Тема № 1 - СВОЙСТВА ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ, УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ, Ц И Т О Л О Г И Я 1. Система биологических наук. 2. Свойства живых организмов 3. Уровни организации жизни 4. Методы цитологии; 5. Клеточная теория (история создания и постулаты); 6. Типы клеточной организации (про- и эукариоты); 7. Сравнение клеток разных царств эукариот (грибы, растения, животные). 8. Строение клетки (структура и функции органоидов); 1. СИСТЕМА БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК (в скобках указаны примеры из ЕГЭ для заданий линии 2) Науки, изучающие систематические группы живых организмов: Систематика – наука о видовом разнообразии, распределении и описании современных и вымерших группах организмов (Введение бинарной номенклатуры К. Линнеем) Вирусология - наука о вирусах; Микробиология - наука о микроорганизмах; (Открытие туберкулёзной палочки Р. Кохом) Микология - наука о грибах; Ботаника - наука о растениях; (Альгология – о водорослях, Лихенология – о лишайниках, Бриология – о мхах, Дендрология – о древесных растениях). Зоология - наука о животных; (Орнитология – о птицах, Арахнология – о паукообразных, Гельминтология – о паразитических червях, Энтомология – о насекомых, Ихтиология – о рыбах и бесчелюстных, Этология – наука о поведении животных). Антропология - наука о человеке. (Происхождение и развитие человека). Науки, изучающие разные уровни организации всего живого: Молекулярная биология - наука о свойствах и проявлении жизни на молекулярном уровне; (Роль митохондрий в метаболизме) Цитология - наука о клетках; (Строение аппарата Гольджи) Гистология - наука о тканях. Науки, изучающие структуру, свойства и проявления жизни отдельных организмов: Анатомия - наука о внутреннем строении. (Строение печени). Морфология - наука о внешнем строении (Строение организма Ромашки полевой); Физиология - наука о жизнедеятельности целостного организма и его частей. Подразделы: физиология растений, животных, человека; (Проведение нервного импульса; Выработка условного рефлекса); Генетика - наука о наследственности и изменчивости организмов. (Наследование генов, отвечающих за окраску плода); Науки, изучающие структуру, свойства и проявления коллективной жизни живых организмов: Экология - наука об отношениях живых организмов между собой и окружающей их средой; (Пищевые цепи; Влияние факторов окружающей среды на численность популяции зайца); Биогеография - наука о закономерностях географического распространения живых организмов. (Распространение сумчатых млекопитающих) Науки о развитии живой материи: Биология индивидуального развития - наука о развитии живого организма от момента его зарождения до смерти; Эмбриология – наука, изучающая развитие эмбрионов (начальный этап онтогенеза). (Зародыши позвоночных животных) Эволюционное учение - наука об историческом развитии живой природы; (Процессы экологического и географического видообразования). Филогения – наука о конкретных путях и этапах исторического развития живой материи на нашей планете Палеонтология - наука о развитии жизни в прошлые геологические времена. (Изучение ископаемых переходных форм или останков животных); Науки, использующие различные методы исследований: Селекция — наука о методах создания новых и улучшения существующих пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. Биохимия - наука о химических веществах и процессах в живых организмах; Биофизика - наука о физических и физико-химических явлениях в живых организмах. Прикладные науки: Биотехнология - совокупность методов получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью живых организмов; (Получение растения с генетически изменёнными признаками). Бионика - разработка технических устройств по подобию живых систем, растениеводство, животноводство, ветеринария и др. Растениеводство \ Животноводство - разработка технологий выращивания с\х растений \ животных; Агробиология - принципы применения основных биологических закономерностей в практике сельскохозяйственного производства. (Изучение взаимодействия культурных дикорастущих растений в агроценозе). Гигиена — раздел медицины, изучающий влияние жизни и труда на здоровье человека и разрабатывающий меры предупреждения заболеваний, укрепление здоровья и продление жизни 2. СВОЙСТВА ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ 1) Раздражимость Способность организма реагировать на внешние и внутренние раздражители (рефлексы - у животных; тропизмы, таксисы - у растений); 2) Рост и развитие Все организмы растут в течение своей жизни; Под развитием понимают как индивидуальное развитие организма (онтогенез), так и историческое развитие живой природы (филогенез). 3) Приспособленность (адаптации) В процессе филогенеза и под действием естественного отбора организмы приобретают приспособления к условиям окружающей среды. Организмы, не обладающие необходимыми адаптациями, вымирают. 4) Единство химического состава В состав организма входят соединения углерода – белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты. В неживой природе эти соединения не образуются. Основные органогены – С, О, N и Н. 5) Саморегуляция Поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаза). 6) Клеточное строение Все существующие на Земле организмы состоят из клеток. Исключение вирусы, проявляющие свойства живого только в других организмах. 7) Изменчивость Способность организмов приобретать новые признаки и свойства в результате влияния внешней среды и изменений наследственного аппарата. 8) Наследственность Способность организма передавать свои признаки из поколения в поколение с помощью носителей информации – молекул ДНК и РНК. 9) Самовоспроизведение (размножение) Способность живых систем воспроизводить себе подобных. В основе лежит процесс удвоения молекул ДНК с последующим делением клеток. 10) Открытость Свойство всех живых систем связанное с постоянным поступлением энергии извне и удалении продуктов жизнедеятельности. 11) Дискретность и целостность Живая система состоит из отдельных частей. При взаимодействии отдельных частей образуется целая система. 12) Обмен веществ и энергии Совокупность биохимических реакций, происходящих в организме (поступление воды, О2, питательных веществ и выделение продуктов распада и СО2) 3. УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ Уровень организации (+биологическая система) Компоненты, образующие систему Основные процессы Науки, изучающие уровень 1) Молекулярногенетический (гены, молекулы) Отдельные биополимеры (ДНК, РНК, белки, липиды, углеводы); Репликация, рекомбинация, репарация, транскрипция, трансляция, рецепция. Биохимия, биофизика, молекулярные биология и генетика Примеры из ЕГЭ (линия 2) Нуклеиновые кислоты, белки клетки; Молекула иРНК; Вирус табачной мозаики; Генные мутации 2) Клеточный (клетка) 3) Тканевый (ткань) 4) Органный (органы) 5) Организменный (организм \ особь) регуляция химических Цитология, реакций; деление цитогенетика, клеток; биосинтез, микробиология фотосинтез; Клетки, сходные по Обмен веществ; Анатомия, строению и функциям + раздражимость, рост, физиология межклеточное вещество регенерация. Пищеварение; Ткани разных типов Анатомия, газообмен; транспорт входят в состав органов физиология веществ; движение и др. Комплексы молекул химических соединений и органоиды клетки Одно- или многоклеточный организм; Обмен веществ; раздражимость; Анатомия, размножение; онтогенез; физиология, нервно-гуморальная генетика; регуляция; Группы родственных 6) Популяционно- особей, объединенных общим генофондом + видовой (популяция) взаимодействием с окружающей средой Обмен ген. информации при скрещивании, изменение генофонда, выработка адаптаций; видообразование; внутривидовые отношения; Популяции разных 7) Экосистемный видов; факторы среды; (экосистема) сети питания Биологический круговорот веществ и энергии; Межвидовые отношения; 8) Биосферный (биосфера) Биогеоценозы и антропогенное воздействие Экология, генетика популяций, эволюция; Биогеография, экология; Активное взаимодействие живого и Экология и ее неживого вещества направления планеты; биологический (космическая, глобальный круговорот; глобальная, биогеохимическое социальная) участие человека в процессах биосферы Эритроцит; Хлоропласт; Хромосомные мутации Многослойный эпителий Сердце кошки; Работа мышцы Строение бактерий; Одна утка; Фенотипическое проявление геномных мутаций Слон африканский; Озимая пшеница, устойчивая к поражению грибамипаразитами; Генофонд всех особей вида сосна сибирская; Симбиоз рыбы клоуна и актинии; Озеро, как местообитания лягушки озёрной; Пищевые сети; Лиственный лес Круговорот воды; Биогенная миграция атомов; Оболочка Земли, преобразованная деятельностью живых организмов 4. МЕТОДЫ ЦИТОЛОГИИ Метод Описание и применение Наблюдение живых и неживых объектов. Клетки рассматривают в проходящем свете; Можно Световое увидеть: клетки, вакуоли растений, ядро, микроскхлоропласты, клеточную стенку. опирование Изображения – цветные и ч\б; НЕдорогостоящий и НЕтрудоемкий метод; Наблюдение неживых объектов, дает большее увеличение. Через объект проходит поток Электрон- электронов и создается изображение на ное микроск- фотопластинке; опирование Можно увидеть: рибосомы, микротрубочки, мембраны ЭПС, вирусы; Изображения – ч\б; Дорогостоящий и трудоемкий метод; Примеры из ЕГЭ (линия 2) Ответ «микроскопия \ микроскопирование»: * Определение количества эритроцитов в пробе крови человека; * Изучение строения клеток кожицы лука; * Изучение особенностей фаз митоза на фиксированном препарате; * Определение структуры митохондрий Разделение смесей на составляющие под действием центробежной силы. Центрифу- Органоиды клетки разделяются по плотности и гирование молекулярной массе (от тяжелого к легкому): ядро → митохондрии и хлоропласты → лизосомы → рибосомы. Разделение содержимого клетки и анализ смеси веществ (белки, пигменты). Основан на Хроматогра распределении компонен-тов между двумя фазами: фия неподвижной (нанесенной на колонку) и подвижной, протекающей через неподвижную. Близкий к хроматографии метод, разделению веществ в геле способствует электрический ток. Электропроводится в хроматографической камере с форез электродами. Выделение фрагмента ДНК и его изучение в УФ-излучении, благодаря окрашиванию. Основан на дифракции рентгеновских лучей. Можно Рентгеност изучить строение молекул белков, нуклеиновых руктурный кислот, других веществ, входящих в состав анализ цитоплазмы. (= авторадиография) В изучаемой молекуле один атом заменяют на радиоактивный (его излучение Метод легко обнаружить). Применяется при изучении меченых биосинтеза белка, проницаемость клеточной атомов оболочки, осаждение веществ в органе \ ткани. Выращивание клеток (тканей и целых Метод культуры органов) на искусственной питательной клеток и тканей среде. Применимо для всех живых клеток. * Избирательное выделение органоидов клетки для последующего изучения; * Разделение легких и тяжелых фракций органических соединений. * Разделение основных пигментов из экстракта листьев. * Разделение сложных смесей биополимеров; * Исследование структуры белка по распределению в пространстве и интенсивностям рассеянного на ней рентгеновского излучения; * Определение структуры белка; * Наблюдение за веществом с радиоактивной меткой в клетке; * Получение каллусных клеток растений; 5. КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ История создания: 1590 - Братья Янсен изобрели первый микроскоп (соединили 2 линзы); 1665 - Роберт Гук усовершенствовал микроскоп, ввел термин «КЛЕТКА»; Вторая половина 17 века – Антони ван Левенгук – открыл бактерии; 1827 – Карл Бэр обнаружил яйцеклетку млекопитающих; 1831-33 – Роберт Броун впервые описал ядро растительной клетки; 1838-39 – М. Шлейден (ботаник) и Т. Шванн (зоолог) обобщили данные и сформулировали первую версию клеточной теории; 1855 – Р. Вирхов доказал, что каждая клетка возникает из предшествующей клетки. Положения современной клеточной теории: 1. Клетка – элементарная структурно-функциональная единица живого. Вне клетки жизни нет (исключение - вирусы). 2. Все клетки сходны по своему химическому составу и имеют общий план строения. 3. Клетка – единица размножения и развития живого. Новая клетка образуется путем деления материнской клетки. 4. В многоклеточных организмах клетки дифференцированы (разнообразны) по строению и функциям. Они объединены в ткани, органы и системы органов. 5. Сходное клеточное строение организмов – свидетельство того, что все живое имеет единое происхождение. ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Докажите, что клетка является функциональной единицей живого. Приведите доказательства. ОТВЕТ: 1) В клетке происходят все обменные процессы (питание, дыхание, выделение), которые обеспечивают жизнедеятельность клетки и организма; 2) Деление клеток (митоз) обеспечивает размножение клетки, рост и развитие организма. 6. ТИПЫ КЛЕТОЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ Домен ЭУКАРИОТЫ (ядерные) Домен ПРОКАРИОТЫ (безъядерные) Растения, грибы, животные, лишайники Бактерии, цианобактерии (= сине-зеленые водоросли) - Есть ядро; - Нет оформленного ядра; - В ядре находятся хромосомы (линейные - Есть нуклеоид – область расположения ДНК в цитоплазмолекулы ДНК, связанные с белками); ме. ДНК кольцевая, с белками не связана; Есть плазмиды. - Рибосомы 80S; - Клеточная стенка содержит муреин; - В цитоплазме есть различные мембранные органоиды (пластиды, митохондрии, ЭПС, АГ, лизосомы, вакуоли). - Рибосомы 70S; - Цитоплазма двигается. - Цитоплазма неподвижна. - Деление клеток: митоз и мейоз. - Деление клеток: путём деления надвое. - Нет мембранных органоидов, их функции выполняют: впячивания плазмалеммы (мезосомы), мелкие рибосомы. ЧЕРТЫ СХОДСТВА ПРО- И ЭУКАРИОТ: 1) Клетки ограничены мембраной; 2) Внутреннее содержимое представлено цитоплазмой, в которой находятся органоиды и включения. 3) Из органоидов есть рибосомы – они участвуют в синтезе белка. 4) Размножаются с помощью деления клетки. В зависимости от количества клеток, из которых состоят организмы, их делят на: ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ МНОГОКЛЕТОЧНЫЕ Состоят из одной клетки, выполняющие функции Состоят из множества клеток, объединенных целостного организма. в ткани органы и системы органов. - Прокариоты (бактерии: кишечная палочка, - Растения холерный вибрион, болгарская палочка) - Грибы - Простейшие (одноклеточные животные: амёба, - Животные инфузория, малярийный плазмодий) - Лишайники - Одноклеточные зелёные водоросли (низшие растения: хламидомонада, хлорелла) - Дрожжи (одноклеточные грибы) ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Какие ароморфозы произошли в прокариотических клетках, что позволило появлению эукариотических клеток? ОТВЕТ: 1) Появление ядерной оболочки вокруг генетического материала, а у прокариот он находится в цитоплазме (называется нуклеоид); Появление ядра обеспечило появления таких процессов размножения как митоз и мейоз; 2) Удлинение у эукариот хромосом и они имеют линейную форму, а у прокариот – кольцевую; 3) Появление одномембранных органоидов (ЭПС, АГ, вакуоли) и двумембранных (митохондрии, пластиды), а у прокариот их функции выполняют впячивания мембраны – мезосомы; 4) Появление крупных рибосом (80S) у эукариот, а у прокариот они мелкие – 70S. 5) Увеличение размеров клетки у эукариот; 7. СТРАВНЕНИЕ РАЗНЫХ ЦАРСТВ ЭУКАРИОТ Признак РАСТЕНИЯ ГРИБЫ ЖИВОТНЫЕ Особенности строения клетки Клеточная стенка Из целлюлозы Из хитина Отсутствует Запасной углевод Крахмал Гликоген Гликоген Пластиды Есть (3 вида) Нет Нет Крупные вакуоли с клеточным соком Есть Нет Нет Клеточный центр Есть только у водорослей Есть Есть Ткани Органы Ткани и органы Образовательная, покровная, проводяНет щая, основная, механическая; Вегетативные и генеративные Эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная Пищеварения, дыхания, выделения, движения, размножения и проч. Нет Особенности жизнедеятельности Способ питания Автотрофы Гетеротрофы Гетеротрофы Рост Неограниченный Неограниченный Ограничен Транспорт веществ С помощью мостиков м\у клетками и про- Нитями грибницы водящими тканями Жидкости тела и кровеносной системой Грибная клетка Растительная клетка Как узнаем тип клетки по рисунку Есть: - ядро - плотная оболочка - хлоропласты - крупная вакуоль Нет: - центриолей Есть: - ядро - плотная оболочка - клеточный центр - каплевидная вакуоль Нет: - хлоропластов - крупной вакуоли (которая больше ядра) Животная клетка Есть: - ядро - клеточный центр - мелкие вакуоли Нет: - хлоропластов - крупной вакуоли - оболочки ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Назовите сходства строения растительных и животных клеток. ОТВЕТ: 1) Эти клетки являются эукариотическими – имеют ядро, генетический аппарат представлении линейными молекулами ДНК. 2) Клети имеют много общих органоидов с одинаковым строение и функциями: митохондрии, ЭПС, рибосомы, комплекс Гольджи. 3) Мембрана клеток и органоидов имеет общий план строение – фосфолипидный бислой и белки. 8. СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ ЧТО ЕСТЬ У ЛЮБОЙ КЛЕТКИ: Ограничивает клетку от Плазмалемокружающей среды ма Цитоплазма Внутренне содержимое клетки Ядерный У прокариот – кольц.ДНК, у аппарат эукариот – ядро с хроматином Рибосомы Синтез белка/ У прокариот – 70S, у эукариот – 80S. ОРГАНОИДЫ КЛЕТКИ Мембранные Одномембранные: ЭПС, аппарат Гольджи, Лизосомы, Вакуоли Двумембранные: Митохондрии Пластиды Ядро Немембранные Рибосомы Клеточный центр Микротрубочки Жгутики и реснички 1) Плазматическая мембрана (плазмалемма) ФУНКЦИЯ: Ограничивает внутреннее содержимое клетки от окружающей среды, обладает избирательной проницаемостью. !Снаружи! от плазмалеммы находится клеточная стенка: У растений – из целлюлозы (клетчатки), Грибов – из хитина, Бактерий – муреина, Животных – НЕТ клеточной стенки; СТРОЕНИЕ: 1. Фосфолипидный бислой (гидрофильные головки и гидрофобные хвосты) – обеспечивает избирательную проницаемость; 2. Белки (периферические, погруженные и пронизывающие), играют транспортную и структурную роль. 3. Гликокаликс – состоит из полисахаридов (углеводы), есть только у животной клетки; Выполняет: 1) Сигнальную и рецепторную функции, 2) Осуществляет связь клеток друг с другом, 3) Придаёт большую подвижность оболочки клетки, обеспечивая способность к фагоцитозу. ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Раскройте не менее трех функций белков, расположенных в плазматических мембранах клетки. ОТВЕТ: 1) Строительная – входят в состав мембран; 2) Транспортная – переносят молекулы и ионы через мембрану; 3) Ферментативная – располагаются на мембране органоидов (например, митохондрий) и ускоряют реакции обмена веществ. Механизмы проникновения веществ в клетку ПАССИВНЫЙ АКТИВНЫЙ Перемещение веществ: 1) по градиенту концентрации, 2) идёт без затрат энергии; 1) ДИФФУЗИЯ – транспорт веществ из области с высокой в низкую их концентрацию (О2 и СО2). 2) ОСМОС – диффузия воды из области с меньшей концентрации солей в область с высокой их концентрацией; (Работа выделительных вакуолей у пресноводных простейших) Перемещение веществ: 1) с помощью белковпереносчиков, 2) против градиента, 3) с затратами энергии; 1) ИОННЫЕ НАСОСЫ – транспорт ионов через белки-каналы в мембране; 2) ПИНОЦИТОЗ – поглощение растворенных в воде веществ; 3) ФАГОЦИТОЗ – поглощение твёрдых частиц пищи; 4) ЭКЗОЦИТОЗ – выведение веществ из клетки; ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Если поместить кожицу лука в раствор с высоким содержанием соли, то в микроскоп можно наблюдать отслоение протопласта от клеточной стенки. Эффект получил название плазмолиза. Объясните этот эффект. ОТВЕТ: 1) Из-за разницы концентраций солей внутри клетки и в растворе возникает осмотическое давление; 2) Вода уходит из клеток, в результате протопласт сжимается и отходит от клеточной стенки. ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Для сохранения клеток эпителиальной ткани их поместили в стерильную дистиллированную воду. Однако через некоторое время все клетки разрушились. Объясните, почему? ОТВЕТ: 1) Концентрация веществ в клетке выше, чем в дистиллированной воде её воде. 2) Вода, согласно осмосу, поступает в клетку, объем которой увеличивается. 3) Под давлением воды плазматическая мембрана разрывается, клетка погибает. 2) Цитоплазма Это полужидкая среда клетки, состоящая из: 1. гиалоплазмы (ее основное вещество, где проходят различные реакции), 2. органоидов и 3. включений; Органоиды Включения Обязательные и Непостоянные и постоянные компоненты, необязательные которые выполняют структуры в виде: различные функции для 1) гранул (крахмал, поддержания жизнедеягликоген, белки) и тельности клетки. 2) капель (жиры, масла) ФУНКЦИИ: 1) место хранения биологических молекул и включений; 2) среда для протекания биохимических реакций; 3) транспорт веществ; 4) поддержание гомеостаза (рН, водносолевого режим). 3) Эндоплазматическая сеть (ретикулум) = ЭПС (ЭПР) Сеть каналов и полостей, которые ветвятся по клетке, также связываются с ядерной мембраной и делят ее на отсеки (компартменты). Тип ЭПС Гладкая (агранулярная) Шероховатая (гранулярная) Особенности НЕ содержит рибососмы Сожержит рибосомы Функции Синтез углеводов и липидов, их транспорт ПО клекте Синтез белков (на рибосомах), их транспорт ПО клетке ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Какой метод позволяет определить хорошо развитую шероховатую ЭПС в поджелудочной железе? Поясните с чем это связано. ОТВЕТ: 1) Метод – электронное микроскопирование; 2) Поджелудочная железа выделяет гормоны белковой природы (инсулин и глюкагон) и ферменты (по структуре белки). 3) На мембранах шЭПС находятся рибосомы, которые синтезируют белки, которые входят в состав поджелудочного сока и гормонов. 4) Аппарат Гольджи (АГ) Это стопка уплощенных мембранных полостей и отшнуровывающихся от них микропузырьков (лизосом). В большом количестве находится в клетках различных желёз (поджелудочная жел.) Функции: 1) Синтез лизосом; 2) Участвует в везикулярном транспорте – упаковывает вещества в мембранные пузырьки и секретирует их ИЗ клетки. 3) Накопление, модернизация и упаковка органических веществ (в виде гранул с секретом), которые были синтезированы в других органоидах. ПРИМЕР ЗАДАНИЯ На электронных микрофотографиях нейронов было обнаружено большое количество мембран аппарата Гольджи. Объясните это явление, используя знания о функциях АГ в клетке. ОТВЕТ: 1) Передача нервного импульса с нейрона на нейрон происходит с помощью выброса нейромедиаторов – они синтезируются в нейроне и выбрасываются на поверхность клетки. 2) Выносом и синтезом этих химических веществ на поверхность клетки и занимается Аппарат Гольджи. 5) Лизосомы Лизосома - это вакуоль, внутри которой находятся растворяющие (гидролитические) ферменты. Функции: 1) Участие во внутриклеточном пищеварении (при слиянии с фагоцитароной вакуолью); 2) Разрушение старых органоидов (аутофагия) или целой клетки (апоптоз). 3) Защитная – переваривание чужеродных агентов. ПРИМЕР ЗАДАНИЯ На электронных микрофотографиях временных тканей зародыша обнаружено много лизосом. Объясните это явление, используя знания о функциях лизосом. ОТВЕТ: 1) Лизосомы – это пузырьки, которые содержать ферменты, расщепляющие полимеры до мономеров. 2) Также лизосомы могут разрушать органоиды и временные ткани, которые есть у зародыша. ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Почему ферменты лизосом образуются на гранулярной ЭПС? ОТВЕТ: 1) На гранулярной ЭПС находятся рибосомы – они и синтезируют ферменты (все ферменты по струк-туре – это белки). 2) Далее из ЭПС ферменты транспортируются в аппарат Гольджи, где они трансформируются и упаковываются в пузырьки – лизосомы и отделяются. 6) Вакуоли Растительная клетка. В молодой клетке (1) - много мелких вакуолей, по мере старения клетки (2) – вакуоли сливаются в одну крупную, заполненную клеточным соком (содержит воду, метаболиты, сахара, пигменты); Обеспечивает тургор клетки. Животная клетка. Может иметь несколько видов вакуолей: 1) Сократительная (выделительная) – выкачивает излишки воды у пресноводных простейших (у морских они отсутствуют!), 2) Пищеварительная (фаго-, пино-, аутофагоцитарная). Грибная клетка. Вакуоль имеет каплевидную форму, накапливает метаболиты и продукты распада. Обеспечивает тургор. ДВУМЕМБРАННЫЕ ОРГАНОИДЫ (МИТОХОНДРИИ И ПЛАСТИДЫ) Черты сходства: 1) Изолированы от цитоплазмы двумя мембранами, 2) Имеют собственную кольцевую ДНК, 3) Способны делиться (независимо от деления самой клетки), 4) Имеют рибосомы бактериального типа 70S (могут синтезировать собственные белки), 5) Могут синтезировать АТФ, 6) Являются полуавтономными (за счет пунктов 2-5). 7) Внутренняя мембрана имеет выросты, увеличивающие её рабочую поверхность. Также в неё встроены ферменты, которые обеспечивают биохимические превращения в этих органоидах. 7) Митохондрии «Энергетические станции» клеток грибов, животных и растений. Имеют двухмембранное строение: внешняя мембрана гладкая, внутренняя — образует выросты — кристы. В матриксе митохондрии находятся ферменты, рибосомы 70S, кольцевая ДНК и РНК. Функция: Образование молекул АТФ (для этого используется энергия, выделяющаяся при окислении (расщеплении) органических соединений до СО2 и Н2О). = Участие в кислородном этапе энергетического обмена (окислительное фосфорилирование ц. Кребса)! ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Почему некоторые ученые считают что митохондрии произошли от древних прокариот? Напишите 4 доказательства. ОТВЕТ: Данные черты сходства митохондрий с прокариотами позволили выдвинуть симбиотическую теорию происхождения эукариотической клетки: 1) Наличие у митохондрий собственного генетического материала в виде кольцевой ДНК, расположенной в мартиксе 2) Митохондрии могут синтезировать собственные белки на рибосомах. Имеют рибосомы бактериального типа (70S); 3) Митохондрии также способны к бинарному делению (оно может происходить независимо от самой клетки); 4) Митохондрии имеют две полностью замкнутые мембраны. При этом внешняя сходна с мембранами вакуолей, внутренняя — бактерий. ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Почему в клетках поджелудочной железы (8%), печени (18%) и сердца(36%) различное содержание митохондрий? ОТВЕТ: 1) Митохондрии являются энергетическими станциями клетки, в них синтезируются и накапливаются молекулы АТФ, поэтому их количество зависит от метаболической активности клетки. 2) Для интенсивной работы сердечной мышцы необходимо много энергии, поэтому содержание митохондрий в ее клетках наиболее высокое; 3) В печени количество митохондрий по сравнению с поджелудочной железой выше, так как в ней идет более интенсивный обмен веществ. 8) Пластиды Взаимопревращения пластид: 1) Лейкопласты в хлоропласты (позеленение клубней картофеля на свету), обратный процесс происходит в темноте. 2) Хлоропласты в хромопласты – пожелтение листьев и покраснение плодов. 3) Невозможное только превращение хромопластов в хлоропласты или лейкопласты. ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Почему осенью изменяется окраска листьев? ОТВЕТ: Осенью происходит разрушение хлорофилла и большинство хлоропластов превращаются в хромопласты, которые и придают листу ораньжевую \ красную окраску. Строение, функции и особенности хлоропласта ФУНКЦИЯ: Участвует в фотосинтезе – образование из неорганических веществ (СО2 и Н2О), под действием энергии света, органических веществ (прим, глюкозы - С6Н12О6). = Участие в пластическом обмене! СТРОЕНИЕ: 1) В строме (внутреннее пространОсобенности, которые увеличивают ство) находятся рибосомы, кольцевая ДНК и эффективность фотосинтеза: зерна крахмала. 1) Могут перемещаться по клетке с током цитоплазмы, располагаясь перпендикулярно солнечному 2) Внутренняя мембрана состоит из тилакоидов (монетки), которые уложены в граны (столбики). свету; 2) Внутренняя мембрана с вырастами (граны), увеличивающие её рабочую поверхность; 3) При Есть ламеллы – это удлиненные тилакоиды. интенсивном освещении могут размножаться путём В строме идет темновая фаза фотосинтеза, деления (репликация кольц. ДНК) на мембранах – световая. 9) Я д р о ФУНКЦИИ: 1) Хранение наследственной информации; 2) Регуляция обмена веществ в клетке. ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В ЯДРЕ: 1) Репликация ДНК, 2) Транскрипция 3) Образование субъединиц рибосом Структура ядра Ядерная оболочка Нуклеоплазма = кариоплазма = ядерный сок Ядрышко Хроматин = нити ДНК Строение и состав Наружная и внутренняя мембрана содержит поры Жидкое вещество, в его составе – белки, ферменты, ДНК, РНК Функция Обмен веществ между ядром и цитоплазмой Внутренняя среда ядра – накопление веществ Уплотнение в ядре Во время деления хроматин спирализуется в хромосомы (ДНК + белок); Синтез рРНК и субединиц рибосом Содержит наследственную информацию ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Каково строение и функции оболочки ядра? ОТВЕТ: 1) Отграничивает кариоплазму и хроматин от цитоплазмы. 2) Состоит из наружной и внутренней мембран, сходных по строению с плазматической мембраной – состоит из фосфолипидного бислоя и белков с рецепторами, которые распознают вещества, поступающие в ядро. 3) Имеет многочисленные поры, через которые происходит обмен веществ между ядром и цитоплазмой. 10) Рибосомы Строение. Не имеют мембранного строения и состоят из белка и РНК. Субчастицы (большая и малая) образуются в ядрышке. Находятся в: 1) цитоплазме, 2) шероховатой ЭПС, 3) митохондриях, 4) хлоропластах. Функция: биосинтез белка (трансляция). ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Каким образом происходит формирование рибосом в клетках эукариот? ОТВЕТ: 1) В клетках эукариот рибосомы формируются в ядре, в области ядрышка. 2) На ДНК синтезируется рРНК, к которой затем присоединяются белки, поступившие в ядро из цитоплазмы. 3) Из рРНК и рибосомальных белков образуются субъединицы рибосом, далее они выходят из ядра в цитоплазму, и здесь завершается формирование полноценных рибосом. ПРИМЕР ЗАДАНИЯ В чем проявляется взаимосвязь и взаимозависимость митохондрий и рибосом? ОТВЕТ: 1) Функция митохондрий — синтез АТФ за счет энергии, высвобождающейся при окислении органических соединений. Данная энергия идет на синтез белка в рибосомах. 2) Белки, образованные на рибосомах входят в состав мембран митохондрий – ферменты, которые участвуют в клеточном дыхании. 3) Митохондрии содержат рибосомы 70S, которые также будут синтезировать белки митохондрий. 11) Клеточный центр (центриоли) КЦ состоит из двух центриолей (дочерняя, материнская). Каждая имеет цилиндрическую форму, стенки образованы девятью триплетами трубочек, а в середине находится однородное вещество. Центриоли расположены перпендикулярно друг к другу. Отсутствуют у высших растений! Функции: 1) Участвует в делении клетки, образуя нити веретена деления; 2) Образует цитоскелет. 12) Цитоскелет – сеть белковых нитей разной толщины, находящиеся в цитоплазме: 1. Микротрубочки (содержат тубулин), 2. микрофиламенты (содержат актин), 3. промежуточные микрофиламенты, 4. микротрабекулы. ФУНКЦИИ: 1) Входят в состав центриолей, ресничек, жгутиков; 2) Формируют межклеточные контакты; 3) Придает эукариотическим клеткам форму и упругость. 13) Органоиды передвижения состоят из микротрубочек, покрытых плазмалеммой. Жгутики – более длинные образования, совершает вращательные движения (прим.: у Эвглены зеленой) Реснички – короткие, многочисленные образования. Изгибаются волнообразно, что обеспечивает плавное и медленное передвижение клеток. (Прим.: Инфузория туфелька)
