«Строение клетки. Плазматическая мембрана. Ядро»

Урок 10 класс.

Информационный лист

«Строение клетки. Плазматическая мембрана. Ядро»

Клетка — структурно-функциональная единица живого организма. Это элементарная живая система, которая способна к самовоспроизведению. Клетка лежит в основе строения и развития всех организмов, это наименьшая часть организма, наделенная его признаками. Клетки живых организмов отличаются по форме, размерам, особенностям организации и функциям. Размеры большинства клеток от 10 до 100 мкм. Клетки, из которых состоят разные организмы, не идентичны, но все они образованы по одному принципу, что свидетельствует об общности происхождения живых организмов.

Методы цитологических исследований

1. Световая микроскопия. Прохождение лучей света через объект исследований. Увеличение в 2—3 тысячи раз. Изучение общего плана строения клетки и ее органелл, размеры которых меньше 200 нм. Применение красителей, которые избирательно окрашивают отдельные органеллы или их компоненты. Метод прижизненного изучения клеток позволяет изучитьопределенные процессы жизнедеятельности клеток.

2. Электронная микроскопия.Прохождение потока электронов через объект. Изучение строения клетки и её органелл под увеличением от 500 тыс. раз и более. Метод растровой (сканирующей) электронной микроскопии позволяет провести изучение структуры поверхности клеток, отдельных органелл. Поток электронов при этом не проходит через объект исследования, а отражается от его поверхности.

3. Метод меченых атомов.Введение в клетку веществ с радиоактивными изотопами. Метод позволяет проследить за миграцией веществ в клетке, их превращениями, обнаружить локализацию и характер биохимических процессов.

Строение клеток прокариот и эукариот

1. Цитоплазма

2. Клеточные мембраны

3. Включения

4. Поверхностный аппарат клетки

5. Органеллы

6. Наследственный материал

7. Цитоскелет

Основные положения клеточной теории

Клеточная теория — учение о клетках, как образованиях, которые составляют основу строения организмов животных и растений, то есть общность клеточного строения в живой природе.

Немецкий биолог Т. Шванн в 1839 г. сформулировал основные положения клеточной теории:

— все живые организмы состоят из клеток;

— клетки животных и растений сходны по строению и химическому составу.

В 1858 г. немецкий патолог Р. Вирхов доказал:

— каждая клетка происходит от клетки;

— вне клеток нет жизни.

Эстонский ученый К. Бэр в 1827 г. открыл яйцеклетку млекопитающих и доказал, что многоклеточные организмы начинают свое развитие с одной клетки — оплодотворенной яйцеклетки (зиготы):

— клетка — не только единица строения, но и единица развития живых организмов.

Положения современной клеточной теории:

— клетка — элементарная единица строения и развития всех живых организмов;

— клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по происхождению (гомологичны), строению, химическому составу, основным процессам жизнедеятельности;

— каждая новая клетка образуется исключительно вследствие размножения материнской путем деления;

— у многоклеточных организмов, развивающихся из одной клетки — зиготы, споры — различные типы клеток, формируются путем их специализации на протяжении индивидуального развития особи и образуют ткани;

— из тканей формируются органы, которые тесно связаны между собой и подчинены нейрогуморальным и иммунным системам регуляции.

Строение растительной клетки

Строение животной клетки

Жидкостно-мозаичная модель плазматической мембраны

Молекулы липидов расположены в виде двойного слоя, их полярные гидрофильные «головки» обращены внешней и внутренней сторонам мембран, а гидрофобные неполярные «хвосты» — внутрь.

Функции плазматической мембраны

1. Ограничивает цитоплазму, определяет размеры и форму клетки (Крепкая и эластичная).

2. Ферментативная (В мембране расположены некоторые ферменты).

3. Сигнальная (Обеспечивает раздражимость: белки мембраны под действием раздражителей из окружающей среды могут изменять свою пространственную структуру и таким образом передают сигнал в клетку).

4. Транспортная (Перемещение веществ в клетку или из нее).

5. Обеспечивает межклеточные контакты (Мембраны животных клеток способны образовывать складки или выросты в местах их соединения. Это обеспечивает исключительную прочность. Растительные клетки соединяются между собою с помощью межклеточных канальцев, заполненных цитоплазмой)

Ядро

Ядро необходимо для жизнедеятельности клетки, оно регулирует её активность. Это связано с тем, что в ядре содержится генетическая информация в виде молекулы ДНК. В ядре локализовано более 90% клеточной ДНК.

Ядро имеет шаровидную форму диаметром около 10 микрон.

Ядро состоит из ядерной оболочки, нуклеоплазмы или ядерного сока, в котором располагается хроматин, и одного или нескольких ядрышек.

В световом микроскопе оболочка, окружающая ядро, представляется одинарной, поэтому её в свое время назвали ядерной мембраной. Позже, однако, выяснилось, что эта ядерная оболочка состоит из двух мембран. Наружная переходит непосредственно в ЭПС, и, подобно ЭПС, может быть усеяна рибосомами, в которых идет синтез белка. Ядерная оболочка пронизана ядерными порами, через них происходит обмен различными веществами между ядром и цитоплазмой, например, выход в цитоплазму мРНК, рибосомных субчастиц, или поступление в ядро рибосомных белков, нуклеотидов и молекул, регулирующих активность ДНК.

Поры имеют определенную структуру, представляющую собой результат слияния наружной и внутренней мембран ядерной оболочки. Содержимое ядра представляет собой гелеобразный матрикс, это нуклеоплазма или ядерный сок. В ядерном соке располагается хроматин и одно, или несколько ядрышек. В нуклеоплазме также располагаются различные ионы, белки – ферменты и нуклеотиды.

Хроматин состоит из многих витков ДНК, присоединённых к белкам основной природы – гистонам. Гистоны и белки объединены в структуру, по виду напоминающую бусины, их называют нуклеосомами. Перед делением клетки ДНК плотно скручиваются, образуя хромосомы. Во время метафазы под микроскопом хромосомы выглядят, как удлинённые палочковидные тельца, состоящие из двух плеч, которые разделены между собой центромерой. Если рассмотреть содержимое клеточного ядра в промежутке между делениями в интерфазе, то окажется, что нити хроматин скручены, так как только в таком состоянии могут функционировать гены, участки молекулы ДНК которых ответственны за синтез того или иного белка. 

Ядрышки внутри ядра – хорошо заметная структура. В них происходит синтез рРНК и сборка субъединиц рибосом, которые затем выходят через ядерные поры в цитоплазму, и формируют уже зрелые рибосомы, на которых происходит синтез белка.

Строение и функции структурных элементов ядра

1. Поверхностный аппарат. Состоит из двух мембран. Внешняя ядерная мембрана соединяется с внутренней вокруг отверстий —ядерных пор, прикрытых особыми тельцами. Функции: 1.Отмежевывает ядро от цитоплазмы.2.Осуществляет обмен веществами между ядром и цитоплазмой.

2. Кариоплазма. По составу и свойствам напоминает цитоплазму. Функция: Внутренняя среда.

3. Ядрышки. Плотные структуры, состоящие из рибонуклеопротеидных фибрилл. Функции: Принимают участие в формировании рибосом.

4. Хромосомы.Основу составляет двуцепочная молекула ДНК, связанная с ядерными белками и образующая нуклеопротеиды. Каждая хромосома состоит из двух продольных частей — хроматид. Обе хроматиды соединяются между собой в зоне первичной перетяжки, разделяющей хромосому на участки — плечи. Некоторые хромосомы имеют и вторичные перетяжки. Функция: Хранят наследственную информацию, которая передается из поколения в поколение.

Кариотип

Хромосомный набор называется кариотипом.

Кариотип – это набор хромосом, содержащийся в клетках тела, характерный для какого-либо вида живых существ. Кариотип неповторим. Даже если число хромосом в клетках каких-то двух видов будет одинаковым, например, у картофеля и шимпанзе по 48 хромосом в клетке, то их форма и строение все равно будет различными.

В любом многоклеточном организме существует два типа клеток, а именно половые и соматические клетки.

Клетки тканей любого многоклеточного организма называются соматическими. Ядра таких клеток содержат диплоидный полный или двойной набор хромосом, который обозначается 2n.

Исходно одна половина достается от материнской яйцеклетки, а вторая – от отцовского сперматозоида. Парные (одинаковые по величине, форме и строению) хромосомы получили название гомологичных хромосом.

Исключение составляют половые хромосомы, например, у всех млекопитающих – это X, доставшаяся от матери, и одна из двух X или Y, доставшаяся от отца.

При образовании половых клеток в каждую попадает одна хромосома из пары гомологичных. То есть, если у человека в соматических клетках содержится 46 хромосом, то в половых клетках – 23 хромосомы. Диплоидный набор восстанавливается при оплодотворении.

Не существует зависимости между количеством хромосом и уровнем организации данного организма. Некоторые примитивные организмы могут иметь большее количество хромосом (см. видео). У канарейки 80 хромосом, у курицы 78, у хвоща 216, а вот у человека всего 46 хромосом.

Функции ядра

Во-первых, это хранение и передача наследственной информации, поскольку в ядре содержится молекула ДНК.

Во-вторых, это реализация наследственной информации, связанная с участием в синтезе белка.

Ведущая роль ядра в наследственности

В ядре клетки находятся хромосомы, которые содержат молекулу ДНК – хранилище наследственной информации, поэтому ядро играет ведущую роль в наследственности. Данное важное положение доказано рядом точных опытов.

Приведем один из них. В Средиземном море обитает несколько видов одноклеточных зеленых водорослей – ацетабулярий. Они состоят из тонких стебельков, на верхних концах которых располагаются шляпки. По форме шляпок различают виды ацетабулярий. В нижнем конце стебелька ацетабулярии находится ядро.

У ацетабулярии одного вида искусственно удалили шляпку и ядро, а к стебельку подсадили ядро, извлеченное из ацетабулярии другого вида.

Через некоторое время на водоросли с подсаженным ядром образовалась шляпка, характерная для того вида, которому принадлежало пересаженное ядро.

Таким образом, именно в ядре содержится наследственная информация, которая определяет признаки и свойства данного организма.

Рабочий лист учащегося

10 класс

Тема «Строение клетки. Плазматическая мембрана. Ядро»

Инструкция:

1. Просмотр видеофильмов, изучение теоретического материала и заполнение рабочего листа выполняется вами дома. Все сложные и непонятные моменты и вопросы вы можете зафиксировать и задать учителю на уроке. На уроке вы с учителем обязательно разберете все самые сложные моменты для вас.

2. Перед выполнение работы, прочитайте предложенный вам материал на тему «Строение клетки. Плазматическая мембрана. Ядро».

3. Просмотрите видео «Строение клетки», «Строение растительной клетки», «Строение животной клетки». Выполните предложенные вам задания.

4. Посмотрите видео «Мембрана клетки», «Строение плазматической мембраны клетки». Выполните предложенные вам задания.

5. Посмотрите видео «Строение ядра», «Строение ядра клетки». Выполните предложенные вам задания.

6. Задания вы можете выполнять на рабочем листе (предварительно его необходимо вам распечатать) или в рабочей тетради, работа должна быть выполнена рукой, печатать запрещается.

Задания:

Клетка-это…

Методы цитологии (назовите и кратко опишите):

1.

2.

3.

Строение клеток прокариот и эукариот (оформите схему строения)

Основные положения клеточной теории (перечислите основные положения современной теории, укажите авторов и год создания):

Строение растительной клетки (зарисуйте рисунок, сделайте подписи)

Строение животной клетки (зарисуйте рисунок, сделайте подписи)

Жидкостно-мозаичная модель плазматической мембраны (зарисуйте рисунок, сделайте подписи)

Функции плазматической мембраны (перечислите и поясните функции):

1.

2.

3.

4.

5.

Ядро (оформите таблицу, напишите функции ядра после таблицы):

Функции ядра:

1.

2.

Кариотип- это…