Урок 37. Цитоплазма – структура та функції

Урок 37. Цитоплазма – структура та функції

---

Місце уроку в темі: Урок продовжує велику тему «Біологія клітин» та відкриває серію уроків про органели та компартменталізацію клітин.

Проблема уроку: Як внутрішній простір клітини організовує метаболічні шляхи, забезпечує транспорт і підтримку форми завдяки цитоскелету, та як порушення цих компонентів впливає на функції клітини

Очікувані результати для вчителя:

Очікувані результати для учнівства:

Ключові слова:

• цитоплазма
• цитозоль
• цитоскелет (мікротрубочки, мікрофіламенти, проміжні філаменти)
• органели
• цитоплазматичні включення
• компартменталізація

План уроку

1. Мотивація (5 хв)
2. Тобі може знадобитися (10 хв)
3. Життєва ситуація (15 хв)
4. Попрактикуймо самостійно (10 хв)
5. Рефлексія (5 хв)

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 5 хв.

🛠 Як провести:

• Розкажіть історичний кейс із 1961 року (розшифрування ролі цитоплазми та мРНК у синтезі білка). Це створює інтригу та показує, що «прозора маса» насправді – ключ до життя.
• Покажіть фото E. coli під електронним мікроскопом. Нагадайте учнівству, що у прокаріотичних клітин відсутнє ядро.

Мета блоку: зламати стереотип «цитоплазма – просто рідина». Учні мають відчути, що йдеться про багаторівневу організацію, яка дозволяє клітині існувати.

Орієнтовні запитання до учнівства:

• Якщо цитоплазма складається на 70% із води, чому її не можна порівняти зі звичайним розчином?
• Які процеси, що перебігають у цитоплазмі ви можете назвати вже зараз (спираючись на попередні знання)?
• Якби ви були вченим 1960-х, як довели б, що в цитоплазмі є складні макромолекули?

1961 рік. Лабораторія в Кембриджі. Науковці прочитали звіт експерименту на бактеріях E. coli. Дослідження показують, що навіть у прокаріотичних клітинах за відсутності ядра, клітини здатні синтезувати власні білки за планом. Але ж де зберігається ця інформація? 🤯

Для нас це вже відомо – у цитоплазмі. Саме там рибосоми «читають повідомлення» у вигляді матричної РНК і починають синтез білка. 

Раніше згадана робота на той час стала ключовою для розшифрування генетичного коду.

Подумайте:

• Як речовини рухаються всередині клітини, якщо немає жодних видимих «доріг»?
• Чому цитоплазму іноді називають «внутрішнім океаном клітини»?
• Якщо б у цитоплазмі не було впорядкованої організації, чи могла б клітина вижити?

Сьогодні на уроці ми:

• зрозуміємо, що цитоплазма – не лише рідка частина клітини, а надскладна динамічна система;
• дізнаємось як цитоплазма забезпечує транспорт, метаболізм та взаємодію органел;
• навчимось аналізувати наукові кейси, де без розуміння функцій цитоплазми неможливо пояснити роботу клітини.

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 10 хв.

🛠 Як провести:

• Почніть із демонстрації порівняльної схеми «Цитоплазма і цитозоль» та запитайте: «У чому відмінність?»
• Покажіть схематичне зображення цитоскелету і підведіть учнівство до думки, що цитоплазма є впорядкованою системою.
• Використайте аналогію «місто – дороги – транспорт» для пояснення ролі цитоскелету.
• Наголосіть, що цитоплазма є динамічним простором.

Запитання для обговорення:

• Чому наука розрізняє цитоплазму і цитозоль, хоча в школі та побуті їх часто плутають?
• Як цитоскелет допомагає клітині організувати її поділ чи рух органел?
• Які хвороби можуть виникати, якщо порушена робота цитоскелету (підказка – нервова система, везикулярний транспорт)?

✅ Головна ідея: Цитоплазма – це живий внутрішній світ клітини. Саме тут відбувається більшість життєвих процесів.

Що таке цитоплазма і чому вона – не лише «прозора рідина»?

• Цитоплазма – це внутрішній вміст клітини, що оточує ядро (якщо воно є) і включає всі органели та внутрішні структури.
• Цитозоль – це рідка частина цитоплазми, у якій «плавають» органели. Якщо порівняти: цитоплазма = суп із багатьма інгредієнтами, а цитозоль = сам бульйон.
• Основні компоненти цитоплазми:
  • цитозоль (70–80% водb з розчиненими білками, іонами, метаболітами)
  • органели (рибосоми, мітохондрії, ендоплазматична сітка, апарат Гольджі тощо, у прокаріот – лише немембранні)
  • цитоскелет – «каркас» із мікротрубочок, мікрофіламентів і проміжних філаментів.

Крутий факт: У середньостатистичній клітині ссавця довжина всіх мікротрубочок цитоскелету може перевищувати кілька метрів, якщо їх витягнути в одну лінію!

Навіщо потрібен цитоскелет?

• Підтримує форму клітини.
• Забезпечує транспорт везикул і органел (як дороги та вантажівки в місті).
• Бере участь у поділі клітини (формування веретена поділу клітини центросомами клітинного центру – це теж робота цитоскелету).
• Дозволяє клітині рухатися (наприклад, амеба змінює форму завдяки актиновим філаментам).

Поміркуйте:

• Якби цитоскелет зник, що сталося б із клітиною?
• Чому без організації цитоплазми клітина не могла б жити?
• Чим цитозоль відрізняється від цитоплазми – і чому цей нюанс важливий для науки?

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 15 хв.

Як провести:

• Організуйте групове спостереження живих клітин під мікроскопом. Якщо немає можливості – використайте відеофрагменти та анімацію.
• Попросіть учнів фіксувати свої спостереження у вигляді малюнків або коротких описів.
• Покажіть схему з поясненням різниці між цитоплазмою та цитозолем, щоб зняти типові непорозуміння.

Питання для обговорення:

• Чи можна порівняти цитоплазматичний струм із кровообігом у багатоклітинних організмів?
• Як пояснити, що цей рух енергозалежний?
• Чому у різних клітин цитоплазматичний струм має різну швидкість?

✅ Головна ідея: Спостереження цитоплазматичного струму – це «жива ілюстрація» того, що клітина не статична, а динамічна система, де цитоскелет і цитозоль забезпечують умови для життя.

Уявіть себе в ролі дослідників клітини. Ваше завдання – зазирнути в цитоплазму, побачити, як вона «живе», і спробувати пояснити, чому без її руху клітина перестане існувати.

✅ Завдання:

• Розгляньте під мікроскопом мікропрепарат живих клітин (наприклад, листка елодеї чи клітин цибулі).
• Спостерігайте явище цитоплазматичного струму (циклозу) – рух дрібних органел і включень. Зокрема, у фотосинтезуючих клітинах циклоз забезпечує рівномірний розподіл хлоропластів для максимального покриття світлом і ефективності фотосинтезу.
• Порівняйте свої спостереження з мікрофотографіями та відео.
• Визначте: що рухається в цитоплазмі і чому?

Обговорення:

• Чому цитоплазма «не стоїть на місці», а перебуває у постійному русі?
• Як цитоскелет допомагає органелам переміщуватись всередині клітини?
• Що станеться, якщо цитоплазматичний струм зупиниться?

Поміркуйте:

• Якщо порівняти клітину з містом, то цитоплазматичний струм більше схожий на дороги, мережі громадського транспорту чи річки?
• Як ви поясните людині без біологічної освіти, чому рух цитоплазми необхідний для життя клітин?

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 5 хв.

Завдання 1:

Шкаралупа курячих яєць містить кальцій. Іони кальцію переміщуються зі шкаралупи в цитоплазму яйця.

•  У таблиці наведено інформацію про концентрацію іонів кальцію.

Розташування	Концентрація іонів Кальцію в умовних одиницях
Шкаралупа яйця	0.6
Цитоплазма яйця	2.1

Поясніть, як іони Кальцію переміщуються зі шкаралупи в цитоплазму яйця.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Чому це потребує енергії?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Очікувані відповіді учнівства:

Завдання 1:

а) Іони Кальцію рухаються проти градієнта концентрації – із ділянки з меншою концентрацією (0.6) до більшої (2.1). Це активний транспорт.

б) Енергія АТФ витрачається на роботу кальцієвих насосів у мембрані, що «перекачують» іони в цитоплазму.

Завдання 2:

А) Дайте визначення і назвіть функцію кожної з цих частин:

Цитоплазма

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Цитозоль

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Цитоскелет

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Б) Чим відрізняється цитоплазма від цитозолю?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Очікувані відповіді учнівства:

Завдання 2:
Цитоплазма: середовище, що поєднує всі органели, забезпечує обмін речовин.
Цитозоль: рідка фаза цитоплазми, у якій розчинені ферменти та поживні речовини.
Мікротрубочки: елементи цитоплазми, що забезпечують транспорт органел і підтримку форми клітини.
Відмінність: цитоплазма включає цитозоль + органели + клітинні включення, тоді як цитозоль – тільки рідка частина.

Завдання 3:

А) Поясніть, чому хлоропласти постійно рухаються в цитоплазмі рослинних клітин.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Б) Як цей рух пов’язаний із функцією цитоскелету?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Очікувані відповіді учнівства:

Завдання 3:

А) Хлоропласти рухаються завдяки цитоплазматичному струму (циклозу), щоб рівномірно розподілятись у клітині та отримувати максимум світла для фотосинтезу.

Б) Рух забезпечується взаємодією цитоскелету з моторними білками (кінезін, дінеїн), які «переміщують» органели

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 5 хв.

Формати рефлексії:

• «Ланцюжок» – один учень починає фразу, інші продовжують.
• «Світлофор» – учні піднімають картки зеленого, жовтого чи червоного кольору залежно від рівня розуміння.
• «Стікери» – учні пишуть коротку рефлексію й залишають на спільній дошці.

Питання для дискусії:

• Що буде, якщо кальцієві білки-насоси у мембрані перестануть працювати?
• Якби ви могли створити анімацію про життя цитоплазми, що б у ній показали?
• Що для вас було відкриттям: цитозоль – це лише частина цитоплазми чи що органели «рухаються по доріжках» з білка тубуліну?

Закінчіть речення:

• Найцікавішим для мене сьогодні було:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• Я не очікував/очікувала, що цитоплазма може:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• Моє відкриття сьогодні:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• Питання, яке я ще хочу дослідити:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Оцініть свій рівень розуміння теми:

👍 – Все зрозуміло, можу пояснити іншому.
🤔 – Дещо зрозумів(ла), але залишились питання.
👎 – Мені було складно, хочу розібратись глибше.

💬 Обговорення:

• Чому без руху в цитоплазмі клітина не могла б жити?
• Що вас зацікавило найбільше – схеми в навчальних матеріалах чи спостереження цитоплазматичного струму?

---

Відео для допитливих:

• Циклоз у клітинах елодеї     https://www.youtube.com/watch?v=KOrF9DMCpAE
• Великий тур клітиною, канал Amoeba Sisters: https://www.youtube.com/watch?v=8IlzKri08kk
• Короткий тур клітиною – 3D анімація: https://www.youtube.com/watch?v=rKS-vvhMV6E

Інтерактивна біологічна гра “CellCraft”:
https://cellcraftgame.com/

Урок 37. Цитоплазма – структура та функції

---

Місце уроку в темі: Урок продовжує велику тему «Біологія клітин» та відкриває серію уроків про органели та компартменталізацію клітин.

Проблема уроку: Як внутрішній простір клітини організовує метаболічні шляхи, забезпечує транспорт і підтримку форми завдяки цитоскелету, та як порушення цих компонентів впливає на функції клітини

Очікувані результати для учнівства:

Ключові слова:

• цитоплазма
• цитозоль
• цитоскелет (мікротрубочки, мікрофіламенти, проміжні філаменти)
• органели
• цитоплазматичні включення
• компартменталізація

План уроку

1. Мотивація (5 хв)
2. Тобі може знадобитися (10 хв)
3. Життєва ситуація (15 хв)
4. Попрактикуймо самостійно (10 хв)
5. Рефлексія (5 хв)

---

1961 рік. Лабораторія в Кембриджі. Науковці прочитали звіт експерименту на бактеріях E. coli. Дослідження показують, що навіть у прокаріотичних клітинах за відсутності ядра, клітини здатні синтезувати власні білки за планом. Але ж де зберігається ця інформація? 🤯

Для нас це вже відомо – у цитоплазмі. Саме там рибосоми «читають повідомлення» у вигляді матричної РНК і починають синтез білка. 

Раніше згадана робота на той час стала ключовою для розшифрування генетичного коду.

Подумайте:

• Як речовини рухаються всередині клітини, якщо немає жодних видимих «доріг»?
• Чому цитоплазму іноді називають «внутрішнім океаном клітини»?
• Якщо б у цитоплазмі не було впорядкованої організації, чи могла б клітина вижити?

Сьогодні на уроці ми:

• зрозуміємо, що цитоплазма – не лише рідка частина клітини, а надскладна динамічна система;
• дізнаємось як цитоплазма забезпечує транспорт, метаболізм та взаємодію органел;
• навчимось аналізувати наукові кейси, де без розуміння функцій цитоплазми неможливо пояснити роботу клітини.

---

Що таке цитоплазма і чому вона – не лише «прозора рідина»?

• Цитоплазма – це внутрішній вміст клітини, що оточує ядро (якщо воно є) і включає всі органели та внутрішні структури.
• Цитозоль – це рідка частина цитоплазми, у якій «плавають» органели. Якщо порівняти: цитоплазма = суп із багатьма інгредієнтами, а цитозоль = сам бульйон.
• Основні компоненти цитоплазми:
  • цитозоль (70–80% водb з розчиненими білками, іонами, метаболітами)
  • органели (рибосоми, мітохондрії, ендоплазматична сітка, апарат Гольджі тощо, у прокаріот – лише немембранні)
  • цитоскелет – «каркас» із мікротрубочок, мікрофіламентів і проміжних філаментів.

Крутий факт: У середньостатистичній клітині ссавця довжина всіх мікротрубочок цитоскелету може перевищувати кілька метрів, якщо їх витягнути в одну лінію!

Навіщо потрібен цитоскелет?

• Підтримує форму клітини.
• Забезпечує транспорт везикул і органел (як дороги та вантажівки в місті).
• Бере участь у поділі клітини (формування веретена поділу клітини центросомами клітинного центру – це теж робота цитоскелету).
• Дозволяє клітині рухатися (наприклад, амеба змінює форму завдяки актиновим філаментам).

Поміркуйте:

• Якби цитоскелет зник, що сталося б із клітиною?
• Чому без організації цитоплазми клітина не могла б жити?
• Чим цитозоль відрізняється від цитоплазми – і чому цей нюанс важливий для науки?

---

Уявіть себе в ролі дослідників клітини. Ваше завдання – зазирнути в цитоплазму, побачити, як вона «живе», і спробувати пояснити, чому без її руху клітина перестане існувати.

✅ Завдання:

• Розгляньте під мікроскопом мікропрепарат живих клітин (наприклад, листка елодеї чи клітин цибулі).
• Спостерігайте явище цитоплазматичного струму (циклозу) – рух дрібних органел і включень. Зокрема, у фотосинтезуючих клітинах циклоз забезпечує рівномірний розподіл хлоропластів для максимального покриття світлом і ефективності фотосинтезу.
• Порівняйте свої спостереження з мікрофотографіями та відео.
• Визначте: що рухається в цитоплазмі і чому?

Обговорення:

• Чому цитоплазма «не стоїть на місці», а перебуває у постійному русі?
• Як цитоскелет допомагає органелам переміщуватись всередині клітини?
• Що станеться, якщо цитоплазматичний струм зупиниться?

Поміркуйте:

• Якщо порівняти клітину з містом, то цитоплазматичний струм більше схожий на дороги, мережі громадського транспорту чи річки?
• Як ви поясните людині без біологічної освіти, чому рух цитоплазми необхідний для життя клітин?

---

Завдання 1:

Шкаралупа курячих яєць містить кальцій. Іони кальцію переміщуються зі шкаралупи в цитоплазму яйця.

•  У таблиці наведено інформацію про концентрацію іонів кальцію.

Розташування	Концентрація іонів Кальцію в умовних одиницях
Шкаралупа яйця	0.6
Цитоплазма яйця	2.1

Поясніть, як іони Кальцію переміщуються зі шкаралупи в цитоплазму яйця.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Чому це потребує енергії?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання 2:

А) Дайте визначення і назвіть функцію кожної з цих частин:

Цитоплазма

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Цитозоль

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Цитоскелет

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Б) Чим відрізняється цитоплазма від цитозолю?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання 3:

А) Поясніть, чому хлоропласти постійно рухаються в цитоплазмі рослинних клітин.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Б) Як цей рух пов’язаний із функцією цитоскелету?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

---

Закінчіть речення:

• Найцікавішим для мене сьогодні було:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• Я не очікував/очікувала, що цитоплазма може:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• Моє відкриття сьогодні:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• Питання, яке я ще хочу дослідити:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Оцініть свій рівень розуміння теми:

👍 – Все зрозуміло, можу пояснити іншому.
🤔 – Дещо зрозумів(ла), але залишились питання.
👎 – Мені було складно, хочу розібратись глибше.

💬 Обговорення:

• Чому без руху в цитоплазмі клітина не могла б жити?
• Що вас зацікавило найбільше – схеми в навчальних матеріалах чи спостереження цитоплазматичного струму?

---

Відео для допитливих:

• Циклоз у клітинах елодеї     https://www.youtube.com/watch?v=KOrF9DMCpAE
• Великий тур клітиною, канал Amoeba Sisters: https://www.youtube.com/watch?v=8IlzKri08kk
• Короткий тур клітиною – 3D анімація: https://www.youtube.com/watch?v=rKS-vvhMV6E

Інтерактивна біологічна гра “CellCraft”:
https://cellcraftgame.com/