Хроматин

1
Клеточное ядро. Биологическая роль ядра.
Цели: обобщить и изучить материал о строение и функции ядра как важнейшего
компонента эукариотической клетки; доказывать, что ядро – центр управления
жизнедеятельностью клетки.
Задачи: 1. Образовательная: обобщить и изучить материал о строение и функции
ядра как важнейшего компонента эукариотической клетки; особенности клеток эукариот;
доказывать, что ядро – центр управления жизнедеятельностью клетки; строение ядерных
пор; содержимое ядра клетки.
2. Развивающая: активизировать познавательную деятельность с
использованием технологии “ключевых слов”: кариоплазма, хроматин, хромосомы,
ядрышко (нуклеола). Развивать умения работать с тестами; анализировать и
устанавливать связи и отношения между органоидами клетки, проводить сравнения,
развивать способность к аналитическому мышлению.
3. Воспитательная: Продолжить развитие познавательного интереса у
старшеклассников к изучению строения клетки, как единице строения и функции
организмов; способствовать развитию ценностно-смысловых, общекультурных, учебнопознавательных,
информационных
компетенции;
компетенций
личностного
самосовершенствования.
Оборудование: презентация, схемы строения эукариотической клетки, карточкизадания.
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Актуализация опорных знаний.
Учитель
Вспомним:
- Основные компоненты клетки.
- Какие органоиды клетки мы
рассмотрели? (слайд №1).
Рассматривая схему (слайд №2) - - - Скажите, пожалуйста, что же нам
осталось рассмотреть.
Учащиеся
1) плазмолемма, 2) цитоплазма, 3) ядро
Мембрану клетки, немемранные, мембранные и
двухмембранные органоиды. Учащиеся называют
органеллы клетки. (спрашивать по столбцам).
Учащиеся отвечают: ядро
2
Т.о. тема нашего урока “Строение и функции ядра”.
III. Объяснение нового материала.
- Какие органеллы изображены на слайде №4? (Митохондрии, хлоропласты).
- Почему их считают полуавтономными структурами клетки? (Содержат
собственную ДНК, рибосомы, могут синтезировать собственные белки).
- Где ещё содержится ДНК? (В ядре).
Т.о. процессы жизнедеятельности клетки будут зависеть от ядра. Давайте попробуем
это доказать.
Посмотреть фрагмент фильма “Клеточное ядро”. (Слайд № 5).
- Ядро обнаружил в клетке английский ботаник Р.Броун в 1831 году.
Сделать вывод. Ядро наиболее важный компонент эукариотической клетки.
Ядро чаще всего расположено в центре клетки, и только у растительных клеток с
центральной вакуолью - в пристеночной протоплазме. Оно может быть различной
формы:
 сферическим;
 яйцевидным;
 чечевицеобразным;
 сегментированным (редко);
 вытянутым в длину;
 веретеновидным, а также иной формы.
Диаметр ядра варьирует в пределах от 0,5 мкм (у грибов) до 500 мкм (в некоторых
яйцеклетках), в большинстве случаев он меньше 5 мкм.
Большинство клеток имеют одно ядро, но есть клетки и организмы, содержащие 2 и
более ядер.
Давайте вспомним. (Клетки печени, клетки поперечно – полосатой мышечной
ткани). Слайд № 6.
Из организмов: гриб - мукор – несколько сотен, инфузория - туфелька имеет два
ядра. Слайд №7.
3
Клетки, не имеющие ядер: ситовидные трубки флоэмы высших растений и зрелых
эритроцитов млекопитающих. (Слайд №8).
Посмотреть фрагмент фильма “Строение ядра” (слайд №9, 58 сек.)
1.
Сформулировать функции ядра.
2.
Рассмотреть строение ядерной мембраны и её функции.
3.
Взаимосвязь ядра и цитоплазмы.
4.
Содержимое ядра.
Ядро в клетке различимо только в интерфазе (интерфазное ядро) — период между
ее делениями.
Функции: (слайд № 10)
1. Хранит генетическую информацию, заключенную в ДНК, и передает ее дочерним
клеткам в процессе клеточного деления.
2. Контролирует жизнедеятельность клетки. Регулирует процессы обмена веществ,
протекающих в клетке.
Рассматриваем рис. “Строение ядра” (слайд 11)
Составляем схему: учащиеся составляют самостоятельно, проверка слайд 12.
Рассмотрим ядерную оболочку (слайд 13)
Ядерная оболочка состоит из наружной и внутренней мембран. Оболочка
пронизана ядерными порами. Делаем вывод, что ядро двухмембранная структура
клетки.
Строение и функции ядерной мембраны:
- Отделяет ядро от цитоплазмы клетки;
- Наружная оболочка переходит в ЭПС и несет рибосомы, может образовывать
выпячивания.
- Ядерная пластинка (ламина) подстилает внутреннюю мембрану, принимает
участие в фиксации хроматина – к ней могут прикрепляться концевые и другие участки
хромосом.
- Перинуклеарное пространство – пространство между мембранами.
- Поры осуществляют избирательный транспорт веществ из ядра в цитоплазму и из
цитоплазмы в ядро. Число пор непостоянно и зависит от размеров ядер и их
функциональной активности.
4
Транспорт веществ через поры (слайд 15).
Из цитоплазмы в ядро
Крупные молекулы белков, жиры,
углеводы, АТФ, вода, ионы.
Из ядра в цитоплазму
Молекулы иРНК, тРНК, белки, субъединицы
рибосом, комплексы РНК с белками.
Пассивный транспорт: молекулы сахаров, ионы солей.
Активный и избирательный транспорт: белки, субъединицы рибосом, РНК.
Делаем вывод: функция ядерной оболочки регуляция транспорта веществ из
ядра в цитоплазму и из цитоплазмы в ядро.
Содержимое ядра (слайд18,19,20).
Ядерный сок (нуклеоплазма, или кариоплазма, кариолимфа) — это
бесструктурная масса, окружающая хроматин (хромосомы) и ядрышки. Похожа на
цитозоль (гиалоплазму) цитоплазмы. Содержит различные РНК и белки-ферменты, в
отличие от гиалоплазмы содержит большую концентрацию ионов Na, + K+, Cl-; меньшим
содержанием SO42-.
Функции нуклеоплазмы:
 заполняет пространство между ядерными структурами;
 участвует в транспорте веществ из ядра в цитоплазму и из цитоплазмы в ядро;
 регулирует синтез ДНК при репликации, синтез иРНК при транскрипции
Хроматин имеет вид глыбок, гранул и нитей (слайд 20,21).
Химический состав хроматина: 1) ДНК (30–45%), 2) гистоновые белки (30–50%), 3)
негистоновые
белки
(4–33%),
следовательно,
хроматин
является
дезоксирибонуклеопротеидным комплексом (ДНП).
Хроматин — форма существования генетического материала в интерфазных
клетках. В делящейся клетке нити ДНК спирализуются (конденсация хроматина),
образуя хромосомы.
Хромосомы ядра составляют его хромосомный набор — кариотип.
Функции хроматина:
 Содержит генетический материал — ДНК, состоящую из генов, несущих
наследственную информацию;
 Осуществляет синтез ДНК (при удвоении хромосом в S-период клеточного цикла),
иРНК (транскрипция при биосинтезе белка);
 Регулирует синтез, белков и контролирует жизнедеятельность клетки;
 Гистоновые белки обеспечивают конденсацию хроматина.

Хроматин
Гетерохроматин
—
генетически
неактивные участки хроматина.
Гетерохроматин
под
световым
микроскопом имеет вид глыбок или гранул,
интенсивно окрашивается и представляет
собой конденсированные (спирализованные,
Эухроматин — генетически активные
участки хроматина
Эухроматин
при
световой
микроскопии
не
различим,
слабо
окрашивается и представляет собой
деконденсированные (деспирализованные,
5
уплотненные) участки хроматина.
раскрученные) участки хроматина.
Ядрышко. В ядре одно или несколько ядрышек. У них округлая структура (слайд 22,
23)
Оно содержит: белок - 70-80% (определяет высокую плотность), РНК - 5-14%, ДНК
– 2-12%.
Ядрышко — несамостоятельная структура ядра. Оно образуется на участке
хромосомы, несущем гены рРНК. Такие участки хромосом называются ядрышковыми
организаторами. В образовании ядрышка клетки человека участвуют петли десяти
отдельных хромосом, содержащие гены рРНК (ядрышковые организаторы). В ядрышках
синтезируется рРНК, которая вместе с поступившим из цитоплазмы белком образует
субъединицы рибосом.
Вторичная перетяжка – ядрышковый организатор, содержит гены рРНК, имеется у
одной – двух хромосом в геноме.
Завершается сборка рибосом в цитоплазме. Во время деления клетки ядрышко
распадается, а в телофазе вновь формируется.
Функции ядрышка:
Синтез рРНК и сборка субъединиц рибосом (завершается сборка рибосом из
субъединиц в цитоплазме после их выхода из ядра);
Подводим итог:
Клеточное ядро - центр управления жизнедеятельностью клетки.
1. Ядро —> хроматин (ДНП) —> хромосомы —> молекула ДНК —> участок ДНК –
ген хранит и передаёт наследственную информацию.
2. Ядро находится в постоянном и тесном взаимодействии с цитоплазмой, в нём
синтезируются молекулы иРНК, которые переносят информацию от ДНК к месту
синтеза белка в цитоплазме на рибосомах. Однако само ядро также испытывает влияние
цитоплазмы, т. к. синтезируемые в ней ферменты поступают в ядро и необходимы для
его нормального функционирования.
3. Ядро контролирует синтез всех белков в клетке и через них – все физиологические
процессы в клетке
Еще в конце прошлого века было доказано, что лишенные ядра фрагменты,
отрезанные от амебы или инфузории, через более или менее короткое время погибают.
Для того чтобы выяснить роль ядра, можно удалить его из клетки и наблюдать
последствия такой операции. Если с помощью микроиглы удалить ядро у
6
одноклеточного животного — амебы, то клетка продолжает жить и двигаться, но не
может расти и через несколько дней погибает. Следовательно, ядро необходимо для
метаболических процессов (в первую очередь — для синтеза нуклеиновых кислот и
белков), обеспечивающих рост и размножение клеток.
Можно возразить, что к гибели приводит не утрата ядра, а сама операция. Для того
чтобы выяснить это, необходимо поставить опыт с контролем, т. е. подвергнуть две
группы амеб одной и той же операции, с той разницей, что в одном случае ядро
действительно удаляют, а в другом в амебу вводят микроиглу, передвигают ее в клетке
подобно тому, как это делается при удалении ядра, и выводят, оставив ядро в клетке; это
называется “мнимой” операцией. После такой процедуры амебы оправляются, растут и
делятся; это показывает, что гибель амеб первой группы вызывалась не операцией как
таковой, а именно удалением ядра.
Ацетабулярия представляет собой одноклеточный организм, гигантскую
одноядерную клетку, имеющую сложное строение (слайд 26).
Состоит из ризоида с ядром, стебелька и зонтика (шапочки).
Ампутация ножки (ризоида), которая содержит единственное клеточное ядро
растения. Образуется новый ризоид, который, однако, не имеет ядра. Клетка может
выжить в благоприятных условиях несколько месяцев, но уже не способна к
размножению.
Энуклеированное (лишённое ядра) растение способно восстановить утраченные
части: зонтик, ризоид: всё, за исключением ядра. Такие растения погибают через
несколько месяцев. Напротив, части этого одноклеточного растения с ядром способны
неоднократно восстанавливаться после повреждения.
IV. Закрепление:
Выполнить тест (комментировать ответ, слайды 27-37).
1. Какие клетки человека в процессе развития теряют ядро, но в течение
длительного времени продолжают выполнять свои функции?
а) нервные клетки
б) клетки внутреннего слоя кожи
в) эритроциты +
г) поперечно-полосатые мышечные волокна
(Клетки эритроцитов. Молодые имеют ядро, зрелые его теряют, продолжают
функционировать 120 дней).
2. Главная генетическая информация организма хранится в:
а) ядре +
г) рибосомах
б) ядрышке
д) центриолях
в) клеточном центре
е) аппарате Гольджи
7
3. Функцией ядрышка является образование:
а) лизосом
г) митохондрий
б) хромосом
д) центриолей
в) рибосом +
е) ком. Гольджи
(В ядрышке синтезируется рРНК, которая вместе с белком, поступающим из
цитоплазмы, формирует рибосомы).
4. Белки, входящие в состав хромосом, называются:
а) пистоны
в) кингстоны
б) гистоны +
г) ливингстоны
(Гистоновые белки обеспечивают конденсацию хроматина).
5. Поры в оболочке ядра:
а) имеют диаметр около 0,1 нм
б) имеют диаметр около 100 нм +
в) отсутствуют
г) то возникают, то исчезают
(Поры образованы белковыми структурами, через них пассивно и избирательно
происходит связь ядра и цитоплазмы).
6. Что правильно?
а) в процессе деления клетки ядрышки в ядре исчезают +
б) хромосомы состоят только из ДНК
в) в клетках растений ядро оттесняет вакуоль к стенке
г) белки гистоны устраняют нарушения в ДНК
(Ядрышко — несамостоятельная структура ядра. Оно образуется на участке
хромосомы, несущем гены рРНК. Такие участки хромосом называются ядрышковыми
организаторами. Перед делением ядрышко исчезает, а затем образуется вновь).
7. Главная функция ядра: (2 ответа)
а) управление внутриклеточным обменом веществ +
б) изоляции ДНК от цитоплазмы
в) хранении генетической информации +
г) объединении хромосом перед спирализацией
(В ядре находится ДНК, которая хранит и передаёт генетическую информацию,
через иРНК, на рибосомах происходит синтез белка, осуществляется обмен веществ
между ядром и цитоплазмой)
Выбрать три ответа.
8. Укажите структуры клетки эукариот, в которых локализованы молекулы ДНК.
А) цитоплазма
Г) рибосомы
Б) ядро +
Д) хлоропласты +
В) митохондрии +
Е) лизосомы
8
(Полуавтономные органоиды клетки митохондрии и хлоропласты. Ядро, которое
контролирует все процессы жизнедеятельности в клетке).
9. Ядрышки состоят из:
а) белков +
г) ДНК +
б) жиров
д) РНК +
в) углеводов
е) субъединиц рибосом
(белок - 70-80% (определяет высокую плотность), РНК - 5-14%, ДНК – 2-12%).
10. Что правильно?
а) ядрышки — это “мастерские” по производству лизосом
б) внешняя мембрана покрыта множеством рибосом +
в) репликацией называют процесс самокопирования ДНК +
г) рибосомная РНК образуется в ядрышках +
Дать ответ на вопрос.
Каково строение и функции оболочки ядра?
Элементы ответа.
1) 1. Ограничивает содержимое ядра от цитоплазмы
2) 2. Состоит из наружной и внутренней мембран, сходных по строению с
плазматической мембраной. На внешней мембране - рибосомы, переходит в ЭПС.
3) 3. Имеет многочисленные поры, через которые происходит обмен веществами
между ядром и цитоплазмой.
V. Домашнее задание.