Усі уроки біології 10 клас - Р. С. Євсеєв 2018

Біорізноманіття
Прокаріотичні організми: археї та бактерії. Особливості їхньої організації та функціонування

Цілі уроку:

освітня: розглянути особливості організації та функціонування архей та бактерій;

розвивальна: навчити порівнювати археї та бактерії, аналізувати їхні схожі риси та відмінності;

виховна: виховати сумлінне ставлення до гігієни як засобу запобігання бактеріальним захворюванням.

Обладнання і матеріали: таблиці або електронні зображення «Будова прокаріотичної клітини», «різноманіття бактерій», «Ціанобактерії».

Базові поняття і терміни: прокаріоти, археї, бактерії.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою, наукове розуміння природи, здатність застосовувати його в практичній діяльності, здатність до пошуку та засвоєння нових знань, здатність і бажання дотримуватися здорового способу життя.

Хід уроку

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

Питання для бесіди

1. У чому полягає відмінність прокаріотів від вірусів?

2. Чим відрізняються прокаріоти від еукаріотів за будовою клітин?

3. У чому полягає позитивний та негативний вплив прокаріотів на життя та здоров’я людини?

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Розповідь учителя з елементами бесіди

1. Особливості організації та функціонування архей

1977 року американським мікробіологом Карлом Воузом була запропонована трьохдоменна система органічного світу, за якої клітинні форми життя об’єднуються у три домени: Археї, Бактерії та Еукаріоти. К. Воуз вважав, що, зважаючи на відмінності у певних генах, ці три групи відділилися від спільного предка зі слаборозвинутим генетичним апаратом. Кожній групі дослідник надав статус домену і розділив на кілька царств. За результатами досліджень ця система біла доопрацьована, доповнена і відредагована в 1990 та 2016 роках.

Розглянемо особливості організації і функціонування Архей більш докладно.

Археї відрізняються від Бактерій особливостями РНК та біохімії. їх вважають одними з найдавніших організмів на Землі. Населяють переважно середовища з екстремальними умовами. За організацією є примітивними прокаріотами, але при цьому генетично ближче до еукаріотів і є їхніми безпосередніми предками.

Основні ознаки Архей:

• є винятково одноклітинними організмами;

• мають прокаріотичну бідову клітини (з цитоплазматичних органел — лише нуклеоїд та рибосоми);

• мембрани можуть бути одношаровими;

• клітинна стінка складається із псевдомуреїну;

• джгутик є суцільною білкової ниткою, обертається ліворуч, росте від основи, рухається з використанням енергії АТФ;

• мають унікальні метаболічні процеси: метаногенез, бактеріородопсиновий фотосинтез;

• за екологією: термофіли, галофіти, ацидофіли, алкалофіли, базофіли.

За розмірами клітини Архей від 0,1 до 15 мкм у діаметрі. Можуть бути різної форми: кулі, палички, тонкої нитки, спіралі, диску або бути часточковими, майже прямокутними, плоскими квадратними.

Археї, за останніми дослідженнями, містять два царства та одинадцять відділів:

1) царство Еуриархеоти з відділами Euryarchaeota, Nanoarchaeota, Aenigmarchaeota, Diapherotrites, Nanohaloarchaeota та Pacearchaeota;

2) царство Протеоархеоти з відділами Crenarchaeota, Aigarchaeota, Korarchaeota, Thaumarchaeota та Lokiarchaeota.

Приклади груп екологічних груп Архей:

• метаногени — в процесі метаболізму перетворюють водень та вуглекислий газ на метан;

• галофіли — добре себе почувають у солоних середовищах;

• термоацидофіли — добре розвиваються у сильнокислих місцях та за високих температур (до 120 °С).

2. Особливості організації та функціонування бактерій

До цієї групи належать так звані «типові» бактерії, ціанобактерії («синьозелені водорості»), актиноміцети, рикетсії, хламідії, міксобактерії та ін. це найдавніші клітинні організмі, що існують на Землі. Можуть вважатися предками інших доменів — Археїв та Еукаріотів.

Основні ознаки Бактерій:

• одноклітинні, колоніальні й навіть багатоклітинні організми, в тому числі з початковим диференціюванням клітин (до чотирьох функціональних типів в одній багатоклітинній нитці);

• прокаріотична будова клітини (окрім нуклеоїду та рибосом у різних видів можуть бути фотосинтезуючі, нітрогенфіксуючі структури та деякі інші);

• геном не містить білків гістонів;

• мембрани складаються з фосфоліпідів;

• мембрани завжди двошарові, також часто наявна додаткова, периплазматична мембрана, що розташована ззовні від клітинної стінки;

• клітинна стінка містить муреїн, може містити додаткові шари;

• джгутик є порожньою білковою ниткою, обертається праворуч, росте від кінця, рухається з використанням протонного градієнту;

• унікальні процеси: більшість типів бродіння, азотфіксація, фотосинтез на основі бактеріофілу, анаеробне дихання на основі відновлення сполук Сульфуру, Феруму, Мангану, Хлору, Стибію, Арсену;

• живуть у всіх екотопах Землі, переважають за умов нормальної температури, тиску та вмісту кисню.

Сучасна класифікація бактерій:

1) група царств «Давні бактерії» з відділами Водневі бактерії, Термотоги, «Дейнококкус-Термус», Диктіогломуси, Фузобактерії;

2) царство Terrobacteria з відділами ціанобактерії, Грампозитивні бактерії, Зелені несіркобактерії, Термомікробіуми, Актинобактерії;

3) царство Hydrobacteria з відділами Зелені сіркобактерії, Бактеріоїди, Фібробактери, Планктоміцети, Верукомікробіуми, Хламідії, Нітроспіри, Термодесульфобактрії, Ацидобактерії, Хризогенети, Деферибактери, Протеобактерії, Спірохети. Середні розміри клітин бактерій — від 0,5 до 5 мкм. Найбільша відома бактерія Thiomargarita namibiensis має розмір 750 мкм (0,75 мм). Найменша Mycoplasma mycoides — 0,1-0,25 мкм, що відповідає розмірам великих вірусів (наприклад, тютюнової мозаїки, коров’ячої віспи або грипу).

За формою клітини можуть бути кулястими (коки), паличкоподібними (бацили, клостридії, псевдомонади), звивистими (вібріони, спірили, спірохети), рідше — зірчастими, тетраедричними, кубічними, С-подібними або О-подібними. Одноклітинні форми можуть утворювати скупчення — плівки, що скріплені слизом. Багатоклітинні — утворювати нитки, у тому числі з диференційованими клітинами.

Бактеріальна клітина має тільки одну внутрішню порожнину, оточену клітинною мембраною. Мітохондрії, хлоропласти, ендоплазматична сітка, лізосоми, мікротільця та клітинний центр відсутні. Геном представлений нуклеоїдом — довгою молекулою ДНК, замкнутою в кільце.

Бактерії опанували всі середовища життя. Вони поширені у ґрунті, воді, повітрі, поверхні та всередині живих та мертвих організмів. Саме завдяки діяльності бактерій утворилося багато покладів залізної руди, карбонатів та інших корисних копалин, підтримуються запаси кисню та вуглекислого газу в атмосфері.

У деяких живих організмах вони співіснують за принципом симбіозу (морські губки та асцидії, водяна папороть азола, лишайники).

IV. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ І ВМІНЬ УЧНІВ

1. За якими критеріями відрізняються домени Археї, Бактерії та Еукаріоти?

2. Які особливості будови і функціонування Архей та бактерій?

3. Наведіть приклади негативного впливу бактерій на життя та стан здоров’я людини, тварин і рослин.

4. Яку користь можуть приносити бактерії людству? Наведіть приклади.

V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати відповідний параграф підручника.

Підготувати повідомлення за темами «Бактеріальні захворювання рослин», «Бактеріальні захворювання тварин», «Бактеріальні захворювання людини». Зазначити симптоми, шляхи передачі, способи профілактики таких хвороб та лікування.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити