"Клетка и ее строение"

Цитология - наука о клетке. Наука о клетке называется цитологией (греч. “цитос" - клетка, “логос" - наука). Предмет цитологии - клетки многоклеточных животных и растений, а также одноклеточных организмов, к числу которых относятся бактерии, простейшие и одноклеточные водоросли.

Цитология изучает строение и химический состав клеток, функции внутриклеточных структур, функции клеток в организме животных и растений, размножение и развитие клеток, приспособления клеток к условиям окружающей среды.

Клетка -

• наименьшая структурная и функциональная единица всех живых организмов.

Клеточная теория  — одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений, животных и остальных живых организмов с клеточным строением , в котором клетка рассматривается в качестве единого структурного элемента живых организмов.

Положения современной клеточной теории

• Клетка – основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого.

• Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по своему строению, химическому составу, жизнедеятельности и обмену веществ.

• Размножение клеток происходит путем их деления, каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки.
• В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно связаны между собой и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.

Методы изучения клетки

• Световое микроскопирование .
• Электронное микроскопирование .

• Центрифугирование.

Измельченные ткани с разрушенными клеточными оболочками помещают в пробирки и вращают в центрифуге с большой скоростью. Разные клеточные органоиды осаждаются в пробирке при разной скорости центрифугирования. Их выделяют и исследуют.

Методы

• Прижизненное изучение клеток проводят с помощью светового микроскопа. Объектами такого изучения могут служить свободноживущие простейшие, которых в лаборатории содержат в специальных средах;
• Метод клеточных культур используют для изучения клеток тканей животного организма.
• Метод микрохирургии используют при изучении живых клеток .
• Клетки крови можно изучать в капле плазмы или в специальной синтетической среде.
• При изучении живых клеток используют различные красители , в том числе способные светиться (флуоресцировать) при поглощении световой энергии. Многие красители избирательно связываются с некоторыми структурами клетки, вызывая их свечение.

Рис. 14. Строение клеток и клеточных структур, увиденных с помощью микроскопов: 1 - светового; 2 - электронного; 3 — сканирующего

Широко используют световую микроскопию с компьютерной обработкой изображений. Например, конфокальный сканирующий световой микроскоп позволяет получить серии последовательных изображений, на основании которых реконструируется объёмное изображение клетки.

Раковые клетки в конфокальном микроскопе

Клетка в сканирующем микроскопе

Несмотря на сходство химического состава и плана строения, клетки многоклеточного организма различаются по форме и функциям.

• Клетки жировой ткани

• Клетки листа

Клетки нервной ткани.

Клетка, являясь элементарной единицей живого, включает в себя почти всю таблицу Д.И. Менделеева в тех или иных количествах.

Химический состав клетки. Элементы, входящие в состав клетки, %

Биогенные элементы

Макроэлементы

Кислород (О) 65-75

Микроэлементы

Магний (Mg)

0,02 – 0,03

Углерод (C) 15-18

Азот (N) 1,5-3

Ультрамикроэлементы

Содержание: 0,001 до 0,000001

Калий (K) 0,15-0,4

Водород (H) 8-10

Натрий (Na) 0,02-0,03

Бор (B)

Содержание не превышает 0,000001

Уран (U)

Кобальт (Co)

Кальций (Ca) 0,04-2,00

Радий (Ra)

Медь (Cu)

Железо (Fe) 0,01-0,15

Золото (Au)

Молибден (Mo)

Сера (S) 0,15-0,2

Ртуть (Hg)

Фосфор (P) 0,2-1,0

Цинк (Zn) Йод (I) Бром (Br)

Бериллий (Be)

Цезий (Сs)

Селен (Se)

• Однако каждый элемент играет важную роль в растительной и животной клетке, независимо от его содержания. Химические соединения

Вода Минеральные соли Органические вещества

Белки Жиры Углеводы

Нуклеиновые кислоты

Итак, в клетке обнаружено значительное большинство элементов периодической системы Менделеева. Они объединены в четыре группы по количеству содержания в клетке: 1-я группа – биогенные элементы: кислород, азот, углерод, водород (98%); 2-я группа – макроэлементы, с содержанием 0,1-0,01%: магний, калий, натрий, кальций, железо; 3-я группа микроэлементы, с содержанием 0,001-0,000001%: бор, кобальт, бром, йод; 4-я группа – ультрамикроэлементы, с содержанием менее 0,000001%: уран, золото, ртуть, селен. А также, в клетке имеются химические соединения : вода, минеральные соли, органические соединения – белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты. 

Значение изучения клетки

• В медицине – для разгадки причин заболеваний
• Для классификации живых организмов

Организмы

• В генетике
• Для раскрытия тайн эволюции

и т.д.

прокариоты

эукариоты

Среди всего многообразия ныне существующих на Земле организмов только вирусы не имеют клеточного строения. Все остальные организмы представлены различными клеточными формами жизни. Все это разнообразие можно разделить на две группы живых организмов, различающихся клеточной организацией: прокариоты и эукариоты .

Основные формы клеточной организации

• Прокариоты (доядерные) Эукариоты (ядерные)

одноклеточные

организмы (протисты)

• микоплазмы
• бактерии клетки многоклеточных организмов

(растения, грибы, животные)

• цианобактерии

Специфической особенностью прокариотических клеток является отсутствие мембранных структур в цитоплазме, а их функции выполняют различные выросты плазматической мембраны.

В цитоплазме отсутствуют микротрубочки, вследствие чего цитоплазма неподвижна, а органоиды движения реснички и жгутики имеют особую структуру. Как растительная и грибная клетки, прокариотическая клетка имеет клеточную стенку, но основным ее компонентом является муреин.

(муреин- гетерополимер, состоящий из остатков  N–ацетилглюкозамина  и  N–ацетилмурамовой кислоты, соединенных между собой 1,4–глюкозидными связями. Через лактильные группы и тетрапептидные мостикигетерополимерные цепи М. связаны между собой и образуют муреиновый мешок – опорный каркас  клеточнойстенки бактерий.

(Источник: «Микробиология: словарь терминов», Фирсов Н.Н., М: Дрофа, 2006 г.)

Основной генетический материал  прокариот  (от греч.  про  – до и  карион  – ядро) находится в цитоплазме в виде кольцевой молекулы ДНК. Эта молекула ( нуклеоид ) не окружена ядерной оболочкой, характерной для эукариот, и прикрепляется к плазматической мембране (рис.1). Таким образом, прокариоты не имеют оформленного ядра . Кроме нуклеоида в прокариотической клетке часто встречается небольшая кольцевая молекула ДНК, называемая  плазмидой . Плазмиды могут перемещаться из одной клетки в другую и встраиваться в основную молекулу ДНК.

Наиболее примитивными из прокариот являются микоплазмы . Их возраст – 3 млрд. лет. Диаметр 0,1 – 0,25 мкм. Большинство из них симбионты и факультативные паразиты млекопитающих, насекомых и растений. В отличие от вирусов они способны к самовоспроизведению , в отличие от бактерий – не имеют клеточной стенки. Поражение плодов человека микоплазмами приводит к заболеваниям – микоплазмозам . Они поражают легкие и ЦНС. Способны оказывать тератогенное действие, вызывая хромосомные нарушения. У взрослых отмечаются микоплазмозы легких, дыхательных и мочеполовых путей.

Микоплазма (лат.  Mycoplasma ) — род бактерий класса Микоплазмы ( Mollicutes ), не имеющих клеточной стенки. Представители вида могут быть паразитарными или сапротрофными. Несколько видов патогенны для людей, в том числе  Mycoplasma pneumoniae , которая является одной из причин атипичной пневмонии и других респираторных заболеваний, и  Mycoplasma genitalium , которая, как считается, участвует в появлении тазовых воспалительных заболеваний.

Эукариоты имеют оформленное ядро, окруженное ядерной мембраной. Генетический аппарат – сложного строения ДНК, связанная с белками – гистонами.

Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ, размножение клеток происходит путем их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки, в сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно связаны между собой и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.

Составные части эукариотической клетки

Цитоплазматическая мембрана

Ядро

Образована двойным слоем липидов и белками

Цитоплазма

Овальное плотное тельце, отделено ядерной оболочкой из двух мембран, пронизанных порами, заполнено ядерным соком, содержит хромосомы, может иметь одно или несколько ядрышек

Вязкое бесцветное вещество, в её состав входят все виды органических и неорганических веществ, а также запасные питательные вещества и нерастворимые продукты обмена. Находится в постоянном движении.

• ограничивает клетку
• осуществляет взаимодействие с внешней средой и с другими клетками
• полупроницаема
• проводит одни вещества в клетку, а другие из неё
• у клеток растений и грибов мембрана снаружи покрыта клеточной стенкой

• осуществляет хранение генетической информации и синтез РНК
• регулирует процессы обмена веществ в клетке

• находятся органоиды – постоянные структурные компоненты клетки
• содержит включения – непостоянные компоненты клетки
• в ней протекают химические процессы
• связывает все части клетки в единое целое
• выполняет опорную функцию

• Цитоплазматическая мембрана (или клеточная) отделяет клетку от внешней среды, полупроницаема, участвует в обмене веществ между клеткой и средой.

Внутреннее содержимое клетки - протоплазма - состоит из цитоплазмы и кариоплазмы (ядра). В цитоплазме различают гиалоплазму (цитоплазматический матрикс), органоиды и включения. Снаружи клетка покрыта оболочкой, основным компонентом которой является элементарная (биологическая) мембрана.

запомните

• Под мембраной находятся две важные части клетки – цитоплазма и ядро .
• В цитоплазме находятся органоиды (или органеллы ) и включения .

Название компонентов и органоидов клетки

Строение, особенности

1. Наружная клеточная мембрана

2. Цитоплазма

Функции

3. Ядро

4. Рибосомы

5. Митохондрии

6. Эндоплазматическая сеть (ЭПС)

7. Лизосомы

8. Комплекс Гольджи

Название компонентов и органоидов клетки

Строение, особенности

1. Наружная клеточная мембрана

Тонкая, плотная, полупрони-цаемая, состоит из липидов и белков, к которым могут быть прикреплены углеводы.

2. Цитоплазма

Функции

Полужидкое содержимое клетки в виде водного раствора солей и органических веществ.

3. Ядро

Ограничивает содержимое клетки от внешней среды. Регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой. Способствует соединению клеток между собой. Выполняет защитную функцию.

Округлый органоид с порами в оболочке и ядрышками внутри.

Большинство химических и физиологических процессов происходит в цитоплазме.

4. Рибосомы

Хранилище наследственной информации.

Очень мелкие округлые образования.

Синтез белков.

5. Митохондрии

Разной формы и размера органоиды с внутренней мембраной в виде гребней.

6. Эндоплазматическая сеть (ЭПС)

Система мембран и канальцев.

7. Лизосомы

Энергетические органоиды, превращающие энергию пищевых веществ в энергию АТФ.

Овальной формы органоиды, содержащие ферменты.

8. Комплекс Гольджи

Синтез и транспортировка различных веществ.

Несколько уплощенных дисковидных плоскостей.

Разрушают попавшие в клетку чужеродные вещества и бактерии, обеспечивают иммунитет.

Транспортировка веществ и их удаление из клеток.

Подберите понятиям в левом столбце соответствующие характеристики из правого столбца.

I. клеточная мембрана

1) носитель наследственной информации

II. цитоплазма

2) оболочка клетки

III. ядро

3) система внутриклеточных мембран и канальцев

IV. рибосомы

4) временные образования в клетках

V. митохондрии

VI. лизосомы

5) органоиды растительных клеток

6) «растворители» чужеродных белков и бактерий

VII. эндоплазматическая сеть

7) внутреннее полужидкое содержимое клетки

VIII. пластиды

8) «энергетические станции клеток»

IX. включения

9) места синтеза белков

• Ответ : I-2, II-7, III-1, IV-9, V-8, VI-6, VII-3, VIII-5, IX-4

Цитоплазма

• Основные вещество цитоплазмы – гиалоплазма (существует в 2 формах: золь - более жидкая и гель – более густая.
• 2. Органеллы – постоянные компоненты.
• 3. Включения –временные компоненты.
• Свойство цитоплазмы – циклоз (постоянное движение)

Обязательная часть клетки,

заключенная между плазма-

тической мембраной и ядром

цитоплазма

• Особенности строения:
• Вязкое бесцветное вещество.
• Находится в постоянном движении.
• Содержит органоиды – постоянные структурные компоненты и клеточные включения – непостоянные структуры клетки.
• Включения могут находиться в виде капель (жиры) и зёрен (белки, углеводы).
• Выполняемые функции:
• Связывает все части клетки в единое целое.
• Осуществляет транспортировку веществ.
• В ней протекают химические процессы.
• Выполняет опорную функцию.

• Важнейшая роль цитоплазмы заключается в объединении всех клеточных структур (компонентов) и обеспечении их химического взаимодействия.
• В ней находятся органоиды (органеллы) и включения.

• Мембранные

• Митохондрии Эндоплазматическая сеть Аппарат Гольджи Пластиды Лизосомы
• Митохондрии
• Эндоплазматическая сеть
• Аппарат Гольджи
• Пластиды
• Лизосомы

• Немембранные

• Рибосомы Вакуоли Клеточный центр Органеллы движения
• Рибосомы
• Вакуоли
• Клеточный центр
• Органеллы движения

• Органоиды (от греч. organon – "орган" и eidos – "вид") – постоянные структурные компоненты, которые выполняют жизненно важные для клетки функции.

Основные органеллы

ядро

• Ядро – центр управления процессами, происходящими в клетке. Ядро имеется в клетках всех эукариот за исключением эритроцитов млекопитающих. У некоторых простейших имеются два ядра, но как правило, клетка содержит только одно ядро. Ядро обычно принимает форму шара или яйца; по размерам (10–20 мкм) оно является самой крупной из органелл.

• Особенности строения:
• Ограничено ядерной оболочкой, состоящей из двух мембран – наружной и внутренней.
• Ядерная оболочка пронизана порами.
• Ядро заполнено ядерным соком - кариоплазмой.
• Может иметь одно или несколько ядрышек – это место синтеза р-РНК и образования субъединиц рибосом.
• Содержит хромосомы, состоящие из ДНК и белка.
• Выполняемые функции:
• Хранение генетической информации.
• Осуществляет синтез РНК.
• Регулирует процессы обмена веществ в клетке.

В цитоплазме большинства клеток животных и растений содержатся мелкие тельца (0,2-7 мкм) - митохондрии (греч. “митос” - нить, “хондрион” - зерно, гранула).

Оболочка митохондрии состоит из двух мембран - наружной и внутренней.

Наружная мембрана гладкая. Внутренняя мембрана, образует многочисленные складки, которые направлены в полость митохондрии. Складки внутренней мембраны называют кристами (лат. “криста” - гребень, вырост). Число крист неодинаково в митохондриях разных клеток. Их может быть от нескольких десятков до нескольких сотен. Митохондрии называют “силовыми станциями” клеток” так как их основная функция - синтез аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Новые митохондрии образуются делением уже существующих в клетке митохондрий.

Митохондрии

• Состав и строение:

• 2 Мембраны Наружная Внутренняя(образует выросты – кристы) Матрикс (внутреннее полужидкое содержимое, включающее ДНК, РНК, белок и рибосомы)
• 2 Мембраны Наружная Внутренняя(образует выросты – кристы)
• Наружная
• Внутренняя(образует выросты – кристы)
• Матрикс (внутреннее полужидкое содержимое, включающее ДНК, РНК, белок и рибосомы)

• Функции:

• Синтез АТФ Синтез собственных органических веществ, Образование собственных рибосом
• Синтез АТФ
• Синтез собственных органических веществ,
• Образование собственных рибосом

Эндоплазматическая сеть

• Строение

• 1 мембрана образует: Полости Канальцы Трубочки На поверхности мембран – рибосомы
• 1 мембрана образует: Полости Канальцы Трубочки
• Полости
• Канальцы
• Трубочки
• На поверхности мембран – рибосомы

• Функции:

• Синтез органических веществ (с помощью рибосом) Транспорт веществ
• Синтез органических веществ (с помощью рибосом)
• Транспорт веществ

Аппарат Гольджи

• Строение

• Окруженные мембранами полости (цистерны) и связанная с ними система пузырьков.
• Окруженные мембранами полости (цистерны) и связанная с ними система пузырьков.

• Функции

• Накопление органических веществ «Упаковка» органических веществ Выведение органических веществ Образование лизосом
• Накопление органических веществ
• «Упаковка» органических веществ
• Выведение органических веществ
• Образование лизосом

• Строение:

• Пузырьки овальной формы (снаружи – мембрана, внутри – ферменты)
• Пузырьки овальной формы (снаружи – мембрана, внутри – ферменты)

• Функции:

• Расщепление органических веществ, Разрушение отмерших органоидов клетки, Уничтожение отработавших клеток.
• Расщепление органических веществ,
• Разрушение отмерших органоидов клетки,
• Уничтожение отработавших клеток.

Лизосомы

Пластиды

• Органоиды растительной клетки.
• Хромопласты – пластиды жёлтого или красного цвета; Хлоропласты – зелёные пластиды; Лейкопласты – бесцветные пластиды в клетках неокрашенных частей растений.

Немембранные органеллы. Рибосомы

Рибосомы обнаружены в клетках всех организмов. Это микроскопические тельца округлой формы диаметром 15-20 нм. Каждая рибосома состоит из двух неодинаковых по размерам частиц, малой и большой. В одной клетке содержится много тысяч рибосом, они располагаются либо на мембранах гранулярной эндоплазматической сети, либо свободно лежат в цитоплазме. В состав рибосом входят белки и РНК.

Функция рибосом - это синтез белка. Синтез белка - сложный процесс, который осуществляется не одной рибосомой, а целой группой, включающей до нескольких десятков объединенных рибосом. Такую группу рибосом называют полисомой. Синтезированные белки сначала накапливаются в каналах и полостях эндоплазматической сети, а затем транспортируются к органоидам и участкам клетки, где они потребляются. Эндоплазматическая сеть и рибосомы, расположенные на ее мембранах, представляют собой единый аппарат биосинтеза и транспортировки белков.

Рибосомы

• Строение:

• Малая Большая
• Малая
• Большая

• Состав:

• РНК (рибосомная) Белки.
• РНК (рибосомная) Белки.
• РНК (рибосомная)
• Белки.

• Функции:

• Обеспечивает биосинтез белка (сборку белковой молекулы из аминокислот).
• Обеспечивает биосинтез белка (сборку белковой молекулы из аминокислот).

Клеточный центр

• Строение:

• 2 Центриоли ( расположены перпендикулярно друг другу)
• 2 Центриоли ( расположены перпендикулярно друг другу)

• Состав центриолей:

• Белковые микротрубочки .
• Белковые микротрубочки .
• Белковые микротрубочки .

• Свойства: способны к удвоению
• Функции:

• Принимает участие в делении клеток животных и низших растений
• Принимает участие в делении клеток животных и низших растений

Клеточные включения

• Включения – непостоянные структурные компоненты клетки. В отличие от органоидов включения то появляются, то исчезают в клетке в процессе ее жизнедеятельности.

К клеточным включениям относятся углеводы, жиры и белки.

Все эти вещества накапливаются в цитоплазме в виде капель и зерен различной величины и формы. Они периодически синтезируются в клетке и используются в процессе обмена веществ.

Центральная вакуоль – растительная клетка

• Покрыта тонопластом – мембраной
• Заполнена клеточным соком
• Формируется при участии ЭПС
• Нуклеиновых кислот нет

Пищеварительная вакуоль животной клетки

• Содержит литические (расщепляющие) ферменты и пищевые частицы
• Здесь идет внутриклеточное пищеварение

Выделительная вакуоль простейших

• Содержат воду и растворенные в ней продукты метаболизма.
• Функция – осморегуляция, удаление жидких продуктов метаболизма.

Органеллы движения

• Реснички (многочисленные цитоплазматические выросты на мембране).
• Жгутики (единичные цитоплазматические выросты на мембране).
• Псевдоподии (амебовидные выступы цитоплазмы).
• Миофибриллы (тонкие нити длиной до 1 см.).

• Микротрубочки представляют собой достаточно жёсткие структуры и поддерживают форму клетки, образуя своеобразный цитоскелет . С опорой и движением связана и ещё одна форма органелл – микрофиламенты – тонкие белковые нити диаметром 5–7 нм.

Цитоскелет клетки. Микрофиламенты

окрашены в синий, микротрубочки –

в зеленый, промежуточные волокна –

в красный цвет.

Особенности растительных клеток

• В растительных клетках присутствуют все органеллы, обнаруженные в животных клетках (за исключением центриолей). Однако имеются в них и свойственные только для растений структуры.
• Клеточные стенки растений состоят из целлюлозы, образующей микрофибриллы.
• Клеточные стенки служат растениям опорой, предохраняют клетки от разрыва, определяют форму клетки, играют важную роль в транспорте воды и питательных веществ от клетки к клетке.
• Соседние клетки связаны друг с другом плазмодесмами ,
• проходящими через мелкие поры клеточных стенок.

Организация потока веществ в клетке

• Поток веществ в клетке проходит 3 этапа:
• а) поступление веществ в клетку (мембранный транспорт);
• б) превращение и распределение веществ в клетке;
• в) выделение из клетки продуктов обмена.

Организация потока энергии в клетке

• Энергетический обмен имеет 3 этапа:
• - подготовительный
• - бескислородный (анаэробный)
• - кислородный (аэробный)
• Первичным источником энергии на планете является Солнце.

Подготовительный этап протекает в пищеварительной системе организмов и в фагосомах клеток, где сложные органические соединения расщепляются до простых: полисахариды до моносахаридов, белки до аминокислот, жиры до глицерола и жирных кислот. Выделяемая при этом энергия рассеивается в виде тепла.

Анаэробный этап протекает в цитоплазме клеток. В нем участвуют 10 ферментов. Глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты, и образуются 2 молекулы АТФ. Пировиноградная кислота может поступать в митохондрии (для дальнейших превращений). При работе мышц в них образуется молочная кислота.

Аэробный этап энергетического обмена протекает в митохондриях. Пировиноградная кислота в соединении с коферментом А (К 0 А) поступает во внутренний матрикс митохондрии. От активированной формы уксусной кислоты (Ацетил К 0 А) отщепляются атомы водорода. Из митохондрии выделяется образовавшийся CO 2 , а протоны и электроны (из атомов водорода) переходят на систему ферментов тканевого дыхания (рис. 5). Протоны накапливаются на наружной поверхности внутренней мембраны, а электроны - на внутренней. При достижении критического потенциала протоны проходят через каналы в АТФ - сомах. Электроны отдают энергию для присоединения остатков фосфорной кислоты к АДФ и образования АТФ и соединяются с протонами. Образуются атомы водорода, которые с кислородом дают молекулы воды. В результате всех реакций преобразования 1 молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ + 2 молекулы анаэробного этапа - итого 38 молекул АТФ

Выводы урока:

• Органоиды – специализированные внутриклеточные структуры, выполняющие определённые функции.
• Строение органоидов соответствует выполняемым функциям в клетке.
• Органоиды клетки совместно с цитоплазматической мембраной, ядром и цитоплазмой образуют целостную систему.
• Клетка – мельчайшая биологическая система.

• Части клетки, взаимодействуя между собой, образуют целостное единство, т.е. биосистему.

Домашнее задание.

• § 18 , вопросы.
• Сообщение
• Сообщение о оспе.
• Сообщение о табачной мозаике.
• Сообщение о герпесе.
• Сообщение о гриппе.
• Сообщение о ВИЧе.

Закрепление - Тест.

• 1. Какие органоиды обеспечивают биосинтез белков?
• 2. Какие органоиды отвечают за обеспечение клетки энергией?
• 3. Какие органоиды отвечают за расщепление органических веществ?
• 4. Какие органоиды получили название «экспортная система клетки»?
• 5. Какие органоиды есть только у растительной клетки?
• 6. Органоид, отвечающий за хранение и передачу наследственной информации?
• 7. Что такое фагоцитоз?
• 8. Что такое пиноцитоз?

Ответы:

• 1. Рибосомы
• 2. Митохондрии
• 3. Лизосомы
• 4. Комплекс Гольджи
• 5. Пластиды
• 6. Ядро
• 7. Захват плазматической мембраной твёрдых частиц
• 8. Захват плазматической мембраной капель жидкости

Клетка – генетическая единица живого. Хромосомы, их строение (форма и размеры) и функции. Митоз. Мейоз. Фазы митоза и мейоза. Развитие половых клеток у растений и животных. Сходство и отличие митоза и мейоза, их значение. Деление клетки.

Хромосомы – структуры клетки, хранящие и передающие наследственную информацию. Хромосома состоит из ДНК и белка. Комплекс белков, связанных с ДНК, образует хроматин . Белки играют важную роль в упаковке молекул ДНК в ядре. Строение хромосомы лучше всего видно в метафазе митоза. Она представляет собой палочковидную структуру и состоит из двух сестринских хроматид , удерживаемых центромерой в области первичной перетяжки . Диплоидный набор хромосом организма называется кариотипом . Под микроскопом видно, что хромосомы имеют поперечные полосы, которые чередуются в различных хромосомах по-разному. Распознают пары хромосом, учитывая распределение, светлых и темных полос (чередование АТ и ГЦ – пар). Поперечной исчерченностью обладают хромосомы представителей разных видов. У родственных видов, например у человека и шимпанзе, сходный характер чередования полос в хромосомах.

Каждый вид организмов обладает постоянным числом, формой и составом хромосом. В кариотипе человека 46 хромосом – 44 аутосомы и 2 половые хромосомы. Мужчины гетерогаметны (половые хромосомы ХУ), а женщины гомогаметны (половые хромосомы XX). У-хромосома отличается от Х-хромосомы отсутствием некоторых аллелей. Например, в У-хромосоме нет аллеля свертываемости крови. В результате гемофилией болеют, как правило, только мальчики. Хромосомы одной пары называются гомологичными. Гомологичные хромосомы в одинаковых локусах (местах расположения) несут аллельные гены.

Жизненный цикл клетки . Интерфаза . Митоз . Жизненный цикл клетки – это период ее жизни от деления до деления. Клетки размножаются путем удвоения своего содержимого с последующим делением пополам. Клеточное деление лежит в основе роста, развития и регенерации тканей многоклеточного организма. Клеточный цикл подразделяют на интерфазу , сопровождающуюся точным копированием и распределением генетического материала и митоз – собственно деление клетки после удвоения других клеточных компонентов. Длительность клеточных циклов у разных видов, в разных тканях и на разных стадиях широко варьирует от одного часа (у эмбриона) до года (в клетках печени взрослого человека).

Интерфаза – период между двумя делениями. В этот период клетка готовится к делению. Удваивается количество ДНК в хромосомах. Удваивается количество других органоидов, синтезируются белки, причем наиболее активно те из них, которые образуют веретено деления, происходит рост клетки.

• К концу интерфазы каждая хромосома состоит из двух хроматид, которые в процессе митоза станут самостоятельными хромосомами.

• Митоз – это форма деления клеточного ядра. Следовательно, происходит он только в эукариотических клетках. В результате митоза каждое из образующихся дочерних ядер получает тот же набор генов, который имелародительская клетка. В митоз могут вступать как диплоидные, так и гаплоидные ядра. При митозе получаются ядра той же плоидности, что и исходное. Митоз состоит из нескольких последовательных фаз.

• Профаза . К разным полюсам клетки расходятся удвоенные центриоли. От них к центромерам хромосом протягиваются микротрубочки, образующие веретено деления. Хромосомы утолщены и каждая хромосома состоит из двух хроматид.
• Метафаза . В этой фазе хорошо видны хромосомы, состоящие из двух хроматид. Они выстраиваются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку.
• Анафаза . Хроматиды расходятся к полюсам клетки с одинаковой скоростью. Микротрубочки укорачиваются.
• Телофаза . Дочерние хроматиды подходят к полюсам клетки. Микротрубочки исчезают. Хромосомы деспирализуются и снова приобретают нитевидную форму. Формируются ядерная оболочка, ядрышко, рибосомы.

• Мейоз . Мейоз – это процесс деления клеточных ядер, приводящий к уменьшению числа хромосом вдвое и образованию гамет. В результате мейоза из одной диплоидной клетки (2n) образуется четыре гаплоидные клетки (n).

• Мейоз состоит из двух последовательных делений, которым в интерфазе предшествует однократная репликация ДНК.
• В метафазе I хромосомы выстраиваются по экватору веретена деления. Центромеры обращены к полюсам.

• Анафаза I – нити веретена сокращаются, гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, расходятся к полюсам клетки, где формируются гаплоидные наборы хромосом (2 набора на клетку). На этой стадии возникают хромосомные рекомбинации, повышающие степень изменчивости потомков.

Телофаза I – формируются клетки с гаплоидным набором хромосом и удвоенным количеством ДНК. Формируется ядерная оболочка. В каждую клетку попадает 2 сестринские хроматиды, соединенные центромерой.

• Второе деление мейоза состоит из профазы II, метафазы II, анафазы II, телофазы II и цитокинеза.

• Клетки, содержащие гаплоидный набор хромосом, состоящих из двух хроматид , образуют клетки с гаплоидным набором хромосом, состоящих из одной хроматиды . Таким образом, из одной диплоидной клетки (оогония или сперматогония) образуются 4 клетки с гаплоидным набором хромосом.

Биологическое значение мейоза заключается в образовании клеток, участвующих в половом размножении, в поддержании генетического постоянства видов, а также в спорообразовании у высших растений. Мейотическим путем образуются споры мхов, папоротников и некоторых других групп растений. Мейоз служит основой комбина– тивной изменчивости организмов. Нарушения мейоза у человека могут привести к таким патологиям, как болезнь Дауна, идиотия и др.