Цитоплазма. Биология 10 класс Захаров

  • ГДЗ
  • 1 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Информатика
    • Природоведение
    • Основы здоровья
    • Музыка
    • Литература
    • Окружающий мир
    • Человек и мир
  • 2 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Белорусский язык
    • Украинский язык
    • Информатика
    • Природоведение
    • Основы здоровья
    • Музыка
    • Литература
    • Окружающий мир
    • Человек и мир
    • Технология
  • 3 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Белорусский язык
    • Украинский язык
    • Информатика
    • Музыка
    • Литература
    • Окружающий мир
    • Человек и мир
    • Испанский язык
  • 4 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Белорусский язык
    • Украинский язык
    • Информатика
    • Основы здоровья

resheba.me

3. Строение клетки. Клеточные органоиды

Ядрышко представляет собой плотное округлое тело внутри ядра. Обычно в ядре клетки бывает от одного до семи ядрышек. Они хорошо видны между делениями клетки, а во время деления — разрушаются.
 
Функция ядрышек — синтез РНК и белков, из которых формируются особые органоиды —
рибосомы
.
Рибосомы участвуют в биосинтезе белка. В цитоплазме рибосомы чаще всего расположены на шероховатой эндоплазматической сети. Реже они свободно взвешены в цитоплазме клетки.

  

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) участвует в синтезе белков клетки и транспортировке веществ внутри клетки.

 

Значительная часть синтезируемых клеткой веществ (белков, жиров, углеводов) не расходуется сразу, а по каналам ЭПС поступает для хранения в особые полости, уложенные своеобразными стопками, “цистернами”, и отграниченные от цитоплазмы мембраной. Эти полости получили название аппарат (комплекс) Гольджи. Чаще всего цистерны аппарата Гольджи расположены вблизи от ядра клетки.
Аппарат Гольджи
принимает участие в преобразовании белков клетки и синтезирует лизосомы — пищеварительные органеллы клетки.
Лизосомы представляют собой пищеварительные ферменты, “упаковываются” в мембранные пузырьки, отпочковываются и разносятся по цитоплазме.
В комплексе Гольджи также накапливаются вещества, которые клетка синтезирует для нужд всего организма и которые выводятся из клетки наружу.

 

Митохондрии — энергетические органоиды клеток. Они преобразуют питательные вещества в энергию (АТФ), участвуют в дыхании клетки.

Митохондрии покрыты двумя мембранами: наружная мембрана гладкая, а внутренняя имеет многочисленные складки и выступы — кристы.

 

 

В мембрану крист встроены ферменты, синтезирующие за счет энергии питательных веществ, поглощенных клеткой, молекулы аденозинтрифосфата (АТФ).

АТФ — это универсальный источник энергии для всех процессов, происходящих в клетке.
Количество митохондрий в клетках различных живых существ и тканей неодинаково.
Например, в сперматозоидах может быть всего одна митохондрия. Зато в клетках тканей, где велики энергетические затраты (в клетках летательных мышц у птиц, в клетках печени), этих органоидов бывает до нескольких тысяч.
Митохондрии имеют собственную ДНК и могут самостоятельно размножаться (перед делением клетки число митохондрий в ней возрастает так, чтобы их хватило на две клетки).
Митохондрии содержатся во всех эукариотических клетках, а вот в прокариотических клетках их нет. Этот факт, а также наличие в митохондриях ДНК позволило ученым выдвинуть гипотезу о том, что предки митохондрий когда то были свободноживущими существами, напоминающими бактерии. Со временем они поселились в клетках других организмов, возможно, паразитируя в них. А затем за многие миллионы лет превратились в важнейшие органоиды, без которых ни одна эукариотическая клетка не может существовать.

Плазматическая мембрана

www.yaklass.ru

Строение клетки. Митохондрии. Пластиды. Органоиды движения

  • ГДЗ
  • 1 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Информатика
    • Природоведение
    • Основы здоровья
    • Музыка
    • Литература
    • Окружающий мир
    • Человек и мир
  • 2 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Белорусский язык
    • Украинский язык
    • Информатика
    • Природоведение
    • Основы здоровья
    • Музыка
    • Литература
    • Окружающий мир
    • Человек и мир
    • Технология
  • 3 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Белорусский язык
    • Украинский язык
    • Информатика
    • Музыка
    • Литература
    • Окружающий мир
    • Человек и мир
    • Испанский язык
  • 4 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Белорусский язык
    • Украинский язык
    • Информатика
    • Основы здоровья

resheba.me

в каких органоидах клеток эукариот находятся молекулы ДНК?

в митохондриях, ядрах

В ядре и в митохондриях….

в ядре, в митохондриях, для растений — в пластидах

Основной генетический материал прокариот (от греч. про – до и карион – ядро) находится в цитоплазме в виде кольцевой молекулы ДНК. Эта молекула (нуклеоид) не окружена ядерной оболочкой Эукариоты в отличие от прокариот, имеют оформленное ядро, окруженное ядерной оболочкой – двуслойной мембраной. Молекулы ДНК, обнаруживаемые в ядре, незамкнуты (линейные молекулы) . Кроме ядра часть генетической информации содержится в ДНК митохондрий и хлоропластов. В отличие от прокариот, представленных одиночными организмами и колониальными формами, эукариоты могут быть одноклеточными (например, амеба) , колониальными (вольвокс) и многоклеточными организмами. Их делят на три больших царства: Животные, Растения и Грибы.

touch.otvet.mail.ru

Глава 5. Строение и функции клеток

Что такое органоиды клетки?

Органоиды — это постоянно присутствующие в цитоплазме, специализированные для выполнения определенных функций структуры.

По принципу строения органоиды разделяют на мембранные — наружная мембрана, эндоплазматическая сеть, митохондрии, пластиды, лизосомы, аппарат Гольджи и немембранные — реснички, жгутики, центриоли.

На чем основано деление всех организмов на две группы — прокариот и эукариот?

Основным признаком, позволяющим разделить организмы на эти две группы, является наличие или отсутствие оформленного ядра.

У прокариот ядро отсутствует, и генетический материал, представленный кольцевидной молекулой ДНК, свободно лежит в цитоплазме.

У эукариот ядро имеется, и генетический материал окружен двойной ядерной мембраной. Основные различия этих групп организмов представлены в таблице на с. 6-7.

Какие организмы относятся к прокариотам?

Опишите строение бактериальной клетки.

К прокариотам относятся бактерии и цианеи (сине-зеленые водоросли).

Строение бактериальной клетки значительно проще организации клетки эукариотической. Большинство бактерий имеют клеточную стенку из муреина (кроме микоплазм), под которой лежит плазматическая мембрана. Особые выросты плазмолеммы бактерий — мезосомы — представляют собой примитивные органеллы, участвующие в процессах клеточного дыхания. У фотосинтезирующих бактерий в складках и впячиваниях плазматической мембраны находятся фотосинтетические пигменты, на которых идут процессы фотосинтеза. Бактериальная клетка лишена эндоплазматической сети, рибосомы свободно лежит в цитоплазме. Генетический материал не организован в виде ядра, а представлен свободно расположенной в цитоплазме кольцевой молекулой ДНК.

По своей форме бактериальные клетки могут быть шаровидными — кокки, вытянутыми — палочки, или бациллы, и извитыми – спириллы.

Как размножаются бактерии?

Бактериальные клетки размножаются делением надвое. После удвоения кольцевой хромосомы и удлинения клетки постепенно образуется поперечная перегородка. Затем дочерние клетки расходятся или остаются связанными в характерные группы — цепочки, пакеты. Иногда размножению у бактерий предшествует половой процесс — конъюгация, цель которого заключается в образовании новых комбинаций генов в бактериальной хромосоме. В ходе конъюгации бактерия-донор отдает часть своего генетического материала бактерии-реципиенту. После этого клетка-донор погибает, а клетка-реципиент делится надвое.

В чем сущность процесса спорообразования у бактерий?

В неблагоприятных условиях среды многие прокариоты образуют споры. Спорообразование выражается в выделении нее большого участка цитоплазмы, содержащего кольцевидную хромосому, и окружений его толстой многослойной капсулой. Метаболизм внутри споры практически прекращается, спора обызвествляется. В сухом состоянии споры могут сохранять свою жизнеспособность сотни и тысячи лет. Попадая в благоприятные условия, спора «прорастает» и дает начало полноценной активной прокариотической клетке.

Какими основными чертами строения характеризуется эукариотическая клетка?

Основной чертой эукариотической клетки является то, что ее генетический материал окружен оболочкой, состоящей из двух мембран, т. е. наличием ядра. Эукариотической клетке присущи внутренние мембраны и цитоскелет, образованный системой микротрубочек и белковых волокон. Помимо этого, клетки эукариот имеют ряд принципиальных отличий от клеток прокариот (см. таблицу на с. 6-7).

Какие структуры клетки называют включениями? Приведите примеры.

Включениями называют непостоянные структуры цитоплазмы, которые, в отличие от органоидов, то возникают, то исчезают в процессе жизнедеятельности клетки. Чаще всего они выполняют роль резерва питательных веществ или являются продуктами жизнедеятельности структур клетки. Плотные включения называют гранулами (зерна крахмала или гликогена). Бывают и жидкие включения (капли жира).

Что лежит в основе структурной организации клетки?

Клетке присущ мембранный принцип строения. Это означает, что клетка состоит в основном из мембран, имеющих сходное строение, представленное бимолекулярным слоем фосфолипидов, в который на разную глубину с обеих сторон погружены разнообразные белковые молекулы.

Как устроены мембраны клетки?

 Биологическая мембрана представляет собой бимолекулярный слой фосфолипидов, в который на разную глубину с наружной и внутренней стороны погружены разнообразные белковые молекулы. Толщина такой мембраны около 7,5 им. Некоторые молекулы белка пронизывают мембрану насквозь, образуя каналы — поры мембраны. Все клеточные мембраны имеют единый план строения и отличаются друг от друга только по составу входящих в них белков – ферментов, рецепторов и др.

Какие функции выполняет наружная цитоплазматическая мембрана?

1. Барьерная. Наружная цитоплазматическая мембрана отделяет содержимое клетки от окружающей среды.

2. Транспортная. Через клеточную мембрану идет активный и пассивный перенос веществ н клетку и из нее.

З. Структурная. Наружная клеточная мембрана в многоклеточном организме обеспечивает контакт между лежащими рядом клетками. Является неотъемлемой и организующей частью всех клеток.

4. Рецепторная. На наружной поверхности мембраны расположены рецепторы гликопротеидной природы.

Какими путями осуществляется обмен веществ между клеткой и окружающей средой? Что такое пиноцитоз? Что такое фагоцитоз?

Перенос веществ через полупроницаемую клеточную мембрану может осуществляться как за счет пассивного, так и за счет активного транспорта. Пассивный транспорт представляет собой простую диффузию, проходящую по градиенту концентрации; идет без затрат энергии. Таким образом, в клетку могут попадать вещества с очень незначительной молекулярной массой. Это молекулы воды, отдельные катионы и анионы. Активный транспорт идет с затратой энергии и происходит посредством проникновения молекул и ионов через белковые поры клеточной мембраны. Например, катионы Na` и К. Помимо этих путей крупные частицы могут поглощаться клеткой путем фаго- и пиноцитоза. В клеточной мембране образуется выпячивание, края которого смыкаются, захватывая жидкость в случае линоцитоза, или твердую частицу при фагоцитозе. Оба этих процесса также идут с затратами энергии.

Перечислите органоиды клетки и укажите их функции.

Органоиды — постоянно присутствующие в цитоплазме, специализированные для выполнения определенных функций структуры. По принципу организации выделяют мембранные и немембранные органоиды клетки.

Мембранные органоиды клетки

1. Эндоплазматическая сеть (ЭПСС система внутренних мембран цитоплазмы, образующих крупные полости — цистерны и многочисленные канальцы; занимает центральное положение в клетке, вокруг ядра. ЭПС составляет до 50% объема цитоплазмы. Каналы ЭПС связывают все органоиды цитоплазмы и открываются в перинуклеарное пространство ядерной оболочки. Таким образом, ЭПС представляет собой внутриклеточную циркуляционную систему.

Различают два видя мембран эндоплазматической сети — гладкую и шероховатую (гранулярную). Однако необходимо понимать, что они являются частью одной непрерывной эндоплазматической сети. На гранулярных мембранах расположены рибосомы, здесь идет синтез белка. На гладких мембранах упорядоченно расположены ферментные системы, участвующие в синтезе жиров и углеводов.

2. Аппарат Гольджи представляет собой систему цистерн, канальцев и пузырьков, образованных гладкими мембранами. Эта структура расположена на периферии клетки по отношению к ЭПС. На мембранах аппарата Гольджи упорядоченно расположены ферментные системы, участвующие и образовании более сложных органических соединений из белков, жиров и углеводов, синтезированных в ЭПС. Здесь происходит сборка мембран, образование лизосом. Мембраны аппарата Гольджи обеспечивают накопление, концентрацию и упаковку секрета, выделяемого из клетки.

3. Лизосомы – мембранные органоиды, содержащие до 40 протеолитических ферментов, способных расщеплять органические молекулы. Лизосомы участвуют в процессах внутриклеточного пищеварения и апоптоза (запрограммированной гибели клетки).

4. Митохондрии — энергетические станции клетки. Двухмембранные органоиды, имеющие гладкую наружную и внутреннюю мембрану, образующую кристы — гребни. На внутренней поверхности внутренней мембраны упорядоченно расположены ферментные системы, участвующие в синтезе АТФ. В митохондриях находится кольцевая молекула ДНК, сходная по строению с хромосомой прокариот. Имеется много мелких рибосом, на которых идет частично независимый от ядра синтез белков. Однако генов, заключенных в кольцевидной молекуле ДНК, недостаточно для обеспечения всех аспектов жизнедеятельности митохондрий, и они являются полуавтономными структурами цитоплазмы. Увеличение их числя происходит за счет деления, чему предшествует удвоение кольцевой молекулы ДНК.

5. Пластиды — органоиды, характерные для растительных клеток.

Существуют лейкопласты — бесцветные пластиды, хромопласты, имеющие красно-оранжевую окраску, и хлоропласты — зеленые пластиды. Все они обладают единым планом строения и образованы двумя мембранами: наружной (гладкой) и внутренней, образующей перегородки тилакоиды стромы. На тилакоидах стромы расположены граны, состоящие из уплощенных мембранных пузырьков — тилакоидов граны, уложенных один на другой по типу монетных столбиков. Внутри тилакоидов граны находится хлорофилл. Световая фаза фотосинтеза проходит именно здесь — в гранах, а реакции темновой фазы — в строме. В пластидах имеется кольцевидная молекула ДНК, сходная по строению с хромосомой прокариот, и много мелких рибосом, на которых идет частично независимый от ядра синтез белков. Пластиды могут переходить из одного вида в другой (хлоропласты в хромопласты и лейкопласты), они являются полуавтономными органоидами клетки. Увеличение числа пластид идет за счет их деления надвое и почкования, которым предшествует ре. дупликация кольцевой молекулы ДНК.

Немембранные органоиды клетки

1. Рибосомы — округлые образования из двух субъединиц, состоящие на 50% и из РНК и 50% из белков. Субъединицы образуются в ядре, в ядрышке, а в цитоплазме в присутствии ионов Са* объединяются в целостные структуры. В цитоплазме рибосомы расположены на мембранах эндоплазматической сети (гранулярная ЭПС) или свободно. В активном центре рибосом происходит процесс трансляции (подбор антикодонов тРНК к кодонам нРНК). Рибосомы, перемещаясь по молекуле иРНК с одного конца на другой, последовательно делают доступными кодоны иРНК для контакта с антикодонами тРНК.

2. Центриоли (клеточный центр) представляют собой цилиндрические тельца, стенкой которых являются 9 триад белковых микротрубочек. В клеточном центре центриоли расположены под прямым углом друг к другу. Они способны к самовоспроизведению по принципу самосборки. Самосборка — образование при помощи ферментов структур, подобных существующим. Центриоли принимают участие в образовании нитей веретена деления. Обеспечивают процесс расхождения хромосом во время деления клеток.

З. Жгутики и реснички — органоиды движения; они имеют единый план Строения — наружная часть жгутика обращена в окружающую среду и покрыта участком цитоплазматической мембраны. Они представляют собой цилиндр: его стенкой являются 9 пар белковых микротрубочек, и в центре расположены две осевые микротрубочки. В основании жгутика, расположенного в эктоплазме – цитоплазме, лежащей непосредственно под клеточной мембраной, к каждой паре микротрубочек добавляется еще одна короткая микротрубочка. В результате образуется базальное тельце, состоящее из девяти триад микротрубочек.

4. Цитоскелет представлен системой белковых волокон и микротрубочек. Обеспечивает поддержание и изменение формы тела клетки, образование псевдоподий. Отвечает за амебоидное движение, образует внутренний каркас клетки, обеспечивает передвижение клеточных структур по цитоплазме.

В чем различие между гладкими и шероховатыми мембранами эндоплазматической сети?

Эндоплазматическая сеть представляет собой внутриклеточную циркуляционную систему. Различают два вида мембран эндоплазматической сети — гладкую и шероховатую (гранулярную). Однако необходимо понимать, что все они являются частью одной непрерывной эндоплазматической сети. На шероховатых мембранах расположены рибосомы здесь идет синтез белка. На гладких мембранах упорядоченно расположены ферментные системы, участвующие в синтезе жиров и углеводов.

Какие органоиды клетки содержат ДНК и способны к самовоспроизведению?

Полуавтономными органоидами клетки, содержащими ДНК и способными к самовоспроизведению, являются митохондрии и пластиды (см. вопрос 7, п. 4, 5).

Опишите строение ядра эукариотической клетки.

Ядро — важнейшая составная часть клетки; выполняет функции хранения и воспроизведения генетической информации, регулирует процессы обмена веществ в клетке. Ядро окружено ядерной оболочкой, которая состоит из двух мембран, имеющих типичное строение. Содержимое ядра подразделяют па ядерный сок, хроматин и ядрышко. Ядерная оболочка имеет две мембраны — наружную грануляционную и внутреннюю гладкую и является частью внутренней мембранной сети клетки. В перинуклеарное пространство — пространство между двумя мембранами ядерной оболочки, грануляционной и гладкой,- открываются каналы ЭПС. Ядерная оболочка имеет поры диаметром до 80 нм, которые способны к избирательной проницаемости. Транспорт веществ через ядерную оболочку осуществляется по каналам ЭПС, через поры ядерной оболочки, путем образования вакуоли и отшнуровывания ядерной оболочки. При развитии клетки ядерная оболочка образуется после завершения делении хромосом.

Кариоплазма — жидкая фаза ядра, в которой в растворенном виде находятся продукты жизнедеятельности ядерных структур: все виды РНК, рибосомальные белки, нуклеотиды, ферменты ядра, ионы.

Что такое ядрышко?

Ядрышко — участок ядра, несущий наследственную информацию о структуре рибосомальной РНК и скопление рибосомальной РНК и рибосом на разных этапах формирования.

Как осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой?

Обмен веществ осуществляется через ядерную оболочку:

1) по каналам ЭПС;

2) через поры ядерной оболочки;

3) путем отшнуровывания выпячиваний и выростов ядерной оболочки.

Ядерная оболочка образуется после завершения деления хромосом в телофазе из прилегающих мембран ЭПС.

Что такое хроматин?

Хроматин — наследственный материал клетки. Хроматин, видимый в микроскоп как глыбки и гранулы, представляет собой в разной степени спирализованные участки хромосом и называется гетерохроматином. Гетерохроматин в генетическом плане не активен. Генетически активный хроматин полностью деспирализован и не видев даже в электронный микроскоп. Генетически активный хроматин называют эухроматином.

Как устроены и из чего состоят хромосомы?

В делящейся клетке наследственный материал компактно упакован. Вследствие спирализации ДНК во время деления клетки наследственный материал Становится виден в световой микроскоп как палочковидные тела — хромосомы.

Хромосомы имеют плечи и первичную перетяжку — центромеру. До удвоения ДНК хромосома образована одной молекулой ДНК, а после редупликации включает две молекулы ДНК – хроматиды, связанные в области центромеры. Форма хромосом зависит от первичной перетяжки, к области которой во время деления клетки прикрепляются нити веретена деления. Центромера делит хромосому на 2 плеча. Выделяют 3 основных типа хромосом:

1) равноплечие — с плечами равной или почти равной длины;

2) неравноплечие — с плечами разной длины;

3) палочковидные — с одним длинным, я другим очень коротким плечом.

Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку — участок меньшей .спирализации хромосомного материала, соответствующий положению в ней ядрышкового организма.

Как соотносится число хромосом в соматических и половых клетках?

В соматических клетках каждая хромосома имеет пару и такой хромосомный набор называется двойным или диплоидным.

Половые клетки всегда содержат вдвое меньше хромосом, чем соматические клетки данного вида организма (гаплоидный набор). При слиянии двух половых клеток происходит восстановление двойного набора хромосом, присущие данному виду.

Какие хромосомы называются гомологичными?

Хромосомы, одинаковые по форме и размеру и несущие одинаковые гены, называются гомологичными. Одна из таких хромосом достается организму от отца, другая — от матери.

Что такое кариотип? Дайте определение.

Совокупность качественных и количественных признаков хромосомного набора в соматической клетке называется Кариотипом. Кариотип является видовым признаком, одинаковым у всех представителей данного вида. Например, у человека 46 хромосом, у дрозофилы — 8 и т. д.

Какой хромосомный набор называют гаплоидным? диплоидным?

Присущий соматической клетке хромосомный набор, в котором каждая хромосома имеет себе пару, носит название двойного или диплоидного и обозначается как 2л. Количество ДНК, соответствующее двойному набору хромосом, обозначают как 2с. Так как из каждой пары гомологичных хромосом в половые клетки попадает только одна, то хромосомный набор половых клеток называют гаплоидным, т.е. одинарным и обозначают как 1n1c.

Вспомните строение хромосомы бактерий и сформулируйте ее отличия от хромосом эукариот.

Хромосома прокариотической клетки имеет кольцевое строение, свободно расположена в цитоплазме и не отграничена ядерной оболочкой. Она одна, не имеет ядрышка, центромеры, вторичной перетяжки и вследствие этого характерных морфологических типов строения, свойственных хромосомам эукариотической клетки.

Что такое жизненный цикл клетки?

Жизненным циклом клетки называется совокупность событий от момента ее возникновении до гибели или последующего деления.

Дайте определение митотического цикла клетки.

Митотический цикл — совокупность процессов, протекающих в клетке во время подготовки ее к делению и на протяжении митоза. Он включает в себя интерфазу и митоз.

Интерфаза – период подготовки клетки к делению, включает три этапа.

1. Пресинтетический, или постмитотический (G1). Продолжительность 6-8 часов, формула клетки 2п2с. Идет активный синтез РНК, белков, необходимых для процесса редупликации ДНК. Клетка увеличивается в размерах, возрастает количество органоидов.

2. Синтетический — 8-период. Продолжительность — 8-12 часов. Идет редупликация ДНК; этот процесс начинается сразу во многих точках, в каждой из хромосом. К концу периода количество ДНК в каждой из хромосом удваивается. Формула клетки 2п4с.

З. Постсинтетический, или премитотический (G2) период. Продолжительность 4-6 часов. Идет интенсивный синтез РНК и белков, необходимых для обеспечения процессов митоза. Завершается рост клетки, удваивается клеточный центр.

Митоз — непрямое деление клетки, состоит из четырех фаз — профазы, анафазы, метафазы и телофазы.

Расскажите, как осуществляется синтез ДНК.

Молекула ДНК полностью раскручивается — деспирализуется, водородные связи, соединяющие комплементарно связанные полинуклеотидные цепи, разрываются и каждая из них становится матрицей для синтеза новых цепей.

В процессе синтеза ДНК принимает участие целая группа ферментов. Одним из важнейших является ДНК-полимераза. Удвоение ДНК происходит по принципу комплементарности и осуществляется с очень высокой точностью — новые молекулы абсолютно идентичны старой, и каждая из них состоит из одной старой и второй вновь синтезированной полинуклеотидных цепей. Без этого были бы невозможны сохранение и передача генетической информации по наследству, которая обеспечивает развитие присущих организму признаков. Возникшие под воздействием внешних факторов изменения структуры молекулы ДНК устраняются при помощи специальных ферментов. Таким образом, постоянство наследственной информации обеспечивается матричным синтезом ДНК и восстановлением поврежденных участков молекулы посредством ферментов. В результате удвоения ДНК в ходе процессов митотического цикла в каждой хромосоме оказывается вдвое больше молекул ДНК, чем было, а число хромосом не меняется. Формула клетки становится 2п4с.

Опишите митоз.

Митоз — непрямое деление клетки, в результате которого образуются две дочерние клетки с таким же набором хромосом, как в материнской. Митоз состоит из четырех фаз – профазы, метафазы, анафазы и телофазы.

1. Профаза. Формула клетки 2п4с. Идет спирализация ДНК, хромосомы становятся видны как длинные тонкие нити. Клеточный центр заканчивает деление, и группы по две центриоли начиняют движение к полюсам клетки, между ними формируется веретено деления. Спирализация хромосом усиливается, они укорачиваются и утолщаются. Ядерная оболочка распадается на фрагменты. Хромосомы свободно лежат в цитоплазме.

2. Метафаза. Формула клетки 2rz4г.

Спирализация хромосом достигает максимума они укорочены и утолщены. В микроскоп становится видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных в области центромеры. Хромосомы выстраиваются по экватору клетки. В плоскости экватора лежат центромеры хромосом, к ним прикрепляются нити веретена деления, которые, будучи связанными с хромосомами, называются хромосомными, а не связанные С хромосомами — непрерывными.

3. Анафаза. Центромерные участки целятся, и сестринские хроматиды становятся самостоятельными дочерними хромосомами. Они начинают движение к различным полюсам клетки. Формула клетки: 2n2c + 2n2c = 4n4c. Движение хромосом к полюсам обеспечивается: а) за счет скольжения хромосомной нити по непрерывной нити как по направляющей; 6) подтягиванием хромосомной нити ферментами клеточного центра с одновременным отщеплением от нее фрагментов.

4. Телофаза. Группы дочерних хромосом достигают полюсов клетки и деспирализуются. Они становятся видны как длинные тонкие нити. Вокруг каждой из групп хромосом, из мембран ЭПС, образуется ядерная оболочка. Формула каждого ядра 2п2с. На фоне завершения деления ядра происходит разделение цитоплазмы, в результате чего органоиды примерно поровну распределяются между дочерними клетками.

Дайте определение митоза и сформулируйте его биологическое значение.

Митоз — форма клеточного деления, которая заключается в точном и равномерном распределении хромосомного материала между дочерними клетками, в результате чего каждая из них получает наследственную информацию, идентичную материнской.

Биологическое значение митоза.

1. Лежит в основе всех форм бесполого размножения.

2. Обеспечивает рост многоклеточного организма.

3. Обеспечивает физиологическую регенерацию, т. е. восполнение клеточных потерь, возникших естественным путем, замена старых клеток новыми.

4. Осуществляет процессы репаративной регенерации — восполнение клеточных потерь, возникших в результате травмы.

В чем заключается биологический смысл митоза?

Биологический смысл митоза заключается в точном и равномерном распределении хромосомного материала между двумя дочерними клетками, при котором каждая из них получает наследственную информацию, идентичную материнской.

Каково строение различных видов пластид? Приведите примеры взаимного превращения пластид.

Пластиды — органоиды, характерные для растительных клеток.

Существуют лейкопласты – бесцветные пластиды, хромопласты, имеющие красно-оранжевую окраску, и хлоропласты – зеленые пластиды. Все они имеют единый план строения и образованы двумя мембранами: наружной (гладкой) и внутренней, образующей перегородки тилакоиды стромы. На тилакоидах стромы расположены граны, состоящие из уплощенных мембранных пузырьков — тилакоидов граны. Они уложены один на другой по типу монетных столбиков. Внутри этих пузырьков находится хлорофилл. Световая фаза фотосинтеза проходит в тилакоидах гран, я темновая — в строме. В пластидах имеется кольцевая молекула ДНК, сходная по строению с хромосомой прокариот; много мелких рибосом, на которых идет частично независимый от ядра синтез белков. Пластиды могут переходить из одного вида в другой: хлоропласты осенью превращаются в хромопласты, а те, в свою очередь, могут становиться лейкопластами. Увеличение числа пластид идет за счет их деления надвое и почкования, которым предшествует редупликация кольцевой молекулы ДНК. По своему строению пластиды отличаются друг от друга наличием различных видов пигментов. Так лейкопласты вообще лишены пигментов и отвечают за синтез крахмала и запасание питательных веществ. Хлоропласты содержат зеленый пигмент – хлорофилл. В них идут процессы фотосинтеза. Хромопласты содержат пигменты каратиноиды желто-оранжевого цвета.

В каких отделах хлоропласта осуществляется световая фаза фотосинтеза? Темновая фаза фотосинтеза?

Световая фаза фотосинтеза идет в тилакоидах гран, а темновая — в строме.

Опишите реакции фотосинтеза и процесс аккумуляции энергии в виде АТФ в световой фазе.

Фотосинтез — процесс образования органических соединений из неорганических за счет энергии солнечного светя.

Выделяют световую и темновую фазы фотосинтеза.

В ходе световых реакций фотосинтеза энергия света аккумулируется в макроэргических связях молекул АТФ и

зятем используется на процесс синтеза глюкозы в темновой фазе.

Кроме того, под действием квантов свети и при взаимодействии с хлорофиллом происходит разложение (фотолиз) воды. В результате получается атомный водород Н и свободные радикалы ОН. Радикалы ОН взаимодействуют между собой, образуя свободный кислород и воду. Так как кислород не включается в дальнейший каскад реакций фотосинтеза, он выделяется во внешнюю среду.

(В темновую сразу фотосинтеза происходит образование глюкозы из углекислого газа и водорода Н с затратой энергии АТФ.)

Расскажите историю открытия клетки.

Кем и когда впервые была сформулирована клеточная теория?

Изложите основные положения клеточной теории.

Клетка была открыта в XVTI в. английским физиком Р. Гуком. Рассматривая

под микроскопом срез пробки, он обнаружил, что она состоит из ячеек, и назвал их клетками. В ХIХ веке была открыта цитоплазма, а в 1831 г. английский ботаник Р. Броун впервые обнаружил в растительной клетке ядро. Немецкий ботаник М. Шлейден доказал, что ядра присущи любой растительной клетке. В конце 30-х гг. XIX в. немецкий физиолог Т. Шванн обнаружил, что, хотя сами клетки различных организмов очень разнообразны, ядра всех клеток сходны.

В 1839 г. Т. Шванном была сформулирована и опубликована клеточная теория.

Основные положения современной клеточной теории

1. Клетка является структурно-функциональной единицей, а так же единицей развития всех живых организмов.

2. Клетке присущ мембранный принцип строения.

3. Ядро — главная составная часть клетки.

4. Клетки размножаются только делением.

5. Клеточное строение организмов свидетельство того, что растения и животные имеют единое происхождение.

В чем заключается значение клеточной теории для биологии?

Клеточная теории является свидетельством единого происхождения всех форм биологической жизни и позволяет подходить к их изучению как к дискретным системам. Она сыграла огромную роль в развитии биологии. Исчезла казавшаяся непроходимой пропасть между царством растений и царством животных. Провозглашая единство живого миря, клеточная теория послужила одной из предпосылок возникновения теории эволюции Ч. Дарвина.

В дальнейшем клеточная теория была развита многими учеными. Немецкий врач Р. Вирхов (1858) доказал, что вне клеток нет жизни, что главная составная часть клетки — ядро и что клетки образуются только от клеток путем их деления. дальнейшее совершенствование микроскопической техники, создание электронного микроскопа и методы молекулярной биологии позволили глубже проникнуть в изучение клетки, познать ее сложную структуру и многообразие протекающих в ней биохимических процессов.

Как устроены вирусы?

Чем отличаются простые вирусы от сложных?

Простые вирусы представляют собой нуклеопротеиды, т. е. состоят из одной нуклеиновой кислоты ДНК или РНК и нескольких белков, образующих оболочку вокруг нуклеиновой кислоты. Белковая оболочка вируса называется капсидом. Примером такого вируса может служить вирус табачной мозаики. Его капсид содержит один белок с низкой молекулярной массой.

Сложноорганизованные вирусы имеют дополнительную оболочку — белковую или липопротеиновую. Иногда в наружных оболочках сложных вирусов помимо белка содержатся углеводы, например у вирусов герпеса и гриппа. Их наружная оболочка является фрагментом цитоплазматической мембраны клетки хозяина.

Каков принцип взаимодействия вируса и клетки?

Как вирус проникает в клетку?

Вирусы являются внутриклеточными паразитами. Проникновение вирусов в клетку основано на рецепторных механизмах взаимодействия.

Участок поверхности клеточной мембраны, к которому прикрепляется вирус, погружается а цитоплазму и превращается в вакуоль, которая может сливаться с ядерной мембраной.

Инфекционный процесс начинается, когда проникшие в клетку вирусы начинают размножаться, т. е. происходит редупликация вирусного генома и самосборка капсида. После синтеза новой молекулы нуклеиновой кислоты вируса она одевается синтезированными в цитоплазме клетки хозяина вирусными белками — образуется капсид.

Выход вирусных частиц в окружающую среду может сопровождаться разрушением клетки.

Укажите особенности взаимодействия бактериофага с бактериальной клеткой.

Проникновение бактериофагов в бактериальную клетку имеет некоторые особенности, так как бактериальные клетки имеют толстую клеточную стенку, вирус не может проникнуть в цитоплазму путем впячивания мембраны. Поэтому бактериофаг вводит полый стержень в клетку и через него выталкивает нуклеиновую кислоту в цитоплазму. Геном бактериофага попадает в кл

dixet.ucoz.com

11. Клеточное ядро. Хромосомы. Биология. Общая биология. 10 класс. Базовый уровень

11. Клеточное ядро. Хромосомы

Вспомните!

Какие клетки не имеют ядер?

В каких частях и органоидах клетки содержится ДНК?

Каковы функции ДНК?

Обязательным компонентом всех эукариотических клеток является ядро (лат. nucleus, греч. karyon). Клеточное ядро хранит наследственную информацию и управляет процессами внутриклеточного метаболизма, обеспечивая нормальную жизнедеятельность клетки и выполнение ею своих функций. Как правило, ядро имеет сферическую форму, но существуют также веретеновидные, подковообразные, сегментированные ядра. У большинства клеток ядро одно, но, например, у инфузории туфельки два ядра – макронуклеус и микронуклеус, а в поперечно – полосатых мышечных волокнах находятся сотни ядер. Ядро и цитоплазма – это взаимосвязанные компоненты клетки, которые не могут существовать друг без друга. Их постоянное взаимодействие обеспечивает единство клетки и в структурном, и в функциональном смысле. В эукариотических организмах существуют клетки, не имеющие ядер, но срок их жизни недолог.

В процессе созревания теряют ядро эритроциты, которые функционируют не более 120 дней, а затем разрушаются в селезёнке. Безъядерные тромбоциты (кровяные пластинки) циркулируют в крови около 7 дней.

Каждое клеточное ядро окружено ядерной оболочкой, содержит ядерный сок, хроматин и одно или несколько ядрышек.

Ядерная оболочка. Эта оболочка отделяет содержимое ядра от цитоплазмы клетки и состоит из двух мембран, имеющих типичное для всех мембран строение. Наружная мембрана переходит непосредственно в эндоплазматическую сеть, образуя единую мембранную структуру клетки. Поверхность ядра пронизана порами, через которые осуществляется обмен различными материалами между ядром и цитоплазмой. Например, из ядра в цитоплазму выходят РНК и субъединицы рибосом, а в ядро поступают нуклеотиды, необходимые для сборки РНК, ферменты и другие вещества, обеспечивающие деятельность ядерных структур.

Ядерный сок. Раствор белков, нуклеиновых кислот, углеводов, в котором происходят все внутриядерные процессы.

Ядрышко. Место синтеза рибосомальной РНК (рРНК) и сборки отдельных субъединиц рибосом – важнейших органоидов клетки, обеспечивающих биосинтез белка.

Хроматин. В ядре клетки находятся молекулы ДНК, которые содержат информацию о всех признаках организма. ДНК – это двухцепочечная спираль, состоящая из сотен тысяч мономеров – нуклеотидов. Молекулы ДНК огромны, например длина отдельных молекул ДНК, выделенных из клеток человека, достигает нескольких сантиметров, а общая длина ДНК в ядре соматической клетки составляет около 1 м. Ясно, что такие гигантские структуры должны быть как-то упакованы, чтобы не перепутаться в общем ядерном пространстве. Молекулы ДНК в ядрах эукариотических клеток всегда находятся в комплексе со специальными белками – гистонами, образуя так называемый хроматин. Именно гистоны обеспечивают структурированность и упаковку ДНК. В активно функционирующей клетке, в период между клеточными делениями, молекулы ДНК находятся в расплетённом деспирализованном состоянии, и увидеть их в световой микроскоп практически невозможно. В ядре клетки, готовящейся к делению, молекулы ДНК удваиваются, сильно спирализуются, укорачиваются и приобретают компактную форму, что делает их заметными (рис. 36). В таком компактном состоянии комплекс ДНК и белков называют хромосомами, т. е., по сути, в химическом отношении хроматин и хромосомы – это одно и то же. В современной цитологии под хроматином понимают дисперсное (рассеянное) состояние хромосом во время выполнения клеткой своих функций и в период подготовки к митозу.

Рис. 36. Спирализация молекулы ДНК (А) и электронная фотография метафазной хромосомы (Б)

Рис. 37. Строение хромосомы: А – одиночная хромосома; Б – удвоенная хромосома, состоящая из двух сестринских хроматид; В – электронная фотография удвоенной хромосомы

Форма хромосомы зависит от положения так называемой первичной перетяжки, или центромеры, – области, к которой во время деления клетки прикрепляются нити веретена деления. Центромера делит хромосому на два плеча одинаковой или разной длины (рис. 37).

Количество, размеры и форма хромосом уникальны для каждого вида. Совокупность всех признаков хромосомного набора, характерного для того или иного вида, называют кариотипом. На рис. 38 представлен кариотип человека. Нашим генетическим банком данных являются 46 хромосом определённого размера и формы, несущие более 30 тыс. генов. Эти гены определяют строение десятков тысяч типов белков, различных видов РНК и белков-ферментов, образующих жиры, углеводы и другие молекулы. Любые изменения структуры или количества хромосом приводят к изменению или потере части информации и, как следствие, к нарушению нормального функционирования той клетки, в ядре которой они находятся.

Рис. 38. Кариотип человека. Набор хромосом женщины (флуоресцентная окраска)

В соматических клетках (клетках тела) число хромосом обычно в два раза больше, чем в зрелых половых клетках. Это объясняется тем, что при оплодотворении половина хромосом приходит от материнского организма (в яйцеклетке) и половина от отцовского (в сперматозоиде), т. е. в ядре соматической клетки все хромосомы парные. Причём хромосомы каждой пары отличаются от других хромосом. Такие парные, одинаковые по форме и размеру хромосомы, несущие одинаковые гены, называют гомологичными. Одна из гомологичных хромосом является копией материнской хромосомы, а другая – копией отцовской. Хромосомный набор, представленный парными хромосомами, называют двойным или диплоидным и обозначают 2n. Наличие диплоидного хромосомного набора у большинства высших организмов повышает надёжность функционирования генетического аппарата. Каждый ген, определяющий структуру того или иного белка, а в итоге влияющий на формирование того или иного признака, у таких организмов представлен в ядре каждой клетки в виде двух копий – отцовской и материнской.

При образовании половых клеток от каждой пары гомологичных хромосом в яйцеклетку или сперматозоид попадает только одна хромосома, поэтому половые клетки содержат одинарный, или гаплоидный, набор хромосом (1n).

Не существует зависимости между числом хромосом и уровнем организации данного вида: примитивные формы могут иметь большее число хромосом, чем высокоорганизованные, и наоборот. Например, у таких далёких видов, как прыткая ящерица и лисица, число хромосом одинаково и равно 38, у человека и ясеня – по 46 хромосом, у курицы 78, а у речного рака более 110!

Постоянство числа и структуры хромосом в клетках является необходимым условием существования вида и отдельного организма. При изучении хромосомных наборов разных особей были обнаружены виды-двойники, которые морфологически абсолютно не отличались друг от друга, но, имея разное число хромосом или отличия в их строении, не скрещивались и развивались независимо. Таковы, например, обитающие на одной территории два вида австралийских кузнечиков Moraba scurra и Moraba viatica, чьи хромосомы отличаются по своей структуре. Виды-двойники известны и в царстве растений. Внешне практически неразличимы кларкия двулопастная и кларкия языковидная из семейства кипрейных, растущие в Калифорнии, однако в кариотипе второго вида на одну пару хромосом больше.

Вопросы для повторения и задания

1. Опишите строение ядра эукариотической клетки.

2. Как вы считаете, может ли клетка существовать без ядра? Ответ обоснуйте.

3. Что такое ядрышко? Каковы его функции?

4. Дайте характеристику хроматина. Если хроматин и хромосомы в химическом отношении представляют собой одно и то же, зачем были введены и используются два разных термина?

5. Как соотносится число хромосом в соматических и половых клетках?

6. Что такое кариотип? Дайте определение.

7. Какие хромосомы называют гомологичными?

8. Какой хромосомный набор называют гаплоидным; диплоидным?

Подумайте! Выполните!

1. Какие особенности строения ядра клетки обеспечивают транспорт веществ из ядра и обратно?

2. Достаточно ли знать число хромосом в соматической клетке, чтобы определить, о каком виде организмов идёт речь?

3. Если вам известно, что в некой клетке в норме находится нечётное число хромосом, сможете ли вы однозначно определить, соматическая эта клетка или половая? А если чётное число хромосом? Докажите свою точку зрения.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

bio.wikireading.ru