Регуляция биохимических процессов клетки Теоретический семинар с использованием элементов модульной технологии, проектной деятельности и ИКТ (план урока) Учитель Сахаров Н.Н. – Нехаевская школа

Актуализация знаний Рассматривали ли мы вопросы регуляции при изучении биологии?Рассматривали ли мы вопросы регуляции при изучении биологии? Когда впервые мы говорили о процессах регуляции?Когда впервые мы говорили о процессах регуляции? Происходит ли регуляция у растений, одноклеточных организмов?Происходит ли регуляция у растений, одноклеточных организмов? Просмотр видеофрагмента «Гуморальная регуляция мочеотделения у человека».Просмотр видеофрагмента «Гуморальная регуляция мочеотделения у человека».

Цели урока Цели урока Повторить и обобщить учебный материал о регуляции функций в органическом мире.Повторить и обобщить учебный материал о регуляции функций в органическом мире. Совершенствовать и расширить понятия о регуляции развития организмов и роли генотипа в этом процессе.Совершенствовать и расширить понятия о регуляции развития организмов и роли генотипа в этом процессе. Продолжить формировать и совершенствовать навыки учебной деятельности (классификация, обобщение, выделение существенных признаков и закономерностей).Продолжить формировать и совершенствовать навыки учебной деятельности (классификация, обобщение, выделение существенных признаков и закономерностей). в ходе работы соблюдать правила дискуссии, уважать мнения оппонентов и адекватно реагировать на критику.в ходе работы соблюдать правила дискуссии, уважать мнения оппонентов и адекватно реагировать на критику.

Проблемный вопрос Какие способы и механизмы регуляции могут существовать в биологических системах?Какие способы и механизмы регуляции могут существовать в биологических системах?

Работа группы генетиков Цель работы: Обобщить и расширить знания о регуляции на молекулярном уровне.Цель работы: Обобщить и расширить знания о регуляции на молекулярном уровне.

План работы Рассказ о структуре генаРассказ о структуре гена Рассказ о механизме процессингаРассказ о механизме процессинга Регуляция синтеза белка на примере работы лактозного оперона.Регуляция синтеза белка на примере работы лактозного оперона. Работа с терминамиРабота с терминами Закрепление и выводыЗакрепление и выводы

Цель работы: Обобщить и расширить знания о строение гена.Цель работы: Обобщить и расширить знания о строение гена. Выводы: Сама структура гена предполагает процесс регуляции транскрипции – наличием промотора и терминатора, а трансляции – наличием старт – кодона и стоп – кодона.Выводы: Сама структура гена предполагает процесс регуляции транскрипции – наличием промотора и терминатора, а трансляции – наличием старт – кодона и стоп – кодона. Структура гена

Рассказ о механизме процессинга Раскрыть механизм «созревания» и-РНКРаскрыть механизм «созревания» и-РНК Выводы : В ходе процессинга происходит изменение первичной структуры гена и путем кэпирования и полиаденилирования создаются информосомы.Выводы : В ходе процессинга происходит изменение первичной структуры гена и путем кэпирования и полиаденилирования создаются информосомы.

Регуляция синтеза белка на примере работы лактозного оперона. Цель: Изучить механизм регуляции синтеза белка на примере работы лактозного оперона у бактерий.Цель: Изучить механизм регуляции синтеза белка на примере работы лактозного оперона у бактерий. Выводы: Регуляция лактозного оперона осуществляется на этапе транскрипцииВыводы: Регуляция лактозного оперона осуществляется на этапе транскрипции продуктами, которые вступают в реакции метаболизма (в данном случае лактозы). продуктами, которые вступают в реакции метаболизма (в данном случае лактозы).

Закрепление и обобщение Проанализируйте соответствие следующих утверждений данным современной науки:Проанализируйте соответствие следующих утверждений данным современной науки: –Белковые молекулы служат матрицами, вокруг которых кристаллизуются молекулы (Кольцов) –Ген может сохраняться в неизменном виде в течении миллионов лет (Серебряковский) –Гены продуцируют копии самих себя, которые выходят в цитоплазму, обладают способностью к самовоспроизведению и контролируют типы и количество синтезируемых белков (Шпигельманн)

У большинства эукариот есть несколько сотен генов, кодирующих одну и ту же и-РНК. Как вы думаете, в чем смысл такого излишества?У большинства эукариот есть несколько сотен генов, кодирующих одну и ту же и-РНК. Как вы думаете, в чем смысл такого излишества? Мутации в каких участках ДНК кишечной палочки, могут приводить к появлению бактерий:Мутации в каких участках ДНК кишечной палочки, могут приводить к появлению бактерий: –Растущих на лактозе? –Способных усваивать лактозу в присуствии глюкозы Закрепление и обобщение

Работа с с моделью лактозного оперона бактерий 1. Внимательно рассмотрите предложенную модель 2. Измените количество лактозы (индуктора, поступаемого из внешней среды) - уменьшите (отметьте, что происходит) - уменьшите (отметьте, что происходит) - увеличите (отметьте, что происходит) 3. Такие же действия проделайте с другими компонентами процесса. 4. Изменяйте только содержание лактозы (индуктора), что наблюдаете? Как меняется работа лактозного оперона? Обоснуйте результаты эксперимента.

Выводы Все механизмы регуляции происходят на уровне транскрипции или трансляцииВсе механизмы регуляции происходят на уровне транскрипции или трансляции Рассмотренный механизм регуляции лактозного оперона работает с положительной обратной связью.Рассмотренный механизм регуляции лактозного оперона работает с положительной обратной связью.

Работа группы цитологов Цель работы: Систематизировать и обобщить знания о регуляции клеточных функций.Цель работы: Систематизировать и обобщить знания о регуляции клеточных функций.

План изложения рассматриваемого материала Решение логических задачРешение логических задач Регуляция клеточного деленияРегуляция клеточного деления Регуляция процессов самоподдержания в клеткеРегуляция процессов самоподдержания в клетке Механизм действия стероидных гормоновМеханизм действия стероидных гормонов Регуляция работы ионных каналовРегуляция работы ионных каналов Работа с терминамиРабота с терминами Закрепление и выводыЗакрепление и выводы

Логические задачи Что произойдет, если клетку, ядро которой приступило к митозу слить с клеткой, находящейся в интерфазе?Что произойдет, если клетку, ядро которой приступило к митозу слить с клеткой, находящейся в интерфазе? Как вы считаете, на каких стадиях метаболических путей, обычно расположены ключевые ферменты?Как вы считаете, на каких стадиях метаболических путей, обычно расположены ключевые ферменты? Рецепторы стероидных гормонов расположены в цитоплазме. Как они достигают рецепторов?Рецепторы стероидных гормонов расположены в цитоплазме. Как они достигают рецепторов? Боевые нервно-паралитические газы (зарин, зоман, V-газы) необратимо ингибируют ацетилхолинэстеразу. Отчего наступает смерть при отравлении ими?Боевые нервно-паралитические газы (зарин, зоман, V-газы) необратимо ингибируют ацетилхолинэстеразу. Отчего наступает смерть при отравлении ими?

Выступление о механизме регуляции клеточного деления Цель; раскрыть механизм регуляции клеточного циклаЦель; раскрыть механизм регуляции клеточного цикла Вывод: В клетке происходит компактизация хромосом и деление начинается даже, если не произошло удвоение хромосом при наличии МСФ (митоз стимулирующего фактора), который запускает механизм деленияВывод: В клетке происходит компактизация хромосом и деление начинается даже, если не произошло удвоение хромосом при наличии МСФ (митоз стимулирующего фактора), который запускает механизм деления

Процессы самоподдержания в клетке на примере синтеза АТФ Цель работы: Раскрыть механизм и условия, обеспечивающие синтез АТФ в клетке и роль ключевого фермента.Цель работы: Раскрыть механизм и условия, обеспечивающие синтез АТФ в клетке и роль ключевого фермента. Вывод: Высокое содержание АТФ ингибирует синтез ферментов, необходимых для собственного синтеза. Такая регуляция идет – с отрицательной обратной связью. Ключевые ферменты обычно располагаются в начале метаболического путиВывод: Высокое содержание АТФ ингибирует синтез ферментов, необходимых для собственного синтеза. Такая регуляция идет – с отрицательной обратной связью. Ключевые ферменты обычно располагаются в начале метаболического пути

Механизм действия стероидных гормонов Цель: Определить условия и продолжительность действия стероидных гормоновЦель: Определить условия и продолжительность действия стероидных гормонов Вывод: Стероиды – гидрофобные молекулы и легко проходят через мембрану клетки и регулируют работу генов. Их действие значительно продолжительнее, чем действие нервных импульсовВывод: Стероиды – гидрофобные молекулы и легко проходят через мембрану клетки и регулируют работу генов. Их действие значительно продолжительнее, чем действие нервных импульсов

Регуляция работы ионных каналов Цель: Рассмотреть и обобщить особенности механизма нервной регуляции клеточных функций.Цель: Рассмотреть и обобщить особенности механизма нервной регуляции клеточных функций. Вывод: Регуляция происходящих в клетке процессов регулируется нервной системой по следующей схеме: нерв – медиатор – рецепторы медиаторов – деполяризация мембраны – выход ионов кальция в цитоплазму – сокращение мышцыВывод: Регуляция происходящих в клетке процессов регулируется нервной системой по следующей схеме: нерв – медиатор – рецепторы медиаторов – деполяризация мембраны – выход ионов кальция в цитоплазму – сокращение мышцы

Выводы по работе группы Выделяем два основных способа регуляции клеточных функций:Выделяем два основных способа регуляции клеточных функций: –Поддержание на нужном уровне концентрации веществ, необходимых самой клетке –Ответ клетки на сигналы, поступающие от специальных регулирующих систем (нервной и эндокринной) Регуляция происходит по принципу отрицательной и положительной обратной связью.Регуляция происходит по принципу отрицательной и положительной обратной связью.

Обобщение материала С целью ответа на проблемный вопрос (Какие способы и механизмы регуляции могут существовать в биологических системах?) выполните следующие задания (при этом можно использовать наглядные пособия, лежащие у вас на столе и электронные учебные пособия: «Открытая биология», Экология CD-диски – на столе):С целью ответа на проблемный вопрос (Какие способы и механизмы регуляции могут существовать в биологических системах?) выполните следующие задания (при этом можно использовать наглядные пособия, лежащие у вас на столе и электронные учебные пособия: «Открытая биология», Экология CD-диски – на столе): –Составьте общую схему регуляции биологических процессов в организме(первая группа) –Составьте схему регуляции с положительной и отрицательной обратной связью (вторая группа) –Между организмом и внешней средой (третья группа) –Между популяциями живых организмов (четвертая группа) –В экосистеме (пятая группа)

Факторы среды Биосфера и представители разных уровней жизни Системы регуляции в ответ на действие среды Посредники передающие сигналы от регуляторов к органам, организму, биологическим системам Изменение деятельности биологических систем Ответная реакция биологических систем адекватная действию среды (с положительной или с отрицательной обратной связью) Общая схема регуляции

Регуляция артериального давления Подъем артериального давления выше нормы Центробежные импульсы к мышцам сосудов Отрицательная обратная связь Расслабление мышц, усиление мочеотделения Снижение давления Вазомоторные центры нервной системы

Положительная обратная связь Орган Вызывает дифференциацию в онтогенезе Другой орган Определяет качественное развитие первого органа на новом этапе онтогенеза

Между организмом и внешней средой Регуляция температуры тела человека Температура воздуха Тепло теряется через кожу Сосуды расширяются Усиливается кровоток в коже Повышается Понижается или поддерживается постоянная температура Температура тела Температура тела повышается

Между популяциями живых организмов Отношение хищник – жертва (волны жизни)Отношение хищник – жертва (волны жизни) Численность жертв уменьшается Растет численность хищников Численность жертв возрастает Сокращается численность хищников

В экосистеме Устойчивость повышается Устойчивость понижается Биоценоз Биоценоз Полный круговорот веществ, высокое видовое разнообразие Неполный круговорот веществ, низкое видовое разнообразие

Подведение итогов урока После представлений своих схем, выполненных на уроке обсуждаем проблемный вопрос (Какие способы и механизмы регуляции могут существовать в биологических системах?)После представлений своих схем, выполненных на уроке обсуждаем проблемный вопрос (Какие способы и механизмы регуляции могут существовать в биологических системах?) Проанализируйте свою работу на уроке: что у вас получилось, а что нет.Проанализируйте свою работу на уроке: что у вас получилось, а что нет. Цели урокаЦели урокаЦели урокаЦели урока Какие вопросы вызвали у вас затруднения?Какие вопросы вызвали у вас затруднения? Оцените свою работу на уроке.Оцените свою работу на уроке. Что бы могли посоветовать учителю, своим младшим друзьям, которым еще придется изучать данные вопросы?Что бы могли посоветовать учителю, своим младшим друзьям, которым еще придется изучать данные вопросы?

5. Домашнее задание (творческое) составьте схему регуляции развития личинки яблоневой плодожорки в зависимости от температуры среды (можно будет использовать электронный учебный курс экология в кабинете биологии)составьте схему регуляции развития личинки яблоневой плодожорки в зависимости от температуры среды (можно будет использовать электронный учебный курс экология в кабинете биологии)