Учебно-методическая разработка открытого занятия ОУД.13 БИОЛОГИЯ ПО ТЕМЕ: «Строение клетки»

Министерство здравоохранения Московской области

Государственное бюджетное профессиональное

образовательное учреждение Московской области

«Московский областной медицинский колледж № 2»

(ГБПОУ МО «Московский областной медицинский колледж № 2»)

Коломенский филиал

РАССМОТРЕНО

На заседании ЦМК

Общеобразовательных дисциплин

Протокол заседания № ____

«____»__________ 20___ г.

Учебно-методическая разработка открытого занятия

ОУД.13 БИОЛОГИЯ

ПО ТЕМЕ:

«Строение клетки»

Специальность 34.02.01 «Сестринское дело»

г. Коломна 2022

Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями и программой Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) по специальности среднего профессионального образования (СПО) специальности Сестринское дело ОУД.13 БИОЛОГИЯ.

Данная методическая разработка предназначена для проведения занятия и направлено на совершенствование подготовки специалистов среднего звена в условиях реформирования образования и здравоохранения на современном этапе.

Учебное пособие составлено в соответствии с едиными методическими требованиям и рекомендовано использовать в дополнительном профессиональном образовании и профессиональной подготовке работников в области здравоохранения и образования при наличии среднего (полного) общего образования (опыт работы не требуется) на базе среднего специального образования по специальности Сестринское дело.

Структура изложения в пособии выделяет теоретическую и практическую части.

Методическая разработка

теоретического занятия по теме:

«Строение клетки»

Цели урока:

обучающая - ознакомить студентов со строением клетки;

развивающая – развивать у студентов клиническое мышление, умение последовательно излагать материал, планировать учебную деятельность, умение работать с медицинской литературой;

воспитательная –воспитывать необходимые для медицинских работников черты характера: аккуратность, внимательность, дисциплинированность и любовь к избранной профессии.

Студент должен знать:

• Строение правого и левого легкого;

• Расположение легких в грудной клетке;

• Строение и количество бронхолегочных сегментов;

• Строение ацинуса;

• Строение альвеол;

• Строение плевры;

• Средостение.

Студент должен уметь:

• проецировать органы дыхания на скелете человека;

• Использовать медицинскую терминологию.

Студент должен иметь представление:

• О границах легких;

• О границах плевры;

• Об органах, расположенных в средостении.

Требования к результатам освоения основной профессиональной образовательной программы:

Медицинская сестра/ медицинский брат должен обладать общими компетенциями, включающими в себя способность (по базовой подготовке):

ОК1.Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК2.Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их выполнение и качество.

ОК 3.Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4.Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5.Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6.Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 8.Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать и осуществлять повышение квалификации.

ОК 11.Быть готовым брать на себя нравственные обязательства по отношению к природе, обществу и человеку.

Медицинская сестра/медицинский брат должен обладать профессиональными компетенциями, соответствующими основным видам профессиональной деятельности (по базовой подготовке):

ПК 1.1. Проводить мероприятия по сохранению и укреплению здоровья населения, пациента и его окружения.

ПК 1.2. Проводить санитарно- гигиеническое воспитание населения.

ПК 1.3. Участвовать в проведении профилактики инфекционных и неинфекционных заболеваний.

ПК 2.1.Представлять информацию в понятном для пациента виде, объяснять ему суть вмешательств.

ПК 2.2.Осуществлять лечебно- диагностические вмешательства, взаимодействуя с участниками лечебного процесса.

ПК 2.3.Сотрудничать со взаимодействующими организациями и службами.

ПК 2.4.Применять медикаментозные средства в соответствии с правилами их использования.

ПК 2.5.Соблюдать правила использования аппаратуры, оборудования и изделий медицинского назначения в ходе лечебно-диагностического процесса.

ПК 2.6.Вести утвержденную медицинскую документацию.

ПК 2.7.Осуществлять реабилитационные мероприятия.

ПК 2.8.Оказывать паллиативную помощь.

ПК 3.1.Оказывать доврачебную помощь при неотложных состояниях и травмах.

ПК 3.2.Участвовать в оказании медицинской помощи при чрезвычайных ситуациях.

ПК 3.3.Взаимодействовать с членами профессиональной бригады и добровольными помощниками в условиях чрезвычайных ситуаций.

Конкретные требования к уровню подготовки выпускников, установленные ФГОС, определены для каждого урока и включены в поурочное планирование.

Тип урока: объяснительно-иллюстрированный с применением информационно-компьютерных технологий.

Место проведения урока: кабинет биологии.

Время проведения урока: 90 минут

Материальное оснащение урока: мультимедийный проектор с экраном.

План проведения занятия:

Контроль исходного уровня знаний, т.е. пройденного материала проводится разными способами:

• а) 3 человека работают с тестами;

• б) 3 человека с карточками;

• в) остальные студенты опрашиваются фронтально.

Вопросы для фронтального опроса:

1. Какие органы относятся к дыхательным?

2. Значение дыхательной системы человека.

3. Какие органы относятся к верхним дыхательным путям?

4. Какие органы относятся к верхним дыхательным путям?

5. Рассказать строение полости носа - показ слайда №1

6. Строение гортани - показ слайда №2

7. Строение трахеи и бронхов - показ слайда №3

Объяснение нового материала.

Основы цитологии. Клетка.

Клетка (cellula)
Клетка - это наименьшая
структурно-функциональная
единица организма, обладающая
основными свойствами живой
материи: чувствительностью,

обменом веществ и способностью
к размножению. Клетки

различаются по размеру, форме,
строению и функции. Размеры
клеток микроскопические. По
форме различают шаровидные,
веретеновидные, чешуйчатые
(плоские), кубические,

столбчатые (призматические),
звездчатые, отростчатые

(древовидные) клетки. Каждая клетка (Рис.1.) содержит ядро и цитоплазму с включенными в нее органеллами и включениями.

Компоненты клетки: строение и функции

1. Клеточная оболочка (Рис.2.), плазмолемма, покрывает клетку и отделяет ее от окружающей среды. Через нее осуществляется транспорт веществ внутрь клетки и из нее. По своему составу представляет собой сложный липопротеиновый комплекс.

2. Цитоплазма состоит из гиалоплазмы, органелл и включений.

1. Гиалоплазма основное вещество цитоплазмы, участвует в обменных процессах клетки.

2. Органеллы постоянные части клетки: эндоплазматическая сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, клеточный центр (центросома), лизосомы.

• Эндоплазматическая сеть

(рис.3.) каналы, образованные мембранами и связанные с клеточной мембраной; представлена в виде агранулярной (гладкой) и гранулярной (зернистой) сетей; гладкая сеть участвует в обмене липидов и полисахаридов, гранулярная -в синтезе белка, к ее стенкам прилегают

рибосомы (место синтеза клеточного белка) - плотные частицы, содержащие белок и РНК;

• Митохондрии

(рис.4.) расположены возле ядра; имеют форму палочек, зерен; состоят из двух мембран: внешней и внутренней, которая образует складки (крипты) с расположенными в них ферментами; являются энергетическими органами клетки, участвуют в процессах окисления, фосфорилирования;

• Комплекс Гольджи (Рис. 5.) внутриклеточный сетчатый аппарат в виде сетки и пузырьков вокруг ядра; участвует в транспорте и химической обработке веществ, в выведении за пределы клетки продуктов ее жизнедеятельности;

• Клеточный центр (Рис. 6.) располагается обычно возле ядра или комплекса Гольджи и содержит два плотных образования - центриоли; участвует в процессе деления клеток и в образовании подвижных органов - жгутиков, ресничек;

• Лизосомы (Рис.7.) пузырьки заполненные ферментами, «санитары» клетки: растворяют ее отжившие элементы.

3. Включения временные образования, которые появляются и исчезают в процессе обмена веществ. Они могут быть белковыми, жировыми, пигментными и другими,

а также физиологическими или патологическими.

Специализированные органоиды - структуры, которые

выполняют специфические функции и находятся в некоторых

типах клеток:

• Миофибриллы длинные нити, проходящие внутри мышечного волокна;

• Нейрофибриллы выявляются в цитоплазме тела и всех отростков нервных клеток. Это тонкие нити, которые проводят возбуждение (нервные импульсы);

• Реснички это плазматические выросты, располагаются на свободной поверхности клеток, их движение перемещает частички пыли, жидкость.

• Жгутики это плазматические выросты, длиннее ресничек, имеются у сперматозоидов.

• Ворсинки микровыросты оболочки клетки.

III. Ядро (Рис. 8.) располагается
внутри клетки, хранит

генетическую информацию,
участвует в синтезе белка.
Ядро покрыто ядерной

оболочкой. Заполнено ядро
нуклеоплазмой, в котором
содержится одно или два
ядрышка (синтезирует белок,
является носителем генов в
виде ДНК, содержит РНК) и хроматин в виде плотных зернышек
или лентовидных структур, богатых белком и хорошо

окрашивающихся.

Химический состав клетки

Химические элементы, имеющиеся в клетке, делят на три большие
группы: макроэлементы (углерод, кислород, водород и азот),

мезоэлементы (сера, фосфор, калий, кальций, натрий, железо, магний, хлор) и микроэлементы (цинк, йод, медь, марганец, фтор, кобальт и др.).

Вещества клетки делят на неорганические и органические.

К неорганическим веществам относятся вода и минеральные соли.

Вода в клетке является растворителем, средой для протекания реакций.

Минеральные соли в клетке могут находиться в растворенном или не растворенном состояниях. Растворимые соли диссоциируют на ионы. Наиболее важными катионами являются калий и натрий, облегчающие перенос веществ через мембрану и участвующие в возникновении и проведении нервного импульса; кальций, который принимает участие в процессах сокращения мышечных волокон и свертывании крови, магний, входящий в состав хлорофилла, и железо, входящее в состав ряда белков, в том числе гемоглобина. Цинк входит в состав молекулы гормона поджелудочной железы — инсулина, медь требуется для процессов фотосинтеза и дыхания. Важнейшими анионами являются фосфат-анион, входящий в состав АТФ и нуклеиновых кислот, и остаток угольной кислоты, смягчающий колебания рН среды. Недостаток кальция и фосфора приводит к рахиту, нехватка железа — к анемии.

Органические вещества клетки представлены углеводами, липидами, белками, нуклеиновыми кислотами, АТФ, витаминами и гормонами.

Жизненный цикл клетки

Клеточный цикл — это период существования клетки от момента еѐ образования путем деления материнской клетки до собственного деления.

Клеточный цикл включает в себя несколько этапов: деление (митоз), постмитотический (пресинтетический), синтетический, постсинтетический (премитотический) период. Три последних периода составляют интерфазу - подготовку к делению клетки.

Разберем периоды интерфазы более подробно:

1.Пресинтетический (постмитотический) период G1 - 2n2c

Интенсивно образуются органоиды (рибосомы и другие), синтезируется белки, АТФ и все виды РНК, ферменты, клетка растет.

2.Синтетический период S - 2n4c

Длится 6-10 часов. Важнейшее событие этого периода - удвоение ДНК, вследствие которого к концу синтетического периода каждая хромосома состоит из двух хроматид. Происходит удвоение центриолей (репликация центриолей). Активно синтезируются структурные белки ДНК - гистоны.

3.Постсинтетический (премитотический) период G2 - 2n4c

Короткий, длится 2-6 часов. Это время клетка тратит на подготовку к последующему процессу - делению клетки, синтезируются белки (тубулин для веретена деления) и АТФ, делятся митохондрии и хлоропласты.

Митоз (греч. μίτος - нить)

Митоз является непрямым способом деления клетки, наиболее распространенным среди эукариотических организмов. По продолжительности занимает около 1 часа. К митозу клетка готовится в период интерфазы путем синтеза белков, АТФ и удвоения молекулы ДНК в синтетическом периоде.

Митоз состоит из 4 фаз, которые мы далее детально рассмотрим: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Напомню, что клетка вступает в митоз с уже удвоенным (в синтетическом периоде) количеством ДНК. Мы рассмотрим митоз на примере клетки с набором хромосом и ДНК 2n4c.

1.Профаза - 2n4c

• .Бесформенный хроматин в ядре начинает собираться в четкие оформленные структуры - хромосомы - происходит это за счет спирализации ДНК (вспомните мой пример ассоциации хромосомы с мотком ниток)

• .Оболочка ядра распадается, хромосомы оказываются в цитоплазме клетки

• .Центриоли перемещаются к полюсам клетки, образуются центры веретена деления.

2.Метафаза - 2n4c

ДНК максимально спирализована в хромосомы, которые располагаются на экваторе клетки. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой (кинетохором). Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом (если точнее, прикрепляются к кинетохору центромеры).

3. Анафаза - 4n4c

Самая короткая фаза митоза. Хромосомы, состоящие из двух хроматид, распадаются на отдельные хроматиды. Нити веретена деления тянут хроматиды (синоним - дочерние хромосомы) к полюсам клетки.

4.Телофаза - 2n2c

В этой фазе хроматиды (дочерние хромосомы) достигают полюсов клетки.

• Начинается процесс деспирализации ДНК, хромосомы исчезают и становятся хроматином (вспомните ассоциацию про раскрученный моток ниток)

• Появляется ядерная оболочка, формируется ядро

• Разрушаются нити веретена деления

В телофазе происходит деление цитоплазмы - цитокинез (цитотомия), в результате которого образуются две дочерние клетки с набором 2n2c. В клетках животных цитокинез осуществляется стягиванием цитоплазмы, в клетках растений - формированием плотной клеточной стенки (которая растет изнутри кнаружи).

Образовавшиеся в телофазе дочерние клетки 2n2c вступают в постмитотический период. Затем в синтетический период, где происходит удвоение ДНК, после чего каждая хромосома состоит из двух хроматид - 2n4c. Клетка с набором 2n4c и попадает в профазу митоза. Так замыкается клеточный цикл.

Биологическое значение митоза очень существенно:

• В результате митоза образуются дочерние клетки - генетические копии (клоны) материнской.

• Митоз является универсальным способом бесполого размножения, регенерации и протекает одинаково у всех эукариот (ядерных организмов).

• Универсальность митоза служит очередным доказательством единства всего органического мира.

Попробуйте самостоятельно вспомнить фазы митоза и описать события, которые в них происходят. Особенное внимание уделите состоянию хромосом, подчеркните сколько в них содержится молекул ДНК (хроматид).

Мейоз

Мейоз (от греч. μείωσις — уменьшение), или редукционное деление клетки - способ деления клетки, при котором наследственный материал в них (число хромосом) уменьшается вдвое. Мейоз происходит в ходе образования половых клеток (гамет) у животных и спор у растений.

В результате мейоза из диплоидных клеток (2n) получаются гаплоидные (n). Мейоз состоит из двух последовательных делений, между которыми практически отсутствует пауза. Удвоение ДНК перед мейозом происходит в синтетическом периоде интерфазы (как и при митозе).

Как уже было сказано, мейоз состоит из двух делений: мейоза I (редукционного) и мейоза II (эквационного). Первое деление называют редукционным (лат. reductio - уменьшение), так как к его окончанию число хромосом уменьшается вдвое. Второе деление - эквационное (лат. aequatio — уравнивание) очень похоже на митоз.

Приступим к изучению первого деления мейоза. За основу возьмем клетку с двумя хромосомами и удвоенным (в синтетическом периоде интерфазы) количеством ДНК - 2n4c.

1.Профаза мейоза I

Помимо типичных для профазы процессов (спирализация ДНК в хромосомы, разрушение ядерной оболочки, движение центриолей к полюсам клетки) в профазе мейоза I происходят два важнейших процесса: конъюгация и кроссинговер.

Конъюгация (лат. conjugatio — соединение) - сближение гомологичных хромосом друг с другом. Гомологичными хромосомами называются такие, которые соответствуют друг другу по размерам, форме и строению. В результате конъюгации образуются комплексы, состоящие из двух хромосом - биваленты (лат. bi - двойной и valens - сильный).

После конъюгации становится возможен следующий процесс - кроссинговер (от англ. crossing over — пересечение), в ходе которого происходит обмен участками между гомологичными хромосомами.

Кроссинговер является важнейшим процессом, в ходе которого возникают рекомбинации генов, что создает уникальный материал для эволюции, последующего естественного отбора. Кроссинговер приводит к генетическому разнообразию потомства.

1. Метафаза мейоза I

Биваленты (комплексы из двух хромосом) выстраиваются по экватору клетки. Формируется веретено деления, нити которого крепятся к центромере (кинетохору) каждой хромосомы, составляющей бивалент.

1. Анафаза мейоза I

Нити веретена деления сокращаются, вследствие чего биваленты распадаются на отдельные хромосомы, которые и притягиваются к полюсам клетки. В результате у каждого полюса формируется гаплоидный набор будущей клетки - n2c, за счет чего мейоз I и называется редукционным делением.

1. Телофаза мейоза I

Происходит цитокинез - деление цитоплазмы. Формируются две клетки с гаплоидным набором хромосом. Очень короткая интерфаза после мейоза I сменяется новым делением - мейозом II.

Мейоз II весьма напоминает митоз по всем фазам, поэтому если вы что-то подзабыли: поищите в теме про митоз. Главное отличие мейоза II от мейоза I в том, что в анафазе мейоза II к полюсам клетки расходятся не хромосомы, а хроматиды (дочерние хромосомы).

В результате мейоза I и мейоза II мы получили из диплоидной клетки 2n4c гаплоидную клетку - nc. В этом и состоит сущность мейоза - образование гаплоидных (половых) клеток. Вспомнить набор хромосом и ДНК в различных фазах мейоза нам еще предстоит, когда будем изучать гаметогенез, в результате которого образуются сперматозоиды и яйцеклетки - половые клетки (гаметы).

Сейчас мы возьмем клетку, в которой 4 хромосомы. Попытайтесь самостоятельно описать фазы и этапы, через которые она пройдет в ходе мейоза. Проговорите и осмыслите набор хромосом в каждой фазе.

Помните, что до мейоза происходит удвоение ДНК в синтетическом периоде. Из-за этого уже в начале мейоза вы видите их увеличенное число - 2n4c (4 хромосомы, 8 молекул ДНК). Я понимаю, что хочется написать 4n8c, однако это неправильная запись!) Ведь наша исходная клетка диплоидна (2n), а не тетраплоидна (4n) ;

Итак, самое время обсудить биологическое значение мейоза:

• Поддерживает постоянное число хромосом во всех поколениях, предотвращает удвоение числа хромосом

• Благодаря кроссинговеру возникают новые комбинации генов, обеспечивается генетическое разнообразие состава гамет

• Потомство с новыми признаками - материал для эволюции, который проходит естественный отбор

Митоз и мейоз возможен только у эукариот, а как же быть прокариотам - бактериям? Они изобрели несколько другой способ и делятся бинарным делением надвое. Оно встречается не только у бактерий, но и у ряда ядерных организмов: амебы, инфузории, эвглены зеленой.

При благоприятных условиях бактерии делятся каждые 20 минут. В случае, если условия не столь благоприятны, то больше времени уходит на рост и развитие, накопление питательных веществ. Интервалы между делениями становятся длиннее.

Способ прямого деления клетки, при котором не происходит образования веретена деления и равномерного распределения хромосом. Клетки делятся напрямую путем перетяжки, наследственный материал распределяется "как кому повезет" - случайным образом.

Амитоз встречается в раковых (опухолевых) клетках, воспалительно измененных, в старых клетках.

Список литературы

1.Чебышев Н.В., Гринева Г.Г., Грузикова Г.С. и др. Биология: учебник для студентов среднихпрофессиональных учебных заведений – 4-е издание, стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2017. –416 с.

2. Козлова И.И., Волков И.Н., А.Г. Мустафин Биология: учебник для медицинских училищ и колледжей М.: издательская группа «ГЭОТАР-Медиа№ 2015. – 336 с.

3.Мустафин А.Г., Захаров В.Б. Биология: учебник для студентов средних профессиональных учебных заведений М.: КНОРУС, 2018. – 424 с.

4.Сыч В.Ф. Общая биология: учебник для ВУЗов М.: Культура, 2007 – 331с.

5.Ярыгин В.Н. Биология: учебник и практикум для СПО 2-е изд. М.: Изд-во Юрайт,2018. 453 с. 

6. ЭБС «Лань» https://e.lanbook.com/