Строение и функции клеток
Цель занятия: Изучить строение и функции клеток. Зарисовать клетки и обозначить составные части. Ознакомиться с многообразием клеток.
Клетка - это основная структурно – функциональная единица всех живых организмов.
Клетка представляет собой наименьшую обособленную живую систему, которой присущи все свойства жизни и которая может в определённых условиях среды их сохранять и передавать в ряду поколений. Клетка несёт полную характеристику жизни. Вне клетки на планете Земля не существует полноценной жизнедеятельности. Поэтому в природе Земли клетке принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы жизни.
Это означает, что клетка составляет основу строения, жизнедеятельности и развития всех живых форм - одноклеточных, многоклеточных и даже неклеточных. Благодаря своим биологическим механизмам клетка осуществляет обмен веществ, использование биологической информации, размножение, реализует свойства наследственности и изменчивости, обусловливая тем самым присущие органическому миру качества единства и разнообразия.
Форма клетки.
Различают клетки с изменчивой формой (рис. 1, амебы, лейкоциты и др.) и клетки, форма которых более или менее постоянна и специфична для каждого типа клеток (инфузории, сперматозоиды, эритроциты, эпителиальные и нервные клетки, а также большинство растительных клеток).
Форма клеток зависит от функционального приспособления клеток, поверхностного натяжения и вязкости протоплазмы, механического воздействия прилегающих клеток, ригидности клеточной мембраны.
Размеры клеток. Размеры клеток колеблются в широких пределах. Диаметр самых мелких животных клеток равен 4 мкм. Однако некоторые растительные и животные клетки можно видеть невооруженным глазом, так как они достигают нескольких сантиметров в диаметре (например, яйца некоторых птиц).

Рис. 1 - Многообразие клеток
В тканях животных объем клеток определенного типа довольно постоянен и независим от общих размеров тела. Например, клетки почек и печени у быка, лошади и мыши имеют примерно один и тот же размер; различие в величине органа обусловливается числом, а не объемом клеток. Это правило иногда называют законом постоянного объема.
Типы клеток. По характеру организации ядерного аппарата все клетки делятся на две группы. К царству Прокариот относят царство Бактерий, к царству эукариот – все остальные царства: Грибы, Растения, Животные.
Эволюционно прокариоты более ранние, чем эукариоты, они возникли в Архейскую эру (около 3*109лет назад). Первые эукариоты появились около 2*109лет назад, возможно от прокариот.
1. Прокариотические клетки, для которых характерно отсутствие ядерной оболочки, укладка ДНК без участия гистонов, унирепликационный тип репликации ДНК. Моноцистронный принцип организации транскрипции и ее регуляция по принципу положительной и отрицательной обратной связи.
2. Эукариотические клетки, отличающиеся наличием ядерной оболочки, мультирепликационным типом репликации молекул ДНК, образующих набор хромосом. Упаковка ДНК происходит с помощью комплекса белков. Процессы транскрипции ДНК и ее регуляции у эукариот значительно отличаются от таковых у прокариот. В таблице (1) приведено сопоставление некоторых черт прокариотической и эукариотической клеточной организации.
Строение клетки (рис. 2, 3)
1. Плазматическая мембрана – толщина 6 – 10 нм. Она ограничивает цитоплазму и защищает её от воздействий окружающей среды.
Функция плазматической мембраны – транспорт веществ.
2. Цитоплазма – это внутреннее содержимое клетки, состоит из гиалоплазмы и расположенных в ней клеточных структур. Содержится между плазматической мембраной и ядром. Характеризуется относительным постоянством свойств и строения.
Функции цитоплазмы - происходит транспорт веществ, протекают реакции обмена веществ.
3. Эндоплазматическая сеть - (ЭПС) состоит из трех морфологических компонентов: канальцев, микровакуолей и крупных цистерн.
Существуют две разновидности ЭПС:
- шероховатая, или гранулярная, когда цистерны и канальцы связаны с рибосомами.
- гладкая, или агранулярная, когда связь с рибосомами отсутствует.
Функции эндоплазматической сети:
1. Обеспечивает синтез белка.
2. Обеспечивает активный транспорт различных соединений по внутримембранной фазе.
3. Синтез мембранных липидов.
4. Транспорт и накопление ионов в клетке, а также резервуар ионов кальция.
5. Синтез предшественников стероидных гормонов и других специфических соединений.
6. Детоксикация вредных продуктов метаболизма (особенно в гепатоцитах позвоночных).
7. Синтез протеолитических ферментов.
8. Первичный синтез секрета.
4. Комплекс Гольджи (КГ) состоит из трех морфологических компонентов: уплощенных цистерн, микровакуолей и крупных цистерн. В растительных клетках цистерны отсутствуют. Такой КГ называют диктиосомой.
Особенность строения КГ состоит в том, что на своих мембранах он никогда не имеет рибосом.
Функции комлекса Гольджи:
1. Формирование первичных лизосом с их своеобразными мембранами и сложной структурной организацией гидролаз.
2. Формирование особых структур - пероксисом, ил микротелец, - пузырьков, ограниченных одинарной мембраной и содержащих каталазу, оксидазу Д-аминокислот, уротоксидазу и некоторые другие окислительные ферменты.
3. Сборка и «рост» мембран, которые затем окружают накапливающиеся продукты секреции, после чего они освобождаются из органеллы.
4. Обезвоживание, накопление, упаковка и транспорт продуктов секреции.
5. Синтез структурных компонентов клетки, таких, как, например, коллаген - компонент соединительной ткани.
6. Участие в синтезе желтка яйцеклеток и синтезе полисахаридов.
5. Лизосомы (от греч. лизис - растворение). Это одномембранные пузырьки, внутри которых находятся гидролитические ферменты, синтезированные на мембранах шероховатой эндоплазматической сети. Размеры составляют 0,2 – 0,8 мкм.
Функции лизосом:
1. Гетерофагическая - участие в гидролитичсекой обработке чужеродных веществ, поступающих в клетку при фагоцитозе и пиноцитозе (микрофаги).
2. Защитная - образование мощно развитой системы лизосомных аппаратов в свободных клеточных элементах (макрофаги) которые реализуют функции адаптивного иммунитета.
3. Участие во внутриклеточном пищеварении - главном способе питания первичных одноклеточных эукариотных клеток.
4. Функция эндогенного питания в условиях голодания многоклеточных организмов - переваривание с помощью лизосом части цитоплазматических структур и усвоение образующихся низкомолекулярных соединений на нужды энергетического обмена.
5. Специфическая аутофагия - при необходимости утилизация избытков секрета в клетке, а также как регулируемая деятельность лизосом в эмбриогенезе, в морфогенетических процессах и при дифференцировке клеток.
6. Полная клеточная аутофагия - при нарушении барьерной
Просмотр содержимого документа
«Практическая работа по биологии на тему: "Клетка. Разнообразие клеток в многоклеточном организме. Клеточная теория".»
СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ - ОСНОВНЫЕ ОРГАНОИДЫ
ЦЕЛЬ УРОКА:
Рассмотреть строение
органоидов и определить их
функции
Роберт Гук 1663 год
- Как называется наука о клетке
Цитология
Органоидами называют
постоянно присутствующие в
клетке структуры, которые
выполняют строго
определенные функции.
Органоиды
Мембранные
Немембранные
- ядро
- ЭПС
- комплекс Гольджи
- Лизосомы
- митохондрии
- рибосомы
- цитоскелет
- клеточный центр
ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА
СТРОЕНИЕ
Бислой липидов с
находящимися в нем
белками,
ограничивающий клетку
ФУНКЦИИ
- Барьерная – отгараживает внутреннюю среду клетки от внешней
- Питательная – поглащает питательные вещества в виде капель(пиноцитоз), частиц(фагоцитоз) или путем диффузии
СТРОЕНИЕ МЕМБРАНЫ
Цитоплазма
- Представляет собой водянистое вещество – гиалоплазма (90 % воды), в котором располагаются различные органоиды , а также включения (глыбки гликогена, капли жира, кристаллы крахмала.
- В гиалоплазме протекает гликолиз, синтез жирных кислот, нуклеотидов и других веществ.
- Является динамической структурой. Органеллы движутся, а иногда заметен и циклоз – активное движение, в которое вовлекается вся протоплазма.
ЦИТОПЛАЗМА
ФУНКЦИИ
Обеспечивает
деятельность
клетки как единой
системы
СТРОЕНИЕ
Внутренняя среда
клетки
ЯДРО
ЯДРО
СТРОЕНИЕ
Замкнутый резервуар, окруженный двумя слоями мембран, пронизанных ядерными порами. Внутри находится ядерный сок, хромосомы (состоят из ДНК и белка) и ядрышки ( состоят из РНК и белка)
ФУНКЦИИ
Хранение генетической
информации и синтез
РНК
Ядро
- По размерам (10–20 мкм) являясь самой крупной из органелл.
- Важнейшей функцией ядра является сохранение генетической информации.
- Покрыто ядерной оболочкой , которая состоит из двух мембран: наружной и внутренней, имеющих такое же строение, как и плазматическая мембрана. Между ними находится узкое пространство, заполненное полужидким веществом. Через множество пор в ядерной оболочке осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой (в частности, выход
и-РНК в цитоплазму). Внешняя мембрана часто бывает усеяна рибосомами.
- В кариоплазму (ядерный сок) поступают вещества из цитоплазмы. Содержит хроматин – вещество, несущее ДНК, и ядрышки - округлые структуры внутри ядра, в которой происходит формирование рибосом.
- Совокупность хромосом, содержащихся в хроматине, называют хромосомным набором .
МИТОХОНДРИЯ
МИТОХОНДРИЯ
ФУНКЦИИ
Синтез АТФ при
дыхании, способны к
самостоятельному
делению
СТРОЕНИЕ
Овальные тельца,
состоящие из двух слоев
мембраны: внешнего
(гладкого) и внутреннего
(образует складки –
кристы)
КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖИ
КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖИ
СТРОЕНИЕ
Комплекс замкнутых
мембранных
резервуаров,
расположенный вблизи
ядра
ФУНКЦИИ
Синтез жиров и
полисахаридов,
транспорт веществ и их
секреция, образование
лизосом
Эндоплазматическая сеть
- сеть мембран, пронизывающих цитоплазму.
- связывает органоиды между собой, по ней происходит транспорт питательных веществ.
- Гладкая ЭПС имеет вид трубочек, стенки которых из мембраны. В ней осуществляется синтез липидов и углеводов.
- На мембранах каналов и полостей гранулярной ЭПС расположено множество рибосом; данный тип сети участвует в синтезе белка.
ЛИЗОСОМЫ
ЛИЗОСОМЫ
СТРОЕНИЕ
Замкнутые мембранные
тельца, содержащие
ферменты,
расцепляющие
различные вещества
клетки
ФУНКЦИИ
Переваривание
поступающих в клетку
питательных веществ,
саморазрушение
отмирающих клеток
Рибосомы
- мелкие (15–20 нм в диаметре) органоиды, состоящие из р-РНК и полипептидов .
- Важнейшая функция – синтез белка.
- Их количество в клетке весьма велико: тысячи и десятки тысяч.
- Рибосомы могут быть связаны с эндоплазматической сетью или находиться в свободном состоянии. В процессе синтеза обычно одновременно участвуют множество рибосом, объединённых в цепи, называемые полирибосомами (полисомами).
Микротрубочками Полые цилиндрические диаметром около 25 нм, длина может достигать нескольких микрометров. Стенки микротрубочек сложены из белка тубулина.
Центриоли Встречаются в клетках животных и низших растений – мелкие полые цилиндры длиной в десятые доли микрометра, построенные из 27 микротрубочек. Во время деления клетки они образуют веретено деления.
Базальные тельца по структурам идентичны центриолям , содержащиеся в жгутиках и ресничках. Эти органеллы вызывают биение жгутиков.
Другая функция микротрубочек – транспорт питательных веществ. 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.
- В растительных клетках присутствуют все органеллы, обнаруженные в животных клетках (за исключением центриолей).
- Клеточные стенки растений состоят из целлюлозы , образующей микрофибриллы. В клетках древовидных растений слои целлюлозы пропитываются лигнином, придающим им дополнительную жёсткость.
- 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.
- Вакуоль – наполненный жидкостью мембранный мешочек .
- В животных клетках могут наблюдаться небольшие вакуоли, выполняющие фагоцитарную, пищеварительную, сократительную и другие функции.
- Растительные клетки имеют одну большую центральную вакуоль с клеточным соком . Это концентрированный раствор сахаров, минеральных солей, органических кислот, пигментов и других веществ.
- Накапливают воду, могут содержать красящие пигменты, защитные вещества (например, таннины), гидролитические ферменты, вызывающие автолиз клетки, отходы жизнедеятельности, запасные питательные вещества.
Пластиды: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты
СТРОЕНИЕ
Мембранные органеллы
различной окраски
ФУНКЦИИ
- Зеленые
- цветные
- бесцветные
- фотосинтетическая
- запасная
- могут переходить друг
- в друга, способны к
- самостоятельному
- делению
ХЛОРОПЛАСТЫ
ЖИВОТНАЯ И РАСТИТЕЛЬНАЯ КЛЕТКА
Растительная клетка
Животная клетка
Сходство
- Наличие плазматической мембраны.
- Цитоплазмы
- Ядра с ядрышком
- Хромосом
- Эндоплазматической сети
- Митохондрий
- Рибосом
- Комплекса Гольджи
Отличия
Есть центральная вакуоль
Есть пластиды
Нет лизосом
Клетка снаружи покрыта целлюлозной клеточной стенкой
Нет центральной вакуоли
Нет пластид
Есть лизосомы
Клеточная стенка отсутствует, снаружи покрыта гликокалексом
ВЫВОД:
Функции органоидов
сложны и многообразны.
Они играют для клетки ту
же роль, что и органы для
целого организма.
Контрольное обобщение материала
- Перечислите мембранные органоиды клетки.
- Цитоплазматическая мембрана, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы, пластиды
- 2. Какие химические вещества образуют ЦМ?
- Какой органоид является энергетической станцией клетки?
- Какую функцию выполняют лизосомы?
- Внутриклеточное пищеварение и расщепление веществ
- Какова функция комплекса Гольджи?
- Синтез липидов и углеводов,
секреция белков,
углеводов и липидов
- Значение рибосом для клетки
- Какие органоиды создают цитоскелет клетки
- Непостоянные структуры, где находится запас питательных веществ: жир, крахмал, белок
- Шероховатое ЭПС – синтез и транспорт белков
- Гладкое ЭПС – синтез и транспорт липидов
- Чем отделено ядро от цитоплазмы?
- Двуслойной ядерной мембраной.
- Назови немембранные органоиды
- Рибосомы, клеточный центр, микротрубочки.
Домашнее задание :
- Знать строение органоидов и их функции
- Составить кроссворд по теме «Строение клетки»
- Письменно ответить на вопросы параграфа