Подготовить рассказ о водорослях

Конспект урока по биологии 7 класс
Учитель – Майко Екатерина Александровна

Дата: ________________
Тема урока:
Подцарство Высшие растения
Цели урока:
Сформировать общее представления о царстве Растения

Задачи:

Образовательные:



— Познакомить учащихся с критериями классификации растений на высшие и низшие;
— Выделить отличительные особенности растений от представителей других царств живой природы;
Развивающие:



— Формирование умения работы с тестами;
— Формирование информационных навыков при работе с текстом, его осмысливания и формулирования выводов.

Воспитательные:



— Воспитать любовь к природе и бережное отношение к ней.
Понятия:
риниофиты.
Тип урока:
комбинированный урок с использование ИКТ
Структура урока:

1. Организация
2.Целевая установка
3.Актуализация опорных знаний
4.Изучение нового
5.Итоговое закрепление
6.Комментирование оценок
7.Домашнее задание

Высшие растения легко отличить по внешнему виду от водорослей. Их тело расчленено на органы в связи с воздушным (фотосинтез) и почвенным питанием в условиях наземно-воздушной среды.

ЭВОЛЮЦИЯ ВЫСШИХ РАСТЕНИИ
анимация «Появление первых растений на суше»

В конце палеозоя на Земле происходили мощные горообразовательные процессы, площади суши значительно возросли. В результате растения стали осваивать новую среду — наземно-воздушную.

По сравнению с водной в наземно-воздушной среде условия обитания более сложные: часто возникает дефицит воды, резко изменяется температура, плотность воздуха намного ниже плотности воды.

Мягкие и хрупкие слоевища водорослей в таких условиях пересыхают и ломаются под собственной тяжестью.

В процессе эволюции от водорослей произошли первые наземные растения, среди которых естественным отбором сохранялись особи, имевшие наследственные изменения, соответствующие новой среде обитания.

Постепенно у растений сформировались ткани и органы. Выход растений на сушу — один из величайших этапов эволюции. Он был подготовлен изменениями в живой и неживой природе: появлением почвы и возникновением озонового экрана, вставшего на пути губительных для всего живого ультрафиолетовых лучей.

Дальнейшая эволюция высших растений в наземных условиях шла по пути дифференциации вегетативных органов (появление корней, листьев, более сложное ветвление стебля), развития покровных и механических тканей, проводящей системы, органов размножения. Современная классификация высших растений отражает их разнообразие и историю появления на Земле.

РИНИОФИТЫ

Первые наземные растения — риниофиты появились примерно 400 млн лет назад. Их тело состояло из зелёных веточек. Каждая веточка ветвилась, разделяясь на две части. В клетках веточек содержался хлорофилл и происходил фотосинтез.

Произрастали риниофиты в увлажнённых местах. К почве они прикреплялись ризоидами — выростами на поверхности горизонтально располагавшихся веточек. На концах веточек находились спороносные части, в которых созревали споры.

У риниофитов уже начали формироваться проводящая и механическая ткани. В процессе эволюции благодаря возникновению наследственных изменений и естественному отбору на поверхности веточек риниофитов образовалась покровная ткань с устьицами, регулирующими испарение воды.

Риниофиты — это вымершая группа растений. Некоторые учёные считают их предками мхов, папоротников, хвощей и плаунов. Другие предполагают, что риниофиты осваивали сушу одновременно со мхами.

ОБЩИЕ ЧЕРТЫ СТРОЕНИЯ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ

Высшие растения имеют хорошо развитые ткани и органы.

Покровные ткани (кожица, пробка, кора) защищают от высыхания и промерзания, обеспечивают газообмен с внешней средой.

Механические ткани позволяют стеблю выносить листья как можно выше, чтобы они не затенялись другими растениями.

По проводящим тканям (лубу и древесине) осуществляется транспорт воды, солей (восходящий ток) и органических веществ (нисходящий ток).

Наземные части высших растений (побеги) находятся в атмосфере, а подземные (корни) — в почве. Корни имеют приспособления для всасывания из почвы воды и минеральных веществ. Так, выросты клеток покровной ткани корня — корневые волоски — значительно увеличивают поверхность корней. Они всасывают воду благодаря возникающему корневому давлению и испарению воды листьями.

Размножаются высшие растения бесполым и половым путём. При этом способы размножения чередуются.

При бесполом размножении образуются споры. Из спор вырастает половое поколение, которое производит половые клетки — гаметы. С участием гамет происходит половое размножение. В результате слияния мужских и женских гамет (оплодотворения) образуется зигота. Она даёт начало бесполому поколению, которое вновь производит споры, и жизненный цикл не прерывается. Для высших растений характерен также такой тип бесполого размножения, как вегетативное, т.е. размножение вегетативными частями тела.

Домашнее задание:
§12 – учить.

Задачи урока:

• познакомиться с особенностями организации высших растений;
• рассмотреть общие признаки основных отделов высших растений;
• показать усложнение организации высших растений по сравнению с водорослями;
• продолжить формирование умений работать с микроскопом.

Оснащенность урока:
живые растения; гербарные экземп­ляры высших растений; таблицы; рисунки учебника и других книг с изображением мхов, плаунов, хвощей, голосеменных и цветковых растений; микропрепараты растительных тканей и микроскопы.

Основные положения урока.

• Наличие у высших растений хорошо выраженных тканей,
  
  строение которых соответствует выполняемым функциям (образовательная, покровная, проводящая, механическая, основная, запасающая и др.).
• Характерной особенностью высших растений являются органы, которые подразделяются на вегетативные (корень, стебель, лист) и репродуктивные (спорангии, цветки, плоды).

* Индивидуальное развитие высших растений подразделяется на два периода: эмбриональный (зародышевый) и постэмбриональ­ный (послезародышевый).

* Подцарство высших растений включает две крупные группы -споровые и семенные растения.

* Основными отличительными чертами споровых являются слабая специализация тканей, бесполое размножение с помощью спор, зависимость полового размножения от воды.

* Семенные растения характеризуются размножением половым путем при помощи семян (вне зависимости от воды), более высокой специализацией тканей и вегетативным бесполым размножением.

* Обратите внимание учащихся на многообразие тканей у выс­ших растений, подчеркивающее сложность их строения и являю­щееся результатом приспособления растений в ходе эволюции к новым, более жестким, наземным условиям существования.

* Используя имеющиеся знания, предложите учащимся рас­смотреть особенности строения и функционирования вегетативных генеративных органов высших растений.

* Обратите внимание учащихся на то, что появление вегетатив­ных органов у высших растений происходило в ходе эволюции в результате ароморфозов: вначале это были небольшие, в виде вильчато-разветвленного стебелька, без листьев и корней растения, затем на стебельках появились тоненькие чешуйчатые выросты, напоминавшие листья, позднее развились настоящие корни и на­стоящие листья, состоящие из многих слоев клеток.

* Предложите учащимся вспомнить чередование полового и бесполого поколений у водорослей и подчеркните наличие у выс­ших растений также чередования поколений: диплоидного споро­фита и гаплоидного гаметофита.

* Организуйте работу учащихся с таблицами, рисунками, схе­мами и в ходе нее подчеркните основные отличительные черты споровых растений и семенных растений (особенности полового и бесполого размножений, специализацию тканей и т. д.).

Вопросы для обсуждения.

1.Дайте определение ткани и перечислите виды тканей высших растений.

2. Какие функции выполняют проводящая, механическая, по­кровная ткань? Почему они возникли в ходе эволюции растений?

3. Сравните внешнее строение тела водорослей и высших рас­тений. В чем отличия?

4. Какие органы называют вегетативными, а какие — репродук­тивными?

5. На какие периоды подразделяется индивидуальное развитие растений?

6. Перечислите основные отличительные черты споровых рас­тений.

7. Докажите, что специализация тканей семенных растений за­шла особенно далеко, по сравнению со споровыми.

Закрепление материала.

Перечислите отличительные признаки высших растений.

Перечислите отделы семенных и споро­вых растений.

Царство __________________

Подцарство Высшие растения
_______________

____________Споровые
_______________________Семенные
______

Отделы:___________________ Отделы:___________________

Составьте цепь питания с высшими растениями.

Словарь.
Образовательная ткань, покровная, проводящая, механическая, опорная, выделительная, секреторная, основная, за­пасающая, вегетативные органы, репродуктивные органы, споран­гии, эмбриональный период, постэмбриональный, споровые расте­ния, семенные растения.

Домашнее задание.
Изучить материал учебника о высших рас­тениях, повторить общую характеристику низших растений. Твор­ческое задание. Подготовить инсценировку на тему «Водоросли и высшие растения». Подготовить три вопроса для игры в «Черный ящик».

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЦАРСТВА ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ

Предмет: биология
Класс: 7
Тема урока: общая характеристика подцарства Высшие Растения.
Тип урока: комбинированный.
Задачи урока:
познакомиться с особенностями организации высших растений;
рассмотреть общие признаки основных отделов высших растений;
показать усложнение организации высших растений по сравнению с водорослями.

Планируемые результаты:
Предметные результаты:
– формировать умение объяснять особенности строения и жизнедеятельности риниофитов;
— формировать умение характеризовать подцарство Высшие Растения;
– формировать умение отличать представителей подцарства Высшие Растения от ранее изученных водорослей.

Метапредметные и личностные результаты:
Регулятивные УУД
Сформировать умение самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности (формулировка вопроса урока).
Сформировать умение в диалоге с учителем совершенствовать самостоятельно выработанные критерии оценки.
Сформировать умение работать по плану.
Познавательные УУД
Сформировать умение преобразовывать информацию из одного вида в другой (видео в текст).
Коммуникативные УУД
Сформировать умение самостоятельно организовывать учебное взаимодействие в паре.

Оснащение: экран, проектор, компьютер, колонки, презентация, видеоролик «Как прекрасен этот мир», видеосюжет по данной теме, листы с логической цепочкой.

Ход урока.
Организационный момент.

Во время перемены включить видеоролик на песню «Как прекрасен этот мир».
По звонку начинается урок.
— Здравствуйте дети. Садитесь. Вам понравилось, как прошла перемена? Да, действительно, как прекрасен этот мир! Слайд 1.

Актуализация знаний.

А почему, наш мир прекрасен, как вы считаете? Ответы детей.
— Верно, наш мир прекрасен, а осенью особенно. А почему? Мир красок расцветает. Мы видим повсюду цвета радуги. А где эти цвета? Ответы детей.
— Согласна. На растениях, кустарниках, деревьях.
— Итак, ребята, какое царство мы изучаем? (растения) Слайд 2.
— На подцарства оно делится? (низшие, высшие) Слайд 3.
— Тема сегодняшнего урока А может кто-то сможет сформулировать тему урока?
— Тема сегодняшнего урока «Подцарство высшие растения». Слайд 4.
— А какие задачи стоят перед нами, что нам необходимо сделать, охарактеризовать?
— Задачи на сегодняшний урок Слайд 5 (чтение по слайду).
— Сегодня на уроке мы с вами Слайд 6 (чтение по слайду).

Повторение ранее изученного.

Но прежде чем приступить к изучению нового материала, вспомним, что уже знаем. Слайд 7.
— Несколько минут вам на повторение домашнего материала.
— Фронтальный опрос по вопросам. В качестве дополнительных вопросов, задание на стр. 34 учебника.

Изучение нового материала.

Ну что ж, домашнее задание повторили. Настало время для получения новых знаний. Предлагаю вам посмотреть видеосюжет по новой теме. Смотрите очень внимательно. Слайд 8.

Итак, подведем промежуточный итог.
— Какие самые древние растения – одноклеточные водоросли. Слайд 9.
— На какие подцарства делится царство растений. Слайд 10.
— Какие самые древние наземные растения — Слайд 11, слайд 12.
— Признаки псилофитов. Слайд 13.
— Молодцы. На мои вопросы ответили хорошо.

Закрепление изученного материала.

Теперь пришло время поработать с учебником на стр.34. Слайд 14.
— У вас на столах находятся листы с незаконченной логической цепочкой. Вам необходимо заполнить пропуски ручкой на этих листах.

Проверяем, что у вас получилось. Если что-то у кого не получилось, то записываем прямо на этих листах. Дети зачитывают свои варианты заполнения пропусков.
— Молодцы, хорошо справились с заданием. Вкладываем эти листы в свои тетради по биологии.

Домашнее задание.
— Пришло время записать домашнее задание. Слайд 15.

Рефлексия.
— И в заключение урока выполним оценку своих учебных действий. Слайд 16.

Урок биологии в 7 классе

Тема урока: «Подцарство высшие растения.

Особенности высших споровых растений»

Цели урока:

Образовательные:

актуализировать знания о водорослях как о низших растениях; сформировать знания о происхождении высших растений, об особенностях высших споровых растений;

Развивающие:

развивать умения анализировать, синтезировать, делать выводы, сравнивать;

совершенствовать умение работать с учебником; развивать навыки исследовательской работы, логическое мышление и монологическую речь учащихся.

Воспитательные:
воспитание уважительного отношения к природе, всему живому, что нас окружает; развивать уважительное отношение к живым организмам.

Тип урока
: изучение нового материала.

Формы работы
: индивидуальная, групповая, фронтальная.

Методы организации учебной деятельности
: Словесные (рассказ, объяснение, беседа, дискуссия);

Наглядные (рисунки, таблицы, комнатные растения);

Практические (решение тестовых заданий, заданий различного характера на закрепление знаний, работа с учебником).

Технологии:
классно-урочная система, проблемное обучение, технологии развития критического мышления, технология учебно-поисковой деятельности, здоровьесберегающие технологии.

Оборудование
: рабочие тетради, учебник для 7 класса, рисунки и таблицы с изображением высших растений, дидактические материалы для закрепления знаний, комнатные растения.

Базовые понятия и термины
: высшие растения, риниофиты, спорофит, гаметофит, спорангии, споры, гаметы, оплодотворение, зигота.

ХОД УРОКА

I
.
Организационный момент, приветствие учащихся (1 мин).
Здравствуйте, ребята! Проверьте своё рабочее место, настройтесь на работу.

II
.
Актуализация знаний (3-4 мин).

Мозговой штурм
.

Учитель:
Давайте вспомним, какие изменения на Земле связаны с жизнедеятельностью водорослей в течение многих лет?

Учащиеся:
формирование озонового экрана в результате фотосинтеза, участие в образовании осадочных пород (например, диатомовые водоросли, некоторые красные).

Учитель:
Когда произошел выход растений на сушу? (в конце палеозойской эры)

Проблемный вопрос:

Как вы думаете, а почему же растения не могли появиться на суше раньше, или одновременно с водорослями? Учащиеся предполагают
: так как не было условий для обитания на суше, а именно, озонового экрана, ультрафиолетовые лучи убивали все живое, водоросли могли жить в водоёмах, потому что от этих лучей их защищал слой воды; после формирования озонового слоя появилась возможность выхода растений на сушу.

III
. Изучение нового материала (проблемное изложение) (20-25 мин).

1. Особенности эволюции высших растений.

Проблемная ситуация:

Учитель:
Как вы думаете, с какими проблемами столкнулись водные организмы в процессе освоения наземно-воздушной среды?

Для решения данной проблемной ситуации, необходимо обсудить, каковы особенности наземно-воздушной среды обитания:

Более низкая плотность;

Дефицит воды;

Резкие колебания температур.

Таким образом, растениям необходимо было:

Защищаться от высыхания;

Закрепляться в почве;

Опора для поддержания тела;

Развитие тканей для поглощения воды и минеральных веществ из почвы.

Учащиеся под контролем учителя делают вывод: у высших растений, с освоением суши, появились ткани (например, покровные — защита от высыхания, механические — опорная функция, проводящие — для транспорта веществ и др.) и различные органы (например, корень, стебель, листья и др.).

Работа с учебником.

Учитель:
Ребята, с помощью учебника (стр.34) скажите, как называются первые наземные растения (риниофиты),
каковы их особенности строения?

2. Особенности классификации растений.

Учитель:
Итак, мы уже знаем, на какие подцарства подразделяют Царство Растения (учащиеся называют подцарства, дают определения низшим и высшим растениям; учитель заполняет на доске схему или таблицу, вводит понятие споровые и семенные растения):

Царство Растения
Подцарство Настоящие водоросли	Подцарство Багрянки	Подцарство Высшие растения
низшие (нет тканей и органов, тело — слоевище)		высшие (развиты настоящие органы и ткани)
		споровые	семенные

3. Физкультминутка для глаз.
Учитель:
А теперь, давайте немного отдохнём (физкультминутку проводит один из учащихся)

1. Колебательные движения глазами по горизонтали справа — налево, затем слева — направо.

2. Движения глазами по вертикали вверх-вниз, затем вниз-вверх.

3. Интенсивные сжимания век в быстром темпе.

4. Круговые вращательные движения глазами слева-направо, затем справа-налево.

5. Круговые вращательные движения, вычерчивая цифру 8, лежащую на боку.

6. Частые моргания, без усилий.

4. Особенности высших споровых растений.

В ходе беседы с учащимися, учитель выявляет основные черты высших споровых растений, ребята заполняют краткий конспект, вводятся новые термины (под запись в тетрадь).

Особенности высших споровых растений:

1. Развиты ткани и органы.

2. Споры служат для бесполого размножения и расселения.

3. В жизненном цикле чередуются два поколения: половое (гаметофит) и бесполое (спорофит)

4. Оплодотворение — т.е. слияние половых клеток, происходит только во влажной среде
(!)

Как вы думаете, почему размножение возможно только во влажной среде? (вода нужна для движения мужских гамет —
сперматозоидов
)

IV
. Закрепление знаний, первичный контроль и коррекция полученных знаний (15 мин).

Работа в группах.

Класс быстро делится на 5-6 групп (по 4-5 человек, за первой партой разворачиваются ко второй, и т.д.). Учитель раздаёт задания каждой группе, на выполнение которых даётся 3-4 минуты. Затем каждая группа выступает с ответами и решениями заданий.

Задания для группы 1.

Выход растений на сушу проходится на _________ эру. По сравнению с водной в наземно-воздушной среде часто возникает дефицит ________, плотность воздуха намного _________ плотности воды, характерны резкие колебания ________. Первые наземные растения — _________ появились около 400 млн. лет назад. Произрастали риниофиты в ________ местах. Прикреплялись к почве они с помощью особых выростов горизонтальных веточек — _______. Высшие растения имеют хорошо развитые ______ и ______.

(Ответы: палеозойскую; воды, ниже, температур; риниофиты; увлажнённых; ризоидов; органы и ткани).

Задания для группы 2.
Работа с текстом. Вставить в текст пропущенные слова:

В процессе освоения наземной среды обитания у растений для защиты от высыхания появились ______ ткани. Плотность воздуха значительно _______, чем плотность водной среды, поэтому растениям необходимо было развитие _______ тканей для поддержания тела. Для закрепления в почве развились _______. У высших споровых растений споры служат для _______ и ________.

В жизненном цикле высших растений происходит чередование двух поколений: _______ и _______.

(Ответы: покровные ткани; ниже, механических тканей; корни; размножения и расселения; полового и бесполого).

Задания для группы 3.

низшие растения	растения без тканей и органов
	половые клетки
автотрофы	организмы, способные образовывать органические вещества из неорганических
	выросты клеток водорослей для закрепления в почве
оплодотворение	слияние двух половых клеток
гаметофит	половое поколение высших растений, на котором образуются половые клетки
спорофит	бесполое поколение высших растений, на котором образуются споры в спорангиях

Задания для группы 4.
Задания на соответствие терминов.
На табличках — отдельно термины и определения. Учащиеся сопоставляют термины и определения на парте (или на доске с помощью магнитов).

слоевище	тело водорослей, состоящее из группы клеток
высшие растения	растения, у которых хорошо развиты ткани и органы
риниофиты	первые наземные растения
	оплодотворенная яйцеклетка
сперматозоиды	мужские половые клетки
яйцеклетки	женские половые клетки
спорангии	органы бесполого размножения, в которых образуются споры

Задание для группы 5. Выбрать лишний термин из предложенных. Объяснить свой выбор.

А) стебель, лист, слоевище, побег, корень;

Б) ламинария, саргассум, одуванчик, спирогира, филлофора;

В) споры, спорангии, яйцеклетка, спорофит, бесполое поколение;

Г) сперматозоид, гаметофит, яйцеклетка, половые органы, споры.

(Ответы: А) слоевище; Б) одуванчик; В) яйцеклетка; Г) споры.
)

Задание для группы 6.
Определить правильность утверждений («да» — «нет»):

1. Условия в наземно-воздушной среде нестабильны, резко меняются (да)

2. У высших растений не развиты ни ткани, ни органы (нет)

3. В водной среде низкая плотность (нет)

4. Риниофиты — это вымершие организмы (да)

5. Оплодотворение у высших споровых растений осуществляется с помощью ветра (да)

6. Водоросли — первые растительные организмы на Земле, возникли в водной среде (да)

7. Спорофит — это половое поколение высших споровых растений (нет)

8. Половые клетки — гаметы, образуются в гаметофите (да)

V
. Рефлексия (3 мин).

Ребята, я предлагаю вам на полях в рабочей тетради нарисовать смайлики (улыбки) напротив тех вопросов, которые вам запомнились, понравились, что заинтересовало. А что вызвало наибольшее затруднение? Поставьте восклицательный знак (учитель останавливается на наиболее сложных вопросах материала; при просьбе учащихся — поясняет)

VI
. Итоги урока, домашнее задание (2 мин).

Учитель объявляет домашнее задание (п.12, выучить все новые термины); благодарит учащихся за работу на уроке. Выставляет оценки, комментируя работу учащихся.

ФГОС. Урок биологии в 7 классе по теме «Подцарство Высшие растения».

Планируемые результаты:

Предметные результаты:

Формировать умение характеризовать подцарство Высшие растения;

Формировать умение узнавать представителей подцарства Высшие растения в гербариях, рисунках, таблицах.

Метапредметные результаты:

Регулятивные УУД

Формировать умение самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности;

Формировать умение работать по плану.

Коммуникативные УУД

Формировать умение организовывать учебное взаимодействие в паре;

Формировать умение вести диалог, планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками.

Познавательные УУД

Продолжить формирование правил работы с микроскопом и микропрепаратами;

Формировать умение формулировать выводы по результатам работы.

Личностные результаты:

Формирование осознания необходимости ответственного отношения к природе.

Методы: словесные (беседа, диалог), наглядные (работа с гербариями), практические (поиск информации, заполнение таблицы, работа с микропрепаратами).

Средства обучения: учебник «Биология. Многообразие живых организмов. 7 класс», микроскоп и готовые микропрепараты тканей растений, гербарные экземпляры представителей подцарства Высшие растения, раздаточный материал (инструктивные карточки, тесты).

УМК Н.И. Сонин

Этапы урока (в соответствии со структурой учебной деятельности)	Планируемая деятельность учащихся	Деятельность учителя	Развиваемые (формируемые) учебные действия
			предметные	универсальные
Организация мотивации, постановки учебной задачи, цели. Актуализация знаний. Целеполагание.	Отвечают на вопросы, определяют тему урока «Подцарство Высшие растения». Вспоминают отделы высших растений. Вспоминают, что у высших растений есть органы и ткани. Заполняют таблицу, обсуждают в парах полученные результаты. Высказывают свое мнение, сталкиваются с затруднениями при заполнении таблицы. Определяют границы знания и незнания. Учащиеся вместе с учителем или самостоятельно формулируют цель урока и записывают ее на доске: изучить прогрессивные черты в строении и организации высших растений.	Организует мотивацию обучающихся на деятельность. Ведет беседу. Вопросы: представители этого подцарства первыми освоили наземно-воздушную среду, у них первых появились органы. О каком подцарстве пойдет речь на сегодняшнем уроке? Какие отделы высших растений вы знаете? Каковы прогрессивные отличия высших растений от низших? Предлагает каждому индивидуально заполнить таблицу (приложение 1) и обсудить полученные результаты в парах. Заслушивает ответы учащихся, заполняет таблицу на доске (все ответы без комментариев). Организует поисковую беседу: с какими трудностями вы столкнулись при заполнении таблицы? Определяет проблемное поле. Предлагает сформулировать цель урока. Фиксирует цель на доске рядом с таблицей.		Личностные связаны со смыслообразованием Регулятивные связаны с целеполаганием: осуществлять постановку учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно, и того, что еще неизвестно Коммуникативные связаны с умением слушать и слышать, высказывать свою точку зрения, работать в парах Познавательные: общеучебные связаны с умением строить речевое высказывание.
Планирование.	Предлагают пункты плана, опираясь на таблицу, которую заполняли вначале урока. Записывают в тетрадь: Ткани высших растений. Органы высших растений. Размножение и развитие высших растений. Представители.	Организует планирование путем постановки вопросов. Определяет последовательность пунктов плана. Фиксирует на доске.		Регулятивные связаны с планированием деятельности. Коммуникативные связаны с умением вести диалог, планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками.
Реализация намеченного плана, поиск способа решения учебной задачи.	Работают в парах, выполняя задание по инструктивной карточке (приложение 2). Дополняют записи в таблице. Работают с текстом, отвечают на вопрос. Дополняют таблицу новыми сведениями или корректируют. По ходу рассказа учителя фиксируют необходимую информацию в таблицу. Раскладывают представителей высших растений по отделам. Корректируются записи в таблице (графа «представители»). Делают вывод.	Предлагает вспомнить особенности строения каждого вида тканей в связи с выполняемыми функциями. Заслушивает отчеты о работе в парах. Рассказ учителя о способах размножения и развитии высших растений. Предлагает поработать индивидуально с гербарным материалом представителей Высших растений, разложить их по отделам. Анализирует работу учащихся. Рассказ с элементами беседы о споровых и семенных растениях, их отличительных признаках. Предлагает сделать вывод о многообразии высших растений.	Углубление биологических понятий «вегетативные и репродуктивные органы», «эмбриональное и постэмбриональное развитие»; осознание прогрессивных отличий высших растений от низших.	Регулятивные связаны с принятием учебной задачи, адекватным восприятием информации учителя, осуществлением учебных действий- отвечать на вопросы, выполнять задания в соответствии с поставленной целью. Познавательные: общеучебные связаны с поиском и выделением необходимой информации, соблюдением правил работы с микропрепаратами и микроскопом. Коммуникативные связаны с умением обмениваться мнениями в паре, выстраивать свою работу.
Контроль и оценка.	Отвечают на вопрос, поставленный как проблемный еще в начале урока. Выполняют тест. Проводят самооценку.	Задает вопрос: каковы прогрессивные отличия высших растений от низших? Предлагает закрепить изученный материал и выполнить тест (приложение 3) Предлагает провести самооценку, используя ключ с правильными ответами.		Регулятивные связаны с оценкой- выделением и осознанием учащимися того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению.
Рефлексия.	Заполняют рефлексивную мишень, озвучивают по желанию.	Предлагает заполнить рефлексивную мишень с секторами: моя активность на уроке, моя удовлетворенность работой, мое настроение на уроке, понимание материала, уровень комфортности на уроке.
Домашнее задание.	Записывают домашнее задание.	Дает домашнее задание с пояснениями: текст учебника на с. 50-51 прочитать, повторить материал из таблицы в тетради; составить кроссворд, используя текст учебника.

Приложение 1.

Признаки высших растений.

	Вегетативные органы	Генеративные органы	Развитие	Представители

Приложение 2.

Инструктивная карточка.

Название ткани растения___________________________________

Рассмотрите микропрепарат.

Каковы особенности строения клеток в ткани?

С выполнением каких функций связана такая особенность в строении?

Заполните таблицу:

Особенности строения клеток	Функции ткани	Что образует

Подсказки: мелкие клетки, крупные, живые, мертвые, вытянутые, с толстыми оболочками; рост растения, дыхание, испарение, проведение веществ, опора, накопление питательных веществ; волокна, сосуды; мякоть листа и плодов, скорлупа орехов, кожица листа.

Класс Жгутиконосцы. Эвглена зеленая. | План-конспект урока по биологии (7 класс) на тему:

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Организационный момент Фронтальный опрос Психологические установки на коллективную работу Изучение нового  материала Подведение итога урока Оценка учащихся Рефлексия Домашнее задание

Здравствуйте ребята! –Прошу сесть всех в круг. В какой среде обитает амеба протей? Каковы особенности ее внешнего строения и передвижения? Какие органеллы есть в теле амебы и каковы их функции? Что такое циста? При каких условиях она образуется и в чем ее значение для амебы?     Мы продолжаем с вами изучение типа Саркодовые и Жгутиконосцы. С классом Саркодовые вы уже познакомились на примере амебы протей. А на сегодняшнем уроке мы с вами познакомились со следующим классом – это Жгутиконосцы и его представителем эвгленой зеленой. Запишите тему сегодняшнего урока: Класс Жгутиконосцы. Эвглена зеленая.    Сегодня мы будем работать по группам. Разбейтесь, пожалуйста, на 6 групп. Каждая группа получает задание на карточке. Вы ищите ответы в параграфе 10 на страницах 41-44, затем представитель от команды выйдет к доске и расскажет о том, что они прочитали. После мы все вместе основные мысли запишем в тетрадь.    И так, задание первой команды: Классификацию эвглены зеленой(подцарство, тип, класс, вид.) Место обитание, внешний вид( форма тела, жгутик, клеточный рот) и движение эвглены зеленой.   Давайте запишем в тетрадь: Место обитания: водоемы. Форма тела: веретеновидное, постоянное. Движение: за счет вращения жгутика.  Второе задание: Строение эвгдены зеленой: пелликула(оболочка), базальное тельце, глазок, сократительная вакуоль, ядро, хлоропласты. Давайте подпишем рисунок: Строение эвглены зеленой Третье задание: Питание эвглены зеленой: А. автотрофное Б. гетеротрофное Давайте запишем: Питание: Автотрофное – на свету с помощью хлорофилла. Гетеротрофное – в темноте, с помощью рта. Четвертое задание: Дыхание и выделение эвглены зеленой. Размножение эвглены зеленой. Давайте запишем: Дыхание всем телом. Выделение с помощью сокр. вакуоли. Размножение бесполое – деление вдоль продольной оси. Пятое задание: Промежуточное положение эвглены зеленой между растениями и животными. Признаки растений и животных. Давайте запишем: Эвглена зеленая занимает промежуточное положение между растениями и животными. Шестое задание: Колониальные жгутиковые: вольвокс и гониум ( строение, размножение). Давайте запишем: Колониальные жгутиконосцы: вольвокс и гониум. И так, мы с вами изучили еще одного представителя подцарства Одноклеточных – эвглены зеленой. У нее есть свои приспособления и особенности. Давайте еще раз вспомним какие. Учитель выставляет и комментирует оценки. Какое у вас настроение на конец урока? Узнали ли вы что-то  новое и интересное? Параграф 10, вопросы после параграфа.

Приветствуют учителя. Ученики отвечают на вопросы у доски с использованием плаката. Ученики записывают тему урока в тетрадь. Ученики рассаживаются. Ученики приступают к выполнению задания. Ученик отвечает и рисует на доске эвглену зеленую, отмечая на рисунке спрашиваемые органеллы. Остальные зарисовывают в тетрадь. Ученики записывают в тетрадь. Ученик отвечает, отмечает на том же рисунке на доске спрашиваемые органеллы  и в скобках коротко записывает их функции. Остальные зарисовывают в тетрадь. Ученик отвечает у доски. Ученик делает записи в тетради. Ученик отвечает у доски. Ученик делает записи в тетради. Ученик рассказывает. Ученик делает записи в тетради. Ученик рассказывает. Ученик делает записи в тетради. Учащиеся называют и дают краткое обобщение изученного на уроке материала. Учащиеся высказывают свое мнение. Ученики прощаются с учителем.

Эвглена — Справочник химика 21

    Часть 2. Исследование поведения эвглены [c.489]

    Сравните движения эвглены на обработанном и не обработанном стекле. [c.489]

    Некоторые виды микроорганизмов способны переключаться с автотрофного типа питания на гетеротрофный, и наоборот. Например, эвглена зеленая питается на свету как растение, т. е. ведет автотрофный образ жизни, а в темноте энергично поглощает органические вещества, т. е. существует как гетеротрофный организм. [c.59]

    Нуклеотидный состав дезоксирибонуклеиновой кислоты из эвглены (в процентах) [c. 65]

    Имеются данные, заставляющие считать, что миграции энергии между молекулами р-каротина и хлорофилла в не происходит. Из этого следует еще один важный вывод о том, что хлорофилл в не является посредником при передаче энергии с каротина на хлорофилл а, что подтверждается опытами с мутантами эвглены, у которых отсутствовал хлорофилл в, но осуществлялась эффективная миграция между каротином и хлорофиллом а. 

[c.150]

    СОСТАВ ОСНОВАНИЙ РНК РИБОСОМ, ВЫДЕЛЕННЫХ из ХЛОРОПЛАСТОВ или ЦИТОПЛАЗМЫ ЭВГЛЕНЫ [5] [c.29]

    Свет Фототаксис Положительный фототаксис эвглена (одноклеточная водоросль) плывет к свету, хлоропласты перемещаются к свету, плодовые мушки летят на свет Отрицательный фототаксис дождевые черви, личинки падальных мух, мокрицы, тараканы избегают света [c.246]

    В этой работе вы будете наблюдать действие сигаретного дыма на живые организмы. Эвглена (ЕиЕ1епа) — одноклеточный организм, живущий в воде, где плавает , быстро двигая нитевидными отростками (жгутиками).

 [c.488]

    Лекция 15, Применение ЭВГЛ в управлении Ж. Автоматизация на бнзе микропроцессорной техники, ИнсТх>рмационно-поисковые системы в химической Технологии, Базы данных, [c.314]

    Зеленая эвглена Euglena) подобно обыкновенной амебе обитает в стоячей воде. Тело эвглены имеет вытянутую форму. Наружный слой цитоплазмы плотный, поэтому этот организм почти не изменяет форму при движении. Эвглена может слегка сокращаться, становясь при этом короче и шире. На одном конце у эвглены есть [c.276]

    Цитоплазма эвглены содержит ядро и многочисленные (более двадцати) зеленые овальные хлоропласты, придающие ей зеленый цвет. В хлоропластах содержится хлорофилл, с помощью которого этот организм фотосинтезирует клеточное вещество, как растения. Но хлорофилл исчезает, когда эвглена попадает в темноту. В новых условиях она усваивает растворенные органические вещества. Следовательно, этот организм на свету проявляет шризнаки растения, а в темноте — животного, Продукты обмена и избыточная влага выводятся из организма через сократительную вакуоль.

Разм 10жается эвглена простым делением. Образует цисты. [c.277]

    Известно очень много примеров хемотаксиса у низших беспозвоночных типа эвглены. Интересные примеры химически регулируемого пищевого поведения можно наблюдать у кишечнополостных, обладающих стрекательными капсулами. Так, хеморецепторы гидры чувствуют глутатион, выделяемый поврежденными тканями добычи. Другие близкие организмы реагируют на пролин. У морских анемон Anthopleura аспарагин индуцирует сжимание щупалец, а глутатион — заглатывание [118]. Можно привести много других примеров. Трудно себе представить, чтобы механизм восприятия запаха и вкуса у человека мог бы принципиально отличаться от описанных феноменов. [c.348]

    Л. из разных видов водорослей различаются степенью разветвления молекул, содержанием маннита, числом и взаимным расположением 1 6-связей, величиной мол. массы. Кроме бурых водорослей, присутствие Л. установлено в диатомовых (хризоламинаран, лейкозин), зеленых и эвгле-новых (парамилок) водорослях.

 [c.576]

    Другой ПОДТИП простейших, жгутиковые (Mastigophora), передни-гающ,иеся с помош,ью небольшого числа жгутиков, служит связуюш,им-звеном между животными и водорослями. Euglena viridis (эвглена), маленький пресноводный организм с гибким конусовидным телом и длинным жгутиком на переднем конце, содержит зеленые хлоропласты. и имеет светочувствительное глазное пятно , благодаря которому кон- [c.44]

    S РНК, как правило, не содержит посттранскрипционно модифицированных (минорных) нуклеотидов. Однако у ряда видов дрожжей, а также у эвглены, имеется Ч . В очень редких случаях отмечаются другие минорные нуклеотиды — например, модифицированный С у архебактерии Sutfolobus a ido aldarius. 

[c.82]

    Простейший вид фоторецепции — это фототаксис. Одноклеточное эвглена обладает оранжево-красным фоторецепторным пятном — стигмой. Можно думать, что этот фоторецептор возник эволюционно из жгутика или реснички, ассоциировавшей пигмент. Под действием света стигма г.о.чдяет своего рода норнный импульс в жгутике, и эвглена движется по направлению к свету. Как указывает Уолкен, детально исследовавший фототаксис, система стигма—жгутик может рассматриваться как серво-механизм с обратной связью, обеспечивающий максимальную освещенность организма. [c.467]

    Зная площадь фоторецептора, длину волны и интенсивность света, можно оценить энергию, необходимую для фототактиче-ского ответа. Для эвглены это очень малая величина — около 
[c.467]

    Исследуя тонкие срезы пластид под электронным микроскопом, можно убедиться в том, что они имеют весьма сложное строение (фиг. 91). Прежде всего бросается в глаза наличие множества мелких темных мембранных образований (так называемых гран), обладающих четкой слоистой (ламеллярной) структурой. У эвглены эта темная слоистая структура заполняет весь ее хлоропласт, который, таким образом, представляет собой как бы одну грану у большинства других клеток каждый хлоропласт содержит от 10 до 100 гран. Фото синтетические пигменты локализованы главным образом в ламеллах или вокруг них. Выделенные из разрушенных пластид и очищенные ламеллы чрезвычайно богаты фосфолипидами и липопротеидами. Оказалось, что они способны катализировать некоторые высокоспецифичные реакции фотосинтеза, а именно фотолиз воды в присутствии внешнего окислителя реакция Хилла-, см. ния е), и реакции, связанные с переносом электронов. 

[c.315]

    Такие переходные формы, способные осуществлять различные типы углеродного питания, представляют большой интерес для исследователей механизма фотосинтеза. В связи с этим нельзя не упомянуть об эвглене, обладающей свойствами и животных и растений. В темноте эта жгутиковая водоросль не образует хлоропластов с хлорофиллом и использует для своего развития органические субстраты (глюкозу), то есть является гетеро-трофом. При освещении у эвглены образуется хлорофилл, формируются хлоропласты и начинается фотосинтез, то есть эвглена переходит к автотрофному типу питания.  [c.20]

    Зеленые водоросли ( hlorophyta)— одноклеточные, иногда нитевидные или листообразные образования с недифференцированными тканями (фиг. 4). Имеют Фиг 3 Эвглена выраженное ядро, набор пигмен- 
[c.26]

    Литтлтон в 1960 г. [19] обнаружил, что в препаратах рибосом из листьев содержатся два класса рибосом, которые можно разделить путем центрифугирования. Основной класс рибосом имеет коэффициент седиментации 838, что близко к значению, характерному для растительных рибосом вообще. Второй, минорный, класс рибосом из листьев обладает меньшим коэффициентом седиментации. Это и есть рибосомы хлоропластов они могут быть выделены непосредственно из изолированных хлоропластов 19]. Рибосомы хлоропластов шпината имеют коэффициент седиментации 668 после удаления магния они распадаются на две субъединицы с коэффициентами седиментации 478 и 338 соответственно. Литтлтон [19] показал, что рибосомы хлоропластов содержат 44% РНК, напоминая в этом отношении рибосомы цитоплазмы.

При исследовании клеток эвглены [5] становится совершенно очевидным, что рибосомы обнаруженной Литтлтоном разновидности действительно являются комнонентом хлоропластов, а не загрязнением или артефактом. Рибосомы хлоропластов эвглены, обладающие [c.28]

    Число митохондрий в клетках колеблется в зависимости от типа ткани или органа и от степени зрелости клетки. В клетках печени содержится в среднем по 2500 митохондрий [32] у парамеции насчитывается около 1000 митохондрий (Прир, личное сообщение), а у эвглены всего 15—20 митохондрий (Мерцер, личное [c.57]

    Специфическим вариантом метода является тест Прайза и Эстрады [13], основанный на учете соотношения хлорофилльных и бесхлорофилльных мутантов в культуре эвгленовых водорослей (зеленая эвглена). Этот тест указывает только на присутствие веществ, угнетающих образование хлорофилла, и поэтому применяется главным образом при поисках веществ с гербицидными свойствами. Однако он может представлять определенный интерес для установления присутствия веществ, разрушающих хлорофилл, в сточных водах предприятий химической промышленности.

 [c.32]

    Содержание МС в хлоропластах в пррпентах от РНК всей клетки у рада высших растений (шпинат, горох, табак и другие) варьирует в пределах 15-35 , у эвглены — 10-20 . [c.40]

    Хлорофилл ассоциирует в неводных растворителях. Агрегированные частицы обладают отличными от мономеров спектральными свойствами. Было сделано предположение, что сдвиг в максимуме флуоресценции хлорофилла, который имеет место при зеленениига эвглены, пршсходит благодаря образованию агрегатов, содержащих около 4 молекул хлорофилла [30]. [c.50]

    Растворимость белка зависит от отношения числа неполярных гидрофобных групп к числу полярных гидрофильных групп в молекуле, от их взаимного расположения и от результирующего дипольного момента. Заряженные полярные группы электростатически взаимодействуют друг с другом как внутри одной и той же молекулы, так и межмолекулярно, однако в воде эти силы благодаря высокой диэлектрической постоянной убывают и возникает повышающее растворимость взаимодействие между полярными группами и молекулами воды.

Альбумины и псевдоглобулины очень легко растворимы в воде, так как в этом случае взаимодействие между белком и растворителем сильнее, чем взаимодействие между соседними молекулами белка. Эвгло-булины в воде нерастворимы, поскольку здесь более сильным является взаимодействие между молекулами белка. Добавление к воде такого растворителя как этиловый спирт снижает диэлектрическую постоянную и вместе с тем приводит к замене части молекул воды. Благодаря этому белки, очень хорошо растворимые в воде, в водно-спиртовых смесях растворяются гораздо хуже. Например, растворимость яичного альбумина или карбо-ксигемоглобина лошади [193] в 25%-ном этиловом спирте при —5° составляет всего лишь небольшую долю их растворимости в воде. (При таких концентрациях этилового спирта денатурацию предотвращают хранением раствора при возможно более низкой температуре.) [c.42]

    Эвглена (Euglena) и хламидомонада ( hlamydomonas) — одноклеточные водоросли, плавающие с помощью жгутиков. Им свойствен положительный фототаксис, т. е. тенденция двигаться к свету. Это выгодно и эвглене, и хламидомонаде, поскольку обе водоросли существуют благодаря фотосинтезу. Продумайте, как поставить эксперимент, чтобы определить, какую освещенность предпочитает эвглена или хламидомонада. [c.246]

    Рис. 16.3 (отв.). Опыт, позволяющий выяснить, какую интенсивность света предпочитает эвглена или хяамидомонада. [c.353]

    Прайс и Миллер (Pri e а. Miller, 1962) в опытах с эвгленой пытались установить наличие прямой зависимости между цинком, скоростью дыхания и ростом этой водоросли. Результаты эксперимента показали, что при недостатке цинка клетки эвглены продолжали использовать этанол (источник углерода), хотя и с меньшей скоростью. В отсутствие роста скорость окисления спирта составляла 25% от контрольной величины. Скорость окисления ацетата упала до 16%. Таким образом, скорость окисления этанола не могла непосредственно отвечать за торможение роста, вызываемое недостатком цинка. Авторы установили, что скорость окисления эндогенных и экзогенных субстратов изменяется независимо от недостатка цинка и поэтому многочисленные сдвиги в обмене в этих условиях должны быть отнесены к реакциям с использованием специфических субстратов и не связаны с общим путем окисления, а следовательно, и с активностью окислительных ферментов дыхания.  [c.138]

    Мтсотрофные (от лат. mzxto — смешанный) — это организмы, способные как к синтезу органических веществ, так и к использованию их в готовом виде. Например, эвглена зеленая на свету является автотрофом, а в темноте — гетеротрофом, т. е. способна использовать как энергию сол- [c.314]

    Пигменты, поглощающие биологически активный свет, обычно входят в состав надмолекулярных структур клетки, более или менее равномерно распределенных по всему ее объему. Однако в ряде случаев реакция таксиса инициируется в специализированных фоторецепторных системах, например, в глазках эвглены. Обычно они расположены вблизи глотки, сообщающейся с наружным пространством, и окружают нижнюю часть жгутика. Отдельный глазок состоит из краснооранжевых плотно, беспорядочно упакованных глобул. Глобулы имеют ламеллярное строение и связаны с несущими жгутик структурами — тонкими фибриллами. [c.153]

    Очень часто фототаксическая реакция одноклеточного организма усиливается с ростом интенсивности стимулирующего света. Так, Дин и Толлин обнаружили, что положительный ответ эвглены пропорционален логарифму интенсивности света, по крайней мере, в пределах ее тысячекратного изменения. [c.153]

---

Использование электронных ресурсов серии «1С:Школа» в практике работы учителя биологии

Метелёва С.А., [email protected], МБОУ СОШ с УИОП №52, г. Киров

Электронные образовательные ресурсы фирмы «1С» используются педагогами нашей школы уже много лет. С 2012-2013 учебного года в рамках городской инновационной площадки «Образовательные комплексы серии «1С:Школа» как средство формирования информационно-образовательной среды современного урока» работа по их применению стала носить системный и целенаправленный характер.

Анализ проводимой работы показывает, что применение электронных ресурсов по биологии серии «1С:Школа» позволяет ученикам успешнее осваивать достаточно сложный учебный материал, активно обсуждать происходящее в сюжетах, логично доказывать свою точку зрения.

Предлагаемые для урока цифровые образовательные ресурсы позволяют учителю динамично выстраивать урок в необходимой для образовательного процесса последовательности, таким образом, чтобы можно было учитывать уровень готовности учащихся, неожиданно возникшие сложности, которые необходимо разобрать, выявить и повторить неусвоенный учебный материал. Цифровые образовательные ресурсы, как «пазлы», позволяют творчески, каждый раз по-новому, проводить уроки по одной и той же теме в разных классах.

Хотелось бы отметить, что, не смотря на то, что в электронном учебнике цифровые ресурсы разрабатывались к линии учебников проф. И.Н. Пономарёвой, они могут быть использованы и при работе с другими линиями учебников, утверждёнными и рекомендованными Министерством образования и науки.

Каждый из представленных на дисках типов ресурсов имеет свои особенности многопланового применения в образовательном процессе. Это позволяет учителю адаптировать их к конкретным условиям преподавания, учитывать уровень готовности учащихся и создавать возможность реализации личностного творческого потенциала каждого ученика. Кратко рассмотрим возможности использования таких интерактивных объектов, как анимации, интерактивные модели, интерактивные рисунки и схемы в учебном процессе.

Интерактивные рисунки имеют два режима работы. Первый режим — демонстрационный, второй – тестовый. Основная работа с интерактивным рисунком может проводиться, если выбрать опцию «Подсказка». При подведении курсора к определённой части интерактивного рисунка эта часть выделяется подсвечиванием, и появляются всплывающие подписи, которые можно зафиксировать на экране. Постепенно можно открыть и зафиксировать все подписи к рисунку, а при необходимости – убрать ненужные. Этот режим работы может использовать как учитель для объяснения учебного материала, постепенно вводя новую информацию, так и ученик самостоятельно изучая учебный материал с интерактивным рисунком по специально разработанным к нему заданиям или при работе с учебником. Преимущество такого режима работы заключается в том, что на экране выделяется конкретная часть объекта, это позволяет ученикам лучше концентрироваться на конкретном изучаемом вопросе.

У интерактивных рисунков «Зоны корня», «Проведение веществ по стеблю» одновременно с всплывающими подписями в отдельном окне выводится краткая характеристика составной части биологического объекта. В таком варианте всплывающие подписи интерактивного рисунка можно использовать в качестве опорных конспектов как при фронтальной работе учителя с классом, так и при самостоятельной работе учащихся с компьютером. Например, интерактивный рисунок «Зоны корня» можно порекомендовать как наглядное пособие при проведении лабораторной работы. При этом ученики имеют возможность сравнивать реальные наблюдаемые объекты и рисунки, выводимые на интерактивную доску или экран через проектор и комментируемые при необходимости учителем. В этом случае при проведении лабораторной работы можно поэтапно разобрать особенности строения каждой зоны и провести сравнение с микропрепаратами.

Опция «Спрятать всё» переключает интерактивный рисунок в режим, позволяющий выделять части объекта без появления подписей. Этот вариант может использоваться как при закреплении материала, так и при контроле знаний, например, при проведении опроса, когда ученик вызывается для объяснения рисунка. В этом случае ученик, пользуясь компьютером и проектором, поясняет выделяемые подсвечиванием части, или если работает с интерактивной доской, может делать поясняющие подписи.

Тестовый режим работы с интерактивным рисунком удобен для закрепления учебного материала. Ученику надо выбрать верные подписи из выпадающего списка, предлагаемые к рисунку. После выполнения задания проводится автоматическая проверка с реакцией на ответ. Этот режим работы можно использовать как при самостоятельной работе учащихся с интерактивными рисунками на персональном компьютере дома, так и в классе при проведении устного опроса учителем. Вызываемый ученик выполняет задание и затем комментирует его выполнение. Самостоятельная работа при проверке знаний может носить активный характер, т.к. заложенные в программу возможности позволяют рассматривать рисунки не только в тестовом режиме, но и в обучающем варианте.

Один из типов интерактивных рисунков – рисунки с разномасштабными элементами строения. Они позволяют показать детальное строение биологического объекта. Например, на первом экране интерактивного рисунка «Внутреннее строение листа» показаны его основные части: кожица, мякоть и жилка. На втором рисунке изображено более детальное строение мякоти и жилки листа, а на третьем – продемонстрировано строение устьиц. Использование нескольких масштабов одного рисунка позволяет сформировать у школьников целостное восприятие изучаемого объекта, помогает понять соотношение его составных частей. При работе с каждым из рисунков можно использовать разные опции демонстрационного режима, что расширяет возможности его применения в учебном процессе, особенно при организации индивидуальных форм обучения.

Интерактивное задание, например, «Интенсивность фотосинтеза в разных спектрах света», по сути, являются практикумом по моделированию условий протекания биологического процесса. Работая с этим ресурсом, ученики могут самостоятельно определить наиболее оптимальные условия.

Анимации, как правило, используются для иллюстрации механизмов биологических процессов. За счет использования современного компьютерного дизайна они психологически очень привлекательны для учащихся. Наиболее удобны для применения в учебном процессе анимации, которые имеют синхронизированное дикторское сопровождение, это даёт возможность использовать анимации при объяснении нового материала учителем или проводить учащимся самостоятельное изучение нового материала. Повышает возможность разнообразного использования анимации опция выключения звукового сопровождения, в этом случае эти же анимации можно использовать для закрепления и проверки знаний, например, вызывая ученика прокомментировать происходящее на экране. По ходу проигрывания анимации актуально использование всплывающих подсказок, а также выделение цветом или подсвечиванием частей экрана или рисунков, т.е. тех фрагментов, на которых необходимо сконцентрировать внимание школьников. Для повышения эффективности учебного процесса сюжеты анимации разбиты на части, и предоставлена возможность выбора режима проигрывания сюжета – с остановкой на ключевых кадрах или без остановки. Работа с анимацией в режиме остановки на ключевых кадрах даёт возможность учителю сделать дополнительные комментарии или дать возможность учащимся сделать записи в тетрадях, а также этот режим позволяет несколько раз проигрывать наиболее сложные фрагменты анимации без особых сложностей поиска необходимого фрагмента сюжета. Все эти приёмы создают возможность квалифицированного объяснения биологических процессов с нужными визуальными акцентами. Работа с анимацией в компьютерном классе может быть основой для индивидуальных заданий разной степени сложности. В этом случае могут предлагаться учащимся разные формы работы: описать процесс или явление, ответить на вопросы к анимации, сформулированные учителем перед просмотром, или предложить учащимися составить собственные вопросы или опорные конспекты просматриваемой анимации. Ряд разработанных анимаций интерпретируют лабораторные эксперименты, которые не всегда удаётся провести в школе и, тем более, в домашних условиях.

Раскрывающиеся интерактивные схемы интересны постепенным вводом информации, позволяют акцентировать внимание школьников на определённом моменте изучаемого материала. Использование таких схем возможно для предъявления нового учебного материала при объяснении учителем. Их можно использовать в качестве опорных конспектов при фронтальной работе с классом и при самостоятельной работе учащихся с учебниками для структурирования изучаемого материала. Наиболее эффективны схемы при проведении сравнения, в этом случае можно проводить анализ по раскрывающимся плашкам, как по горизонтали, так и по вертикали.

Приведём пример технологической карты урока по теме: «Особенности строения и жизнедеятельности одноклеточных животных».

Тип урока: изучения и первичного закрепления нового материала.

Используемые ЦОР:

1. Видеофрагмент: «Многообразие одноклеточных животных», «Амёба», «Инфузория туфелька».
2. Интерактивный рисунок «Строение амёбы», «Строение эвглены зеленой», «Строение инфузории-туфельки», «Типы простейших».
3. Интерактивное тестовое задание по теме «Тип саркодовые жгутиконосцы», «Класс жгутиконосцы», «Тип Инфузории».

Цель урока: Сформировать представление учащихся об особенностях строения и жизнедеятельности одноклеточных животных.

Задачи урока:

Образовательная – сформировать знания об особенностях строения и образа жизни одноклеточных животных, их жизнедеятельности.

Развивающая–сформировать знания о единстве живого на Земле и об отличительных особенностях царств живой природы. Воспитательная – организация мыслительной деятельности учащихся, творческой самореализации; создание позитивного микроклимата.

Межпредметные связи: география, биология, экология.

Ход урока

Деятельность учителя	Деятельность учеников
Оргмомент
Учитель проверяет, насколько комфортно чувствуют себя ученики, готовность рабочего места, создает ситуацию успеха	Готовят рабочее место.
Мотивация и целеполагание
Показывает обычный мел и изображение Египетской пирамиды.Самая большая пирамида мира состоит из остатков раковинок одноклеточных организмов! Древние храмы городов России тоже сложены из плит известняка, образованного раковинками одноклеточных. Из остатков крошечных раковинок состоит и обычный школьный мел! Только они настолько маленькие, что и в микроскоп их разглядеть трудно. Кусочек мела размером с ноготь содержит десятки миллиардов таких «скорлупок»! Сформулируйте тему урока: одноклеточные организмы.	Записывают в тетрадь и озвучивают, затем корректируют
Первичное усвоение знаний
Просмотрите видеофрагмент: многообразие одноклеточных животных и назовите признаки одноклеточных организмов. Микроскопические, различные по форме, одноклеточные. Обитают в жидкой среде: вода, увлажнённая почва, организмы растений и животных. Органы движения. Клетка выполняет все функции организма – перемещается (движется), питается, перерабатывает пищу, дышит, удаляет ненужные вещества, размножается.  Используется опорный конспект — характерные признаки простейших.	Записывают в тетрадь признаки одноклеточных животных.
Рефлексия
Слушает, корректирует ответы	Озвучивают, какая информация была новой для них.
Осознание и осмысление блока новой учебной информации, осознание способов действия
Используя видеофрагмент «Амёба», определите признаки амёбы – представителя класса Саркодовые. Запишите их в таблицу (Приложение 1).	Проверка заполнения таблицы, дополнение характеристики по ходу просмотра.
Первичное закрепление нового материала
Работа с интерактивным рисунком «Строение амёбы» в режиме тестового задания.	Выполнение рисунка.
Выполнение задания по образцу
Вариант I (характеристика класса Жгутиконосцы) Вариант II (характеристика типа Инфузорий) Работа с интерактивным рисунком «Строение эвглены зеленой» и «Строение инфузории-туфельки» в  режиме  тестового задания.	Выполняют задание самостоятельно. Проверяют правильность выполнения задания, используя интерактивный рисунок в режиме подсказки.
Подведение итогов урока
Ответить на вопросы Тренажёра.	Отвечают на вопросы. Самоконтроль.
Информация о домашнем задании
Выписать характерные признаки изученных классов.

Урок 7 класс Эвглена зеленая

Дата ________

Поурочный план 7 класс

Тема: Эвглена зеленая как простейшее, совмещающее признаки
животных и растений. Колониальные жгутиковые.

Цель урока: повторить и закрепить особенности строения
Саркодовых амебы обыкновенной; сформировать знания о Жгутиконосцах
совмещающие признаки животных и растений

Задачи урока:

Обучающие: познакомить с особенностями строения и
жизнедеятельности жгутиконосцев; сформировать знания о колониальных
жгутиковых

Развивающие: формировать умение работать с дополнительной
литературой, анализировать полученную информацию, обобщать,
формулировать выводы

Воспитывающие: активизировать познавательный интерес к
изучаемому материалу; воспитывать бережное отношение к природе

Тип урока: комбинированный

Оборудование: учебник «Биология» 7 класс, компьютер,
презентация; карточки — задание

Ход урока:

1. Организационный момент

Объявление темы, цели и задач урока

2. Проверка актуализации знаний

Ребята, мы с вами уже познакомились с одноклеточным животным
Амеба обыкновенная. Давайте вспомним с чего мы начали изучение этих
замечательных животных?

Работа по карточкам (особенности строения и жизнедеятельности
корненожек): дополнить пропущенные слова предложения.

3. Объяснение нового материала

Тема: Эвглена зеленая как простейшее, совмещающее признаки
животных и растений. Колониальные жгутиковые.

Как вы думаете почему эвглена зеленая имеет такое название?

В чем причина совмещения признаков разных царств животных и
растений?

Целью урока сегодня и будет познакомиться с еще одним классом
простейших животных, и выявить ее особенные черты существования

Класс Жгутиконосцы. Главный отличительный признак жгутиконосцев
— наличие одного или нескольких жгутиков, с помощью которых они
передвигаются.

Внешнее строение и место обитания. Зеленая эвглена, как и
обыкновенная амеба, живет в прудах, загрязненных гниющими листьями,
в лужах и в других водоемах со стоячей водой. Тело эвглены
вытянутое, длиной около 0,05 мм. Его передний конец притуплен, а
задний заострен. На переднем конце тела эвглены находится — жгутик.
Вращая им, эвглена передвигается.

Учащимися зарисовывается рисунок строения простейшего

Рис. 1. Строение эвглены зеленой

Как и почему эвглена зленная совмещает в себе признаки животных
и растений?

Питание. Эвглена способна менять характер питания в зависимости
от условий среды. На свету ей свойственно автотрофное питание, за
счет фотосинтеза. В темноте эвглена питается гетеротрофно —
готовыми органическими веществами.

Эвглена дышит кислородом, растворенным в воде. Газообмен
происходит через всю поверхность тела.

В сократительную вакуоль собираются вредные вещества (продукты
распада) и избыток воды, которые потом выталкиваются наружу.

Размножение.

Размножается эвглена бесполым путем: клетка делится надвое вдоль
продольной оси тела. Сначала разделяется ядро. Затем тело эвглены
продольной перетяжкой делится на две примерно одинаковые половины.

Циста. При неблагоприятных условиях у эвглены, как и у амебы,
образуется циста. При этом жгутик отпадает, а тело эвглены
округляется, покрываясь плотной защитной оболочкой.

Колониальные жгутиконосцы

Виды состоящие из 8 -16-32 и даже по тысячи клеток. Вольвокс —
колония жгутиковых простейших. В прудах и озерах их можно найти
плавающими в воде зеленые круглые организмы диаметром до 1 мм. Под
микроскопом можно заметить, что каждый шарик его состоит из тысячи
мельчайших клеток. Каждая клетка выглядит как самостоятельная
единица, но работают сообща образуя колонию, так как соединены
между собой цитоплазматическими мостиками.

4. Закрепление нового материала

Учащимся раздаются рисунки эвглены зеленой, предлагается
подписать отдельные органы простейшего.

Домашнее задание: параграф 36, конспект в тетради

5. Итог урока Выставление оценок

Можно ли увидеть микробов под микроскопом? Рассмотрение под микроскопом движения инфузорий Лабораторная работа по биологии инфузория туфелька.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
№1. СТРОЕНИЕ ИНФУЗОРИИ-ТУФЕЛЬКИ И ДРУГИХ
ОДНОКЛЕТОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ

Цель.

Изучить
строение инфузории туфельки и других
одноклеточных животных; выявить признаки
сходства представителей простейших.

Оборудование.


Таблицы с изображение простейших,
пластилин, проволока, ножницы.

Ход работы.

1. Рассмотрите рисунки
строения амебы обыкновенной, эвглены
зеленой, инфузории туфельки.
Зарисуйте
строение каждого простейшего в тетрадь
для лабораторных работ.

Амеба
обыкновенная Инфузория туфелька

2. Сравните одноклеточные
организмы и дополните таблицу.

Признаки для сравнения	Организмы
		Амёба обыкновенная	Эвглена зеленая	Инфузория туфелька
Оболочка
Цитоплазма
Пищеварительная вакуоль
Сократительная вакуоль
Хлоропласты
Светочувствительный глазок
Клеточный рот
Органоиды движения		Ложноножки

3. Сделайте из пластилина
или другого подручного материала модели
амебы обыкновенной, эвглены зеленой,
инфузории туфельки.

4. Сделайте вывод и
запишите его в тетрадь.

Вывод.

У всех
одноклеточных животных есть _________,
____________ и ___________. Основной способ
размножения __________, но встречается и
___________. Среда обитания — __________________.

Домашнее задание.

Прочитайте параграфы
3 и 4.

Ответьте на вопрос через
форму на сайте /

* Представьте себе, что
амеба утратила способность к образованию
ложноножек. Что с ней может произойти?

1. Пояснительная записка 7 класс Курс «Животные»

   Пояснительная записка
   

   11 лабораторных
   работ
   : по теме «Подцарство Простейшие, или Одноклеточные
   животные
   » лабораторная
   работа
   № 1 «Изучение строения
   инфузории
   — туфельки
   » по… новый стандарт биологического образования ставит другие
   цели
   , среди которых: развитие творческих. ..

2. Пояснительная записка Изучение биологии в 7 классе направлено на достижение следующих целей: освоение знаний

   Пояснительная записка
   

   … животных
   4 2 Строение
   тела животных
   2 3 Подцарство Простейшие, или Одноклеточные
   животные
   5 4 Подцарство Многоклеточные животные
   … Лабораторные
   работы
   : Строение
   инфузории
   —туфельки
   . Рассмотрение других
   простейших. 4. Подцарство Многоклеточные животные
   …

3. Руководство
   

   … инфузорий
   пресноводных: а — инфузория
   —туфелька
   ; б — стилонихия; в — сувойка Лабораторная
   работа
   Морфологическое описание одного вида растений Цель
   работы
   … животных
   . Сделайте вывод по работе
   . Лабораторная
   работа
   Сравнение строения
   клеток одноклеточного
   …

4. Е. А. Чередниченко Лабораторная работа №1

   Документ
   

   . .. животное
   : А) амеба обыкновенная _____________________ Б) инфузория
   – туфелька
   _____________________ В) малярийный плазмодий ___________________ Г) дизентерийная амеба ______________________ Лабораторная
   работа
   № 2 Строение
   …

5. Приказ № от 2012г. Рабочая программа по биологии 7 кл средней общеобразовательной школы №166

   Рабочая программа
   

   Листьев в)строение
   ………………………………………… г) число……………………………………………. д) число …………………………………………….. ЛАБОРАТОРНАЯ
   РАБОТА
   № 14

На уроках биологии.

В системе обучения предметам естественнонаучного цикла лабораторные и практические работы занимают одно из важнейших мест. Практическая деятельность позволяет формировать у учащихся целостные представления об окружающем мире, умение четко устанавливать причинно-следственные связи между объектами и явлениями. В первую очередь, это обусловлено тем, что при выполнении учащимися лабораторного практикума происходит формирование и развитие умений и навыков экспериментального изучения живой природы, глубокого проникновения в закономерности ее существования.

Основы формирования умений и навыков выполнения лабораторных и практических работ по биологии закладываются с 6 класса . Основными задачами лабораторного практикума по биологии являются развитие исследовательской культуры учащихся, их устойчивого познавательного интереса к изучению биологии.

Правила работы с микроскопом.

1.

Лабораторный микроскоп предназначен для изучения готовых или изготовленных собственноручно микропрепаратов.

2.

Переносить микроскоп можно
только за штатив
, и, ни в коем случае
— за тубус
!

3.

Устанавливать микроскоп необходимо на расстоянии не менее 10 см от края стала.

4.

Для улавливания световых лучей предназначено зеркальце, за поверхность которого нельзя браться пальцами
: поворачивать зеркальце можно только, держась за его пластиковый ободок.

5.

Рассматривать препарат нужно сначала на малом увеличении
. Исходное расстояние от объектива малого увеличения до объекта – 1 см.

6.

По завершении работы
, микроскоп необходимо вновь перевести на малое увеличение
, повернув барабан револьвера до щелчка, так чтобы объектив малого увеличения оказался направленным на предметный столик.

7.

Оптику
(линзы объектива и окуляра) трогать руками категорически запрещено
!

8.

При настройке резкости
изображения необходимо очень осторожно работать винтами.

9.

Настроенный микроскоп сдвигать с места нельзя
!

10.

Зарисовывать препараты лучше всего в круге (диаметром не менее 3 см), так как это соответствует полю видения при изучении препарата под микроскопом.

Тема: «Изучение особенностей строения растительной клетки».

(На примере неокрашенного препарата кожицы лука).

Цели работы:

освоить основные приемы изготовления неокрашенного препарата кожицы лука и рассмотреть особенности строения растительной клетки.

Оборудование:

предметное и покровное стекла, фильтровальная бумага, препаровальная игла, стеклянная палочка, стаканчик с водой, чешуйка луковицы, лезвие.

1.

Капнем на предметное стекло капельку воды, взяв ее стеклянной палочкой из стаканчика. Отложим предметное стекло в сторону.

2.

Возьмем чешуйку луковицы. Аккуратно, препаровальной иглой снимем кожицу с внутренней поверхности чешуйки.

3.

Поместим кусочек кожицы в каплю воды и расправим ее.

4.

Если необходимо, добавляем еще каплю воды и накрываем препарат покровным стеклом: ставим его на ребро на предметное стекло на расстоянии около 0, 7 см от фрагмента кожицы и аккуратно опускаем. Затем, легонько прижимаем покровное стеклышко по краям, чтобы удалить пузырьки воздуха и излишки воды.

5.

Помещаем препарат на предметный столик микроскопа и рассматриваем на малом, а потом и на большом увеличении.

6.
Зарисовываем препарат, обращая особое внимание на пристеночное положение ядер. Почему они так располагаются? На рисунке даем обозначения тех компонентов клетки, которые нам удалось увидеть в микроскоп, и делаем выводы по работе.

Лабораторная работа (6 класс)

Тема: «Хлоропласты. Движение цитоплазмы (на примере элодеи канадской)».

Цели
:
изучить форму и расположение хлоропластов; пронаблюдать за движением цитоплазмы по перемещению хлоропластов.

Оборудование:

кювета с элодеей канадской, кисточка, стаканчик с дистиллированной водой, препаровальные иголки, стеклянная палочка, предметное стекло, покровное стекло, микроскоп.

Примечание 1

: предварительно кювету с элодеей нужно подержать под лампой около 2-3 часов, чтобы стимулировать движение цитоплазмы.

Ход работы.

1

.
На предметное стекло капнуть воду из стаканчика с дистиллированной водой.

2.

Из кюветы кисточкой взять лист элодеи канадской и перенести в каплю воды на предметное стекло. Осторожно накрыть препарат покровным стеклом.

3.

Препарат поместить на столик микроскопа таким образом, чтобы был виден край листовой пластинки. Рассмотреть препарат сначала при малом, а затем при большом увеличении. Препарат зарисовать при большом увеличении.

Примечание 2

:
по краю листовой пластинки клетки расположены в один слой, поэтому их легко рассматривать, не делая среза. При рассматривании хлоропластов сверху они выглядят как округлые зеленые тельца. Те, которые видны сбоку, имеют вид двояковыпуклой линзы.

4.

Перевести микроскоп на малое увеличение. Передвинуть препарат так, чтобы хорошо были видны удлиненные клетки, расположенные вдоль серединной жилки. Зафиксировать внимание на одном хлоропласте и несколько минут наблюдать за его перемещением в токе цитоплазмы.

Примечание 3

:
если в клетке есть одна крупная центральная вакуоль, то цитоплазма расположена пристеночно и ее движение будет ротационным, то есть, круговое. Если вакуолей несколько, то цитоплазма образует между ними тяжи, в которых движется струйчато.

5
. Зарисовать одну клетку и показать в ней стрелками направление движения цитоплазмы (по движению хлоропласта). Сделать выводы.

Тема: «Строение плесневого гриба мукора».

Цель

: Изучить строение и органы размножения плесневого гриба мукор.

Оборудование

: плесневый гриб мукор, микроскоп, покровные и предметные стекла, лупа

Ход работы.

1.

Рассмотрите невооруженным глазом плесневый гриб на хлебе. Опишите его внешний вид.

2.

Рассмотрите микропрепарат «Мукор» под микроскопом. Что представляет собой мицелий плесне­вого гриба?

3.

Найдите на концах гиф плесени черные головки со спорами. Это спорангии. Рассмотрите их. Найдите на микропрепарате лопнувшие спорангии, из которых высыпаются споры. Рассмотрите споры.

4.

Ответьте на вопросы: какой цвет имеет мицелий мукора? Почему этот гриб поселяется на продуктах питания? Как происходит размножение мукора?

5.
Зарисуйте строение гриба мукора и подпишите названия его основных частей.

Тема: «Строение кукушкина льна».

Цель:

Изучить строение мха.

Оборудование:

Гербарий, лупа.

Ход работы

1

.
Рассмотрите и опишите строение мха (форма, окраска, размеры листьев и стебля).

2.

Найдите основные части кукушкина льна. Зарисуйте рас­тение и его части.

3.

Рассмотрите верхушки нескольких стебельков. Найдите мужские и женские экземпляры.

4.

Найдите коробочку. Рассмотрите ее строение. Сделайте рисунок.

Лабораторная работа (7 класс)

Тема: «Строение инфузории-туфельки».

Цель:

Изучить особенности строения одноклеточных организмов

Оборудование:

Микроскоп, предметные и покровные стекла, вата, культура инфузория-туфелька.

Ход работы.

1.Относительная величина» href=»/text/category/otnositelmznaya_velichina/» rel=»bookmark»>относительную величину , особенности строения и количество эритроцитов.

Зарисуйте 3-4 эритроцита.

https://pandia.ru/text/79/559/images/image005_4.jpg» alt=»1234″ align=»left»>

2. При том же увеличении микроскопа рассмотрите препарат крови лягушки. Обратите на форму, относительную величину, особенности строения и количество эритроцитов и лейкоцитов в препарате. Зарисуйте 3-4 эритроцита.

3. Сравните особенности строения эритроцитов человека и лягушки. Результаты оформите в виде таблицы

Признаки	Эритроциты
человека	лягушки
Наличие ядра в клетке
Окраска цитоплазмы

4. Сделайте вывод. Подумайте, чья кровь – человека или лягушки – способна перенести больше кислорода за единицу времени? Объясните, почему.

5. После завершения работы приведите в порядок оборудование и своё рабочее место.

С тех пор, как ученые обнаружили микробов, они учились их выращивать на различных питательных средах. Ведь для того чтобы знать, как бороться с тем или иным микроорганизмом, нужно изучить не только его форму, но и повадки, образ жизни, потребности в питании. Сейчас в лабораториях исследователи могут выращивать практически любой микроорганизм, для этого разработано огромное количество питательных сред. Но в прошлом, во времена Луи Пастера — родителя современной науки о микробах (микробиологии), в распоряжении ученых была доступна для изучения лишь вода из лесных луж и водоемов, настой сена и мясной бульон.

Слово «микроорганизм» понятие собирательное, в него входят все невидимые невооруженным глазом организмы — бактерии, грибы, одноклеточные и еще целый ряд микрожителей. К слову, вирусы не относят к микробам. Их выделяют в отдельную группу, и наблюдать их в обычный световой микроскоп не представляется возможным.

Микробы вездесущи, обнаружить их можно буквально на всем, что нас окружает. Они бывают аэробами, т.е. для их жизнедеятельности требуется присутствие свободного молекулярного кислорода, но могут быть и анаэробами, способными прожить в условиях без доступа кислорода. Размеры, форма и принципы питания у микробов очень разнятся, но из них всех, пожалуй, самой красивой и причудливой является инфузория туфелька.

Инфузорий можно часами наблюдать в микроскоп. Они имеют очень необычную форму и легко узнаются среди прочих микроорганизмов. Для наблюдения за ней не требуется длительных подготовок и специальных навыков. Ее может увидеть любой желающий даже с помощью самого простого микроскопа.

Проведение опыта с инфузорией

Для проведения опыта понадобится совсем немного воды из лесной лужи, зацветшего водоема, из вазы с цветами или даже из аквариума. Идеально, если в воде окажется несколько веточек водорослей. Препарат с инфузорией можно приготовить по принципу раздавленной капли, или сделать «висячую» каплю на предметном стекле с выемкой.

При рассматривании образца под микроскопом (лучше всего это делать на среднем или большом увеличении) можно заметить двигающихся овальных существ. Строго говоря, они не совсем овальные — передний конец инфузории заострен, а задний, наоборот, имеет сильно округлую форму. Одна из боковых сторон, приблизительно по центру туловища, вогнута, что придает существу большое сходство с подошвой туфли. Отсюда и название микроорганизма — инфузория туфелька. Вокруг всего тела инфузории располагаются в несколько слоев реснички, которые помогают ей двигаться и «загонять» пищу в ротовое отверстие, расположенное неподалеку от головного конца.

Для особо пытливых исследователей будет интересно понаблюдать за процессом пищеварения у инфузории. Пища, попавшая в ротовое отверстие, постепенно перемещается в «желудок» — пищеварительную вакуоль, похожую на пузырек. В ней пища переваривается, а затем выталкивается в другую вакуоль — сократительную, которая является чем то, наподобие кишечника у животных. Сократительная вакуоль служит для устранения остатков пищи наружу. Для того чтобы увидеть, как происходят эти процессы, нужно покормить инфузорию, например, несколькими капельками обычной туши для заправки перьевых ручек. После того, как инфузория заглотнет ее, можно рассмотреть месторасположение пищеварительной вакуоли — темный шарик на фоне светлого тела микроорганизма.

Многие знают, что инфузории относятся к классу простейших, но это название довольно относительное, т.к. многочисленные опыты над инфузориями обнаружили у них зачатки психической деятельности. К примеру, инфузорию помещали в узкую трубку, диаметр которой совсем немного превосходил размер самого животного. Трубку с обеих сторон запаивали. Когда инфузория доплывала до одной стороны, она делала попытки проплыть дальше, но вскоре разворачивалась головным концом и направлялась в другую сторону. Со временем инфузория стала тратить на развороты все меньше времени и сил, а значит, смогла приспособиться к новым условиям.

Но поражает в инфузории даже не это. В человеческом или другом сложном организме все клетки узкоспециализированы и выполняют какую-либо одну функцию. Инфузория же состоит из одной-единственной клетки, в которой есть, хоть и примитивная, но выделительная и пищеварительная системы, мышечная система, состоящая из сократительных волокон, двигательный аппарат из ресничек. Следовательно, эта единственная клетка может полностью обеспечивать все стороны жизнедеятельности. Возможно поэтому ученые прошлого с таким уважением относились к инфузории и часами просиживали над микроскопом, изучая и зарисовывая ее повадки.

Какие же микроскопы подойдут?

В микроскоп, способный давать увеличение не менее 600-800х крат, можно понаблюдать не только простейших, но и бактерий. Самый простой способ это сделать — собрать небольшое количество зубного налета и развести его в капельке воды. Так можно увидеть основных представителей царства бактерий. В простом лабораторном микроскопе они будут выглядеть неказисто — маленькие шарики, палочки или нити с нечеткими контурами. Но при использовании фазово-контрастного метода на более дорогостоящих лабораторных моделях можно рассмотреть гораздо больше. Их контуры станут четче, а тела будут выделяться ярким светом на темном фоне. И хотя внутреннюю структуру при таком исследовании изучить не получится (для этого нужно убить бактерий и окрасить), можно увидеть движение бактерий. А по характеру движений ученые определяют принадлежность бактерий к тому или иному классу и выявляют возбудителей некоторых болезней.

Для лабораторных же исследований, направленных на выявление и более точную идентификацию болезнетворных организмов, часто используются жидкие и плотные питательные среды. В них можно наблюдать не только отдельных микроорганизмов, но и целые колонии, т.е. большие скопления клеток, видимые невооруженным глазом. Однако эта техника достаточно сложная и не годится для применения в домашних условиях.

Контрольно – обобщающий урок по теме Простейшие

Контрольно – обобщающий урок по теме Простейшие

Цели урока: обобщить, систематизировать знания об одноклеточных животных;

закрепить знания о внутреннем строении представителей типа Саркодовые и Жгутиконосцы, Инфузории;

уметь сравнивать процессы жизнедеятельности представителей данных типов;

закрепить знания о положении представителей данных типов в системе органического мира и их значение в природе и жизни человека.

Оборудование: шаблоны для моделирования клеток Простейших, рисунки с изображениями Простейших, кроссворд, криптограмма, схема «Значение простейших в природе и жизни человека».

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Актуализация опорных знаний.

Наступило время путешествия в страну «Простейшие», в страну, которая по размерам не больше капли прудовой воды. Путешествуя по этой стране, мы должны проверить и расширить знания об одноклеточных животных: об их строении, поведении, месте в системе органического мира и значении в природе и жизни человека. Итак, не задерживаясь – в путь!

Вернемся на 340 лет назад в лабораторию Антони Ван Левенгука (доклад об исследованиях Левенгука. На доске – рисунок капли прудовой воды).

• Почему животные этой группы получили название одноклеточные или простейшие? (они просто устроены, их тело состоит из одной клетки).

• Правильно, но несмотря на простоту строения, это настоящие живые организмы. А как вы считаете? (да, они способны передвигаться, питаться, размножаться, дышать, для них характерен обмен веществ и энергии, они живут независимо и умирают)

• Антони Ван Левенгук вначале всех Простейших назвал «инфузориями» и отнес к одной группе животных. В настоящее время выделяют целых пять самостоятельных типов одноклеточных. Почему? (потому что все они имеют различия в строении тела)

Задание: заполнить таблицу «Сравнительная характеристика Простейших».

Процессы жизнедеятельности	Амеба	Эвглена Зеленая	Инфузория-туфелька
1. Движение	При помощи ложноножек	При помощи жгутика	При помощи ресничек
2. Питание	Фагоцитоз, ложноножки, пищеварительная вакуоль	Фотосинтез	Рот, глотка, пищеварительные вакуоли
3. Дыхание	Через оболочку	Через оболочку	Через оболочку
4. Выделение	Сократительная вакуоль	Сократительная вакуоль	Сократительная вакуоль и порошица
5. Размножение	Бесполое	Бесполое	Бесполое и половое
6. Переживание неблагоприятных условий	Образование цисты	Образование цисты	Образование цисты

• Чем похожи и чем различаются Простейшие разных групп?

• Ученые 17-18 веков Простейших представляли по-разному. Среди мыслителей того времени находились такие, которые говорили, что сам Бог, скрыв Простейших от невооруженного взгляда, выразил свое нежелание того, чтобы человек изучал их. Даже Карл Линней назвал мир Простейших «невидимым миром» и в своей книге «Система природы» описал его как один единственный род, характерно названный «хаос инфузориум». Одни ученые считали, что Простейшие устроены так же совершенно, как высшие животные и растения и отличаются от них всего лишь размерами. Другие – что Простейшие всего-навсего комочки «живой слизи», не имеющие никакого внутреннего строения. Сегодня уже не спорят по этому поводу, знают наверняка, что зачастую простейшие устроены сложнее, чем отдельная клетка многоклеточного организма, но проще, чем одноклеточный организм в целом.

• Какое внутреннее строение имеют Простейшие? Ответим на этот вопрос, выполнив задание.

Задание: на столе разложены шаблоны, изображающие части клеток Простейших. Дети выбирают необходимые детали и надписи, затем моделируют клетку на листе бумаги, прикрепляя детали клеем. Готовые модели прикрепляют на доску, проверяют правильность выполнения задания и отвечают на вопросы карточек.

Карточка №1. Амеба обыкновенная.

1. К какому типу относится Амеба. Назовите признаки этой систематической группы.

2. Как Амеба размножается?

3. Как питается Амеба?

Карточка №2. Эвглена зеленая.

1. К какому типу относится Эвглена? Каковы признаки этой систематической группы?

2. Как называется способ питания Эвглены?

3. Назовите признаки растений и животных в строении Эвглены.

Карточка №3. Инфузория-туфелька.

1. К какому типу относится Инфузория-туфелька? Назовите признаки этой систематической группы.

2. Дайте определение понятия «раздражимость».

3. Докажите: из изученных Простейших инфузория самая высокоорганизованная.

Итак, мы видим, что все Простейшие родственны между собой. От кого же произошли эти животные, кто их предок? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно разгадать криптограмму.

Криптограмма

14	9	17	19	17	6	10	12	13
20	4	6	17	6	6	16	2	10
4	2	5	1	13	8	2	15	4
19	18	3	6	20	2	8	4	19
18	14	15	6	8	9	11	8	3
7	21	8	6	5	2	20	19	18

1. Непостоянные выросты тела корненожек.

1 2 3 4

2. Место образования пищеварительных вакуолей у инфузорий.

7 1 2 8 5 9

3. Раковинная амеба, строящая раковины их склеенных песчинок.

10 6 1 11 7 6

4. Органоиды передвижения инфузорий.

12 13 14 4 6 15 5 6

5. Жидкая часть клетки.

6 8 2 1 9 16 17 9

6. Органоиды эвглены зеленой, обеспечивающие питание на свету.

18 2 2 1 9 14 8 19

7. Пульсирующие пузырьки, находящиеся в цитоплазме простейших.

20 9 5 21 2 1 6

Задание. Поиграем в игру «Любознайка». Представьте, что вы ученые-биологи и должны объяснить некоторые факты из жизни простейших.

1. Потомство одной инфузории-туфельки за год может достичь 75*10¹⁰⁸ особей. По объему такое количество заняло бы полый шар диаметром в расстояние от Земли до Солнца. Почему в природе этого не происходит?

2. В пробирку с культурой Эвглены зеленой добавили небольшое количество картофельного отвара. Пробирку поставили в темноту. Через две недели зеленая окраска культуры исчезла. Как вы думаете, погибли ли эвглены? Что будет, если пробирку поставить на свет?

3. Термиты питаются древесиной, протачивая ходы в деревянных постройках. Однако сами переваривать клетчатку, входящую в состав древесины , не могут. Если к пище термитов добавить немного антибиотиков, то они погибают от голода. Объясните, почему?

4. Какая опасность грозила бы пресноводным простейшим в случае отсутствия у них сократительных вакуолей?

5. В пазухах листьев высокой пальмы скопилась дождевая вода. Через некоторое время в ней были обнаружены те же инфузории, что и в расположенном рядом озере. Каким образом инфузории «взобрались» на пальму?

• И в заключении мне бы хотелось увидеть, как вы запомнили особенности простейших и сможете ли вы распределить их по группам, используя какой либо признак.

Задание. На доске пронумерованные карточки с изображениями простейших. Необходимо распределить их по систематическим группам.

• На Земле простейших насчитывается 30000 видов. Их не видно невооруженным глазом, однако они оказывают огромное влияние на окружающую среду и жизнь человека. Давайте попробуем ответить на вопрос: какое значение имеют простейшие в природе и жизни человека? После ответов учащихся на доске вывешивается схема «Значение простейших».

3. Подведение итога урока.

1. Какие организмы называют простейшими?

2. Докажите, что одноклеточные являются самостоятельными организмами.

3. Как доказать, что все организмы имеют единое происхождение

Особенности организации простейших – план урока и презентация по биологии

На вершине заплыва Эвглена: схематический рисунок изображает …

Бионическая энергоэффективность зданий и бионическая зеленая архитектура являются важными средствами обеспечения гармонии между зданиями и окружающей природной средой, поддержания экологического баланса и достижения устойчивого развития зданий. . Основываясь на обзоре бионических технологий для строительных функций, структур и материалов, в настоящем исследовании анализируются приложения и типичные случаи бионической энергоэффективности зданий и бионической зеленой архитектуры.Например, используя мудрость природы в зданиях, были созданы архитектурные инновации с использованием бионических функций на основе благоприятной системы естественной вентиляции, обнаруженной в термитниках. Более того, технология пассивного строительства с использованием ресурсов солнечной энергии может не только улучшить тепловую среду внутри помещений, но и снизить энергопотребление зданий. Черпая вдохновение в механических свойствах, структурных отношениях и характеристиках материалов природных объектов и применяя это к конструкции или форме здания, были созданы конструкции с большим пролетом, такие как подвесной трос и структура тонкой оболочки, которые имитируют паутину и яичную скорлупу соответственно. предназначен для повышения эффективности использования строительных ресурсов. Используя мех белого медведя, листья лотоса и других естественных животных и растений в качестве бионических строительных материалов, на поверхностях зданий были реализованы механизмы самокомпенсации, регулирования и обслуживания, что позволило зданиям активно адаптироваться к окружающей среде, отражая симбиотические отношения. между архитектурой и окружающей средой и достижением экологичного развития зданий с высокой эффективностью и низким потреблением энергии. Кроме того, на основе экологических принципов и правил проектирования, адаптированных к изменению климата, в настоящем исследовании предлагается общая концепция дизайна бионической зеленой архитектуры и далее отмечается, что в будущих исследованиях необходимо будет реализовать следующее: усилить интеграцию и оптимизацию разнообразные технологии зеленого строительства; управлять энергоэффективностью бионических зданий на протяжении их жизненного цикла; разрабатывать бионические технологии для функций строительства на основе принципа региональной пригодности; продвигать инновационные бионические технологии для строительных конструкций, основанные на принципе зеленого экологического сосуществования; и усилить исследования, разработку и применение бионических строительных материалов, которые регулируют, ремонтируют, очищают и защищают себя. Короче говоря, развитие бионической энергоэффективности зданий и бионической зеленой архитектуры должно следовать и уважать законы природы. Необходимо изучить механизмы, используемые в биологических системах, которые в сочетании с современными строительными технологиями должны использоваться для поддержки инноваций в строительстве и для реализации быстрого развития энергоэффективности зданий и экологичных зданий.

Введение в Protista: Euglena | Carolina.com

Carolina LabSheets ™

В этой лаборатории студенты наблюдают за Euglena , протистом, который сочетает в себе некоторые характеристики животных с похожими на растения
способность к фотосинтезу.Традиционно эвгленов относились к доменам Эукария, Королевство Протиста и
Тип Euglenozoa (иногда Euglenophyta). Однако широко признано, что протиста не является естественным
группировка. В настоящее время Euglena классифицируется в Королевстве Excavata. «Протист» теперь используется для обозначения эукариот
организмы, которые являются одноклеточными или многоклеточными без тканей. Хотя Euglena видов обычно обладают
хлоропластов, их хлоропласты ограничены тремя мембранами, а не двумя мембранами, которые окружают
хлоропласты растений.Это и молекулярные данные указывают на то, что хлоропласты Euglena возникли из вторичного
эндосимбиотическое событие, при котором эвгленоид поглотил одноклеточную зеленую водоросль.

Необходимые материалы

Euglena Культура (131768) до 30 студентов или 60 студентов, работающих в парах

Protoslo® (885141)

предметные стекла

покровные стекла

микроскопы

пипец капельный

Дополнительные материалы

Окрашенное предметное стекло микроскопа (295666) более четко покажет ядро ​​и другие клеточные структуры.

Безопасность

Убедитесь, что учащиеся понимают и соблюдают безопасные лабораторные методы при выполнении любых работ в учебном заведении.
класс или лаборатория. Продемонстрировать протокол для правильного использования инструментов и материалов, необходимых для выполнения
деятельности и подчеркните важность правильного использования. Используйте средства индивидуальной защиты, например средства безопасности.
очки или защитные очки, перчатки и фартуки, когда это необходимо. Смоделируйте для своих студентов надлежащие методы обеспечения безопасности в лаборатории
и потребовать от них соблюдения всех лабораторных правил безопасности. Эвглена не является паразитарным или патогенным. Тем не менее, знай и
следуйте правилам вашего округа, чтобы быть готовым, если учащийся должен усвоить культуру. Культуры, оставшиеся после
Завершение работ можно смыть в раковину водопроводной водой. Хлор и хлорамины в большинстве
вода убьет Euglena . Если ваша водопроводная вода не хлорирована, нанесите пипеткой 1 мл отбеливателя (гипохлорита натрия) или
изопропанол (медицинский спирт) в культуру и подождите 15 минут, прежде чем смыть в раковину.

Процедуры

Когда вы получите культуру Euglena , извлеките ее из транспортировочного контейнера. Ослабьте и снимите крышку. Использовать
пипетка для аэрации культуры, входящая в комплект поставки. После аэрации неплотно закройте банку крышкой, но
не прикручивай. Оставьте культуру в покое на 5-15 минут, а затем исследуйте ее препарированием.
прицел (стереомикроскоп) от 20 до 40x. Найдите области, где сосредоточены эвглены.Студенты должны взять
свои образцы из этих областей.

Настройте рабочую станцию, на которой учащиеся собирают образцы и создают свои слайды.

• Euglena культура
• Protosolo®
• капельная пипетка
• предметные стекла
• покровные стекла

На станции каждой группы поместите микроскоп для просмотра слайдов.

У некоторых учеников могут возникнуть проблемы с поиском Euglena .Если ученики вернут воду в сосуд с культурой или воспользуются
пипеткой, чтобы перемешать культуру, это может рассеять эвглены и затруднить их поиск. Если студент сжимает
Когда наконечник находится в культуре, груша пипетки может сметать эвглены с наконечника.

Если не брать предметные стекла или покровные стекла за края, это может привести к попаданию остатков мыла на влажное крепление. Подозревать
это, если вы видите эвглены, которые перестали двигаться и деформированы. Может произойти разрыв клетки (лизис).Если это
становится проблемой, снова продемонстрируйте, как правильно обращаться со слайдами и покровными стеклами. Студенту, возможно, придется полоскать
руки под проточной водой и просушите обычными бумажными полотенцами, прежде чем продолжить.

Из-за большого количества хлоропластов в клетке, органеллы Euglena трудно наблюдать. Это
особенно это касается сократительной вакуоли, ядра и глазного пятна. Если учащиеся не видят их, им следует
просмотрите окрашенные слайды, микрофотографии или иллюстрации Euglena .

Дополнительно:

Используя книги и Интернет, студенты могут сообщить, что известно о функциях частей Euglena .
что они наблюдали.

Ответьте на ключевые вопросы, задаваемые в лабораторном листе учащегося

Euglena видов — это простейшие, которые обладают как животными, так и растительными характеристиками. Основываясь на ваших наблюдениях,
перечислите хотя бы одну характеристику, которую эвглены имеют общего с животными, и одну характеристику, которую они имеют в
обычен с растениями.

Подобно животному

механизм

Растительный

имеет хлоропласты

Образец чертежа Euglena с обозначенными деталями.

Эвглена Офис | Dentsu ＋ Mitsui Designtec

Euglena — это род микроорганизмов с характеристиками как растений, так и животных, а также название компании, которая нацелена на использование этих микроорганизмов для решения глобальных проблем.Дизайн офиса компании — результат сотрудничества Dentsu и Mitsui Designtec (директор проекта: Ryusuke Nanki / Dentsu). Его цель — создать пространство, в котором как сотрудники, так и посетители получат прямое представление о миссии компании по «спасению мира».

Команда дизайнеров задумала офисное пространство как средство передачи этой миссии. Путь от входа к месту встречи с клиентами, в частности, предназначен для того, чтобы служить зоной для ознакомления с видением и работой Эвглены.

Вестибюль представляет собой круглое белое пространство, где посетителей встречает большой трехмерный логотип компании, а рядом с ним — стакан, в котором выращивают настоящую эвглену (технология культивирования массовых количеств микроорганизмов является запатентованной технологией. компании). В соседней зоне ожидания они видят фильм, представляющий работу компании в одном непрерывном кадре. В фильме представлена ​​информация о ценностно-ориентированной работе Эвглены через ключевые цифры. Неоспоримые факты, такие как огромное общее количество выращиваемых на данный момент эвглен (обновляется в режиме реального времени) и общее расстояние, пройденное автобусами с эвгленовым маслом, свидетельствуют о достижениях компании.

Круглый корпус в центре вестибюля представляет собой зону для встреч, свободно отделенную занавеской из органди, вдохновленной изображением клеточной мембраны. Внутри находятся четыре зала для встреч с клиентами, названные в честь четырех центров Эуглены: Токио, острова Исигаки, Шанхая и Дакки.

Круглая дверь, спроектированная по мотивам микроскопа, ведет из этой зоны в офис, в основе которого лежит открытое пространство в форме эвглены. Комбинированная мебель в этом пространстве может «расти» подобно разделительной ячейке, чтобы соответствовать масштабу конкретной встречи.Благодаря этому открытому пространству различные отделы компании, каждый из которых вносит свой вклад в жизнь общества, естественным образом узнают о работе друг друга. Все готово для того, чтобы эта компания стала лидером в решении глобальных продовольственных и энергетических проблем.

Знакомство с Euglena

ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОГРАММЫ:

• Теория эволюции путем естественного отбора объясняет разнообразие живых существ и поддерживается рядом научных данных
• Описание биоразнообразия как функции эволюции

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

Euglena классифицируется как Kingdom Excavata, и многие виды обладают хлоропластами. Однако, в отличие от хлоропластов растений, которые окружены двумя мембранами, хлоропласты эвглены окружены тремя мембранами. Наличие трех мембран, наряду с молекулярными доказательствами, указывает на то, что хлоропласты эвглены возникли в результате вторичного эндосимбиотического события, в результате которого одноклеточная зеленая водоросль была поглощена эвгленоидом. Эвглена движется, взмахивая своим жгутиком в толчковом движении. Protoslo облегчает наблюдение за этим движением, поскольку он замедляет эвглену за счет увеличения вязкости воды.Он также изменяет показатель преломления воды ровно настолько, чтобы усилить контраст со жгутиком, делая его более заметным.

Это практическое занятие дает студентам прекрасную возможность понаблюдать за микроскопическим организмом, понять его физиологию, определить уникальные черты, которые он проявляет, и узнать, как их форма связана с их функциями. Учащимся поручено наблюдать за эвгленой под микроскопом и определять хлоропласты, пиреноиды, сократительную вакуоль, глазное пятно (стигму), ядро ​​и жгутик. Студенты также будут наносить Protoslo на предметное стекло микроскопа, чтобы легче наблюдать за движением жгутика. Этот практический курс представляет собой отличное введение в микроскопические организмы, основные методы лабораторных наблюдений и позволяет студентам получить более глубокое представление об их эволюционных особенностях

ПОДГОТОВКА — ТЕХНИК ЛАБОРАТОРИИ

Подготовка культуры

1. Ослабьте крышку для культуры эвглены, как только она появится, и поместите ее на ровную поверхность с доступом естественного света.
2. Когда культура будет готова к использованию, снимите крышку и аэрируйте культуру с помощью пипетки для переноса.
3. Дайте культуре отдохнуть от 5 до 15 минут, а затем исследуйте ее с помощью стереомикроскопа с увеличением от 20 до 40 раз.
4. Определите области концентрации эвглены и попросите учащихся удалить образцы из этих областей.

Подготовка рабочих станций

1. Обеспечьте каждую рабочую станцию ​​следующими материалами.

• Эвглена Культура
• Решение Protoslo
• Пипетка для переноса
• Предметные стекла для микроскопа
• покровные стекла
• Микроскоп

МЕТОД — УЧЕБНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

НАБЛЮДЕНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Студенты должны наблюдать:

• Хлоропласты: зеленые структуры, содержащие пигмент хлорофилл. Их нужно видеть в изобилии.Распространенность этих хлоропластов может даже затруднить наблюдение за другими органеллами.
• Пиреноиды: Эти тела хранения пищи можно идентифицировать как точки около центра каждого хлоропласта.
• Сократительная вакуоль: часто расширяющаяся до большего размера и внезапно схлопывающаяся, сократительная вакуоль представляет собой четкую сферическую структуру, которая сжимается, выделяя свое содержимое в окружающую среду.
• Глазное пятно (стигма): Глазное пятно находится около переднего конца и имеет красный цвет.

Ядро

• : Ядро эвглены расположено примерно в центре клетки и содержит более темное тело; известный как эндосома. Лучше всего рассматривать эти два элемента с помощью окрашенных препаратов.
• Жгутик: Используемый для передвижения, жгутик представляет собой хлыстообразную органеллу, расположенную на переднем конце. Студенты должны наблюдать за движением жгутика.

ИССЛЕДОВАНИЯ

• Предложите учащимся определить одну характеристику, которая у эвглены общего с животными, а другая — с растениями.
• Дайте учащимся лист бумаги, чтобы нарисовать эвглену и подписать части.

СОВЕТ УЧИТЕЛЯ:

Вы можете использовать подготовленное предметное стекло для микроскопа Euglena, чтобы студенты могли более подробно наблюдать за ядром и эндосомой.

Домашняя страница

Chlorophyta Щелкните здесь для ознакомления к зеленым водорослям
Наши изображения хлорофитов представлены ниже. Для увеличения нажмите на картинки.
Хлорелла как эндосимбионт гидры из местного водного сада.
Closterium , десмид с полярными вакуолями и ребристым хлоропластом см. Также эту замечательную статью о десмиде: Desmids См. Также красивые линейные рисунки десмидов: British Desmidieae 1848 — адаптировано для Интернета
Cladophora найдена прикрепленной к камню в водопаде
Coleochaete , собранный как эпифит на Elodea в местной воде сад.У этого экземпляра длинные щетинки.
Draparnaldia от Tenn-Tom Waterway
Haematococcus «Водоросль для купания птиц», собранная у местных жителей. ванна для птиц См. также Micscape Журнальная статья
Mougeotia с аксиальными ламинатными хлоропластами
Oedogonium из местного водного сада
Pediastrum , собранный из открытого пруда с золотыми рыбками
Pleurotaenium из местного водного сада
Конъюгирование спирогиры (фев. 13, 1999) из лужи
Spirogyra с ядром и пиреноидами
Stigioclonium , собранный из открытого пруда с золотыми рыбками
Trentepohlia , наземная водоросль видел на King Srping: См. ссылку на веб-сайт: Трентепохлия (Университет Пейсли: Справочник по биоразнообразию)
Zygnema из лужи см. Также эту красивую статью: Zygnema — привлекательная пресноводные водоросли
Ulothrix из лужи поля для гольфа

Выигрышные эксперименты в лаборатории NIH K-12

Фон

Авторы: Франклин Карреро-Мартинес и Адриана Мендес | Университет Пуэрто-Рико, кампус Маягуэс | Уровень обучения: средняя школа | 5 апреля 2013

Наш модуль соответствует тому, что студенты изучают в классе естествознания от K – 12 до учебных лабораторий бакалавриата. Адриана Мендес, старший научный сотрудник, помогла разработать процедуру и участвовала в полевых испытаниях внешкольных программ в местных школах. Наш новаторский, экономичный подход направлен на снижение финансовых барьеров, которые мешают школам получать доступ к исследовательской деятельности в школе и использовать ее.

Цели

После завершения этого эксперимента учащиеся будут знакомы с

• Drosophila как подходящий генетический инструмент в биомедицинских исследованиях;
• — стадии развития, анатомические структуры и половые различия у Drosophila ;
• основ менделевской генетики, терминов и приложений; и
• , как определять генотипы неизвестных родительских штаммов, глядя на соотношение фенотипов в полученном потомстве.

Путем генетического скрещивания между диким типом и мутантной штаммом мух студенты создают потомство, известное как первое дочернее поколение. Затем учащиеся могут определить генетический состав родительских мух.

Гипотеза

Студенты решают, является ли их гипотеза о мутации аутосомной или половой хромосомой.

Продолжительность

Общее фактическое время в классе (не более 90 минут): 30 минут
Время подготовки: 20 минут
Продолжительность эксперимента: 2 недели
Время восстановления: 10 минут

Материалы

При покупке

Drosophila

При сборе дикого типа

Дрозофила

• Флакон с мутантами Drosophila (1 или 2; 7 долларов США каждый)
  • Сцепленные с полом мутанты
  • Аутосомные мутанты
• 2 таблетки Алка-Зельцера (3 $)
• Mesh (москитная сетка) (1 кв.фут .; 1 доллар США)
• Лезвие для ручной пилы (2 доллара США)
• Трубка полипропиленовая (10 $)
• Супер клей (2 $)
• Фольга алюминиевая (1 $)
• Маленькая чашка Петри ($ 1)
• Фрукты (1 доллар)

Процедура

Препарат

1. Приобретите Drosophila . Вы можете купить мух-мутантов и мух дикого типа в Интернете в ближайшей лаборатории или купить только мутантов и собрать мух дикого типа самостоятельно.

1а. Чтобы собрать мух дикого типа, начните со строительства сборной камеры.См. рисунки 1–3 . Далее выберите любой доступный фрукт (можно использовать манго, бананы и т. Д.). Отрежьте небольшой кусочек плода и поместите в чашку Петри диаметром 35 мм и оставьте на два-три дня, или пока плодовые мушки не привлекут гниющие плоды. Когда мухи налетят на плод, закройте камеру, как показано на Рисунок 3 . Убедитесь, что он не закрыт плотно!

Подождите пару дней, пока мухи не закроются (т. Е. Взрослые особи не выйдут из личинок). Переезд в «камеру сбора мух.”

1б. Чтобы получить мух из выбранных онлайн-источников или из близлежащих исследовательских лабораторий Drosophila , выберите из доступных подходящих линий мух дикого типа и / или мутантов.

2. За две недели до запланированного занятия в классе установите генетический кросс.

2а. Сделайте анестезию мух дикого типа и выберите 10 девственных взрослых самок мух:

• Поместите чашку или химический стакан с водой в пакет Ziploc.
• Оставьте небольшое отверстие, достаточное для того, чтобы можно было вставить пузырек и влить мух, не упав в чашку с водой.
• Быстро вставьте таблетку Alka-Seltzer в чашку с водой и закройте пакет Ziploc. Уходите, пока не перестанете двигаться.

2б. Анестезируйте мутантных мух и выберите пять взрослых самцов мух, следуя описанной выше процедуре.

2с. Определение пола: самцов и самок плодовых мушек можно различить по следующим критериям: (1) у самцов на передних конечностях имеются половые гребни (, рис. 4 ) и (2) кончик брюшка у самок немного более удлинен и «заострен». », Чем у мужчин ( Рисунок 5 ).

2д. Поместите самок мух дикого типа и мутантных мух вместе во флакон. Добавьте достаточно большой ватный диск, чтобы он плотно прилегал к нему. Через неделю вы увидите личинок. Сделайте анестезию мух, выбросьте их и позвольте личинкам расти еще одну неделю. Повторите описанную выше процедуру для каждой имеющейся мутантной линии.

Эксперимент

3. Ваш учитель даст вам два флакона Drosophila от мух. Оба флакона содержат гибрид F1 (первого дочернего) поколения, созданного две недели назад.

3а. С помощью увеличительного стекла или микроскопа понаблюдайте за мухами в вашем флаконе. Изобразите свои наблюдения в Таблице 1 (на Рабочем листе ученика), уделяя особое внимание глазам, форме крыльев и пигментации тела. Используйте Рисунок 6 , чтобы помочь вам идентифицировать различные этапы.

3б. Обезболивают мух. Поместите чашку с водой в сумку Ziploc. Оставьте небольшое отверстие, достаточное для того, чтобы можно было вставить пузырек и всыпать мух, не падая в чашку с водой.Быстро вставьте Alka-Seltzer в чашку с водой и закройте пакет Ziploc. Уходите, пока не перестанете двигаться. Наблюдайте под микроскопом или увеличительным стеклом. Классифицируйте мух по полу и мутации. Запишите свои наблюдения в Табл. 2 (на Рабочем листе для учащихся).

Рис. 1. Создание камеры для сбора и обработки мух. (A) Материалы, необходимые для изготовления камеры, слева направо: мелкая сетка, лезвие ручной пилы, ножницы, полипропиленовая туба 50 мл, алюминиевая фольга, пластиковая основа на заказ, суперклей.(B) Используя ручную пилу, отрежьте верхнюю часть полипропиленовой трубки объемом 50 мл и очистите вновь открытые края. (C) Вырежьте квадрат с мелкой ячейкой размером 1 на 1 дюйм. (D) Используя суперклей, прикрепите сетку и поместите ее вверх дном в алюминиевую фольгу. Алюминиевая фольга используется для предотвращения повреждения поверхностей столов.
Рис. 2. Доработка камеры сбора и обработки мух. (A) После того, как клей высохнет и мелкая сетка плотно прикреплена, (B) осторожно удалите алюминиевую фольгу и (C) отрежьте излишки сетки, чтобы они соответствовали форме трубки. (D) Здесь мы использовали изготовленную на заказ пластиковую основу для трубки, но вы можете использовать маленькое дно чашки Петри. Убедитесь, что верхняя сетка надежно закреплена и не осталось отверстий, куда могли бы сбежать мухи.
Рисунок 3. Подготовка камеры для обработки и сбора мух для сбора мух дикого типа. (A) Используйте чашки Петри диаметром 35 мм, чтобы удерживать фрукт, используемый для привлечения мух дикого типа. Оставьте на пару дней и (B) прикрепите к изготовленной на заказ пластиковой основе с помощью резиновой ленты. (C) Храните сборную камеру в пластиковом контейнере для безопасного обращения и хранения.Сделайте круглое отверстие в пластиковом контейнере и поместите в него ватный диск. Это позволяет кислороду попасть в контейнер для выживания мух. Кроме того, убедитесь, что на дно размещена влажная салфетка, чтобы поддерживать влажность, необходимую для выживания мух (D).
Рисунок 4: Определение пола с помощью половых гребней
Рисунок 5. Определение пола с использованием живота в качестве критерия © Государственный университет Иллинойса
Рисунок 6: Жизненный цикл Drosophila . После кладки яиц (AEL) эмбрионам требуется около 12 часов для достижения стадии 15, которую мы используем на протяжении всего настоящего исследования.Вскоре после этого все двигательные нейроны находят свои правильные мышечные клетки постсинаптического партнера и устанавливают функциональный синапс. После завершения синаптогенеза начинаются мышечные сокращения, и из эмбрионов вылупляется личинка первого возраста (L1). Примерно через день она линяет и переходит во вторую возрастную стадию (L2), а через два дня после вылупления личинка L2 снова линяет, превращаясь в личинку третьей стадии (L3). Во время этих стадий блуждания личинка питается и, в конце концов, выползает из пищи, инкапсулируется в куколку и претерпевает метаморфоз.Жизненный цикл Drosophila завершается примерно за восемь дней в условиях идеальной температуры (25 ° C) (A). Схема изменена из Fly Move [http://flymove.uni-muenster.de]. (B-C) Показаны стадии эмбрионального развития с выделением событий развития центральной нервной системы и кишечника. (C) Эмбрионы стадии 15 отбираются для настоящего исследования с соответствующими эмбрионами стадии 15 на световой микрофотографии. После того, как эмбрион вылупляется примерно через 30 часов AEL, у личинки первого возраста (L1) появляются крючки во рту и трахеальная система, она может свободно бродить в поисках пищи (D) и утроить свой размер (E) в следующие 32 года. до 48 часов после вылупления, чтобы стать личинкой третьего возраста (L3). Рисунок: Вега и Карреро-Мартинес, 2011 г.

Уничтожить эксперимент

Выбросьте мух на улицу или в канализацию. Если используется дренаж, утопите мух водой, вылейте в слив и дайте воде стечь в течение нескольких секунд.

Анализ данных

Идея состоит в том, чтобы вернуться к определению родительских генотипов по соотношению F1. Используя свои наблюдения из таблицы 1 (в Рабочем листе ученика), определите пол и тип мух (дикий или мутантный) в вашем помесе в таблице Таблица 2 . В генетике нормальные мухи называются «диким типом», а любая муха с мутацией называется «мутантами». Мухи-мутанты получили свое название от типа мутации. Каждой мутации присваивается буквенный код. Сегодня мы можем рассмотреть два типа мутаций: (1) аутосомных мутаций описывают дефекты гена, расположенного в хромосоме, не определяющей пол, и (2) сцепленных с полом мутаций , которые описывают сцепленные с полом гены, расположен на одной из половых хромосом.

• Можете ли вы установить связь между пропорциями потомства с определенными характеристиками?
• С установленными пропорциями, можете ли вы предсказать генетический состав родительских мух?
• Является ли мутация аутосомной или половой хромосомой? Объясните, как вы пришли к такому выводу.

Заключение

Благодаря нашему лабораторному эксперименту и полевым испытаниям с местными государственными средними школами мы смогли установить осуществимость предлагаемой нами реализации. Лаборатория генетических скрещиваний Drosophila — это хорошо зарекомендовавшая себя лаборатория, доступная в основном для студентов старших курсов колледжей.

Соответствие миссии NIH

Это мероприятие согласуется с миссией NIH, поскольку оно направлено на поиск «фундаментальных знаний о природе и поведении живых систем [в данном случае, Drosophila и генетике] и применении этих знаний для улучшения здоровья и снижения бремени болезней.”

Дополнительная информация

Изучение наследования началось с Грегора Иоганна Менделя, который опубликовал свою работу в 1865 году. Затем, в начале 1900-х годов, Томас Хант Морган начал изучать мутации мух Drosophila . На основе исследований Моргана и его учеников была предложена хромосомная теория наследования. Эта теория просто утверждает, что хромосомы являются основой всей генетической наследственности. Он также утверждает, что хромосомы — это линейные структуры, состоящие из генов. В 1915 году Морган и его коллеги написали книгу «Механизм менделевской наследственности», которая стала основным учебником для студентов, изучающих эту новую область. В 1933 году Морган был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине за свои работы в области генетики. Чтобы узнать больше об истории Моргана, посетите: http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1933/morgan-bio.html

Drosophila широко используется в качестве модельного организма в генетике, клеточной биологии, биохимии, биологии развития и многих других областях.В 1995 году Нобелевская премия по физиологии и медицине признала важность Drosophila для здоровья человека. Признание было присуждено Эдварду Б. Льюису, Кристиану Нюсслейн-Фольхард и Эрику Ф. Вишаусу «за открытия, касающиеся генетического контроля раннего эмбрионального развития». Узнайте больше на: https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1995/summary/

Научная классификация плодовых мушек, которую вы будете использовать сегодня, выглядит следующим образом:

Домен : Eukarya
Kingdom : Animalia
Тип : Arthropoda
Класс : Insecta
Отряд : Diptera
Семья : Drosophilidae
Род : Drosophila lover («)
Виды : melanogaster («темная кишка»)

Drosophila Жизненный цикл демонстрирует полный метаморфизм (см. Рисунок 1 ).Это означает, что жизненный цикл включает яйцо, личинку (червеобразную), куколку и, наконец, вылет (вылупление) взрослой особи. Личиночная стадия имеет три возраста или линьки. Ниже представлен примерный график разработки.

День 0 : Самка откладывает яйца.
День 1 : Яйца вылупляются.
День 2 : Первая возрастная стадия (один день).
День 3 : Вторая возрастная стадия (один день).
День 5 : Третья и последняя возрастная стадия (два дня).
День 7 : Личинки начинают бродить.
Окукливание (формирование куколки) происходит через 120 часов (около пяти дней) после откладки яиц.
День 11, 12 : Затмение (взрослые особи выходят из куколки). Самки становятся половозрелыми через 8-10 часов после эклозии.

Время от яйца до взрослой особи зависит от температуры. График развития, представленный здесь, происходит при 25 ° C. При повышении температуры время генерации сокращается. Если температура снижается, время генерации увеличивается.

Организмы состоят из признаков, которые определяются генами, которые люди несут в своих хромосомах.Эти выраженные признаки называются фенотипом (наблюдаемые признаки) и определяются генотипом (генетическим составом) организма. В этом эксперименте мы изучаем, как экспрессия этих генов влияет на черты плодовой мушки, Drosophila .

Генетическая информация передается от родителей к их потомкам. Половое размножение начинается с образования зиготы, которая представляет собой клетку, образованную гаметами от матери и отца. Каждая гамета имеет генетическую информацию от каждого человека, участвующего в воспроизводстве.В зиготе генетическая информация хранится в хромосомах, которые будут нести гены. Каждый ген выражает определенную характеристику из-за хранимой в нем ДНК, но может иметь два варианта. Он может выражать характеристику, переданную отцом или матерью. Это называется аллелем, альтернативной формой гена.

Гены внутри хромосом могут быть гомозиготными или гетерозиготными. Термин «гомозиготный» относится к наличию двух идентичных аллелей для определенного признака, что означает, что организм может иметь только одну возможную выраженную характеристику, поскольку он унаследовал одну и ту же от обоих родителей.В отличие от гомозиготных, гетерозиготные означает наличие двух разных аллелей для определенного признака. Это означает, что организм будет случайным образом выражать одну из двух возможных характеристик, передаваемых от каждого из родителей. При гетерозигозе один из этих аллелей будет определяться как доминантный, то есть тот, который проявляется фенотипически. Также будет присутствовать рецессивный аллель, но он не будет выражать свою генетическую информацию.

В этом эксперименте мы используем Drosophila , плодовую мушку, которая является распространенной моделью исследования в научных областях из-за своего размера, быстрой воспроизводимости, простого обслуживания и короткого жизненного цикла. Эта плодовая мушка доступна в своей естественной форме (дикий тип) или может быть генетически изменена для проявления характеристик, отличных от ее нормального состояния (мутант). Эти альтернативные характеристики определяются генотипом мух. Обычно генетический состав мух дикого типа не может быть определен по их фенотипу, потому что они происходят из естественной среды обитания. Мутанты генетически изменены и уже имеют определенный генотипический образец наследования.

Чтобы ученые могли определить генотип мухи дикого типа, они должны скрестить его с мухой, имеющей рецессивный фенотип изучаемого признака.Фенотипы потомства объясняют генотип родителя дикого типа. Если признаки остаются неизменными в потомстве, муха дикого типа также имеет рецессивный генотип. Если разница заметна, муха дикого типа, вероятно, будет иметь гетерозиготный образец наследования или гомозиготно-доминантный образец наследования. Обратите внимание на следующие примеры крестиков для рецессивных безглазых характеристик.

Здесь у нас есть два примера крестиков для характеристики внешнего вида глаз. Безглазый признак рецессивен; поэтому мы можем использовать эту линию для определения генотипа мухи дикого типа.Если муха дикого типа является гомозиготной с доминантой, мы увидим, что все потомство будет выражать глазковые характеристики. Если муха дикого типа гетерозиготна, мы увидим, что половина потомства будет проявлять глазные характеристики, а другая половина — нет.

Дикий тип: + / + или +/–
Безглазый: ey / ey (гомозиготный рецессивный)

	ey	ey
+	+ / ey	+ / ey
+	+ / ey	+ / ey

	ey	ey
+	+ / ey	+ / ey
—	— / ey	— / ey

---

Рабочий лист учащегося: Изучение генетического наследования у

Drosophila

Имя: _____________________________
Дата: _____________________________

Таблица 1. С помощью увеличительного стекла или микроскопа понаблюдайте за мухами на разных стадиях вашего флакона. Изобразите свои наблюдения в таблице 1, уделяя особое внимание глазам, форме крыльев и пигментации тела. Рисунок 6 поможет вам определить различные этапы.

Глаза	Форма крыла	Кузов	Банкноты

Таблица 2. Идея состоит в том, чтобы вернуться к определению родительских генотипов по соотношению F1. Используя свои наблюдения из Таблицы 1, определите пол и тип мух (дикий или мутантный) в вашем кроссе в Таблице 2.

Fly Тип	женщины	Мужчины
Дикий тип
Мутант

• Можете ли вы установить связь между пропорциями потомства и характеристиками?
• С установленными пропорциями, можете ли вы предсказать генетический состав родительских мух?
• Является ли мутация аутосомной или половой хромосомой? Объясните, как вы пришли к такому выводу.

Загрузить этот эксперимент (PDF, 594 КБ)

Рост населения в Эвглене: исследование, разработанное студентами, объединяющее экологию, клеточную биологию и количественный анализ | Американский учитель биологии

Мы описываем использование Euglena gracilis для разработанных студентами исследований факторов окружающей среды, которые влияют на рост популяции этого одноклеточного жгутика. Каждая группа студентов может выбрать интересующую их тему, но в рамках простой системы культивирования клеток, которая требует мало места для каждой группы студентов и по довольно низкой цене.Учащимся предоставляются исходные культуры E. gracilis, а также подробные инструкции по приготовлению контрольной среды и подсчету клеток с помощью гемоцитометра. Затем студенты проводят собственные эксперименты, чтобы проверить факторы, которые могут повлиять на рост популяции в течение нескольких недель.

Национальные стандарты естественнонаучного образования (NSES) подчеркивают, что «наука как исследование» имеет решающее значение для естественнонаучного образования на всех уровнях (Национальный исследовательский совет, 1996). Часто существует противоречие между предоставлением студентам свободы решать вопросы, полностью разработанные по их собственному замыслу, и практическими соображениями, связанными с материалами, пространством и способностью преподавателя отслеживать множество разнообразных экспериментов, особенно в классе с несколькими секциями. Здесь мы описываем использование Euglena для разработанных студентами исследований факторов окружающей среды, влияющих на рост населения. Этот проект позволяет каждой группе студентов выбирать интересующие их темы, но в рамках относительно простой системы культивирования клеток, которая требует мало места для каждой группы студентов и по довольно низкой цене.Мы использовали это как долгосрочный проект во вводном курсе колледжа для специальностей биологии (шесть секций по 24 студента), но его также можно адаптировать для использования в классах старшей школы.

NSES определяет несколько фундаментальных способностей и концепций, лежащих в основе стандарта «наука как исследование». Этот проект обращается к нескольким из них, включая определение вопросов, которые определяют научные исследования, планирование и проведение научных исследований, передачу и защиту научных аргументов, а также использование математики для улучшения исследований.В стандартах содержания NSES говорится, что «математика играет важную роль в научных исследованиях». Многократное использование расчетов в процессе сбора данных и применение математических моделей популяционно-экологической направленности к окончательному набору данных напрямую относятся к этому стандарту. Студенты собирают довольно большой объем данных для статистического анализа на любом уровне, который преподаватель считает подходящим для уровня обучения студентов. Стандарты содержания NSES также относятся к взаимосвязи между используемыми методами и технологиями и качеством полученных результатов.В этом проекте у студентов есть широкая возможность оценить свои методы сбора данных, особенно процедуры выборки, и обсудить, как они могут повлиять на результат.

Дополнительное образовательное преимущество этого проекта проистекает из его долгосрочного характера. Студенты собирают данные из нескольких реплик в течение нескольких недель. Это дает им более реалистичный вкус к научным исследованиям, чем трехчасовые лабораторные упражнения. При этом также генерируется большой объем необработанных данных, которые необходимо систематизировать, свести в таблицы и проанализировать с помощью электронной таблицы.

Учащиеся разрабатывают вопросы, начиная от простого исследования одного конкретного питательного вещества при росте Euglena до более сложных вопросов о взаимодействии нескольких факторов, таких как источник света и углерода. Влияние загрязнителей, которые, как известно, вредны для водных экосистем, является популярным выбором. Это также очень подходящий выбор, учитывая важность Euglena как организма для биологического анализа токсинов окружающей среды (Danilov & Ekelund, 2001; Streb et al. , 2002; Ахмед и Хэдер, 2010). Это практическое приложение придает реальный смысл их экспериментам и повышает интерес многих студентов к проекту.

В дополнение к опыту разработки, проведения и отчетности по собственному научному исследованию студенты получают специальные знания и навыки в следующих областях:

Кроме того, мы подчеркиваем важность поиска литературы о предыдущих исследованиях, связанных с экспериментальным вопросом студентов.Было проведено множество исследований по Euglena и другим одноклеточным фотосинтетическим организмам, поэтому большинство студентов могут найти обширный материал, используя стандартные научные базы данных, доступные в большинстве университетских библиотек. Даже в Google Scholar есть несколько полезных статей.

Euglena легко доступны в магазинах биологического снабжения и могут бесконечно выращиваться в домашних условиях. Для целей студенческих проектов важно, чтобы они выращивались в средах, обеспечивающих сильный рост контрольных культур и которые студентам было бы легко подготавливать и манипулировать.Мы протестировали разные носители, прежде чем остановились на рекомендованных здесь. Биология Euglena делает его хорошим выбором для образовательного проекта. Euglena gracilis — пресноводный вид, который может расти в довольно широком диапазоне температур (Sleigh, 1989). Хотя они фотосинтезируют, они также могут действовать как гетеротрофы, особенно при выращивании без света (Sleigh, 1989; Walne & Kivic, 1990). Источник органического углерода, используемый гетеротрофной E. gracilis , включает этанол, ацетат, углеводы и аминокислоты (Sleigh, 1989, 2000). Euglena gracilis может использовать аммоний, нитрат, нитрит и аминокислоты в качестве источников азота (Sleigh, 1989). Они не могут синтезировать витамин B12 и поэтому нуждаются в нем в своей среде (Robbins et al. , 1950; Sleigh, 1989, 2000). Euglena gracilis размножаются бесполым путем. Таким образом, студенты могут изучать вопросы, связанные с фундаментальными концепциями клеточной биологии, такими как автотрофия и гетеротрофия, азотное, витаминное или минеральное питание, а также физические условия окружающей среды.

Получили наш оригинальный E.gracilis от отдела естественных наук Уорда, но Euglena можно получить от множества компаний-поставщиков биологических препаратов. Они, вероятно, не появятся в плотных культурах, наиболее подходящих для инокуляции многих колб с культурой, поэтому мы рекомендуем создать несколько культур до желаемой даты начала и позволить им расти, пока культуры не станут средне-темно-зелеными. Для длительного содержания маточных культур мы обнаружили, что простая среда на основе гороха очень эффективна. Новые культуры можно быстро приживать каждые 4–12 недель, чтобы поддерживать стабильный и обильный запас Euglena . Культуры E. gracilis , полученные от компаний-поставщиков биологических продуктов, вероятно, являются совместной культурой Euglena и неизвестного бактериального комплемента. Хотя можно выделить Euglena в чистые культуры, мы не считаем, что значительное время, затрачиваемое на этот процесс, оправдано для целей студенческих проектов. Пока принимаются разумные меры, чтобы избежать внесения дополнительных микробов в культуры, учащиеся должны получать надежные результаты.

Чтобы приготовить среду из гороха, добавьте 110 мл воды и 4 гороха в каждую из желаемого количества колб объемом 125 мл.Поместите в микроволновую печь и доведите до кипения. Осторожно достаньте из микроволновой печи и немедленно накройте каждую колбу квадратом алюминиевой фольги размером 8 x 8 см и надежно обожмите колбу. Дайте остыть до комнатной температуры перед инокуляцией Euglena . Используйте асептические методы, чтобы избежать попадания других микробов в исходную культуру. Стерильной пипеткой на 10 мл удалите 10 мл из центра исходной культуры и засевайте до 4 вновь приготовленных культуральных сосудов по 2,5 мл каждый.Замените и обожмите фольгу на каждой новой засеянной колбе. Этот объем 2,5 мл предполагает, что вы работаете с устойчивой средне-зеленой исходной культурой. Если у вас менее плотная исходная культура, отрегулируйте объем или ожидайте, что потребуется немного больше времени, чтобы новые засеянные колбы стали пригодными для инокуляции большого количества студенческих колб. Поместите культуральные сосуды при желаемом освещении, по крайней мере, интенсивности обычного комнатного света при комнатной температуре. Очень хорошо работает размещение их под лампами накаливания.Наши студенты также успешно развивают свою культуру в оконном свете, выходящем на север или юг.

Перечисленные выше среды MSM и sMSM также могут использоваться для создания исходных культур. Гороховая среда обеспечивает самый простой способ длительного хранения Euglena . Однако создание некоторых исходных культур в среде MSM до даты начала обучения студентов помогает избежать задержки в росте популяции, которая часто возникает, если Euglena переносится из среды гороха в среду MSM.Они отскочат, но задержка может стать проблемой, если времени мало.

Если учащиеся ранее не использовали микропипетки, полезно попрактиковаться на цветном материале. У нас есть ученики готовят трижды два разных разведения метиленового синего. Они помещают 20 или 40 мкл исходного раствора метиленового синего (30 мг / л) в 1 мл воды в пробирке для спектрофотометра и измеряют оптическую плотность при 670 нм, чтобы проверить их консистенцию.Мы используем эту возможность, чтобы научить студентов количественно оценивать их последовательность или ее отсутствие. Учащиеся рассчитывают свою максимальную (или минимальную) процентную разницу как наибольшую (или наименьшую) разницу между двумя значениями поглощения в серии, деленную на среднее значение поглощения для этой серии, умноженное на 100. Те, кто очень осторожны, достигают максимальной разницы ≤1%, но другие максимальная разница может составлять> 25%, вероятно, из-за неправильного использования микродозаторов. Последним следует повторять упражнение до тех пор, пока результаты не станут более стабильными.Формат типовой таблицы данных показан в таблице 1.

Таблица 1.

Учащиеся вводят в эту таблицу значения оптической плотности двух разведений раствора метиленового синего при 670 нм.

Пробный тип .	Серия A .	Серия B .
Поглощение 1
Поглощение 2
Поглощение 3
Поглощение 3
Мин. Разница в%

Пробный тип .	Серия A .	Серия B .
Поглощение 1
Поглощение 2
Поглощение 3
Поглощение 3
Мин. Разница в%

Затем студенты узнают, как использовать гемоцитометры для подсчета клеток, используя Euglena из дополнительных флаконов для культивирования, предоставленных инструктором.Плотность этих культур не имеет решающего значения, но инструктор должен убедиться, что имеется достаточное количество клеток для подсчета. Учащиеся берут несколько миллилитров культуры Euglena (осторожно покачивая колбу) и приносят ее на свой стол в пробирке. С этого момента студенты должны знать, что им необходимо тщательно перемешать образец Euglena перед тем, как набирать из него пипетку. Пипеткой переносят 1 мл бульона в новую пробирку и 0,5 мл бульона плюс 0,5 мл воды во вторую пробирку.Это дает им для подсчета разведение исходной культуры в 1,0 и 0,5 раза. Это не только дает студентам больше опыта в области пипетирования и концепции разведений, но и подготавливает их к тому, что в будущем им может потребоваться разбавить свои образцы, чтобы иметь возможность подсчитывать клетки. Чтобы получить наиболее точный подсчет, ученики используют формалин, чтобы убить и сохранить Euglena . В каждую из двух новых пробирок они вносят по 0,1 мл формалина, а затем по 0,9 мл образца (1,0х или 0.5x) они хотят считать. При желании эти счетные трубки могут быть установлены в двух или трех экземплярах. Непосредственно перед подсчетом убитые клетки необходимо тщательно перемешать перед загрузкой гемоцитометра. Студенты загружают 10 мкл образца под покровным стеклом гемоцитометра. Процедура подсчета лейкоцитов (подсчет клеток в 4 больших квадратах в углах сетки, каждый из которых содержит 16 маленьких квадратов) обычно лучше всего подходит для подсчета Euglena .

После того, как учащиеся подсчитали количество клеток в двух разведениях, мы просим их повторить процесс еще как минимум два раза.Затем они рассчитывают необработанную плотность клеток (общее количество клеток, подсчитанное в 4 больших квадратах / подсчитанный объем 0,4 мкл = количество клеток на мкл) для каждого испытания. Это не конечная плотность, потому что перед подсчетом к образцу добавили 0,1 мл формалина. Мы используем эту возможность, чтобы ввести стандартную формулу для разведения: C _i V _i = C _f V _f , где C _i = исходная концентрация клеток в образце (неизвестная плотность клеток будет вычислено), V _i = начальный объем, удаленный из образца (0. 9 мл использованной культуры), C _f = конечная концентрация клеток в разбавленном образце (плотность сырых клеток, рассчитанная на основании результатов гемоцитометрического подсчета), и V _f = конечный объем разбавленного образца (1,0 мл, поскольку 0,1 мл формалина объединяли с 0,9 мл культуры). После преобразования для определения начальной концентрации в образце уравнение принимает вид C _i = (C _f V _f ) / V _i . Когда студенты выполняют этот расчет, они видят, что фактическая плотность клеток в образце больше, чем то, что они рассчитали на гемоцитометре, из-за добавленного формалина.Отношение V _f / V _i исправляет это. Это расчет, который они должны применять к каждому подсчету, который они будут делать в будущем. Затем студенты сравнивают результаты двух разведений, чтобы увидеть, что они должны внести дополнительную поправку на 0,5-кратное разведение. Они также сравнивают результаты повторений для каждого разведения и снова вычисляют процентную разницу. Формат типовой таблицы данных показан в Таблице 2.

Таблица 2.

Таблица для регистрации необработанных подсчетов, расчетной плотности популяции и оценок ошибок для образцов двух разведений культуры эвглены.

9

0357

Trial кол-во

	1,0 (запас)					0,5 разбавление
	1	2	3	4	T	1	2	2	2	2
Пробная 1 отсчет											9024
Кол-во пробных 3													9011 9011 9 Плотность сырых ячеек 1
Плотность необработанного испытания 2 (клетки мкл -1 )
Плотность необработанного испытания 3 (клетки мкл -1 )
Плотность исправленного испытания 1 (мкл) 1 )
Скорректированная плотность проб 2 (клетки мкл -1 )
Скорректированная плотность проб 3 (клетки µL -1 ) 4
Средняя плотность (клетки, мкл -1 )
Макс. Разница в%
Мин. Разница в%
3940 (в наличии)	0,5 разбавления
	1	2	3	4	T	1	2	3	4
пробный 2 кол-во
Кол-во пробных 3
Сырые пробные 1 плотность (ячейки µL86 244 911 911 911 911 911 911 911 911 911 911 911 911 пробная плотность 2 (клетки мкл -1 ) 902 44
Плотность необработанного испытания 3 (клетки мкл -1 )
Плотность исправленного испытания 1 (клетки мкл -1 )

исправлено 2 плотность (клетки мкл ^-1 )

86)

Скорректированная пробная плотность 3 (клетки мкл -1 )
Средняя плотность (клетки µL -1
Макс. Разница в%
Мин. Разница в%

Затем студенты обсуждают возможные проекты между собой и с инструктором.Руководство инструктора имеет решающее значение на данном этапе, чтобы помочь студентам оценить осуществимость и научную ценность различных возможностей. По нашему опыту, студенты с большей вероятностью предложат проекты, которые слишком сложны и требуют больше работы, чем разумно, чем они предлагают чрезмерно упрощенные проекты. К концу первого лабораторного дня все группы устно одобряют концепцию своего экспериментального плана. Они информируют инструктора о любых специальных материалах, которые могут им понадобиться (например, таймеры, гербициды).Мы требуем, чтобы они подали письменное предложение, включая подробный список необходимых материалов, до следующего собрания класса. Они также должны разработать спецификации с учетом своих экспериментов. Таблица 2 — полезная модель, но ее необходимо значительно изменить, чтобы она соответствовала потребностям каждого проекта. Результаты анализа ошибок помогают учащимся понять важность подсчета повторных проб из каждой культуры. Мы предлагаем, чтобы они установили пять колб для культивирования на обработку.

Преподаватель возвращает студентам письменные предложения и обсуждает возможные изменения в деталях дизайна с каждой группой.Студенты готовят выбранные ими среды (sMSM, MSM или горох), инокулируют свои культуры и проводят первоначальный подсчет в соответствии с процедурами, приведенными выше. Исследования питания требуют использования определенной среды (MSM или sMSM), в то время как исследования физических условий или токсинов могут использовать определенные среды или среду неопределенного гороха. Затем студенты начинают лечение в соответствии со своим экспериментальным планом. Ниже приведены некоторые примеры прошлых студенческих проектов.

• Растут ли популяции Euglena быстрее с глюкозой, сахарозой или ацетатом в качестве источника углерода? Эти студенты оценили свои результаты в свете биохимических путей клеточного дыхания.Они обсудили концепции автотрофии, гетеротрофии и осмотрофии.

• Как различные концентрации хлорида натрия влияют на рост населения? Эти студенты связали свои результаты с опасениями по поводу засоления пресной воды из-за инфильтрации морской воды и сельскохозяйственных методов. В своих объяснениях они применяли концепции осмоса и диффузии.

• Увеличивает ли дополнительный азот рост населения? Эти студенты обсудили свои результаты с точки зрения роли азота в клеточной биологии, концепции ограничивающих факторов и культурной эвтрофикации.

• Растут ли популяции, выросшие при световом и темном световом периоде в течение 12 часов подряд, быстрее, чем те, у которых 12 часов света делятся на шесть двухчасовых периодов? Эти студенты оценили свои результаты в свете исследований биоритмов и фотосинтетической активности.

В приведенных выше примерах учащиеся, как и ожидалось, отслеживали рост населения, поскольку мы предоставляем им инструменты для этого.Однако некоторые творческие студенты решили исследовать другие ответы Euglena . Одна группа наблюдала за световой реакцией в обработанном Euglena , используя метод DCPIP, которому они научились в предыдущей лаборатории. Другой проводил мониторинг подвижности обработанного гербицидом Euglena с использованием опубликованных методов для сперматозоидов, которые включали только гемоцитометр и секундомер.

Исследования питания, требующие удаления определенного питательного вещества, нелегко провести с использованием среды MSM.Тем не менее, студенты или преподаватели могут приготовить растворы отдельных компонентов среды MSM и использовать их в желаемых комбинациях.

За некоторыми исключениями, все группы получают интерпретируемые данные. Чаще всего учащиеся представляют свои окончательные результаты в виде графика средней плотности населения с течением времени (Рисунок 1). По усмотрению инструктора, они могут включать в себя планки ошибок стандартного отклонения или выполнять t-тесты или другие статистические тесты.Мы требуем от них подготовить письменный отчет в формате статьи в научном журнале с первичным обзором литературы. Они также проводят устные презентации в последний день лабораторных работ.

Рисунок 1.

Пример данных студенческого проекта о влиянии добавленного витамина B12 на рост населения в Эвглене. Показаны средние значения и стандартные отклонения.

Рис. 1.

Пример данных студенческого проекта о влиянии добавления витамина B12 на рост населения в Эвглене.Показаны средние значения и стандартные отклонения.

Мы используем этот проект, чтобы усилить некоторые аспекты популяционной экологии, поэтому мы требуем, чтобы студенты рассчитали оценку темпов роста на душу населения (r) для каждого временного интервала, используя общие средние значения для каждой обработки.

Фотосинтез — единственный процесс в биосфере, ведущий к увеличению ее свободной энергии за счет внешнего источника. Запасенная в продуктах фотосинтеза энергия — основной источник энергии для человечества.

Ежегодно в результате фотосинтеза на Земле образуется 150 млрд. тонн органического вещества и выделяется около 200 млн. тонн свободного кислорода.

Круговорот кислорода, углерода и других элементов, вовлекаемых в фотосинтез, поддерживает современный состав атмосферы, необходимый для жизни на Земле. Фотосинтез препятствует увеличению концентрации СО2, предотвращая перегрев Земли вследствие так называемого «парникового эффекта».

Поскольку зеленые растения представляют собой непосредственную или опосредованную базу питания всех других гетеротрофных организмов, фотосинтез удовлетворяет потребность в пище всего живого на нашей планете. Он — важнейшая основа сельского и лесного хозяйства. Хотя возможности воздействия на него еще не велики, но все же и они, в какой-то мере используются. При повышении концентрации углекислого газа в воздухе до 0,1% (против 0,3% в естественной атмосфере) удалось, например, повысить урожайность огурцов и томатов втрое.

Квадратный метр поверхности листьев в течение одного часа продуцирует около одного грамма сахара; это значит, что все растения, по приблизительной оценке, изымают из атмосферы от 100 до 200 млрд. тонн С в год. Около 60% этого количества поглощают леса, занимающие 30% непокрытой льдами поверхности суши, 32% — окультуренные земли, а оставшиеся 8% — растения степей и пустынных мест, а также городов и поселков.

Зеленое растение способно не только использовать углекислый газ и создавать сахар, но и превращать азотные соединения, и соединения серы в вещества, слагающие его тело. Через корневую систему растение получает растворенные в почвенной воде ионы нитратов и перерабатывает их в своих клетках в аминокислоты — основные компоненты всех белковых соединений. Компоненты жиров также возникают из соединений, образующихся в процессах обмена веществ и энергии. Из жирных кислот и глицерина возникают жиры и масла, которые служат для растения, главным образом, запасными веществами. В семенах приблизительно 80% всех растений, в качестве богатого энергией запасного вещества, содержатся жиры. Получение семян, жиров и масел играет важную роль в сельскохозяйственной и пищевой промышленности.

Самый примитивный тип фотосинтеза осуществляют галобактерии, живущие в средах с высоким (до 30%) содержанием хлорида натрия. Простейшими организмами, способными осуществлять фотосинтез, являются также пурпурные и зеленые серобактерии, а также несерные пурпурные бактерии. Фотосинтетический аппарат этих организмов устроен гораздо проще (только одна фотосистема), чем у растений; кроме того, они не выделяют кислород, так как в качестве источника электронов используют соединения серы, а не воду. Фотосинтез такого типа получил название бактериального. Однако цианобактерии (прокариоты, способные к фоторазложению воды и выделению кислорода) обладают более сложной организацией фотосинтетического аппарата — двумя сопряженно работающими фотосистемами. У растений реакции фотосинтеза осуществляются в специализированной органелле клетки — хлоропласте.

У всех растений (начиная от водорослей и мхов, и заканчивая современными голосеменными и покрытосеменными) прослеживается общность в структурно-функциональной организации фотосинтетического аппарата. Хлоропласты, как и остальные пластиды, содержатся только в растительных клетках. Их наружная мембрана гладкая, а внутренняя образует многочисленные складки. Между ними находятся стопки связанных с ней пузырьков, называемые гранами. В них расположены зёрна хлорофилла — зелёного пигмента, играющего главную роль в процессе фотосинтеза. В хлоропластах образуется АТФ, а также происходит синтез белка. Фотосинтетические пигменты:

Основными пигментами, осуществляющими поглощение квантов света в процессе фотосинтеза, являются хлорофиллы, пигменты Mg-порфириновой природы. Обнаружено несколько форм хлорофиллов, различающихся по химическому строению. Спектр поглощения различных форм хлорофиллов охватывает видимую, ближнюю ультрафиолетовую и ближнюю инфракрасную области спектра (у высших растений от 350 до 700 нм, а у бактерий — от 350 до 900 нм). Хлорофилл является основным пигментом и характерен для всех организмов, осуществляющих оксигенный, т. е. с выделением кислорода, фотосинтез. У зеленых и эвгленовых водорослей, мхов и сосудистых растений, кроме хлорофилла, имеется хлорофилл b, содержание которого составляет 1/4-1/5 от содержания хлорофилла a. Это дополнительный пигмент, расширяющий спектр поглощения света. У некоторых групп водорослей, в основном бурых и диатомовых, дополнительным пигментом служит хлорофилл с, а у красных водорослей — хлорофилл d. У пурпурных бактерий содержится бактериохлорофилл a и b, а у зеленых серных бактерий наряду с бактериохлорофиллом a содержатся бактериохлорофиллы c и d. В поглощении световой энергии участвуют и другие сопровождающие пигменты — каротиноиды(пигменты полиизопреноидной природы) у фотосинтезирующих эукариот и фикобилины (пигменты с открытой тетрапиррольной структурой) у цианобактерий и красных водорослей. У галобактерий в плазматических мембранах обнаружен единственный пигмент — сложный белок бактериородопсин, близкий по химическому строению родопсину — зрительному пигменту сетчатки глаза.

В клетке молекулы хлорофилла находятся в различных агрегированных (связанных) состояниях и образуют пигмент-липопротеидные комплексы, и вместе с другими пигментами, участвующими в процессах поглощения квантов света и передачи энергии, связаны с белками фотосинтетических (тилакоидных) мембран, образуя так называемые светособирающие хлорофилл-белковые комплексы. По мере увеличения степени агрегации и плотности упаковки молекул максимум поглощения пигментов сдвигается в длинноволновую область спектра. Основная роль в поглощении световой энергии принадлежит коротковолновым формам, участвующих в процессах миграции энергии. Присутствие в клетке серии спектрально близких форм пигментов обеспечивает высокую степень эффективности миграции энергии в реакционные фотохимические центры, где находятся наиболее длинноволновые формы пигментов, играющие роль, так называемых, энергетических ловушек.

Процесс фотосинтеза состоит из двух последовательных и взаимосвязанных этапов: светового (фотохимического) и темнового (метаболического).

В световую фазу фотосинтеза осуществляется три процесса:

• 1. Образование кислорода вследствие разложения воды. Он выделяется в атмосферу.
• 2. Синтез АТФ.
• 3. Образование атомов водорода, участвующих в образовании углеводов.

В темновую фазу фотосинтеза осуществляются следующие процессы:

• 1. Преобразование углекислого газа.
• 2. Образование глюкозы.

В основе фотосинтеза лежит окислительно — восстановительный процесс, в результате которого образуется кислород (О2), а также моносахариды (глюкоза и др.), которые превращаются в крахмал и запасаются растением. В процессе фотосинтеза также синтезируются мономеры других органических соединений — жирных кислот, глицерина, аминокислот. Значение фотосинтеза:

• 1. Усвоение и превращение свободной солнечной энергии с образованием органических веществ, которые являются пищей для гетеротрофных организмов.
• 2. Выделение свободного кислорода в атмосферу, который необходим для дыхания всех живых организмов.
• 3. Усвоение углекислого газа из атмосферного воздуха, который пагубно влияет на живые организмы.
• 4. Обеспечение всех земных организмов химической энергией, преобразовавшейся из энергии солнечного света.

Зелёные растения играют космическую роль, являясь посредником между жизнью на Земле и Солнцем. Растения улавливают энергию солнечного луча, за счет которой существует все живое на нашей планете. Процесс фотосинтеза, осуществляющийся в грандиозных, космических масштабах, коренным образом преобразил лик нашей планеты. Благодаря фотосинтезу солнечная энергия не рассеивается полностью в пространстве, а сохраняется — в виде химических энергий органических веществ. Благодаря способности зеленых растении в процессе фотосинтеза выделять кислород в воздухе сохраняется постоянный процент кислорода. Кроме зеленых растений в природе нет другого источника свободного кислорода. У всех фотосинтезирующих организмов фотохимические процессы световой стадии фотосинтеза происходят в особых энергопреобразующих мембранах, называемых тилакоидными, и организованы в так называемую электрон-транспортную цепь. Темновые реакции фотосинтеза осуществляются вне тилакоидных мембран (в цитоплазме у прокариот и в строме хлоропласта у растений). Таким образом, световая и темновая стадии фотосинтеза разделены в пространстве и во времени.

Значение фотосинтеза в природе
. Отметим следствия фотосинтеза, важные для существования жизни на Земле и для человека: «консервирование» солнечной энергии; образование свободного кислорода; образование разнообразных органических соединений; извлечение из атмосферы углекислого газа.

Солнечный луч — «мимолетный гость нашей планеты» (В. Л. Комаров) — производит какую-то работу только в момент падения, затем рассеивается бесследно и бесполезно для живых существ. Однако часть энергии солнечного луча, упавшего на зеленое растение, усваивается хлорофиллом и используется в процессе фотосинтеза. При этом световая энергия превращается в потенциальную химическую энергию органических веществ — продуктов фотосинтеза. Такая форма энергии устойчива и относительно неподвижна. Она сохраняется до момента распада органических соединений, т. е. неопределенно долго. При полном окислении одной граммолекулы глюкозы выделяется столько же энергии, сколько поглощается при ее образовании — 690 ккал. Таким образом, зеленые растения, используя солнечную энергию в процессе фотосинтеза, запасают ее «впрок». Сущность этого явления хорошо вскрывает образное выражение К.А. Тимирязева, назвавшего растения «консервами солнечных лучей».

Органические вещества сохраняются при некоторых условиях очень долго, иногда многие миллионы лет. При их окислении выделяется и может быть использована энергия солнечных лучей, падавших на Землю в те далекие времена. Тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании нефти, угля, торфа, древесины, — все это энергия солнца, усвоенная и преобразованная зелеными растениями.

Источником энергии в животном организме служит пища, которая также содержит в себе «консервированную» энергию Солнца. Жизнь на Земле только от Солнца. А растения — «это те каналы, по которым энергия Солнца вливается в органический мир Земли» (К. А, Тимирязев).

В изучении фотосинтеза, именно его энергетической стороны, огромную роль сыграл выдающийся русский ученый К.А. Тимирязев (1843—1920). Он первым показал, что закон сохранения энергии имеет место и в органическом мире. В те времена это утверждение имело огромное философское и практическое значение. Тимирязеву принадлежит лучшее в мировой литературе популярное изложение вопроса о космической роли зеленых растений.

Один из продуктов фотосинтеза — свободный кислород, необходимый для дыхания почти всех живых существ, В природе имеется и бескислородный (анаэробный) тип дыхания, но намного менее продуктивный: при использовании равных количеств дыхательного материала свободной энергии получается в несколько раз меньше, так как органическое вещество окисляется не до конца. Поэтому понятно, что кислородное (аэробное) дыхание обеспечивает более высокий жизненный уровень, быстрый рост, интенсивное размножение, широкое расселение вида, т. е. все те явления, которые характеризуют биологический прогресс.

Предполагается, что почти весь кислород в атмосфере биологического происхождения. В ранние периоды существования Земли атмосфера планеты имела восстановленный характер. Она состояла из водорода, сероводорода, аммиака, метана. С появлением растений и, следовательно, кислорода и кислородного дыхания органический мир поднялся на новую, более высокую ступень и его эволюция пошла гораздо быстрее. Следовательно, зеленые растения имеют не только сиюминутное значение: выделяя кислород, поддерживают жизнь. Они в известной мере определили характер эволюции органического мира.

Важным следствием фотосинтеза является образование органических соединений. Растения синтезируют углеводы, белки, жиры в огромном разнообразии видов. Эти вещества служат пищей для человека и животных и сырьем для промышленности. Растения образуют каучук, гуттаперчу, эфирные масла, смолы, дубильные вещества, алкалоиды и т, п. Продукты переработки растительного сырья — это ткани, бумага, красители, лекарственные и взрывчатые вещества, искусственное волокно, строительные материалы и многое другое.

Масштаб фотосинтеза огромен. Ежегодно поглощается растениями 15,6-10 10 тонн углекислого газа (1/16 часть мирового запаса) и 220 млрд. тонн воды. Количество органического вещества на Земле составляет 10 14 тонн, причем масса растений относится к массе животных как 2200:1. В этом смысле (как созидатели органического вещества) имеют значение и водные растения, водоросли, населяющие океан, органическая продукция которых в десятки раз превышает продукцию наземных растений.

Значение и роль фотосинтеза

Основной источник энергии

Слово
«фотосинтез» означает буквально создание или сборку чего-то под действием
света. Обычно, говоря о фотосинтезе, имеют в виду процесс, посредством которого
растения на солнечном свету синтезируют органические соединения из
неорганического сырья. Все формы жизни во Вселенной нуждаются в энергии для
роста и поддержания жизни. Водоросли, высшие растения и некоторые типы бактерий
улавливают непосредственно энергию солнечного излучения и используют ее для
синтеза основных пищевых веществ. Животные не умеют использовать солнечный свет
непосредственно в качестве источника энергии, они получают энергию, поедая
растения или других животных, питающихся растениями. Итак, в конечном счете
источником энергии для всех метаболических процессов на нашей планете, служит
Солнце, а процесс фотосинтеза необходим для поддержания всех форм жизни на
Земле.

Мы
пользуемся ископаемым топливом — углем, природным газом, нефтью и т. д. Все эти
виды топлива — не что иное, как продукты разложения наземных и морских растений
или животных, и запасенная в них энергия была миллионы лет назад получена из
солнечного света. Ветер и дождь тоже обязаны своим возникновением солнечной энергии,
а следовательно, энергия ветряных мельниц и гидроэлектростанций в конечном
счете также обусловлена солнечным излучением.

Важнейший
путь химических реакций при фотосинтезе — это превращение углекислоты и воды в
углероды и кислород. Суммарную реакцию можно описать уравнением СО2+Н20 ?
[СН20]+02

Углеводы,
образующиеся в этой реакции, содержат больше энергии, чем исходные вещества, т.
е. СО2 и Н20. Таким образом, за счет энергии Солнца энергетические вещества
(СО2 и Н20) превращаются в богатые энергией продукты — углеводы и кислород.
Энергетические уровни различных реакций, описанных суммарным уравнением, можно
охарактеризовать величинами окислительно-восстановительных потенциалов,
измеряемых в вольтах. Значения потенциалов показывают, сколько энергии запасается
или растрачивается в каждой реакции. Итак, фотосинтез можно рассматривать как
процесс образования лучистой энергии Солнца в химическую энергию растительных
тканей.

Содержание
СО2 в атмосфере остается почти полным, несмотря на то, что углекислый газ расходуется
в процессе фотосинтеза. Дело в том, что все растения и животные дышат. В
процессе дыхания в митохондриях кислород, поглощаемый из атмосферы живыми
тканями, используется для окисления углеводов и других компонентов тканей с
образованием в конечном счете двуокиси углерода и воды и с сопутствующим
выделением энергии. Высвобождающаяся энергия запасается в высокоэнергетические
соединения — аденозинтрифосфат (АТФ), который и используется организмом для
выполнения всех жизненных функций. Таким образом дыхание приводит к
расходованию органических веществ и кислорода и увеличивает содержание СО2 на н
планете. На процессы дыхания во всех живых организмах и на сжигание всех видов
топлива, содержащих углерод, в совокупности расходуется в масштабах Земли в среднем
около 10000 тонн 02 в секунду. При такой скорости.потребления весь кислород в
атмосфере должен бы иссякнуть примерно, через 3000 лет. К счастью для нас,
расход органических веществ и атомного кислорода уравновешивается созданием
углеводов и кислорода в результате фотосинтеза. В идеальных условиях скорость
фотосинтеза в зеленых тканях растений примерно в 30 раз превышает скорость
дыхания в тех же тканях, таким образом, фотосинтез служит важным фактором,
регулирующим содержание 02 на Земле.

История открытия фотосинтеза

В
начале XVII в. фламандский врач Ван Гельмонт вырастил в кадке с землей дерево,
которое он поливал только дождевой водой. Он заметил, что спустя пять лет,
дерево выросло до больших размеров, хотя количество земли в кадке практически
не уменьшилось. Ван Гельмонт, естественно, сделал вывод, что материал, из
которого образовалось дерево произошел из воды, использованной для полива. В
1777 английский ботаник Стивен Хейлс опубликовал книгу, в которой сообщалось,
что в качестве питательного вещества, необходимого для роста, растения
используют главным образом воздух. В тот же период знаменитый английский химик
Джозеф Пристли (он был одним из первооткрывателей кислорода) провел серию
опытов по горению и дыханию и пришел к выводу о том, что зелёные растения
способны совершать все те дыхательные процессы, которые были обнаружены в
тканях животных. Пристли сжигал свечу в замкнутом объеме воздуха, и
обнаруживал, что получавшийся при этом воздух уже не может поддерживать
горение. Мышь, помещенная в такой сосуд, умирала. Однако веточка мяты
продолжала жить в воздухе неделями. В заключение Пристли обнаружил, что в
воздухе, восстановленном веточкой мяты, вновь стала гореть свеча, могла дышать
мышь. Теперь мы знаем, что свеча, сгорая, потребляла кислород из замкнутого
объема воздуха, но затем воздух снова насыщался кислородом благодаря
фотосинтезу, происходившему в оставленной веточке мяты. Спустя несколько лет
голландский врач Ингенхауз обнаружил, что растения окисляют кислород лишь на
солнечном свету и что только их зеленые части обеспечивают выделение кислорода.
Жан Сенебье, занимавший пост министра, подтвердил данные Ингенхауза и продолжил
исследование, показав, что в качестве питательного вещества растения используют
двуокись углерода, растворенную в воде. В начале XIX века другой швейцарский
исследователь де Соседи изучал количественные взаимосвязи между поглощенной
растением углекислотой, с одной стороны, и синтезированными органическими
веществами и кислородом — с другой. В результате своих опытов он пришел к
выводу, что вода также потребляется растением при ассимиляции СО2. В 1817 г.
два французских химика, Пельтье и Каванту, выделили из листьев зеленое вещество
и назвали его хлорофиллом. Следующей важной вехой в истории изучения
фотосинтеза было сделанное в 1845 г. немецким физиком Робертом Майером
утверждение о том, что зеленые растения преобразуют энергию, солнечного света в
химическую энергию. Представления о фотосинтезе, сложившиеся к середине
прошлого века, можно выразить следующим соотношением:

Зеленое
растение

СО2+
Н2 О + Свет? О2 + орг. вещества +химическая энергия

Отношение
количества С02, поглощенного при фотосинтезе, к количеству выделенного 02,
точно измерил французский физиолог растений Бусэнго. В 1864 г. он обнаружил,
что фотосинтетическое отношение, т.е. отношение объема выделенного 02 к объему
поглощенного С02, почти равно единице. В том же году немецкий ботаник Закс
(открывший также у растений дыхание) продемонстрировал образование зерен
крахмала при фотосинтезе. Закс помещал зеленые листья на несколько часов в
темноту для того, чтобы они израсходовали накопленный в них крахмал. Затем он
выносил листья на свет, но при этом освещал лишь половину каждого листа,
оставляя другую половину листа в темноте. Спустя некоторое время весь лист целиком
обрабатывали парами йода. В результате освещенная часть листа становилась
темно-фиолетовой, что свидетельствовало об образовании комплекса крахмала с
йодом, тогда как цвет другой половины листа не изменялся. Прямую связь между
выделением кислорода и хлоропластами в зеленых листьях, а также соответствие
спектра действия фотосинтеза спектру поглощеных хлоропластами установил в 1880
г. Энгельман. Он поместил нитевидную зеленую водоросль имеющую спирально
извитые хлоропласты, на предметное стекло, освещая его узким и широким пучком
белого света. Вместе с водорослью на предметное стекло наносилась суспензия
клеток подвижных бактерий, чувствительных к концентрации кислорода. Предметное
стекло помещали в камеру без воздуха и освещали. В этих условиях подвижные бактерии
должны были перемещаться в ту часть, где концентрация 02 была выше. После
прошествия некоторого времени образец рассматривали под микроскопом и
подсчитывали распределение бактериопопуляции. Оказалось, что бактерии
концентрировались вокруг зеленых полосок в нитевидной водоросли. В другой серии
опытов Энгельман освещал водоросли лучами разного спектрального состава,
установив призму между источником света и предметным столиком микроскопа.
Наибольшее число бактерий в этом случае скапливалось вокруг тех участков
водоросли, которые освещались синим и красным областями спектра. Находящиеся в
водорослях хлорофиллы поглощали синий и красный свет. Поскольку к тому времени
было уже известно, что для фотосинтеза необходимо поглощение света, Энгельман
заключил, что хлорофиллы участвуют в синтезе в качестве пигментов, являющихся
активными фоторецепторами. Уровень знаний о фотосинтезе в начале нашего века
можно представить следующим образом.

СО2
+ Н2О + Свет –О2 + Крахмал + Химическая энергия

Итак,
к началу нашего века суммарная реакция фотосинтеза была уже известна. Однако
биохимия находилась не на таком высоком уровне, чтобы полно раскрыть механизмы
восстановления двуокиси углерода до углеводов. К сожалению, следует признать,
что и теперь еще некоторые аспекты фотосинтеза изучены довольно плохо. Издавна
делались попытки исследовать влияние интенсивности света, температуры,
концентрации углекислоты и т..п. на общий выход фотосинтеза. И хотя в этих
работах исследовались растения самых разных видов, большинство измерений было
выполнено на одноклеточных зеленых водорослях и на одноклеточной жгутиковой
водоросли Эвглена. Одноклеточные организмы удобнее для качественного
исследования, поскольку их можно выращивать во всех лабораториях при вполне
стандартных условиях. Они могут быть равномерно суспензированы, т. е. взвешены
в водных буферных растворах, и нужный объем такой суспензии, или взвеси, можно
брать такой дозировки, точно так же, как при работе с обычными растениями.
Хлоропласты для опытов лучше всего выделять из листьев высших растений. Чаще
всего используют шпинат, потому что его легко выращивать и свежие листья удобны
для проведения исследований; иногда используются листья гороха и салата-латука.

Поскольку
СО2 хорошо растворяется в воде, а О2 относительно нерастворим в воде, то при
фотосинтезе в замкнутой системе давление газа в этой системе может изменяться.
Поэтому влияние света на фотосинтетические системы часто исследуют с помощью
респиратора Варбурга, позволяющего регистрировать пороговые изменения объема 02
в системе. Впервые респиратор Варбурга был использован применительно к
фотосинтезу в 1920г. Для измерения потребления или выделения кислорода в ходе
реакции удобнее пользоваться другим прибором — кислородным электродом. В основе
этого устройства лежит использование полярографического метода. Кислородный
электрод обладает достаточной чувствительностью для того, чтобы обнаружить в
таких низких концентрациях как 0,01 ммоль в 1 л. Прибор состоит из катода
достаточно тонкой платиновой проволоки, герметично впрессованной в пластину
анода, представляющего собой кольцо из серебряной проволоки, погруженной в
насыщенный раствор. Электроды отделены от смеси, в которой протекает реакция,
мембраной, проницаемой для 02. Реакционная система находится в пластмассовом
или стеклянном сосуде и постоянно перемешивается вращающимся стержневым
магнитом. Когда к электродам приложено напряжение, платиновый электрод
становится отрицательным по отношению к стандартному электроду, кислород в
растворе электролитически восстанавливается. При напряжении от 0,5 до 0,8 В
величина электрического тока линейно зависит от парциального давления кислорода
в растворе. Обычно с кислородным электродом работают при напряжении около 0,6
В. Электрический ток измеряют, присоединив электрод к подходящей регистрирующей
системе. Электрод вместе с реакционной смесью орошают потоком воды от
термостата. С помощью кислородного электрода измеряют действие света и
различных химических веществ на фотосинтез. Преимущество кислородного электрода
перед аппаратом Варбурга состоит в том, что кислородный электрод позволяет
быстро и непрерывно регистрировать изменения содержания О2 в системе. С другой
стороны, в приборе Варбурга можно одновременно исследовать до 20 образцов с
различными реакционными смесями, тогда как при работе с кислородным электродом
образцы приходится анализировать поочередно.

Примерно
до начала 1930-х годов многие исследователи в этой области полагали, что
первичная реакция фотосинтеза заключается в расщеплении двуокиси углерода под
действием света на углерод и кислород с последующим восстановлением углерода до
углеводов с участием воды в ходе нескольких последовательных реакций. Точка
зрения изменилась в 1930-х годах в результате двух важных открытий. Во-первых,
были описаны разновидности бактерий, способных ассимилировать и синтезировать
углеводы, не используя для этого энергию света. Затем, голландский микробиолог
Ван Нил сравнил процессы фотосинтеза у бактерий и показал, что некоторые
бактерии могут ассимилировать С02 на свету, не выделяя при этом кислорода.
Такие бактерии способны к фотосинтезу лишь при наличии подходящего
субстрата-донора водорода. Ван Нил предполагал, что фотосинтез зеленых растений
и водорослей является частным случаем, когда кислород в фотосинтезе происходит
из воды, а не из углекислоты.

Второе
важное открытие сделал в 1937 г. Р. Хил в Кембриджском университете. С помощью
дифференциального центрифугирования гомогената тканей листа он отделил
фотосинтезирующие частицы (хлоропласты) от дыхательных частиц. Полученные
Xиллом хлоропласты при освещении сами по себе не выделяли кислорода (возможно,
из-за того, что они были повреждены при разделении). Однако они начинали
выделять кислород на свету, если в суспензию вносили подходящие акцепторы
электрона (окислители), например ферриоксалат калия или феррицианид калия. При
выделении одной молекулы 02 фотохимически восстанавливались четыре эквивалента
окислителя. Позднее было обнаружено, что многие хиноны и красители
восстанавливаются хлоропластами на свету. Однако хлоропласты не могли восстановить
СО2, природный акцептор электронов при фотосинтезе. Это явление, известное
теперь как реакция Хилла, представляет собой индуцируемый светом перенос
электронов от воды к нефизиологическим окислителям (реагентам Хилла) против
градиента химического потенциала. Значение реакции Хилла состоит в том, что она
продемонстрировала возможность разделения двух процессов — фотохимического
выделения кислорода и восстановления углекислоты при фотосинтезе.

Разложение
воды, приводящее к выделению свободного кислорода при фотосинтезе, было
установлено Рубеном и Каменом, в Калифорнии в 1941 г. Они поместили
фотосинтезирующие клетки в воду, обогащенную изотопом кислорода, имеющим массу
18 атомных единиц 180. Изотопный состав кислорода, выделенного клетками,
соответствовал составу воды, но не С02. Кроме того, Камен и Рубен открыли
радиоактивный изотоп 18О, который впоследствии успешно использовали Бассэт,
Бенсон Вин, изучавшие путь превращения углекислоты при фотосинтезе. Кальвин и
его сотрудник установили, что восстановление углекислоты до сахаров происходит
в результате темновых ферментативных процессов, причем для восстановления одной
молекулы углекислоты требуются две молекулы восстановленного АДФ и три молекулы
АТФ. К тому времени роль АТФ и пиридиннуклеотидов в дыхании тканей была
установлена. Возможность фотосинтетического восстановления АДФ до АТФ
выделенными хлорофиллами была доказана в 1951 г. в трех разных лабораториях. В
1954 г. Арнон, Аллен продемонстрировали фотосинтез — они наблюдали ассимиляцию
С02 и 02 выделенными хлоропластами шпината. В течение следующего десятилетия из
хлоропластов удалось выделить белки, участвующие в переносе электронов в
синтезе -ферредоксин, пластоцианин, ферроАТФ-редуктазу, цитохромы и т. д.

Таким
образом, в здоровых зеленых листьях, под действием света образуются АДФ и АТФ и
энергия гидросвязей используются для восстановления С02 до углеводов в
присутствии ферментов, причем активность ферментов регулируется светом.

Лимитирующие факторы

Интенсивность,
или скорость процесса фотосинтеза в растении зависит от ряда внутренних и
внешних факторов. Из внутренних факторов наиболее важное значение имеют
структура листа и содержание в нем хлорофилла, скорость накопления продуктов
фотосинтеза в хлоропластах, влияние ферментов, а также наличие малых
концентраций необходимых неорганических веществ. Внешние параметры — это
количество и качество света, попадающего на листья, температура окружающей
среды, концентрация углекислоты и кислорода в атмосфере вблизи растения.

Скорость
фотосинтеза возрастает линейно, или прямо пропорционально увеличению
интенсивности света. По мере дальнейшего увеличения интенсивности света
нарастание фотосинтеза становится все менее и менее выраженным, и, наконец,
прекращается, когда освещенность достигает определенного уровня 10000 люкс.
Дальнейшее увеличение интенсивности света уже не влияет на скорость
фотосинтеза. Область стабильной скорости фотосинтеза называется областью
светонасыщения. Если нужно увеличить скорость фотосинтеза в этой области,
следует изменять не интенсивность света, а какие-либо другие факторы.
Интенсивность солнечного света, попадающего в ясный летний день на поверхность
земли, во многих местах нашей планеты составляет примерно 100000 люкс.
Следовательно, растениям, за исключением тех, которые растут в густых лесах и в
тени, падающего солнечного света бывает достаточно для насыщения их
фотосинтетической активности (энергия квантов, соответствующих крайним участкам
видимого диапазона – фиолетового и красного, различается всего лишь в два раза,
и все фотоны этого диапазона в принципе способны осуществить запуск
фотосинтеза).

В
случае низких интенсивностей света скорость фотосинтеза при 15 и 25°С
одинакова. Реакции, протекающие при таких интенсивностях света, которые
соответствуют области лимитирования света, подобно истинным фотохимическим
реакциям, не чувствительны к температурам. Однако при более высоких
интенсивностях скорость фотосинтеза при 25°С гораздо выше, чем при 15°С.
Следовательно, в области светового насыщения уровень фотосинтеза зависит не
только от поглощения фотонов, но и от других факторов. Большинство растений в
умеренном климате хорошо функционируют в интервале температур от 10 до 35°С,
наиболее благоприятные условия — это температура около 25°С.

В
области лимитирования светом скорость фотосинтеза не изменяется при уменьшении
концентрации СО2 . Отсюда можно сделать вывод, что С02 участвует
непосредственно в фотохимической реакции. В то же время при более высоких
интенсивностях освещения, лежащих за пределами области лимитирования,
фотосинтез существенно возрастает при увеличении концентрации СО2. У некоторых
зерновых культур фотосинтез линейно возрастал при увеличении концентрации СО2
до 0,5%. (эти измерения проводили в кратковременных опытах, поскольку
длительное воздействие высоких концентраций СО2 повреждает листы). Высоких
значений скорость фотосинтеза достигает при содержании С02 около 0,1%. Средняя
концентрация углекислоты в атмосфере составляет от 0,03%. Поэтому в обычных
условиях растениям не хватает СО2 для того, чтобы с максимальной эффективностью
использовать попадающий на них солнечный свет. Если помещенное в замкнутый
объем растение освещать светом насыщающей интенсивности, то концентрация СО2 в
объеме воздуха будет постепенно уменьшаться и достигнет постоянного уровня,
известного под названием «С02 компенсационного пункта». В этой точке появление
СО2 при фотосинтезе уравновешивается выделением О2 в результате дыхания
(темнового и светового). У растений разных видов положения компенсационных
пунктов различны.

Световые и темновые реакции.

Еще
в 1905 г. английский физиолог растений Ф. Ф. Блекмэн, интерпретируя форму
кривой светового насыщения фотосинтеза, высказал предположение, что фотосинтез
представляет собой двухстадийный процесс, включающий фотохимическую, т.е.
светочувствительную реакцию и нефотохимическую, т. е. темновую, реакцию.
Темновая реакция, будучи ферментативной, протекает медленнее, чем световая
реакция, и поэтому при высоких интенсивностях света скорость фотосинтеза
полностью определяется скоростью темновой реакции. Световая реакция либо вообще
не зависит от температуры, либо зависимость эта выражена очень слабо, тогда
темновая реакция, как и все ферментативные процессы, зависит от температуры в
довольно значительно и степени. Следует ясно представлять себе, что реакция, называемая
темновой, может протекать как в темноте, так и на свету. Световую и темновую
реакции можно разделить, используя вспышки света, длящиеся краткие доли
секунды. Вспышки света длительностью меньше одной миллисекунды (10-3 с) можно
получить либо с помощью механического приспособления, поставив на пути пучка
постоянного света вращающийся диск со щелью, либо электрически, заряжая
конденсатор и разряжая его через вакуумную или газоразрядную лампу. В качестве
источников света пользуются также рубиновыми лазерами с длиной волны излучения
694 нм. В 1932 г. Эмерсон и Арнольд освещали суспензию клеток вспышками света
от газоразрядной лампы с длительностью около 10-3с. Они измеряли скорость
выделения кислорода в зависимости от энергии вспышек, длительности темнового
промежутка между вспышками и температуры суспензии клеток. При увеличении
интенсивности вспышек насыщение фотосинтеза в нормальных клетках наступало,
когда выделялась одна молекула 02 на 2500 молекул хлорофилла. Эмерсон и Арнольд
сделали вывод, что максимальный выход фотосинтеза определяется не числом
молекул хлорофилла, поглощающих свет, а числом молекул фермента,
катализирующего темновую реакцию. Они также обнаружили, что при увеличении
темновых интервалов между последовательными вспышками за пределы 0,06 с выход
кислорода в расчете на одну вспышку уже не зависел от длительности темнового
интервала, тогда как при более коротких промежутках он возрастал с увеличением
длительности темнового интервала (от 0 до 0,06 с). Таким образом, темновая
реакция, которая определяет уровень насыщения фотосинтеза, завершается примерно
за 0,06 с. На основе этих данных было рассчитано, что среднее время,
характеризующее скорость реакции, составило около 0,02 с при 25°С.

Структурная и биохимическая организация аппарата фотосинтеза

Современные
представления о структурной и функциональной организации фотосинтетического
аппарата включают широкий круг вопросов, связанных с характеристикой
химического состава пластид, спецификой их структурной организации,
физиолого-генетическими закономерностями биогенеза этих органоидов и их
взаимоотношениями с другими функциональными структурами клетки. У наземных
растений специальным органом фотосинтетической деятельности служит лист, где
локализованы специализированные структуры клетки — хлоропласты, содержащие
пигменты и другие компоненты, необходимые для процессов поглощения и
преобразования энергии света в химический потенциал. Кроме листа функционально
активные хлоропласты присутствуют в стеблях растений, черешках, остях и чешуях
колоса и даже в освещаемых корнях ряда растений. Однако именно лист был
сформирован в ходе длительной эволюции как специальный орган для выполнения
основной функции зеленого растения – фотосинтеза, поэтому анатомия листа,
расположение хлорофиллсодержащих клеток и тканей, их соотношение с другими
элементами морфемной структуры листа подчинены наиболее эффективному течению
процесса фотосинтеза, и они в наибольшей степени подвергаются интенсивным
изменениям в условиях экологического стресса.

В
связи с этим проблему структурно — функциональной организации
фотосинтетического аппарата целесообразно рассмотреть в двух основных уровнях —
на уровне листа как органа фотосинтеза и хлоропластов, где целиком сосредоточен
весь механизм фотосинтеза.

Организация
фотосинтетического аппарата на уровне листа может быть рассмотрена на основе
анализа его мезострктуры. Понятие «мезоструктура» было предложено в 1975 году.
По представлениям о структурной и функциональной особенностях
фотоситнетического аппарата с характеристикой химического состава, структурной
организации, физиолого-генетическими особенностями биогенеза этих органоидов и
их взаимоотношениями с другими функциональными структурами специальным органом
фотосинтетического процесса является лист, где локализованы специализированные
образования — хлоропласты, содержащие пигменты, необходимые для процессов
поглощения и преобразования света в химический потенциал. Кроме того, активные
хлоропласты присутствуют в стеблях, остях и чешуях колоса и даже в освещенных
частях корней некоторых растений. Однако именно лист был сформирован всем ходом
эволюции как специальный орган для выполнения основной функции зеленого
растения — фотосинтеза.

Мезоструктура
включает систему морфофизиологических характеристик фотосинтетического аппарата
листа, хлоренхимы и клезофилла. Основные показатели мезоструктуры фотосинте-

тического
аппарата (по А. Т. Мокроносову) включают: площадь, число клеток, хлорофилл,
белок, объем клетки, количество хлоропластов в клетке, объем хлоропласта,
площадь сечения хлоропласта и его поверхность. Анализ мезоструктуры и
функциональной активности фотосинтетического аппарата у многих видов растений
помогают определить наиболее часто встречающиеся значения исследуемых
показателей и пределы варьирования отдельных характеристик. Согласно этим
данным, основные показатели мезоструктуры фотосинтетического аппарата
(Мокроносов, 19В1):

I
— площадь листа;

II
— число клеток на 1 см2,

III
— хлорофилл на 1 дм2, ключевые ферменты на 1 дм2, объем клетки, тыс. мкм2 ,
число хлоропластов в клетке;

IV
— объем хлоропластов, площадь проекции хлоропласта, мкм2, поверхность
хлоропласта, мкм2.

Среднее
число хлоропластов у закончившего рост листа обычно достигает 10-30, у
некоторых видов оно превышает 400. Это соответствует млн хлоропластов в расчете
на 1 см2площади листа. Хлоропласты сосредоточены в клетках различных тканей в
количестве 15 – 80 штук на клетку. Средний объем хлоропласта — один мкм2. У
большинства растений суммарный объем всех хлоропластов составляет 10-20%, у
древесных растений — до 35% объема клетки. Отношение общей поверхности
хлоропластов к площади листа находится в пределах 3-8. В одном хлоропласте
содержится разное количество молекул хлорофилла, у тенелюбивых видов их число
возрастает. Приведенные выше показатели могут значительно варьировать в
зависимости от физиологического состояния и экологических условий роста
растений. По данным А. Т. Мокроносова, в молодом листе активизация фотосинтеза
при удалении 50-80% листа обеспечивается увеличением числа хлоропластов в
клетке без изменения их индивидуальной активности, в то время как в листе,
окончившем рост, усиление фотосинтеза после дефолиации происходит за счет
повышения активности каждого хлоропласта без изменения их числа. Анализ
мезоструктуры показал, что адаптация к условиям освещения вызывает перестройку,
которая оптимизирует светопоглошающие свойства листа.

Хлоропласты
имеют наиболее высокую степень организации внутренних мембранных структур по
сравнению с другими органоидами клетки. По степени упорядоченности структур
хлоропласты можно сравнить только с рецепторными клетками сетчатки глаза, также
выполняющими функцию преобразования световой энергии. Высокая степень
организации внутренней структуры хлоропласта определяется рядом моментов:

1)
необходимостью пространственного разделения восстановленных и окисленных
фотопродуктов, возникающих в результате первичных актов разделения заряда в
реакционном центре;

2)
необходимостью строгой упорядоченности компонентов реакционного центра, где
сопряжёны быстропротекающие фотофизиологические и более медленные
энзиматические реакции: преобразование энергии фотовозбужденной молекулы
пигмента требует ее определенной ориентации по отношению к химическому
акцептору энергии, что предполагает наличие определенных структур, где пигмент
и акцептор жестко ориентированы друг относительно друга;

3)
пространственная организация электронно-транспортной цепи требует
последовательной и строго ориентированной организации переносчиков в мембране,
обеспечивающей возможность быстрого и регулируемого транспорта электронов и
протонов;

4)
для сопряжения транспорта электронов и синтеза АТФ требуется определенным
образом организованная система хлоропластов.

Липопротеидные
мембраны как структурная основа энергетических процессов возникают на самых
ранних этапах эволюции, предполагают, что основные липидные компоненты мембран
— фосфолипиды — образовались в определенных биологических условиях.
Формирование липидных комплексов обусловило возможность включения в них
различных соединений, что по-видимому, явилось основой первичных каталитических
функций данных структур.

Проведенные
в последние годы электронномикроскопические исследования обнаружили
организованные мембранные структуры у организмов, стоящих на самой низкой
ступени эволюции. У некоторых бактерий мембранные фотесинтезирующие структуры
клеток тесно упакованных органелл расположены по периферии клетки и связаны с
цитоплазматическими мембранами; кроме того, в клетках зеленых водорослей
процесс фотосинтеза связан с системой двойных замкнутых мембран — тилакоидов,
локализованных в периферической части клетки. У данной группы фотосинтетических
организмов впервые появляется хлорофилл, а образование специализированных
органелл – хлоропластов встречается у криптофитовых водорослей. В них находятся
по два хлоропласта, содержащих от одного до нескольких тилакоидов. Сходное
строение фотосинтетического аппарата имеет место и у других групп водорослей:
красных, бурых, и др. В процессе эволюции мембранная структура
фотосинтетического процесса усложняется.

Микроскопические
исследования хлоропласта, техника криоскопии позволили сформулировать
пространственную модель объемной организация хлоропластов. Наиболее известна
гранулярно-решетчатая модель Дж. Хеслоп-Харрисона (1964).

Таким
образом, фотосинтез – это сложный процесс преобразования световой энергии в
энергию химических связей органических веществ, необходимых для
жизнедеятельности как самих фотосинтезирующих организмов, так и других
организмов, не способных к самостоятельному синтезу органических веществ.

Изучение
проблем фотосинтеза, помимо общебиологических, имеет и прикладное значение. В
частности, проблемы питания, создания систем жизнеобеспечения при космических
исследованиях, использования фотосинтезирующих организмов для создания
различных биотехнических устройств непосредственно связаны с фотосинтезом.

Список литературы

1.
Д.Халл, К.Рао «Фотосинтез». М.,1983

2.
Мокроносов А.Г. «Фотосинтетическая реакция и целостность растительного
организма». М.,1983

3.
Мокроносов А.Г., Гавриленко В.Ф. «Фотосинтез: физиолого – экологические и
биохимические аспекты» М.,1992

4.
«Физиология фотосинтеза» под ред. Ничипоровича А.А., М.,1982

5.
Вечер А.С. «Пластиды растнеий»

6.
Виноградов А.П. «Изотопы кислорода и фотосинтез»

7.
Годнев Т.Н. «Хлорофилл и его строение».

8.
Гуринович Г.П., Севченко А.Н., Соловьев К.Н. «Спектроскопия хлорофилла»

9.
Красновский А.А. «Преобразование энергии света при фотосинтезе»

Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.ronl.ru/

Фотосинтезом
называют процесс преобразования энергии света в энергию химических связей органических соединений с участием хлорофилла.

В результате фотосинтеза образуется около 150 млрд тонн органического вещества и при­близительно 200 млрд тонн кислорода ежегодно. Этот процесс обеспечивает круговорот углерода в биосфере, не давая накапливаться углекислому газу и препятствуя тем самым возникновению парникового эффекта и перегреву Земли. Образующиеся в результате фотосинтеза органические вещества не расходуются другими организмами полностью, значительная их часть в течение мил­лионов лет образовала залежи полезных ископаемых (каменного и бурого угля, нефти). В послед­нее время в качестве топлива начали использовать также рапсовое масло («биодизель») и спирт, полученный из растительных остатков. Из кислорода под действием электрических разрядов об­разуется озон, который формирует озоновый экран, защищающий все живое на Земле от губи­тельного действия ультрафиолетовых лучей.

Наш соотечественник, выдающийся физиолог растений К. А. Тимирязев (1843-1920) назвал роль фотосинтеза «космической», поскольку он связывает Землю с Солнцем (космосом), обеспечи­вая приток энергии на планету.

Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь

В 1905 году английский физиолог растений Ф. Блэкмен обнаружил, что скорость фотосинтеза не может увеличиваться беспредельно, какой-то фактор ограничивает ее. На основании этого он выдвинул предположение о наличии двух фаз фотосинтеза: световой
и темновой.
При низкой ин­тенсивности освещения скорость световых реакций возрастает пропорционально нарастанию силы света, и, кроме того, данные реакции не зависят от температуры, поскольку для их протекания не нужны ферменты. Световые реакции протекают на мембранах тилакоид.

Скорость темновых реакций, напротив, возрастает с повышением температуры, однако по достижении температурного порога в 30°С этот рост прекращается, что свидетельствует о фер­ментативном характере указанных превращений, происходящих в строме. Следует отметить, что свет также оказывает на темновые реакции определенное влияние, несмотря на то, что они на­зываются темновыми.

Световая фаза фотосинтеза (рис. 2.44) протекает на мембранах тилакоидов, несущих несколько типов белковых комплексов, основными из которых являются фотосистемы I и II, а также АТФ- синтаза. В состав фотосистем входят пигментные комплексы, в которых, кроме хлорофилла, при­сутствуют и каротиноиды. Каротиноиды улавливают свет в тех областях спектра, в которых этого не делает хлорофилл, а также защищают хлорофилл от разрушения светом высокой интенсивности.

Кроме пигментных комплексов, фотосистемы включают и ряд белков-акцепторов электронов, которые последовательно передают друг другу электроны от молекул хлорифилла. Последователь­ность этих белков называется электронтранспортной цепью хлоропластов.

С фотосистемой II также ассоциирован специальный ком­плекс белков, который обеспечивает выделение кислорода в процессе фотосинтеза. Этот кислородвыделяющий комплекс содержит ионы марганца и хлора.

В световой фазе
кванты света, или фотоны, попадающие на молекулы хлорофилла, расположенные на мембранах тилакоидов, переводят их в возбужденное состояние, характеризующе­еся более высокой энергией электронов. При этом возбужден­ные электроны от хлорофилла фотосистемы I передаются через цепь посредников на переносчик водорода НАДФ, присоединя­ющий при этом протоны водорода, всегда имеющиеся в водном растворе:

НАДФ + 2е-
+ 2Н + → НАДФН + Н + .

Восстановленный НАДФН + Н + будет впоследствии исполь­зован в темновой стадии. Электроны от хлорофилла фотосисте­мы II также передаются по электронтранспортной цепи, однако они заполняют «электронные дырки» хлорофилла фотосистемы I. Недостаток электронов в хло­рофилле фотосистемы II заполняется за счет отнимания у молекул воды, которое происходит с участием уже упоминавшегося выше кислородвыделяющего комплекса. В результате разложе­ния молекул воды, которое называется фотолизом,
образуются протоны водорода и выделяется молекулярный кислород, являющийся побочным продуктом фотосинтеза:

Н 2 0 →2Н + +2е- +1/2О 2

Протоны водорода, накопившиеся в полости тилакоида в результате фотолиза воды и нагнета­ния при переносе электронов по электронтранспортной цепи, вытекают из тилакоида через канал в мембранном белке — АТФ-синтазе, при этом из АДФ синтезируется АТФ. Данный процесс на­зывается фотофосфорилированием.
Он не требует участия кислорода, однако очень эффективен, так как дает в 30 раз больше АТФ, чем митохондрии в процессе окисления. Образовавшаяся в све­товых реакциях АТФ впоследствии будет использована в темновых реакциях.

Суммарное уравнение реакций световой фазы фотосинтеза можно записать следующим обра­зом:

2Н 2 0 + 2НАДФ + 3АДФ + ЗН 3 Р0 4 → 2НАДФН + Н + + 3АТФ.

В ходе темновых реакций
фотосинтеза (рис. 2.45) происходит связывание молекул С0 2 в виде углеводов, на которое расходуются молекулы АТФ и НАДФН + Н + , синтезированные в световых реакциях:

6С0 2 + 12 НАДФН + Н + + 18АТФ→ С 6 Н 12 0 6 + 6Н 2 0 + 12 НАДФ + 18АДФ + 18Н 3 Р0 4 .

Процесс связывания углекислого газа является сложной цепью превращений, названной ци­клом Кальвина
в честь его первооткрывателя. Темновые реакции протекают в строме хлоропластов. Для их протекания необходим постоянный приток углекислого газа извне через устьица, а затем и по системе межклетников.

Первыми в процессе фиксации углекислого газа образуются трехуглеродные сахара, являю­щиеся первичными продуктами фотосинтеза, тогда как образующуюся позже глюкозу, которая расходуется на синтез крахмала и другие процессы жизнедея­тельности, называют конечным продуктом фотосинтеза.

Таким образом, в процессе фотосинтеза энергия солнечного света преобразуется в энергию химических связей сложных ор­ганических соединений не без участия хлорофилла. Суммарное уравнение фотосинтеза можно записать следующим образом:

6С0 2 + 12Н 2 0 → С 6 Н 12 0 6 + 60 2 + 6Н 2 0, или

6С0 2 + 6Н 2 0 →С 6 Н 12 0 6 + 60 2 .

Реакции световой и темновой фаз фотосинтеза взаимосвязаны, так как увеличение скорости лишь одной группы реакций влияет на интенсивность всего процесса фотосинтеза только до опре­деленного момента, пока вторая группа реакций не выступит в роли лимитирующего фактора, и возникает потребность в ускорении реакций второй группы для того, чтобы первые происходили без ограничений.

Световая стадия, протекающая в тилакоидах, обеспечивает запасание энергии для образова­ния АТФ и переносчиков водорода. На второй стадии, темновой, энергетические продукты первой стадии используются для восстановления углекислого газа, и происходит это в компартментах стромы хлоропластов.

На скорость фотосинтеза оказывают влияние различные факторы окружающей среды: осве­щенность, концентрация углекислого газа в атмосфере, температура воздуха и почвы, доступ­ность воды и др.

Для характеристики фотосинтеза используется понятие его продуктивности.

Продуктивность фотосинтеза
— это масса синтезируемой за 1 час глюкозы на 1 дм 2 листовой поверхности. Этот показатель фотосинтеза максимален при оптимальных условиях.

Фотосинтез присущ не только зеленым растениям, но и многим бактериям, в том числе ци- анобактерям, зеленым и пурпурным бактериям, однако у последних он может иметь некоторые отличия, в частности, при фотосинтезе бактерии могут не выделять кислорода (это не касается цианобактерий).

Фотосинтез — уникальный процесс создания органических веществ из неорганических. Это единственный на нашей планете процесс, связанный с превращением энергии солнечного света в энергию химических связей, заключённую в органических веществах. Таким способом поступившая из космоса энергия солнечных лучей, запасённая зелёными растениями в углеводах, жирах и белках, обеспечивает жизнедеятельность всего живого мира — от бактерий до человека.

Выдающийся русский ученый конца ХIХ – начала ХХ в. Климент Аркадьевич Тимирязев (1843-1920) роль зелёных растений на Земле назвал космической. Он писал:

Все органические вещества, как бы они ни были разнообразны, где бы они ни встречались, в растении ли, в животном или человеке, прошли через лист, произошли от веществ, выработанных листом. Вне листа или, вернее, вне хлорофиллового зерна в природе не существует лаборатории, где бы выделялось органическое вещество. Во всех других органах и организмах оно превращается, преобразуется, только здесь оно образуется вновь из вещества неорганического.

Помимо запаса энергии и питания почти всего живого на Земле, фотосинтез важен и по другим причинам.

В процессе фотосинтеза выделяется кислород. Кислород необходим для процесса дыхания. При дыхания происходит обратных фотосинтезу процесс. Органические вещества окисляются, разрушаются и выделяется энергия, которую можно использовать на различные процессы жизнедеятельности (ходить, думать, расти и т. д.). Когда на Земле еще не было растений, то в воздухе кислорода почти не было. Примитивные живые организмы, обитавшие в те времена, окисляли органические вещества другими способами, не с помощью кислорода. Это было не эффективно. Благодаря кислородному дыханию живой мир получил возможность широкого и сложного развития. А кислород в атмосфере появился благодаря растениям и процессу фотосинтеза.

В стратосфере (это выше тропосферы — самого нижнего слоя атмосферы) кислород под действием солнечного излучения превращается в озон. Озон защищает живое на Земле от опасного ультрафиолетового солнечного излучения. Без озонового слоя жизнь не могла бы в процессе эволюции выйти из моря на сушу.

В процессе фотосинтеза из атмосферы поглощается углекислый газ. Углекислый газ выделяется в процессе дыхания. Если бы он не поглощался, то накапливался бы в атмосфере и влиял наряду с другими газами на увеличение так называемого парникового эффекта. Парниковый эффект заключается в повышении температуры в нижних слоях атмосферы. При этом может начать меняться климат, начнут таять ледники, уровень океанов поднимется, в результате чего могут быть затоплены прибрежные земли и возникнут другие негативные последствия.

Во все органические вещества входит химический элемент углерод. Именно растения связывают его в органические вещества (глюкозу), получая из неорганических (углекислого газа). И делают они это в процессе фотосинтеза. В дальнейшем, «путешествуя» по пищевым цепям, углерод переходит из одних органических соединений в другие. В конечном итоге, при гибели организмов и их разложении, углерод снова переходит в неорганические вещества.

Для человечества фотосинтез также имеет важное значение. Уголь, торф, нефть, природный газ — это остатки растений и других живых организмов, накопившиеся за сотни миллионов лет. Они служат нам источником дополнительной энергии, что позволяет цивилизации развиваться.

Давайте рассмотрим строение водорослей, на примере одноклеточной водоросли хламидомонады.

Найдите на столе бланки заданий и ответов.

Работать будем следующим образом: читаем задание в бланке заданий и пишем свой ответ в бланке ответов. Обратите внимание: после каждого задания есть баллы, которые вы себе сами выставляете в окошко баллов по критериям, которые у вас имеются в бланке ответов, после каждого задания. В конце урока по набранному количеству баллов, каждый из вас выставит себе оценки

Выполните задание №1
из бланка заданий. Для этого используйте рисунок на стр.95 рис.59.

Проверьте свои ответы. (Слайд 10)

А теперь давайте подпишем на интерактивной доске строение одноклеточной зеленой водоросли хлореллы! (слайд 11)

В чем сходство и в чем различие этих водорослей?

Но мир водорослей очень разнообразен и кроме одноклеточных есть еще и многоклеточные водоросли. Мы их рассмотрим, выполнив задание №2 из бланков заданий –Лабораторная работа «Строение многоклеточной зеленой водоросли спирогиры» (слайд 13)

Прежде чем приступить к лабораторной работе, вспомним правила работы с микроскопом (слайд 14)

Текст лабораторной работы (слайд 15)

сравните строение хламодомонады и спирогиры, оцените свою работу в инструктивной карточке.

Физпауза (слайд 16)

Посмотрите на фото презентации, какие виды водорослей вы можете выделить, глядя на фото? (слайд 12) дети выделяют по цвету – зеленые, бурые, красные водоросли

Правильно, именно на эти 3 отдела и делятся все водоросли! (слайд презентации с подписанными отделами)

А теперь давайте совершим путешествие по географической карте! Как вы думаете, где на нашей планете наибольшее скопление водорослей?

Саргассово море – скопление ягодного саргассума. Есть ли ягоды у этого растения? (выйти показать по карте) (слайд 17)

Багамские острова (найдены красные водоросли на глубине 269м) (слайд 18)

Кавказ, Сев. Урал, Арктика (хламидомонада снежная, вызывает «красный снег») (слайд 19) – вызвать 2 человека к карте

Друзья мои, сегодня я для вас приготовила несколько блюд, которые вы уже может быть пробовали (на тарелках салат морская капуста, суши на шпажках, мармелад)

Догадайтесь, что это?

Правильно, это бурая водоросль, ламинария, которую употребляют в пищу и даже разводят на специальных морских плантациях. У нас в стране эта водоросль растет в дальневосточных морях и морях Северного Ледовитого океана (работа с картой) (слайд 20)

А суши у нас сделаны из красной водоросли – порфиры. (слайд 21)

А сейчас мы продолжаем!

В каких целях еще используют водоросли, кроме того что используют в пищу? Давайте посмотрим! (слайд 22) + (слайд 6)

Фотосинтез

Удобрения

Агар-агар

Биологическая очистка сточных вод

Ребята, как вы думаете, к чему приводит загрязнение водоемов сточными водами, отходами?

А загрязнение водоемов приводит к гибели водорослей, появлению мертвых и зараженных водоемов (слайд 22).

Загрязнение водоемов и окружающей среды – это глобальная проблема человечества. В связи с этим следующий год 2017 объявлен президентом нашей страны каким годом? Годом экологии.

Жукова Валентина Андреевна

учитель биологии

ГБОУ специальная (коррекционная) общеобразовательная школа-интернат II
вида № 10

Конспект урока по теме «Водоросли» 6 класс

Задачи:

— познакомить учащихся с водорослями как представителями древних растений;

— сформировать знания об их среде обитания;

— раскрыть особенности строения тела;

— показать строение одноклеточных водорослей на примере хламидоманады;

— объяснить способы размножения водорослей;

— познакомить с многообразием одноклеточных и многоклеточных водорослей;

— показать значение водорослей в природе и жизни человека;

— продолжить развивать умение пользоваться микроскопом и готовить микропрепараты.

Средства обучения:

— кинофильм «Водоросли» (20 мин);

— иллюстрации;

— инструкционные карточки.

Словарь:

высшие растения, низшие растения, ризоиды, таллом, слоевище, одноклеточные и многоклеточные водоросли, хламидомонада, хроматофор, хлорофилл, хлоропласты, половое размножение, гаметы, бесполое размножение, зооспоры, автотрофы.

План урока:

1.Организационный момент, фонетическая зарядка

2. Объяснение нового материала

3. Закрепление

4. Домашнее задание

Ход урока.

Организационный момент

Выступления учащихся:

1) У Багамских островов на глубине 269 м., где поглощается 99,9995% солнечного света, в 1984 г. обнаружили бурые водоросли. Бурая водоросль макроцистис грушеносный вырастает за день на 45 см. и достигает длины 160 м.

2) Кислородом нашу планету снабжают растения и больше всего его выделяют водоросли. В процессе фотосинтеза водоросль хлорелла выделяет количество кислорода, значительно превышающее её массу. Способность хлореллы давать большое количество органических веществ и выделять много кислорода позволяет учёным предполагать, что хлореллу можно использовать в оранжереях космических кораблей как источник кислорода и пищи для космонавтов.

3) Водоросли встречаются и в местах обитания с экстремальными условиями – во льдах горных вершин и Заполярья. В горячих источниках Камчатки, температура которых достигает 75,7С (обнаружено 27 видов водорослей). В настоящее время обнаружено более 100 видов водорослей, развивающихся на поверхности снега и льда. Окраска снега может быть зелёной, красной, голубой, бурой, жёлтой и даже чёрной – в зависимости от видов, которые преобладают среди снежных водорослей.

2. Объяснение нового материала.

— Как вы думаете, какая тема сегодняшнего урока?

— Водоросли.

— Да. Водоросли – самые древние растения на нашей планете, они дали начало всем наземным растениям. Мир водорослей огромен по численности и разнообразен по формам.

Все вы наверняка видели водоросли. Где?

— В аквариуме, в реке, на море.

— А из рассказов ребят, где ещё можно встретить водоросли?

— На снегу, во льдах, в горячих источниках.

— Посмотрите и скажите, где ещё живут водоросли?

ФИЛЬМ

— На деревьях, на камнях, на почве.

— Мы с вами говорили, что цветковые растения – высшие растения. Водоросли – низшие растения. Почему? Чем они отличаются?

Высшие
растения

	Низшие растения
Есть	← органы →	Нет
корень, стебель, листья		ФИЛЬМ тело – таллом (слоевище ), могут быть ризоиды – подобные корню
формы слоевища:

– нитевидные – кустовидные – пластинчатые

(подобрать название под рисунок)

Водоросли

Одноклеточные ФИЛЬМ Докажите, что клетка водорослей не отличается по своему строению от растительной. Хламидоманада хроматофор – «носитель окраски», органоид, содержащий хлорофилл.

Многоклеточные ФИЛЬМ Зелёные Бурые Красные

Водоросли

ФИЛЬМ	Цветковые растения
В хроматофоре	← хлорофилл →	В хлоропластах

Размножение

Половое ФИЛЬМ При неблагоприятных условиях — Путём слияния двух 2 гамет и последующего нового деления Гаметы – это…. Зигота – это ….

Бесполое ФИЛЬМ При благоприятных условиях — Путём образования зооспор Зооспоры – это ….

Лабораторная работа

«Размножение одноклеточных водорослей».

Осторожно вместе с тонким слоем субстрата срежьте ножом скопление одноклеточных водорослей, образующих зелёный налёт на коре деревьев (со стенки цветочного горшка)

Положите кусочек коры с налётом в воду на 1-2 мин и поместите по сильный электрический свет на 15-20 мин.

Понаблюдайте, изменился ли цвет колонии водорослей, запишите это в тетрадь.

Осторожно соскоблите препаровальной иглой едва заметное количество водорослей на предметное стекло, капните воды и покройте препарат покровным стеклом.

Рассмотрите невооружённым глазом и запишите, что вы видите.

Затем рассмотрите препарат при малом увеличении микроскопа, зарисуйте увиденное.

Поставьте препарат под большое увеличение, рассмотрите и так же зарисуйте увиденное.

Поищите на препарате водоросли, собранные «пакетиком», делящиеся клетки водоросли, зарисуйте их, подпишите весь рисунок. Водоросль назовите.

Водоросли – автотрофы. Что это значит?

— А водоросли вредные или полезные?

ФИЛЬМ

— А где ещё используются водоросли?

3. Закрепление

— Что это?

ФИЛЬМ «Тина» — скопление различных нитчатых водорослей

ФИЛЬМ водные растения – у них есть стебель, листья, корень

Вывод: не все растения, обитающие в воде, водоросли

ФИЛЬМ

4. Итог урока

Водоросли

– это низшие споровые растения, их тело представлено в виде таллома (слоевища). В их клетках содержится хроматофоры с пигментами. Поглощение необходимых веществ и удаление ненужных у водорослей осуществляется всей поверхностью тела. Они снабжают атмосферу земли кислородом. Составляют важное звено в цепочке взаимосвязей живых организмов.

Домашнее задание.

Источники информации:

1. Ботаника. Учебник для 5-6 кл. Корчагина В.А.

2. Видеофильм «Водоросли» (Леннаучфильм)1987 г.

3. http://c1gas2org.wpengine.netdna-cdn.com/files/2009/07/algae.jpg — нитчатые водоросли

4. http://www.hyscience.com/archives/brown%20seaweed.jpg – кустовые водоросли

5. http://s.primamedia.ru/f/big/136/135372.jpg — пластинчатые водоросли

Урок биологии 6 класс

План конспект урока на тему: «Водоросли. Общая характеристика».

Цель урока:

сформировать представление о водорослях, понятие о строении, научить отличать водоросли от других растений

Планируемый результат

: познакомиться с многообразием водорослей, выявить отличительные признаки водорослей, научиться бережно относиться к природе.

Задачи:

Образовательная – формирование у учащихся представления о низших растениях на примере водорослей.

Воспитательная – формирование коммуникативных универсальных учебных действий, в том числе умения слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении проблем.

Развивающая – развитие исследовательских умений школьников.

Этапы урока

Учитель

Ученики

1.Организационный

Приветствует учеников. Проверка отсутствующих. Настраивает на работу.

Приветствуют учителя. Настраиваются на активную работу.

2. Актуализация знаний

Ученики делятся на два варианта, раздаются карточки с заданиями, за каждое задание начисляются баллы.

Выполняют задания

(6 мин)

3.Изучение нового материала

Мы с вами говорили, что растения делятся на две большие группы – высшие и низшие растения. Какие растения относятся к низшим? Почему?

Сегодня мы с вами поближе познакомимся с водорослями.

А что именно мы должны о них узнать?

А что вы уже знаете о водорослях?

Рассказ учителя

Слушают, смотрят слайды презентации

A

) Среды обитания

Водоросли самые древние животные на Земле. Основная масса водорослей обитает в водной среде, но встречаются так же водоросли в почве, воздухе, на стволах деревьев, так же могут образовывать симбиоз с грибами, образуя лишайники.

В водной среде они могут входить в состав планктона (фитопланктон), так и произрастать на дне водоемов.

Итак, подведём итог по пункту «Среда обитания»:

Б) Строение клетки водорослей.

Среди водорослей есть одноклеточные и многоклеточные растения.

Водоросли произошли от различных предков. Ботаники насчитывают 30 тыс. видов водорослей – от одноклеточных организмов до гигантов длинной в десятки метров. Общие признаки водорослей: тело – талом или слоевище, не разделено на органы. По строению талом бывает одноклеточным (диатомовые, некоторые зеленые водоросли), многоклеточным (зеленые, красные, бурые водоросли).

Среда жизни – вода, влажные участки на суше.

Окраску обеспечивают пигменты (красящие вещества). Часто отделы водорослей называют в зависимости от окраски тела, которую обеспечивают пигменты. Хлоропласты водорослей называют хроматофорами. Хотя все водоросли содержат хлорофил, не все они зеленые. Видимый цвет у хроматофор разный. В систематике принято выделять отделы зеленых, бурых, красных, диатомовых водорослей. Клетки водорослей по строению напоминают клетку наземных растений.

Сверху покрыты клеточной оболочкой, богатой целлюлозой и пектиновыми веществами.

Центр клетки — ядро.

Водоросли содержат хлорофилл, содержащийся в хроматофорах различного строения — грушевидного, спиралевидного (спирогира) и т.д.

Есть так же вакуоли и цитоплазма, красный светочувствительный глазок.

Строение слоевища.

(Слайд6)

Тело водорослей представлено талломом и не имеет настоящих тканей, а следовательно и органов – листьев, стебля, корней. Тело некоторых водорослей напоминает тело наземных растений, с листьями и стеблем, но на самом деле это разветвления слоевища.

(Слайд)

У водорослей, живущих на дне водоемов, тело крепится к субстрату ризоидами или пластинчатым диском.

(Слайд)

Подведём итог по пункту «Строение водорослей»

В)

Размножение

Размножаются вегетативным, бесполым и половым путями. При вегетативном разножении одноклеточных водорослей клетка делится на две части. Талломы многоклеточных водорослей делятся на несколько частей.

При бесполом размножении образуются споры со жгутиками или без них. Из спор вырастают взрослые водоросли.

При половом размножении созревшие мужские и женские половые клетки соединяются и образуют зиготу. Она делится на части, и образуются новые водоросли.

Подведем итоги по пункту «
Размножение»

Итак, ребята, сегодня мы поближе познакомились с водорослями. Давайте подведем итоги урока. Что же нового вы узнали о водорослях?

Ответы:

Водоросли.

Т.к. не имеют отдельных органов.

Места обитания, внутреннее строение. Разнообразие. Размножение.

Делают вывод:

Водоросли могут обитать

в воде, в почве,

на стволах деревьев и

образовывать симбиоз

с грибами

Делают вывод:

Водоросли могут быть

одноклеточными и

многоклеточными.

В состав клетки входят: ядро, хроматофор, цитоплазма, оболочка. У некоторых представителей могут присутствовать жгутики и глазок.

Делают выводы о трех видах размножения водорослей.

Отвечают на вопросы учителя

4.Закрепление изученного материала

Фронтальный опрос. За каждый правильный ответ ученику начисляется 1 балл.

Где обитают водоросли?

Как размножаются водоросли?

Сколько видов насчитывают ботаники?

Что такое таллом?

С помощью чего тело водорослей крепится к субстрату?

Какие отделы водорослей выделяют в систематике?

В зависимости от чего водоросли распределили на отделы?

Подсчитайте свои баллы и огласите.

12-15 баллов «5»

11- 7 баллов «4»

6- 4 балла «3»

Домашнее задание

§ 32

Цель урока:

Познакомить учащихся с группой растений, называемых водорослями;
— познакомить со средой обитания водорослей;
— раскрыть особенности строения тела одноклеточных и многоклеточных водорослей;
— дать представление о способах размножения водорослей;
— продолжить формировать знания учащихся о высших и низших растениях.

К уроку прилагается мультимедийная презентация.

«Конспект урока по теме Водоросли»

Конспект урока по теме «Водоросли»

Цель урока:

Познакомить учащихся с группой растений, называемых водорослями;
— познакомить со средой обитания водорослей;
— раскрыть особенности строения тела одноклеточных и многоклеточных водорослей;
— дать представление о способах размножения водорослей;
— продолжить формировать знания учащихся о высших и низших растениях.

Ход урока.

Что изучает ботаника?

Где обитают растения?

Изучение нового материала.

Классификация водорослей

по строению – одноклеточные, многоклеточные, колониальные

по цвету – зеленые, бурые, красные

Учитель на примере хламидомонады рассказывает об особенностях строения и жизнедеятельности одноклеточных зеленых водорослей.

Рассказывает о значении водоросли хлореллы.

Основные понятия
: таллом, слоевище, ризоиды, хроматофор.

Учитель рассказывает о многообразии многоклеточных зеленых водорослей, их особенностях строения, значении.

Значение водорослей в природе и в жизни человека

Учащиеся заполняют в тетради схему о значении водорослей.

Закрепление.

Почему водоросли относят к низшим растениям?

Где обитают зеленые одноклеточные водоросли?

Какое строение имеет хламидомонада?

В чем отличие одноклеточных водорослей от многоклеточных?

Привести примеры бурых и красных водорослей.

Какое значение имеют водоросли в природе и в жизни человека?

Домашнее задание.
Параграф 18 выучить особенности водорослей.

Просмотр содержимого документа

«с.р. Водоросли»

Самостоятельная работа по теме «Водоросли»

Вариант 1

Задание.

Для каждого из предложенных организмов выберите нужные характеристики и соответствующие им цифры занесите в таблицу:

Характеристики растений	Названия растений
	хламидомонада	хлорелла	улотрикс	ламинария
Название отдела
Форма существования организма
Образ жизни
Место обитания
Значение в жизни человека

Название отдела: Зеленые водоросли	Форма существования организма: Одноклеточный организм Многоклеточный организм
Образ жизни: Прикрепляется к субстрату ризоидами Передвигается с помощью жгутиков Пассивно переносится течением воды	Место обитания: Обитает в пресных водоемах Обитает в морях и океанах
Значение водорослей в жизни человека: Является кормом для рыб, используется человеком для получения кормов, богатых белком Используется для получения агар-агара и кормов Используется в пищу человеком и в кормлении сельскохозяйственных животных Является кормом для водных животных, вызывает цветение водоемов Используется для очистки сточных вод

Просмотр содержимого презентации

Цель урока:

Познакомить учащихся с группой растений, называемых водорослями; — познакомить со средой обитания водорослей; — раскрыть особенности строения тела одноклеточных и многоклеточных водорослей; — дать представление о способах размножения водорослей; — продолжить формировать знания учащихся о высших и низших растениях.

• Что изучает ботаника?
• На какие подцарства делится царство растений? По каким признакам?
• Где обитают растения?
• Какое значение имеют растения в природе?
• Какое значение имеют растения в жизни человека?

• Водоросли живут и в пресных и в соленых водоемах, могут жить в стоячей и в проточной воде, а так же они обитают на влажной почве, коре деревьев, в аквариуме, на поверхности почвы в горшке с комнатными цветами.

водоросли

• В процессе фотосинтеза выделяют кислород, необходимый им для дыхания.
• Пища для многих морских животных.
• Приют для рыб и многих других животных.
• Обогащение воды кислородом в процессе фотосинтеза.
• Некоторые виды участвуют в почвообразовании, когда попадают на бесплодные субстраты.
• Некоторые виды входят в состав комплексных организмов (лишайники).

• Являются продуктами питания для человека.
• Используются в качестве добавки к корму для скота.
• Изготовление удобрений.
• Использование в химической промышленности (йод, спирт, уксусная кислота).
• Биологическая очистка сточных вод.
• Получение лекарственных препаратов и биологически активных добавок к пище.

• Чрезмерное размножение в оросительных каналах затрудняет подачу воды.
• Чрезмерное размножение в рыборазводных прудах затрудняет сезонный вылов рыбы.
• Чрезмерное размножение водорослей в судоходных местах приводит к затруднению судоходства.

МОУ «Ястребовская средняя общеобразовательная школа имени И. И. Золотухина»

Мантуровского района Курской области

УРОК БИОЛОГИИ В 6 КЛАССЕ

по теме «ВОДОРОСЛИ»

Учитель биологии:

Винюкова Зоя Дмитриевна

с. Ястребовка

октябрь – 2016 года

Урок биологии в 6-м классе

по теме «Водоросли»

Учитель биологии МОУ «Ястребовская средняя общеобразовательная школа имени И. И. Золотухина»

Винюкова Зоя Дмитриевна

Тип урока

— комбинированный.

Методы

: рассказ, беседа, демонстрационная лабораторная работа, работа с тетрадью, работа в рабочей тетради по биологии, презентация по теме.

Оборудование

: таблицы: «Строение и размножение одноклеточных зелёных водорослей», «Строение и размножение зелёных нитчатых водорослей»; микроскоп; «цветущая вода»; пипетка; покровное стеклышко; предметное стекло, презентация » водоросли».

Цели:

Познакомить обучающихся с группой растений, называемых водорослями;
— познакомить со средой обитания водорослей;
— раскрыть особенности строения одноклеточных и многоклеточных водорослей;
— дать представление о способах размножения водорослей;
— продолжить формировать знания обучающихся о высших и низших растениях;

Дать представление о многообразии водорослей

Развивать любознательность,

Воспитывать любовь к природе.

Ход урока:

1.Организация обучающихся на работу

2.Опрос обучающихся по вопросам:

1) Разнообразие растений и их роль в природе.
2) Значение растений в жизни человека.

3) Что изучает ботаника

3.Изучение нового материала.

1) Сегодня мы начинаем изучение особой группы растений, которые называются водорослей. Водоросли – большая группа растений, которая включает в себя несколько отделов.

Фронтальная беседа:

1. Что такое водоросли?

2. Где они встречаются?

3. В каких водах могут жить водоросли?

4. Имеются ли водоросли в нашей местности?

5. К какой группе растений относятся водоросли к высшим или низшим растениям?

6. А в чем отличие низших растений от высших?

Водоросли живут и в пресных и в соленых водоемах, могут жить в стоячей и в проточной воде, а так же они обитают на влажной почве, коре деревьев, в аквариуме, на поверхности почвы в горшке с комнатными цветами. Мы с Вами знаем, что водоросли одни из самых древних растений, поэтому они имеют более простое строение.
Водоросли относятся к низшим растениям.
Низшие растения не имеют дифференцированных органов. Тело водорослей называется талломом или слоевищем, вместо корней у них ризоиды — корнеобразные выросты.
Так как водоросли живут в воде или во влажной среде, то они поглощают различные вещества всей поверхностью тела, соответственно и вся поверхность тела может фотосинтезировать. По способу питания они автотрофы.

3) Среди водорослей встречаются как микроскопические, так и настоящие гиганты, достигающие в длину несколько метров

Самостоятельная работа

В рабочей тетради заполнить таблицу:» Разнообразие водорослей»

Водоросли

Одноклеточные

Многоклеточные

Хламидомонада, хлорелла.

Спирогира, улотрикс, ламинария.

Демонстрационная лабораторная работа

Задание №1

Поместим на предметное стекло каплю» цветущей воды» и рассмотрим её под микроскопом. Мы увидели множество одноклеточных организмов, подробнее строение одноклеточных рассмотрим на таблице» Строение одноклеточных водорослей»

Задание№2

Найти черты сходства и черты различий одноклеточных зелёных водорослей хлореллы и хламидомонады.

Задание№3

Зарисовать строение
одноклеточных зелёных водорослей хлореллы и хламидомонады.

Объяснение сопровождается слайдами — презентация на тему: Водоросли.

Одноклеточные водоросли.

Из одноклеточных водорослей мы рассмотрим хламидомонаду. Она имеет грушевидную форму тела. На переднем конце находятся два жгутика, при помощи которых водоросль может двигаться. Тело водоросли покрыто оболочкой. Под которой находится цитоплазма с расположенным в ней ядром. Есть так же вакуоль, в которой содержится клеточный сок. Большую часть занимает хроматофор, содержащий пигмент – хлорофилл, за счет этого водоросль имеет зеленый цвет. А раз есть хлорофилл, значит, водоросль способна к фотосинтезу. Так как водоросль может свободно двигаться, то она может выбрать благоприятное для нее место. Наиболее благоприятным для нее является наличие яркого света. У нее есть светочувствительный глазок, при помощи которого она передвигается в сторону более освещенного места. Это явление стремления к свету называется положительным фототаксисом. Хламидомонада способна питаться не только продуктами фотосинтеза, но и поглощать готовые органические вещества всей поверхностью тела. Она размножается как половым, так и бесполым путем.

Летом в благоприятных условиях она размножается бесполым путем – делением. Прежде чем приступить к делению хламидомонада теряет жгутики и перестает двигаться. Содержимое материнской клетки делится пополам, затем еще пополам. Каждая из четырех частей покрывается оболочкой и выбрасывает жгутики. В результате под оболочкой образуется 4 маленькие клетки. Эти клетки называются зооспорами. Основная функция зооспор – размножение и расселение организма. Впоследствии оболочка материнской клетки лопается, и дочерние клетки оказываются на свободе. Зооспоры постепенно растут и превращаются во взрослых хламидомонад.

В неблагоприятных условиях хламидомонада размножается половым путем. Содержимое делится и внутри материнской клетки образуется гамета с двумя жгутиками. Оболочка клетки разрывается, и гаметы выходят наружу. Они активно двигаются в поисках других гамет. Потом гаметы различных клеток объединяются, и образуется зигота. Зигота покрывается плотной оболочкой и способна пережить неблагоприятные условия. А как только наступают благоприятные условия, зигота делится дважды и в результате образуются 4 хламидомонады.

Многоклеточные водоросли.

К многоклеточным водорослям относится – спирогира и ее мы рассмотрим. Клетки у нее расположены в один ряд. Растет она за счет деления клеток всего тела. Эта водоросль ведет неприкрепленный образ жизни и за счет течений передвигается. Например, купаясь в пруду или реке, вы обнаруживали скопления зеленой, скользкой тины? Это и есть спирогира. Клетки имеют вытянутую форму. Сверху покрыты слоем слизи. Хроматофоры имеют особое строение. Они длинные, расположены вдоль стенки клетки и опоясывают ее по спирали. Отсюда и название водоросли. В центре находится ядро с ядрышком. Большой объем клетки занимает вакуоль. Для спирогиры характерно как половое, так и бесполое размножение.

4)

Роль водорослей в природе

:

В процессе фотосинтеза выделяют кислород, необходимый им для дыхания.

Пища для многих морских животных.

Приют для рыб и многих других животных.

Обогащение воды кислородом в процессе фотосинтеза.

Некоторые виды участвуют в почвообразовании, когда попадают на бесплодные субстраты.

Некоторые виды входят в состав комплексных организмов (лишайники).

5) Роль водорослей в жизни и деятельности человека:

Являются продуктами питания для человека.

Используются в качестве добавки к корму для скота.

Изготовление удобрений.

Использование в химической промышленности (йод, спирт, уксусная кислота).

Биологическая очистка сточных вод.

Получение лекарственных препаратов и биологически активных добавок к пище.

6) Вред, наносимый водорослями:

Чрезмерное размножение в оросительных каналах затрудняет подачу воды.

Чрезмерное размножение в рыборазводных прудах затрудняет сезонный вылов рыбы.

Чрезмерное размножение водорослей в судоходных местах приводит к затруднению судоходства.

4.

Закрепление изученного материала.

Решение кроссворда.

1. Оплодотворенная яйцеклетка.

2. Половая клетка.

3. Группа отделов низших растений.

4.Зеленая нитчатая водоросль.

5.К этим водорослям относится хламидомонада.

6. Морская капуста.

7. Способ питания водорослей.

Ответы:

1 – зигота, 2 – гамета, 3 – водоросли, 4 – спирогира, 5 – одноклеточные, 6 – ламинария, 7 – автотрофы.

5.Итог урока. Выставление отметок.

6.Домашнее задание


– параграф 12, заполнить таблицу в рабочей тетради:

Название водоросли.

Название отдела.

Одноклеточная или многоклеточная

Образ жизни.

Место обитания.

Значение для человека.

Подготовить сообщения