Методика проведения самостоятельной работы студентов

В соответствии с «Организационной структурой проведения занятия» самостоятельная работа выполняется после проверки присутствия студентов на занятии и актуализации (мотивации) их познавательной деятельности. Далее студенты изучают граф логической структуры темы и инструкции по выполнению лабораторных (практических) работ. Затем следует самостоятельное выполнение лабораторных работ и оформление протоколов работ в альбомах или файловых папках. Вся работа выполняется под контролем и при консультативной помощи преподавателя. После завершения самостоятельной работы студентов преподаватель анализирует и, при необходимости, корригирует результаты самостоятельной работы. Далее преподаватель оценивает протокол занятия у каждого студента. Для контроля усвоения конечных целей обучения за 20 минут до окончания занятия проводится итоговый тестовый контроль и подведение итогов занятия.

Занятие 5 тема: «особенности пластического обмена в клетках растений» актуальность темы

Фотосинтез имеет планетарное значение, играя решающую роль в синтезе органических веществ из неорганических. Особенности изучения данной темы на фармацевтическом факультете вносят вклад в подготовку специалиста, способного решать не только фармацевтические, но и медицинские, общебиологические задачи. В связи с усилением роли фармацевта не только в его специфической сфере деятельности, необходимость повышения его общебиологической культуры требует углубления его медицинского и биологического образования. Полученные знания могут быть использованы при изучении биохимии, фармакогнозии и др.

Цели обучения

ОБЩАЯ ЦЕЛЬ:

Уметь связывать структурно-функциональную организацию пластид и особенности пластического обмена с процессами регуляции жизнедеятельности растительных клеток.

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ

Студент должен уметь:

1. Интерпретировать строение пластид в растительных клетках.

2. Объяснять особенности пластического обмена в клетках растений.

3. Характеризовать фазы фотосинтеза.

4. Интерпретировать процесс фотосинтеза

Содержание обучения

Теоретические вопросы, на основании которых возможно выполнение

целевых видов профессиональной деятельности.

1. Что такое пластиды?

1. Как классифицируют пластиды?

2. Укажите, какие особенности характерны в строении пластид?

3. Для каких организмов характерен процесс фотосинтеза?

4. Что такое пластический обмен.

5. Что такое фотосинтез?

6. Охарактеризовать этапы фотосинтеза.

7. Каковы особенности световой фазы фотосинтеза?

8. Каковы особенности темновой фазы фотосинтеза?

9. Где протекает световая фаза фотосинтеза?

10. Где протекает темновая фаза фотосинтеза?

11. Какие вещества образуются в клетке в результате фотосинтеза?

Для усвоения теоретических вопросов Вам не обходимо ознакомиться с графом логической структуры темы и информацией, заключённой в литературных источниках и конспекте лекций.

Граф логической структуры содержания темы «Особенности пластического обмена в клетках растений»

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

Обязательные источники информации

1. Медична бiологiя / За ред. В.П. Пiшака, Ю.I. Бажори. Пiдручник.- Вiнниця: НОВА КНИГА, 2004.- С. 102-104, 109-116

2. Конспект лекций.

3. Серая Л.М., Сербин А.Г. и др. Ботаника. — Харьков, 2000. — С. 183-184.

Дополнительная литература

1. Медична біологія: Посібник з практичних занять / О.В.Романенко, М.Г. Кравчук, В.М. Грiнкевич та ін..- К.:Здоров’я, 2005.- С.132-138.

ОРИЕНТИРОВОЧНАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Инструкции по проведению практических работ

Работа 1. Строение хлоропластов

Пластиды – это двумембранные органоиды растительных клеток. В зависимости от окраски различают лейкопласты, хромопласты и хлоропласты. Пластиды способны к превращению друг в друга и образуются из пропластид. Хлоропласты имеют овальную форму. В одной клетке листа может находиться 15 – 20 хлоропластов и более, у низших водорослей – 1 или 2 гигантских хлоропласта – хроматофоры. Хлоропласты имеют две мембраны: наружную и внутреннюю. Внутренняя мембрана образует складки – тилакоиды и ламеллы. Тилакоиды, собранные в стопки, образуют граны. В мембранах гран (тилакоидов) находятся молекулы фотосинтезирующих пигментов. Внутри хлоропласта находится матрикс (строма), в котором есть специфическая ДНК, РНК и весь молекулярный арсенал, необходимый для осуществления синтеза белка. Хлоропласты способны размножаться делением и самостоятельно перемещаться (благодаря наличию сократительных белков), обеспечивая тем самым наилучшую фотосинтетическую активность (при слабом освещении – большая фотосинтетическая поверхность, при сильном ‑ меньшая).

1. Приготовьте временный препарат валлиснерии.

2. Рассмотрите препарат под микроскопом сначала на малом увеличении, а затем – на большом. Определите, какие органоиды растительной клетки вы увидели.

3. Зарисуйте клетку валлиснерии, на рисунке обозначьте органоиды, которые были видны в микроскоп на большом увеличении.

4. Рассмотрите на рисунке 1 схему строения хлоропласта.

Рисунок 1 Строение хлоропласта в объемном изображении (А) и на срезе (Б).

1 - наружная мембрана, 2 - внутренняя мембрана, 3 - строма, 4 - грана, 5 - тилакоид граны, 6 - тилакоид стромы, 7 - нить пластидной ДНК, 8 - рибосомы хлоропласта (отличающиеся от цитоплазматических рибосом), 9 - гранулы крахмала.

5. Зарисуйте схему строения хлоропласта в протоколы занятий. Обозначьте все указанные на схеме структуры.

Работа 2. Схема фотосинтеза

1. В графе рассмотрите схему фотосинтеза.

Рисунок 2. Схема фотосинтеза

Процесс фотосинтеза – это цепь окислительно-восстановительных реакций, в результате которых происходит восстановление углекислого газа до уровня углеводов и выделение в атмосферу молекулярного кислорода (у зеленых и пурпурных бактерий кислород в атмосферу не выделяется).

В зависимости от условий протекания выделяют световую и темновую фазы фотосинтеза.

Первая (световая) фаза – протекает в тиллакоидах (внутренние мембраны пластид) при участии фотонов света, хлорофилла, воды, переносчиков электронов.

‑ свет активирует молекулы хлорофилла, электроны атома магния (входит в состав хлорофилла) с помощью переносчиков переносятся за пределы мембраны тиллакоидов, где накапливаются и создают отрицательно заряженное электрическое поле; процесс передачи электронов по цепи переносчиков сопровождается освобождением энергии, которая запасается в виде АТФ;

‑ под действием света происходит фотолиз воды – расщепление воды под действием света: Н₂О→Н⁺ + ОН^-

‑ гидроксильные ионы ОН^- взаимодействуют между собой, в результате чего образуется молекулярный кислород, вода и свободные электроны; 4ОН^- → 2Н₂О + О₂ + 4ē

‑ протоны водорода накапливаются внутри тилакоида и образуют положительно заряженное электрическое поле – увеличивается разность потенциалов, что активирует расположенную в мембране тиллакодов АТФ-синтетазу и приводит к образованию АТФ; синтезированные АТФ переходят в строму;

‑ протоны водорода, пройдя через протонный канал АТФ-синтетазы, присоединяют электроны с высоким энергетическим уровнем и образуют атомарный водород, который идет на восстановление универсального биологического переносчика водорода никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ) до НАДФ.Н₂, который переходит в строму хлоропласта

В световой фазе фотосинтеза происходит: синтез АТФ (фотосинтетическое фосфорилирование), восстановление НАДФдо НАДФ.Н₂, выделение кислорода.

Темновая фаза – протекает в строме хлоропласта, может проходить как на свету, так и в темноте при участии АТФ, НАДФ.Н₂ и СО₂, и пентоз (пятиуглеродные соединения).

‑ пентоза + СО₂ → шестиуглеродное соединение → две триозы → каждая триоза + АТФ + Н (от НАДФН) → углеводы: 1) глюкоза – первичный крахмал (днем накапливается в хлорофилловых зернах, ночью превращается в сахар, который поступает в корень, стебель, семена и образует вторичный крахмал); 2) пентозы, которые вновь включаются в цикл фиксации СО, синтез полисахаридов.

В темновой фазы фотосинтеза в результате цепи биохимических реакций (цикл Кальвина) при участии пентоз, углекислого газа, НАДФ.Н₂ и энергии АТФ, образуется глюкоза, которая полимеризуется в крахмал, целлюлозу и др. вещества