СУЧАСНА КЛІТИННА ТЕОРІЯ. ЦИТОТЕХНОЛОГІЇ

КЛІТИНА ЯК ЦІЛІСНА СИСТЕМА

УРОК 30. СУЧАСНА КЛІТИННА ТЕОРІЯ. ЦИТОТЕХНОЛОГІЇ

Цілі уроку: ознайомити учнів з основними положеннями сучасної клітинної теорії; розглянути досягнення і перспективи сучасних цитотехнологій.

Обладнання й матеріали: таблиці “Будова рослинної клітини”, “Будова тваринної клітини”, “Мітоз”, “Мейоз”.

Базові поняття й терміни: клітина, клітинна теорія, взаємодія клітин, диференціація клітин, стовбурові клітини.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань

і мотивація навчальної діяльності учнів

Питання для бесіди

1. Що таке метаболізм?

2. Які стадії можна виділити в енергетичному обміні?

3. Які основні процеси відбуваються під час пластичного обміну?

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

Основні положення сучасної клітинної теорії

1. Клітина є елементарною структурною одиницею живого (за винятком неклітинних форм життя). Існують два типи організації клітин – прокаріотичний та еукаріотичний.

2. Різні клітини схожі за будовою. Це обумовлено їх спорідненістю та схожістю функцій, які вони виконують. Різноманітність

клітин пов’язана з відмінностями прокаріотів та еукаріотів, різним способом життя одноклітинних організмів і функціональною спеціалізацією клітин багатоклітинних еукаріотичних організмів.

3. Клітина є цілісною системою. Усі клітини складаються з окремих компонентів, які спеціалізуються на виконанні певних функцій і мають властиву їм будову. Але будь-яка функція клітини є наслідком узаємоузгодженої роботи цих компонентів.

4. Клітини розмножуються шляхом поділу. Прокаріотам властивий бінарний поділ, а еукаріотам – мітоз і мейоз. Перед поділом у клітині відбувається реплікація ДНК.

5. Багатоклітинні організми є складними комплексами клітин, які об’єднані у тканини й органи.

Заповнення таблиці разом з учнями

Цитотехнології

Технологія	Галузь застосування і значення
Клітинна інженерія	Створення клітин нового типу на основі їх гібридизації, реконструкції і культивування. У вузькому значенні слова під цим терміном розуміють гібридизації протопластів або тваринних клітин, у широкому – різні маніпуляції з ними, направлені на розв’язання наукових і практичних задач. Є одним з основних методів біотехнології. Використовується для розв’язання теоретичних проблем у біотехнології, для створення нових форм рослин, що володіють корисними ознаками й одночасно є стійкими до хвороб
Гібридизація соматичних клітин	В основі методу лежить злиття клітин, унаслідок чого утворюються гетерокаріони, що містять ядра обох батьківських типів. Гетерокаріони, що утворилися, дають початок двом одноядерним гібридним клітинам. Таку штучну гібридизацію можна здійснювати між соматичними клітинами, що належать далеким у систематичному відношенні організмам, і навіть між рослинними і тваринними клітинами. Гібридизація соматичних клітин тварин зіграла важливу роль у дослідженні механізмів реактивації генома і ступеня фенотипічного вияву (експресивності) окремих генів, клітинного поділу, у картируванні генів у хромосомах людини, в аналізі причин злоякісного переродження клітин. 3 допомогою цього методу створені гібридоми, що використовуються для отримання моноклональних (однорідних) антитіл
Реконструкція клітин	Змінювати властивості клітин можна, вводячи клітинні органели (ядра, хлоропласти), ізольовані з одних клітин, у протопласти інших клітин. Так, одним зі шляхів активізації фотосинтезу рослинної клітини може служити введення в неї високоефективних хлоропластів. Штучні асоціації рослинних клітин з мікроорганізмами використовують для моделювання на клітинному рівні природних симбіотичних відносин, що відіграють важливу роль у забезпеченні рослин азотним живленням у природних екосистемах Реконструкцію клітин проводять також шляхом злиття клітинних фрагментів (без’ядерних, каріопластів з ядром, мікроклітин, що містять лише частину генома інтактної клітини) один з одним або з інтактними (непошкодженими) клітинами. У результаті отримують клітини з різними властивостями, наприклад цибриди, або клітини з ядром і цитоплазмою від різних батьків. Такі конструкції використовують для вивчення ролі цитоплазми в регулюванні активності ядра
Поліпшення рослин і тварин на основі клітинних технологій	Клітини, що вирощуються на штучних поживних середовищах, і тканини рослин є основою різноманітних технологій у сільському господарстві. Одні з них спрямовані на отримання ідентичних вихідній формі рослин (оздоровлення і клональне мікророзмноження, кріозберігання генофонду під час глибокого заморожування меристем і клітин пилка), інші – на створення рослин, генетично відмінних від вихідних, шляхом або полегшення і прискорення традиційного селекційного процесу, або, створення генетичної різноманітності й пошуку та відбору генотипів з цінними ознаками. Таким шляхом отримані рослини, стійкі до вірусів та інших патогенів, гербіцидів, рослини, здатні синтезувати токсини, патогенні для комах-шкідників, рослини з чужорідними генами, що контролюють синтез білків холодостійкості й білків з поліпшеним амінокислотним складом, рослини зі зміненим балансом фітогормонів тощо

IV.* Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

Дати відповіді на питання:

1. Які положення містить сучасна клітинна теорія?

2. Яке значення для організму мають стовбурові клітини?

3. Яке значення для людини має розвиток цитотехнологій?

IV.** Практична робота

Порівняння мітозу й мейозу

Мета: розглянути процеси, які відбуваються в клітині під час мітозу й мейозу, та порівняти їх між собою.

Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації “Мітоз” , “Мейоз”, фотографії клітин на різних стадіях мітозу й мейозу.

Хід роботи

1. Розгляньте фотографії клітин на стадії профази мітозу й профази І та профази II мейозу. Зверніть увагу на спільні й відмінні особливості цієї фази. Замалюйте побачене.

2. Розгляньте фотографії клітин на стадії метафази мітозу й метафази І та метафази II мейозу. Зверніть увагу на спільні й відмінні особливості цієї фази. Замалюйте побачене.

3. Розгляньте фотографії клітин на стадії анафази мітозу й анафази І та анафази II мейозу. Зверніть увагу на спільні й відмінні особливості цієї фази. Замалюйте побачене.

4. Розгляньте фотографії клітин на стадії телофази мітозу й телофази І та телофази II мейозу. Зверніть увагу на спільні та відмінні особливості цієї фази. Замалюйте побачене.

5. Зробіть висновок, у якому вкажіть спільні й відмінні риси мітозу й мейозу.

V. Домашнє завдання

____________________________________________________________

* Для рівня стандарту.

** Для академічного рівня.