Загрузил Натан Танфилевич

Клетка

реклама
Занятие 1
Клетка. Строение клетки. Химический
состав клетки. Проницаемость
мембран
Ольга Борисовна
Гигани
Доцент кафедры биологии и общей
генетики МИ РУДН, кандидат
биологических наук
Гум-соц, к. 340
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ
Критерии живого:
 обмен веществ и превращение энергии или
метаболизм,
 химический состав,
 клеточное строение,
 раздражимость,
 движение,
 репродукция (размножение,
воспроизведение себе подобных),
 рост и развитие,
 наследственность,
 изменчивость,
 онтогенез (индивидуальное развитие),
 филогенез (историческое развитие),
 гомеостаз,
 способность к адаптации,
 целостность и дискретность
Уровни организации живого:молекулярный,
 субклеточный,
 клеточный,
 тканевой,
 органный,
 организменный,
 популяционно-видовой,
 биоценотический,
 биогеоценотический,
 биосферный.
Клетка - это структурная и функциональная единица
всего живого, элементарная живая система, способная
к саморегуляции и самовоспроизведению.
Клетка была открыта в 1665 году английским физиком
Р. Гуком.
В 1839 г. зоолог Т. Шванн и ботаник М. Шлейден
сформулировали клеточную теорию.
Положения клеточной теории (в соответствии с
современными представлениями)
1. Все живое состоит из клеток (кроме вирусов неклеточных форм жизни).
2. Клетка - структурная и функциональная единица
живого.
3. Каждая новая клетка образуется в результате деления
материнской клетки.
4. Деление, рост и дифференцировка клеток лежат в
основе роста, развития и размножения организмов (Р.
Вирхов).
5. Клетка обеспечивает хранение, синтез и передачу
генетической информации, а также реализацию
генетической информации (синтез белка).
Клетки классифицируют на
прокариотические и эукариотические.
Организмы, образованные
прокариотическими клетками называются
прокариоты, а организмы, образованные
эукариотическими клетками - эукариоты
Классификация живого
ЖИВОЕ
Неклеточные
формы жизни
Царство Вирусы
Клеточные формы
жизни
ПРОКАРИОТЫ
Царство
Дробянки
ЭУКАРИОТЫ
Царство Растения
Царство Грибы
Царство Животные
Сравнительная характеристика неклеточных форм
жизни, прокариот и эукариот
Неклеточные формы
жизни
Представляют собой
Прокариоты
Доядерные
организмы, клетки не
молекулы
нуклеиновой кислоты имеют оформленного
ядра и высокоспе(ДНК или РНК),
циализированных
заключенные в
белковый капсид, не мембранных
являются клетками
органоидов, не
т.к. не способны
способны делиться
самостоятельно
митотически или
размножаться
мейотически.
Организация –
одноклеточная или
колониальноодноклеточная
Эукариоты
Ядерные организмы,
тело состоит из
клеток с
оформленным ядром
и хорошо развитой
мембранной
системой. Клетки
делятся путем митоза
или мейоза,
представлены
одноклеточными и
многоклеточными
формами
Отличия эукариотических организмов
разных царств
Царство
Царство
Царство
Растения
Животные
Грибы
Тип обмена
Тип обмена
Тип обмена
веществ веществ веществ автотрофный гетеротрофный гетеротрофный
Различия в строении клеток
Различия в морфофизиологической организации
Различия в образе жизни
Строение эукариотической клетки
Эукариотическая клетка включает три основные части:
клеточную мембрану (плазматическую мембрану, или
плазмалемму);
цитоплазму:
• цитоплазматический матрикс,
• органоиды,
• включения;
ядро:
• кариолемму,
• кариоплазму,
• хромосомы,
• ядрышки.
Компоненты цитоплазмы:
Цитоплазматический матрикс, цитозоль, или
гиалоплазма - внутренняя жидкая среда клетки
содержит растворенные органические и
неорганические вещества
Органоиды - постоянные клеточные структуры,
имеющие определенное строение, химический
состав и выполняющие специфические функции.
Включения - временные компоненты
цитоплазмы, образующиеся и существующие на
определенном этапе жизнедеятельности клетки
Химический состав клетки
Вещества
Неорганические
вещества
Примеры
Вода, минеральные вещества, соли,
неорганические ионы
Органические
вещества:
 Низкомолекулярны Аминокислоты, азотистые основания,
е органические
органические кислоты и др.
соединения
 Высокомолекулярн Липиды, полисахариды, белки, нуклеиновые
ые органические
кислоты
соединения
Липиды
Молекула фосфолипида –
амфифильная молекула
Биополимеры
Белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды
Полимеры – состоят из мономеров, последовательно соединенных
ковалентными связями. Регулярные и нерегулярные полимеры.
Био – синтезируются в живом, в клетке.
Мономеры – одинаковые или разные, но представители одного класса
веществ.
Биологическое значение полимеров
При небольшом разнообразии мономеров создается великое
множество полимеров с разными признаками и свойствами
→ фенотипическое разнообразие.
Структуры полимера:
• Первичная – линейная цепочка мономеров. Связи
ковалентные. Характеристики первичной структуры:
количество, качество и последовательность мономеров.
• Вторичная – спираль, стабилизируемая водородными
связями.
• Третичная структура.
• Четвертичная структура.
Белки
все – полимеры
мономер – аминокислота
первичная, вторичная, третичная и четвертичная (?) структуры
белки простые и сложные (простетическая группа)
Функции белков
Структурная
Ферментативная
Регуляторная (гормоны и не гормоны)
Двигательная
Транспортная
Рецепторная
Защитная
Пигменты
Антибиотики
Токсическая
Запасающая
Белки-шапероны
Энергетическая
Биомембраны
Функции мембраны
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Обособление и поддержание формы клетки и мембранных клеточных
органоидов
Контролируемый транспорт
Восприятие и передача сигналов
Заякоривание цитоскелета
Ферментативный катализ
Обеспечение связи с другими клетками и межклеточным матриксом
Свойства мембраны
асимметричность
подвижность
замкнутость
Некоторые параметры мембран
толщина ≈7-10 нм (без гликокаликса)
соотношение белков и липидов, например 1:1, 1:4,
4:1
Строение мембран
+ + + + + + +
- - - - - - - Клетка
Мембранный потенциал возникает за счет
электрохимического градиента, который существует по обеим
сторонам мембраны, селективно проницаемой для ионов, при
этом внутренняя среда клетки, по сравнению с внешней,
характеризуется большим отрицательным зарядом.
Существование мембранного потенциала является необходимым
условием генерации электрических сигналов, а также
направленного транспорта ионов через мембрану
Проницаемость мембран (транспорт
веществ)
Способы транспорта веществ
Пассивный транспорт
Активный транспорт
Осуществляется без
Осуществляется с
затрат энергии клеткой по
затратой энергии (АТФ)
электрохимическому
клеткой против
градиенту
электрохимического
градиента
Мембранный транспорт
Пассивный
осмос (осмотическое давление, тургор, тургорное давление)
диффузия
облегченная диффузия (транслоказы, белки-переносчики, белкиканалы, аквапорины)
Активный
с участием транспортных белков (например, Na+-K+ насос)
эндоцитоз (фаго- и пиноцитоз)
экзоцитоз (экскреция и секреция)
Способы пассивного транспорта веществ
Способ транспорта
Характеристика процесса
Простая диффузия
Проникновение через билипидный слой малых
молекул (О2, N2, CO2, мочевина и др.)

Проникновение молекул воды через
полупроницаемую мембрану
Осмос
Облегченная диффузия


Диффузия через
белковые каналы
Проникновение неорганических ионов, имеющих
соответствующие размеры и заряд, через белковые
каналы
Диффузия с помощью Белки-переносчики связываясь с молекулой
белков-переносчиков переносимого вещества, изменяют свою
конфигурацию и переносят эту молекулу через
мембрану (глюкоза, аминокислоты, нуклеотиды)
Мембранный транспорт (пассивный)
Способы активного транспорта веществ
Способ транспорта
Перенос с помощью
белков-переносчиков
Эндоцитоз
 Фагоцитоз

Пиноцитоз
Экзоцитоз
Характеристика процесса
Активное перемещение определенных растворенных веществ с
помощью белков-переносчиков (как и в случае облегченной
диффузии)
Макромолекулы и твердые частица обволакиваются выростами
мембраны, либо под молекулой или частицей образуется
впячивание мембраны, формируется мембранный пузырек,
который оказывается в цитоплазме клетки
Поглощение капель жидкости (механизм аналогичен фагоцитозу)
Удаление из клетки макромолекул, твердых частиц или капель
жидкости (процесс обратный эндоцитозу)
Натриево-калиевый Катализируемое ферментом АТФ-азой перекачивание ионов Na+ из
насос
клеток, а К+ внутрь клеток против их электрохимических
градиентов
Мембранный транспорт (активный)
Скачать