Клетка – структурная и функциональная единица живых организмов

ГОУ СПО ЛНР «СТАРОБЕЛЬСКИЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

Тема урока: Клетка – структурная и функциональная единица живых организмов

Преподаватель:

Коротыч М.И.

Цель урока

• Дать понятие строении и функционировании клетки
• Развить способность систематизировать знания
• Воспитать интерес к предмету

Ход урока:

1. Клетка — элементарная структурно-функциональная единица жи¬вых организмов, обладающая всеми признаками и свойствами живого.

2. Клетки всех организмов сходны по химическому составу, строению и процессам жизнедеятельности.

3. Все клетки образуются только в результате деления исходных (материнских) клеток.

4. Клетки большинства многоклеточных организмов специализируются по функциям и образуют ткани. Из тканей состоят органы и системы органов.

5.Общий план строения клеток. Все клетки имеют единый принцип организации. Содержимое каждой из них отделено от внеклеточной среды цитоплазматической мембраной (плазмалеммой), а внутри находится цитоплазма с различными органоидами и генетический материал в виде ДНК. Однако в связи с особенностями строения клеток все клеточные формы жизни делятся на две группы — прокариоты, или доядерные, и эукариоты, или ядерные.

6. К прокариотам относятся бактерии, а к эукариотам — протисты, грибы, растения и животные. Клетки прокариот устроены сравнительно просто. Такие клетки не имеют ядра, их генетический материал (ДНК) находится непосредственно в цитоплазме. В эукариотических клетках есть ядро, отделенное от цитоплазмы двойной мембраной. Именно в нем содержатся молекулы ДНК.

7. Основными структурными компонентами клеток являются поверхностный аппарат, цитоплазма, а у эукариот также ядро

Многообразие клеток

Животная клетка

Растительная клетка

Бактериальная клетка

План строения клетки

Поверхностный аппарат клетки

Поверхностный аппарат клетки является барьером, отделяющим ее содержимое от внеклеточной среды. Он обеспечивает обмен веществ, взаимодействие клетки с внешней средой и окружающими клетками. Поверхностный аппарат состоит из цитоплазматической мембраны и над мембранного комплекса.

Цитоплазматическая мембрана — основная часть поверхностного аппарата, характерная для всех клеток. Надмембранный комплекс клеток бактерий, грибов, растений и многих водорослей представлен прочной клеточной стенкой. Она обеспечивает защиту от внешних воздействий, придает клетке определенную форму. Над мембранным комплексом клеток животных является гликокаликс — тонкий слой, который состоит из молекул углеводов, связанных с белками и липидами цитоплазматической мембраны.

Цитоплазма — это все внутреннее содержимое клетки, за исключением ядра, ограниченное цитоплазматической мембраной. Цитоплазма состоит из жидкой части — гиалоплазмы и погруженных в нее цито скелета и органоидов. Гиалоплазма представляет собой раствор, содержащий различные органические и неорганические вещества. Она объединяет все клеточные структуры и обеспечивает их взаимодействие.

Цитоскелет эукариот является механическим каркасом цитоплазмы, обеспечивающим поддержание и изменение формы клеток, внутриклеточные движения и т. п. Долгое время считалось, что цитоскелетом обладают только эукариотические клетки, однако на сегодняшний день установлено, что он имеется и в прокариотических.

Органоиды (органеллы) — постоянные специализированные структуры цитоплазмы, которые осуществляют определенные функции, жизненно необходимые для клетки. В зависимости от строения выделяют немембранные, одно мембранные и двумембранные органоиды. Мембранные ор-ганоиды характерны только для клеток эукариот.

Немембранными органоидами являются рибосомы, клеточный центр, миофибриллы. К одномембранным органоидам относятся эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли, к двумембранным — митохондрии и пластиды.

Ядро — важнейшая структура эукариотической клетки, ее информационный центр. В ядре содержатся молекулы ДНК, обеспечивающие хранение и реализацию наследственной информации, а также ее передачу дочерним клеткам при делении.

Многообразие клеток. Как уже отмечалось, клетки живых организмов имеют общий план строения. Однако они могут отличаться друг от друга размерами, формой, некоторыми особенностями строения

Макромолекулы

Макромолекулы, например белки, полисахариды и нуклеиновые кислоты, а также пищевые частицы транспортируются в мембранной упаковке. Различают два вида транспорта в мембранной упаковке — эндоцитоз и экзоцитоз. Так же как и активный транспорт, процессы эндо- и экзоцитоза происходят с затратами энергии.

Эндоцитоз — поглощение клеткой твердых частиц или растворов путем образования пузырьков, окруженных мембраной. Благодаря текучести и пластичности плазмалеммы захватываемые вещества обволакиваются ею и заключаются в формирующийся эндоцитозныи пузырек. Далее пузырек отделяется от мембраны и перемещается внутрь клетки. Выделяют два типа эндоцитоза: фагоцитоз — поглощение твердых частиц и пиноцитоз — поглощение жидкости с растворенными в ней веществами.

Эндоцитоз характерен для клеток всех эукариотических организмов. Например, у гетеротрофных протистов он обеспечивает питание. В организме животных эндоцитоз, кроме того, играет защитную роль. Так, лейкоциты путем фагоцитоза захватывают попавшие в организм бактерии и другие чужеродные объекты.

Экзоцитоз — это процесс, обратный эндоцитозу. Выделяемые вещества в эукариотической клетке заключаются в экзоцитозныи пузырек, ограниченный мембраной. Он перемещается к цитоплазматической мембране, далее обе мембраны сливаются, и содержимое пузырька оказывается во внеклеточной среде. Так из клетки выводятся непереваренные остатки пищи, ферменты, гормоны, полисахариды и другие вещества.

Макромолекулы

Экзоцитозный пузырек

Эндоцитозный пузырек

Эндоплазматическая сеть

Эндоплазматическая сеть (ЭПС ) — это замкнутая система, которая состоит из соединенных между собой уплощенных полостей — цистерн и разветвленных каналов. Цистерны и каналы ЭПС пронизывают гиалоплазму клетки. Они ограничены мембраной, переходящей в наружную мембрану ядра.

Различают два типа ЭПС — шероховатую и гладкую. Шероховатая ЭПС представлена преимущественно цистернами, а гладкая — каналами. Мембраны шероховатой и гладкой ЭПС непосредственно переходят друг в друга. С наружной поверхностью мембраны шероховатой ЭПС связаны многочисленные рибосомы, которые и придают ей характерную «шеро­ховатость». На мембране гладкой ЭПС рибосомы отсутствуют.

Комплекс (аппарат) Голь­джи

Комплекс (аппарат) Голь­джи представляет собой стопку плоских дисковидных цистерн и связанную с ними систему пу­зырьков. В комплексе Гольджи выделяют два полюса. Полюс, расположенный ближе к ядру клетки, принимает веще­ства, синтезированные в ЭПС. Сюда поступают мембранные пу­зырьки, которые отделились от ЭПС, и происходит их слияние с цистернами аппарата Гольджи. Вещества, поступившие в комплекс Гольджи, перемещаются по цистернам к противоположному полюсу, обращенному к цитоплаз­матической мембране.

Митохондрия

Митохондрии — органоиды, в которых протекает кислородный этап клеточного дыхания (этот процесс будет подробно рассмотрен в сле­дующей главе). В ходе кислородного этапа с участием О 2 происходит рас­щепление и окисление органических соединений до неорганических ве­ществ. При этом выделяется мно­го энергии, которая используется для синтеза большого количества АТФ. Поэтому митохондрии иногда называют «энергетическими стан­циями» клетки.

Каждая митохондрия ограниче­на двумя мембранами — наружной и внутренней , между которыми находится межмембранное про­странство . Наружная мембрана митохондрии гладкая, не образует впячиваний и складок. Она отделяет органоид от гиало­плазмы и обладает высокой прони­цаемостью для ионов и небольших молекул.

Хлоропласты

Хромопласты — это желтые, оранжевые или красные пластиды. Их цвет обусловлен наличием пигментов каротиноидов. Эти пластиды обеспе­чивают окраску разных частей растений.

Ядро

Ядро — это обязательный компонент любой эукариотической клетки. В большинстве клеток имеется одно ядро, но существуют также двуядерные и многоядерные клетки. Например, у инфузории туфельки два ядра, а в клетках некоторых водорослей и грибов, в поперечнополосатых мышечных волокнах — несколько. Зрелые клетки ситовидных трубок покрытосемен­ных растений и эритроциты млекопитающих лишены ядер. Такие клетки утрачивают ядро в процессе развития, теряя способность к размножению.

Хромосомы

В начале деления клетки происходит спирализация хроматина. При этом формируются короткие и плотные структуры — хромосомы , которые можно рассмотреть с помощью микроскопа. В состав хромосом входят молекулы ДНК и белки, которые обеспечивают плотную упаковку ДНК.

Спасибо за внимание