Подготовка к ГИА. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ.СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ. СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ.

В клетке содержится более 70 химических элементов

ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ КЛЕТКИ

Макроэлементы

Ультрамикро-

элементы

Микроэлементы

Менее 0,00001 %

С, Н, О, N

От 0,01 % до 0, 00001 %

Составляют 98 % сухой массы клеток

U, Ra, Au, Hg, Be (берилий), Сs (цезий), Se (селен)

I, Сu, Mn, F, Mo, Co, Zn, B

P, S, K, Ca, Cl, Na, Mg, Fe

Химические соединения клетки

Неорганические

Органические

Вода

Белки

Жиры

Минеральные соли

Нуклеиновые кислоты

Углеводы

СООТНОШЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В КЛЕТКЕ

Вода 70 – 85 %

Белки 10 – 20 %

Жиры 1 - 5 %

Углеводы 0,2 – 2,0 %

Нуклеиновые кислоты 1 -2 %

АТФ 1 – 0,5 %

Минеральные соли 1 – 1,5 %

Вода

Молекулы воды обладают малыми размерами, полярны, способны образовывать друг с другом водородные связи

Функции:

Структурная (цитоплазма),

Метаболическая (все реакции происходят в водном растворе).

Транспортная (перенос веществ)

БЕЛКИ

Полимеры, мономерами которых являются аминокислоты

Первичная структура белка.

Пептидная цепь. Закодирована в ДНК.

Вторичная структура белка.

Спираль или складчатая структура. Образована водородными связями.

Третичная структура белка.

Глобула (клубок). Образована: гидрофобными, ионными, водородными и дисульфидными связями.

Четвертичная структура белка.

Несколько глобул.

Связи: гидрофобные, ионные, водородные и дисульфидные.

Денатурация

Разрушение структуры белка под действием температуры (высокой или низкой), облучения, механического или химического воздействия

Обратимая

Необратимая

Разрушается первичная структура белка

Первичная структура белка не разрушается

Ренатурация – восстановление структуры белка

ФУНКЦИИ БЕЛКОВ

ЛИПИДЫ

Жироподобные соединения

Жиры

(триглицериды)

Глицерин + жирные кислоты

Производные жиров

Фосфолипиды (мембраны клетки).

Стероиды (желчные кислоты, половые гормоны).

Гликолипиды (гликокаликс)

Растворяются в неполярных веществах (эфиры, ацетон, хлороформ).

Животные жиры твёрдые (исключение рыбий жир)

Растительные жиры мягкие (исключение пальмовое и какосовое масло).

ФУНКЦИИ ЛИПИДОВ

Миелин (изолирует нейроны)

Гликолипиды (гликокаликс)

Желчные кислоты

Воск (смазывают)

Амортизация (подкожный жир)

ЛИПИДЫ

Источник воды

Гормоны

Фосфолипиды

(биомембраны)

Защита (подкожный жир)

Энергия

(1 г = 9 ккал / 38,9 кДж)

УГЛЕВОДЫ

Соединения в состав которых входят C, H, O.

Эмпирическая формула углеводов: С n (H 2 O)  m ,  где n и т  могут иметь разные значения.

Полисахариды

Дисахариды

Моносахариды

Крахмал, гликоген – запасные вещества.

Целлюлоза - кл. стенка растений.

Хитин – кл. стенка грибов, покров членистоногих.

Глюкоза, фруктоза (энергия).

Сахароза – фрукты.

Рибоза (РНК и АТФ)

Лактоза - молочный сахар. Мальтоза – солодовый сахар.

Дезоксирибоза (ДНК)

Физические свойства углеводов

Дисахариды

Полисахариды

Моносахариды

Имеют сладкий вкус легко растворяются в воде и кристаллизуются

Нерастворимы или плохо растворимы в воде, не кристаллизуются, сладкого вкуса не имеют.

ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ

Сахароза – продукт фотосинтеза

Гликолипиды, гликопротеиды (гликокаликс)

Рибоза,дезоксирибоза (РНК, ДНК).

Гепарин (препятствует свёртыванию крови)

Лактоза (молоко млекопитающих

ЛИПИДЫ

Запасающая (крахмал, гликоген)

Крахмал, гликоген (запасные вещества)

Структурная (кл. стенки)

Глюкоза, фруктоза (энергия)

Энергия

(1 г = 4,2 ккал / 17,6 кДж)

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

Полимеры

РНК

ДНК

Двуцепочеяная. Содержится в ядре (у прокариот нуклеоид) + митохондрии и платсиды.

Одноцепочеяная.

р-РНК

т-РНК

и-РНК

Обр .в ядрышке

Образуются в ядре

Функция – хранения и передача наследственной информации

Функция – участвуют в синтезе белка

Мономер - дезоксирибонуклеотид

ДНК

Тимин

Аденин

Азотистое основание

Дезоксирибоза

Остаток фосфорной к-ты

Цитозин

Гуанин

Соединяются по принципу комплементарности

Мономер - рибонуклеотид

РНК

Аденин

Урацил

Остаток фосфорной к-ты

рибоза

Азотистое основание

Цитозин

Гуанин

Соединяются по принципу комплементарности

РОЛЬ РНК В КЛЕТКЕ

и-РНК

т-РНК

р-РНК

Входит в состав рибосом

Переносит аминокислоты к рибосомам

Считывает информация с участка ДНК о первичной структуре белка и несёт эту информацию к рибосомам

АТФ

3 остатка фосфорной к-ты

Рибоза

Аденин

АТФ образуется в митохондриях и является биологическим аккумулятором энергии

Связи между остатками фосфорной кислоты макроэргические →

1 АТФ = 40 кДж энергии

МИНЕРАЛЬНЫЕ СОЛИ

Для процессов жизнедеятельности клетки наиболее важны:

катионы: K, Na, Ca, Mg

анионы: Cl, H 2 PO 4 , HCO 3

ОБЕСПЕЧИВАЮТ:

- Поддержание постоянства внутренней среды;

- Кислотно-щелочное равновесие;

- Влияют на активность ферментов;

- Входят в состав тканей и органов;

- Участвуют в реакциях.

H 3 PO 4

Входит в состав орг. молекул, изменяет активность белков

Кислая среда в желудке

Ca 2 PO 4 и Mg 2 PO 4

Входит в состав костей

H 2 SO 4

Выведение нерастворимых веществ

Разность между концентрациями Nа+ , Ка+ , Сl‐ лежит в основе нервного и мышечного сокращения

Многообразие клеток

Типы клеток

Прокариотические

Эукариотические

Клетки одноклеточных организмов

Клетки многоклеточных организмов

Соматические клетки

Половые клетки

1n

2n

Строение прокариотической клетки

Особенности строения

Присутствует

Отсутствует

Клеточная стенка (муреин).

Цитоплазматическая мембрана.

Гистоновые белки – нуклеоид это только ДНК.

Цитоплазма.

Всем мембранные органоиды.

Нуклеоид (кольцевая ДНК).

Цитоскелет (микротрубочки и микронити).

Плазмиды.

Циклоз (движение цитоплазмы).

Митоз.

Рибосомы.

Пино- и фагоцитоз.

Мезосомы (дыхательные и фотосинтетические).

Жгутик (из флагелина).

Строение эукариотической клетки на примере растительной клетки

КЛЕТКА

растений

Клеточная стенка

Протопласт

Протоплазма

Цитоплазматическая мембрана

Вакуоль

Цитоплазма

Ядро

Органоиды

Включения

Гиалоплазма

Двумебранные

Немембранные

Одномебранные

Протопласт: живое содержимое клетки /содержимое растительной и бактериальной клетки за исключением клеточной оболочки.   Протоплазма = цитоплазма+ядро   Цитоплазма - внутренняя среда живой или умершей клетки, кроме ядра и вакуоли, ограниченная плазматической мембраной Включает  гиалоплазму (цитозоль)  — основное прозрачное вещество цитоплазмы и находящиеся в ней обязательные клеточные компоненты — органоиды , а также различные непостоянные структуры —  включения.   Дифференцированные клетки – отличающиеся морфологически и функционально  

КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА

Функции:

Структурная

Защитная

Транспортная

Растения – целлюлоза

Грибы – хитин

Животные - нет

Цитоплазматическая мембрана

Функции:

Защитная, структурная

Взаимодействие между клетками

Избирательная проницаемость

Два слоя фосфолипидов

белки (вкраплены)

гликокаликс (гликопротеиды)

Протоплазма

ЦИТОСКЕЛЕТ

Функции:

Циклоз (движение цитоплазмы), участвуют в процессах происходящих в цитоплазме.

Микротрубочки (тубулин)

Микронити ( актин , миозин)

ЯДРО

Функции:

Хранение и передача наследственной информации.

Управление внутриклеточными процессами

Двойная мембрана (поры)

Нуклеоплазма

Хроматин

Ядрышко

ЦИТОПЛАЗМА

Гиалоплазма

Органоиды

Включения

(цитозоль)

немембранные

одномебранные

двумебранные

Немембранные органоиды

Рибосомы

Состав р-РНК (образуется в ядрышке) + белок.

Большая и малая субъединицы.

Находятся: 80S в цитоплазме и на ЭПС, 70S в митохондриях и хлоропластах

Функции:

Синтез белка

Комплекс из нескольких рибосом = полисома

Клеточный центр

(для животных клеток)

Функции:

Равномерное распределение хромосом между дочерними клетками во время деления.

Две центриоли

Каждая центриоль = 9 триплетов микротрубочек

Одномембранные органоиды

Эндоплазматическая сеть ЭПС

Система цистерн канальцев, ограниченных мембраной.

Гладкая ЭПС

Шероховатя ЭПС (находятся рибосомы)

Синтез и транспортировка по клетке жиров и углеводов

Синтез и транспортировка по клетке белков и компонентов наружной цитоплазматической мембраны

Эндоплазматическая сеть ЭПС

ЭПС пронизывает всю клетку.

От ЭПС постоянно отшнуровываются пузырьки и направляются к Аппарату Гольджи

Комплекс Гольджи

Комплекс цистерн и пузырьков.

3 отдела

Цис-отдел – принимает везикулы от ЭПС

Медикальный отдел – хранение запасных веществ

Транс-отдел – транспорт везикул, синтез лизосом

Функции:

Сортировка веществ между органоидами

Транспорт продуктов синтеза через образование везикул (пузырьков) к поверхности клетки

Созревание белков

Формирование лизосом

Лизосомы

Функции:

Превращает вещества поступающие в клетку в виде везикул и фагосом в вещества клетки.

При необходимости переваривает органоиды или даже целые клетки

Небольшой сферический органоид с комплексом 20 гликолитических ферментов

ПРИНЦИП КОМПАРТМЕНТАЛИЗАЦИИ КЛЕТКИ

Цитоплазматическая мембрана, мембрана ядра, ЭПС, аппарат Гольджи взаимосвязаны и образуют ЕДИНУЮ МЕМБРАННУЮ СЕТЬ.

Эта сеть разделяет клетку на отсеки (компартменты), в каждом из которых может идти свой биохимический процесс.

Данное явление получило название ПРИНЦИПА КОМПАРТМЕНТАЛИЗАЦИИ КЛЕТКИ (характерно только для эукариот).

Двумембранные органоиды

Наружная мембрана ограничивает митохондрию. Внутренняя мембрана образует складки – кристы. В пространстве образованном внутренней мембраной находится матрикс.

Митохондрии

Функция:

Энергетические станции клетки (синтез АТФ)

ПЛАСТИДЫ

ЛЕЙКОПЛАСТЫ

ХЛОРОПЛАСТЫ

ХРОМОПЛАСТЫ

Содержат каротиноиды:

каротин (оранж.), ксантофилл(жёлт.),

Ликопин (красный).

Окрашивают цветы и плоды

Содержат хлорофилл + каротиноиды (немного)

Фотосинтез.

Бесцветные.

Накопление крахмала, реже жиров и белков.

В клетках неокрашенных органов (корень, клубень, луковица).

Находятся в листьях, молодых побегах

Находятся в лепестках венчика, ярких плодах.

пропластиды

лейкопласты

хлоропласты

хромопласты

ПЛАСТИДЫ

Строение совпадает, хуже выражено в лейкопластах, лучше всего в хлоропластах

Тилакоид (один компартмент ограниченный мембраной) снаружи хлорофилл, внутри люмен.

Стопка тилакоидов – грана

Между гранами натянуты – ламелы.

Внутреннее пространство – строма (матрикс)

В матриксе митохондрий и строме хлоропластов находятся прокариотические рибосомы и кольцевые молекулы ДНК – за счёт которых эти органоиды могут синтезировать собственные белки.

ТЕОРИЯ СИМБИОГЕНЕЗА

Митохондрии - это потомки аэробных бактерий, поселившихся некогда в предковой эукариотической клетке и «научившимися» жить в ней в качестве симбионтов. Теперь митохондрии есть почти во всех эукариотических клетках, размножаться вне клетки они уже не способны.  

Хлоропласты же, по видимому, произошли от фотосинтезирующих бактерий, поселившихся в своё время в гетеротрофных клетках протистов, превратив их в автотрофные водоросли.

Включения

ВКЛЮЧЕНИЯ

Непостоянные структуры.

Плотные гранулы в цитоплазме

Запасные вещества

Растения – крахмал

Животные – гликоген

Грибы – гликоген

+

жиры, белки

Продукты жизнедеятельности, которые не могут быть удалены

Вакуоль

Вакуоль

Функции:

Накопление веществ

Участвуют в поддержании клеткой осмотического давления.

Часть клетки ограниченная мембраной (тонопластом) и заполненная клеточным соком (концентрированный раствор )

Развитие вакуоли

Жизнедеятельность клетки

ЦИКЛОЗ

Функции:

Равномерное распределение веществ внутри клетки

У амёбы и лейкоцитов – движение.

Осуществляется благодаря цитоскелету.

Можно увидеть в световой микроскоп.

ДВИЖЕНИЕ

Ложноножки

Жгутики, реснички (актин)

Транспорт веществ

Пассивный

(без затрат энергии)

Активный

(с затратами энергии)

Диффузия

Осмос

Активный транспорт

Эндо или экзоцитоз

Облегчённая диффузия

фагоцитоз

пиноцитоз

ДИФФУЗИЯ

Вещества переносятся по градиенту концентрации (O 2 , N 2 , бензол, CO 2 , H 2 O,

мочевина).

Облегчённая дифузия, когда используются белки-каналы.

(аминокислоты, моносахариды, ионы).

Осмос

Молекулы воды способны проходить через мембрану из менее концентрированного раствора в более концентрированный

Активный транспорт

Вещества переносятся против градиента концентрации через белковые насосы (калий-натриевый насос) с затратой энергии АТФ (ионы).

Эндо или экзоцитоз

(эндо – внутрь, экзо - наружу)

ПИНОЦИТОЗ

ПИНОЦИТОЗ

Капельки жидкости содержащей белки, липиды, гликопротеиды) окружаются мембраной и проникают в клетку в виде пиноцитозного пузырька, который сливается с лизосомой.

ФАГОЦИТОЗ

Клетка поглощает твёрдые органические соединения.

Образуется фагосома.

ФАГОЦИТОЗ

Сравнительная характеристика клеток животных, растений и грибов.

Клетка растений

Клетка животных

Клетка грибов

Особенности строения эукариотических клеток

Растительная клетка:

Клеточная стенка из целлюлозы, есть пластиды, вакуоли, образующие в зрелой клетки одну центральную вакуоль, смещающую ядро на периферию, клеточный центр не содержит центриолей, запасной углевод – крахмал.

Животная клетка:

Клеточная стенки нет, отсутствуют пластиды, вакуоли, клеточный центр состоит из центриолей, запасной углевод – гликоген. Есть гликокаликс. Происходят процесс пино- и фагоцитоза.

Грибная клетка:

Клеточная стенки из хитина, пластиды отсутствуют, вакуоль есть в зрелой клетке – соответствует вакуоли простейших, у большинства клеточный центр не содержит центриолей, запасной углевод – гликоген.