellula, что означает «Каждая клетка получена из другой клетки». Однако, несмотря на эту звонкую и известную фразу, предложенный им механизм генерация клеток была неправильной. Распайль был также основателем ячейки биохимия, эксперименты над химическим составом клетки и их реакция на изменение химической среды.

В 1832 году Бартелеми Дюмортье (1797–1878) из Франции описал «бинарное деление» (деление клеток) у растений. Он наблюдал формирование средней линии раздела между исходной ячейкой и новой ячейка, которая, как заметил Дюмортье, «кажется нам идеальным четкое объяснение происхождения и развития клеток, имеющее до сих пор оставались необъясненными »(Harris 1999, p. 66). наблюдения привели его к отказу от идеи, что новые клетки возникают изнутри. старые, или что они образуются спонтанно из неклеточного материала.В открытие деления клеток обычно приписывают Гуго фон Молю. (1805–1872), но Дюмортье продолжил его в этом отношении. Фон Моль придумал слово «протоплазма» для материала, содержащегося в сотовый.

Первое недвусмысленное описание клетки ядро был изготовлен чехом Францем Бауэром в 1802 году и получил свое название в 1831 году. Роберта Брауна (1773–1858) из Шотландии, которого больше всего помнят за открытие случайного «броуновского» движения молекул.В Первое точное описание ядрышка было сделано в 1835 году.

Шлейден и Шванн, которым обычно приписывают объяснение клеточная теория, оставила свой след в 1838 и 1839 годах. В 1838 году Маттаис Шлейден (1804–1881) предположили, что каждый структурный элемент растений состоит из клеток или продуктов клеток. Однако Шлейден настаивал на том, чтобы приоритетом для нескольких идей, которые не принадлежали ему, и придерживался идеи, что клетки возникают в результате процесса, подобного кристаллизации, либо внутри других клеток, либо извне, от чего Дюмортье отказался несколькими годами ранее.(В Защита Шлейдена, следует помнить, что рисунок неверен. выводы из ограниченных наблюдений — это риск, присущий науке, особенно при работе на границе новой области.)

В 1839 году немецкий товарищ Теодор Шванн (1810–1882) предположил, что и у животных каждый структурный элемент состоит из клеток или клеток. продукты. Вклад Шванна можно рассматривать как более новаторский, так как понимание строения животных отставало что растений.Кроме того, Шванн прямо заявил, что фундаментальные законы, управляющие клетками, были идентичны между растениями и животные: «Общий принцип лежит в основе развития всех отдельные элементарные субъединицы всех организмов »(Harris 1999, p. 102).

Отдельно стоит сказать о чехе Яне Пуркише. (1787–1869), или Пуркинье, как обычно называют его имя. Пуркинье была премьера цитолог своего времени, и один из самых влиятельных разработчиков клеточной теория.Он дал свое имя структурам по всему телу, включая Клетки Пуркинье мозжечка. На самом деле Пуркинье заслуживает большей части кредит, который обычно достается Шванну, поскольку в 1837 году он предложил не только животные состояли в основном из клеток и клеточных продуктов (хотя он осталось место для волокон), но также и то, что «основная клеточная ткань опять же явно аналогично растению »(Harris 1999, p. 92). К сожалению, Шванн не поверил Пуркинье в его влиятельном публикация.

Размножение и наследование

Несмотря на работу Дюмортье, истоки новых клеток остались спорный и запутанный. В 1852 году немец Роберт Ремак (1852–1865), опубликовал свои наблюдения о делении клеток, заявив, что категорически нельзя утверждать, что схемы генерации, предложенные Шлейденом и Шванн ошибался. Ремак, основываясь на своих наблюдениях за эмбрионами, заявил: вместо этого двойное деление было средством воспроизводства нового животного клетки.Эту точку зрения широко пропагандировал не Ремак, а Рудольф Вирхов. (1821–1902), к сожалению, без упоминания Ремака. Вирхов также обычно приписывают фразу Omnis cellula e cellula, указывая на важность деления клеток в создании новых клеток.

Понимание центральной важности хромосомы сильно отстали от своего открытия. В 1879 году Вальтер Флемминг (1843–1905) отметили, что хромосомы продольно расщепляются во время митоз (термин, который он ввел).Вильгельм Ру (1850–1924) предположил, что каждая хромосома несла различный набор наследственных элементов и предположил, что продольное расщепление, наблюдаемое Флеммингом, обеспечивает равное деление этих элементов. Эта схема была подтверждена в 1904 г. Теодор Бовери (1862–1915). В сочетании с новым открытием Грегора В статье Менделя 1866 года о наследственных элементах гороха эти результаты подчеркнули центральную роль хромосом в переносе генетических материал.Химическая природа гена была определена в серии исследований. экспериментов в течение следующих пятидесяти лет, кульминацией которых стало определение структура дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в 1953 году Джеймсом Уотсоном и Фрэнсис Крик.

Современные достижения

Современное понимание клеточной субструктуры началось с использования электронный микроскоп. Кейт Портер (1912–1997) был пионером в это поле и был первым, кто идентифицировал эндоплазматическая сеть и многие элементы цитоскелет .Взрыв знаний, вызванный усовершенствованием микроскопии, биохимия и генетика привели к глубокому пониманию клеточных структура и функция, о которых даже не мечтали первые биологи клетки.

Библиография

Харрис, Генри. Рождение клетки. Нью-Хейвен, Коннектикут: Издательство Йельского университета, 1999.

Магнер, Лоис Н. История наук о жизни, 2-е изд.Нью-Йорк: Марсель Деккер, 1994.

УИЛСОН, ЭДМУНД Б. (1865–1939)

Вильсон, ведущий клеточный биолог начала двадцатого века, описал: как оплодотворенная яйцеклетка делится на сотни клеток, чтобы сформировать эмбрион и какие части тела развиваются из каких клеток.