Клеточный центр это в биологии кратко: Клеточный центр | Цитология

Клеточный центр – строение и функции в таблице > 6 пчел

Немембранная органелла, состоящая из двух цилиндрических структур, называется клеточным центром или центросомой. Строение и функции клеточного центра связаны с делением клетки.

Строение

Органелла была обнаружена в 1875 году немецким биологом Вальтером Флеммингом. Центросома чаще всего располагается рядом с ядром или комплексом Гольджи. Размер органеллы не превышает 0,5 мкм в длину и 0,2 мкм в диаметре. Клеточный центр присутствует только в животной клетке. В клетках растений, грибов, некоторых простейших центросома не наблюдается.

Рис. 1. Строение центриолей.

Клеточный центр состоит из двух центриолей, расположенных друг к другу под прямым углом. Каждая центриоль – белковая структура, образованная девятью триплетами микротрубочек. Триплет означает три трубочки в ряд, т.е. всего в центриоли 27 микротрубочек. Триплеты соединены белковыми нитями по кругу, образуя цилиндр. В центре цилиндра располагается белковый стержень, к которому прикреплены все триплеты.

На поперечном сечении центриоль напоминает цветок, лепестки которого направлены в одну сторону.

Рис. 2. Центросома с микротрубочками.

Подробное описание компонентов центросомы описано в таблице «Строение и функции клеточного центра».

*Компоненты*	*Особенности строения*	*Функции*
Центриоли	– Микротрубочки; – белковые нити; – белковый стержень (ось)	Производят микротрубочки с помощью белков, т.е. являются ЦОМТ – центром организации микротрубочек. В S-фазе интерфазы удваиваются путём самосборки, расходятся к полюсам клетки и выстраивают веретено деления
Сателлиты – придатки материнской центриоли	– Ножки, соединённые с центриолью; – головка или фокус схождения микротрубочек (ФСМТ)	Производят микротрубочки, собирают и разбирают веретено деления
Микротрубочки	Белок тубулин. Имеют минус-концы, связанные с центриолью и плюс-концы, расходящиеся к периферии клетки	Прикрепляются с двух сторон (от каждой пары центриолей) во время митоза к центромерам хромосом, формируя веретено деления. Удерживая части хромосом, микротрубочки начинают разбираться от центриолей, тем самым оттягивая хромосомы к полюсам и способствуя делению клетки
Матрикс или центросомное гало	Различные белки	Окружает центросому. В микроскопе выглядит как более светлое пятно цитоплазмы, окружающее клеточный центр. Принимает участие в сборке микротрубочек. Вместе с сателлитами и отходящими от них микротрубочками образуется центросферу, окружающую центриоли

Рис. 3. Формирование веретена деления.

Конструкция, которую образуют две центриоли, называется диплосомой. В ней различают материнскую и дочернюю центриоли. Только материнская центриоль производит микротрубочки. Дочерняя располагается перпендикулярно к материнской.

Функции

Помимо образования веретена деления и участия в митозе органоид выполняет другие функции:

ТОП-4 статьикоторые читают вместе с этой

1. Комплекс гольджи
2. Рибосомы
3. Клеточный центр
4. Неклеточная форма жизни

формирует цитоскелет, состоящий из микротрубочек, пронизывающих цитоплазму;

участвует в образовании жгутиков и ресничек, формируя остевую нить – аксонему;

Цитоскелет необходим для движения цитоплазмы, что способствует метаболизму. В некоторых организмах центриоли присутствуют только в клетках, несущих жгутики или реснички.

Несмотря на способность к самоудвоению, центросома не имеет ДНК. Однако в составе присутствует РНК, но её назначение в клеточном центре остаётся неясным.

Что мы узнали?

Узнали кратко о строении и функциях клеточного центра в клетке. Это важная органелла животной клетки, которая производит микротрубочки, выстраивает веретено деления и цитоскелет, участвует в образовании подвижных органелл – жгутиков и ресничек. Центросома состоит из двух белковых структур – центриолей. От материнской центриоли отходят сателлиты, которые выстраивают микротрубочки. Две центриоли образуют диплосому, окружённую матриксом.

Функции социальных институтов в таблице

К социальным институтам относят государство, семью, армию, церковь…

30 03 2023 0:40:49

Озера и болота (8 класс) – геологическая деятельность, птицы-обитатели

Эти естественные водоемы являются ценными накопителями влаги, уникальной природной биосистемой, они служат источником питания рек, принимают активное участие в круговороте воды в природе…

29 03 2023 14:28:16

Деепричастный оборот в начале предложения, запятые

Однако существует ряд случаев, когда обособление оборота не происходит…

28 03 2023 2:39:42

Краткая биография Прокофьева для детей, творчество композитора Сергея Сергеевича

С раннего возраста Сергeй Сергеевич увлекся музыкой и уже в пять лет сочинил свое первое произведение – маленькую пьесу «Индийский галоп» для фортепиано.

В 1902 году произведения Прокофьева услышал композитор С. Танеев. Он был настолько впечатлен способностями мальчика, что сам попросил Р. Глиэра давать Сергею уроки по теории композиции….

27 03 2023 0:19:59

Строение Солнечной системы (3 класс, окружающий мир)

Земля является частью Солнечной системы, в которой все космические тела подчинены главной центральной силе – Солнцу…

26 03 2023 18:43:37

Наша родина – Россия (обществознание, 5 класс)

В маленьком предложении заложен огромный смысл – здесь и история, и национальность и традиции – все, что следует знать о своей родине…

25 03 2023 7:30:47

Краткая биография Джек Лондон (Jack London) Писатели

Трудное материальное положение, а также устои страны (в Америке начинают работать, будучи детьми или подростками) рано подтолкнуло Джека к трудовой жизни. Еще в школе он подpaбатывал продажей газет. А когда окончил школу, пошел работать на консервную фабрику….

24 03 2023 12:30:35

Перо птицы (окружающий мир, 1 класс)

Перо птицы имеет особенное строение, которое помогает при полете…

23 03 2023 8:54:10

Мир глазами астронома (4 класс) по окружающему миру

Узнаем, что такое вселенная, и какое место в ней занимает наша планета Земля…

22 03 2023 11:16:10

Исследователи Антарктиды – история открытия и исследования (7 класс)

Антарктида до сих пор остается самым загадочным материком Земли, а освоения и исследование этих земель не прекращается ни на минуту…

21 03 2023 23:34:17

Фредди Меркьюри (Freddie Mercury) краткая биография певца

В 1962 году Фредди вернулся на Занзибар, но вскоре его семья переехала в Англию. Там он начал учиться в политехнической школе, но усиленно занимался живописью и графикой.

В свободное время работал грузчиком, т.к. семья его была небогатой. После окончания школы Меркьюри поступил в лондонский художественный колледж Илинг, где обучался графическому иллюстрированию. Фредди перестал жить с родителями, сняв себе квартиру. Вскоре в жизни Фреди Меркури произошло важное событие – он познакомился с лидером группы «Smile». Затем стал посещать репетиции группы, ближе познакомился с Брайаном Мэем, Роджером Тэйлором. Закончив художественный колледж, Меркьюри вместе с Тэйлором открыл свой магазинчик….

20 03 2023 18:10:51

Природные зоны Восточной и Средней Сибири

Климат Климатические особенности Восточной Сибири обусловлены ее географическим расположением:…

19 03 2023 21:40:33

Чарльз Бэббидж биография математика кратко

Учился в школах «King Edward VI Grammar School» в Южном Девоне, а после в «Holmwood academy» в Миддлceкcе, под началом Преподобного Стивена Фримэна. Школьная библиотека привила ему любовь к математике….

18 03 2023 7:39:28

Субъекты мирового хозяйства и основные объекты – чем являются

Главными являются: сами государства, ТНК и различные объединения для регулирования экономических отношений – НАФТА, МВФ…

17 03 2023 9:38:21

Природная зона Арктических пустынь России – где расположена, план описания

Ее нижняя граница находится приблизительно на 71 параллели, так, где остров Врангеля…

16 03 2023 0:58:55

Избирательная система – типы и виды в РФ, смысл понятия (обществознание, 10 класс)

Для этого существует целая система взаимосвязанных органов, норм, которые должны организовывать возможность такого участия: она получила название избирательной системы…

15 03 2023 0:11:28

Клеточная теория Шванна и Шлейдена – открытие клетки в строении организмов, значение создания

Немецкие биологи доказали, что клетка является основой живого организма, а вне клетки жизнь существовать не может. ..

14 03 2023 16:56:17

Причины политической раздробленности на Руси в 12-13 веке, её последствия

Единое государство распалось на несколько независимых частей, ведущих между собой ожесточенную борьбу…

13 03 2023 13:26:13

Наши подземные богатства – полезные ископаемые в таблице

Россия занимает одно из лидирующих мест по количеству месторождений и добыче полезных ископаемых…

12 03 2023 9:47:16

Ширли Малдоуни (Shirley Muldowney) краткая биография гонщика

Наиболее известна как профессиональная гонщица, также известна под псевдонимом «Ча-Ча»…

11 03 2023 22:50:26

Политическая идеология – правовые функции, хаpaктеристика и современные идеи в таблице

Понятие «политическая идеология» Национальная и государственная идеология -это своего рода социально-политический феномен. Осознание себя как нации выражается именно в ней. Под политической идеологией понимают систему идей, которые выражают интересы каких-либо субъектов политической деятельности или всего государства. В последнем случае это национальная идея, которую можно считать ядром национального самосознания народа….

10 03 2023 19:46:11

Русские войска в Семилетней войне с Пруссией, русская армия в Берлине

Непримиримые соперники втянули в нее и другие государства…

09 03 2023 12:53:22

Мария Гoлyбкина краткая биография актрисы

Маша воспитывалась в творческой семье, где и мать и отец были известными актерами. Неудивительно, что дeвoчка уже в детстве тоже выбрала себе актерскую профессию. Она поступила в театральное училище имени Щукина, которое окончила в 1995 году. Сразу же после получения образования начала работать актрисой в московском театре Сатиры, – в том же театре когда-то работал Миронов….

08 03 2023 0:53:34

Ичиро Сузуки (Ichiro Suzuki) краткая биография бейсболиста

Наиболее известен как японская бейсбольная звезда комaнды «Сиэтл Маринерс». ..

07 03 2023 1:14:38

Правовое государство – каковы его признаки? (обществознание, 10 класс)

Общество стремится к его созданию, по-особому организуя свою деятельность…

06 03 2023 18:10:25

Краткая биография Донателло, художника и скульптора

В отличие от своих «коллег по цеху» – реалист, приверженец индивидуального скульптурного портрета…

05 03 2023 13:59:15

Сервантес биография кратко, интересные факты про Мигеля де Сааведра

У писателя было немало достойных работ, но именно «Хитроумный идальго Дон Кихот Ламанчский» вошел в золотой фонд мировой литературы…

04 03 2023 8:25:30

Биография Александра Андрианова

После выпуска из учебного заведения работал в консалтинговых компаниях «РОЭЛ», «Михайлов и партнеры». В 2007-2009 гг. – в банковском секторе на руководящих должностях. В 2010 гг. получил должность заместителя финансового директора, позже стал финансовым директором в компаниях Tekta Group. В 2013-2014 гг. работал финдиректором и первым зам. генерального директора компании «МИП» («Мосавтодор и партнеры»)….

03 03 2023 21:58:51

Общая хаpaктеристика Зарубежной Европы – состав, населения и хозяйство по странам (11 класс)

Она занимает территорию площадью пять миллионов квадратных километров, на которой проживает 520 миллионов человек…

02 03 2023 21:49:47

Основные природные зоны мира, распространение по Земле

Территории, обладающие общими условиями, называются природными зонами…

01 03 2023 4:16:30

Природная зона чернозема, для какой зоны хаpaктерны черноземные почвы

Богатый органическим веществом – гумусом – он создает оптимальные условия для полноценного роста и развития всех видов растений…

28 02 2023 15:27:38

Флоренс Чедвик (Florence Chadwick) краткая биография пловца

8 августа 1950 года спортсменка преодолела рекорд по пересечению Ла-Манша вплавь, установленный 24-летней Гертрудой Эдерле. Чедвик проплыла 20 миль (32 км) от Франции до Англии за 13 часов 20 минут. В сентябре 1951 года она переплыла пролив из Англии во Францию, став первой женщиной, пересекшей Ла-Манш в обоих направлениях….

27 02 2023 15:28:55

Магматические горные породы – примеры, что относится, список в таблице

Они создают идеальные условия для формирования магмы – природного огненно-жидкого сплава…

26 02 2023 10:59:14

Политическая карта Зарубежной Европы – фрагмент на карте мира, формирование

Зарубежная Европа, географию которой изучают в 11 классе, включает в себя 40 стран, которые имеют большие различия во всех этих показателях…

25 02 2023 20:49:18

Если хочешь быть здоровым (2 класс) по окружающему миру

Здоровье – это самое ценное, что есть у человека, ведь его не купишь ни за какие богатства мира…

24 02 2023 2:53:38

Александр Козенс (Alexander Cozens) краткая биография художника

В 1950-х годах его работа, показанная на выставке, явилась предвестником абстpaктного экспрессионизма. Козенс изложил свою систему клякс в тpaктате «A New Method of Assisting the Invention in Drawing Original Compositions of Landscape» (1785)….

23 02 2023 0:36:11

Непроизводные и производные междометия, таблица с примерами

В данной статье приведена таблица с подробным описанием производных и непроизводных междометий с примерами…

22 02 2023 21:35:34

Самая краткая биография Теслы

Родился Никола Тесла в селе Смиляны в Австро-Венгрии в семье священника…

21 02 2023 10:58:10

Тела, вещества, частицы (3 класс) к уроку по окружающему миру

Но все многообразие нашего мира можно условно разделить на три группы: тела, вещества и частицы…

20 02 2023 7:34:13

Природа и рукотворный мир – предметы (2 класс, окружающий мир)

Все, что окружает нас вокруг, и при этом не создано руками человека – деревья, горы, небо, реки и земля – относится к природе. ..

19 02 2023 1:30:37

Сельское хозяйство Зарубежной Европы – типы и отрасли в таблице

Общая тенденция изменений – уход от классического сельского хозяйства к новому, высокотехнологичному агробизнесу…

18 02 2023 7:22:56

Страны Зарубежной Европы – столицы государств и таблица-список городов

На её обширной территории расположены 44 независимых государства…

17 02 2023 18:41:57

Суффиксы причастий и деепричастий – таблица

Чтобы этого не произошло, необходимо не только правильно поставить вопрос, но и обратить внимание на словообразующий суффикс…

16 02 2023 5:33:55

Что такое погода (2 класс) определение по окружающему миру

Погода может быть очень изменчивой даже в течение одного дня…

15 02 2023 11:13:37

Анри Пуанкаре биография математика кратко

Образование В детстве Анри Пуанкаре был увлечённым парнем, который с наслаждением занимался математикой. Несмотря на плохое зрение и низкую концентрацию, ему всегда удавалось быть лучшим в предметах, связанных с наукой и математикой. Он побеждал в многочисленных конкурсах и завоевал множество наград, а в 1871 году закончил лицей со степенью бакалавра в области наук и литературы. В 1873 году он поступил в Политехнический колледж, в котором продолжил изучение математики, а в 1874 году опубликовал свою первую диссертацию, написанием которой руководил Шарль Эрмит. С успехом закончив колледж в 1875 году он поступил в Горную школу Парижа и получил инженерную степень в 1879 году….

14 02 2023 8:11:16

Правописание безударных падежных окончаний имен существительных, 4 класс

Ниже представлена таблица, с помощью которой вы всегда сможете правильно написать безударные окончания в именах существительных…

13 02 2023 13:32:25

Мухаммед Али (Muhammad Ali) краткая биография боксера

Наиболее известен как чемпион по боксу в тяжелом весе, названный величайшим. ..

12 02 2023 13:26:12

Значение мирового океана для природы и человека

Благодаря ему стали возможны все те сложные процессы и природные явления, которые происходили много миллионов лет назад и продолжают происходить в наши дни…

11 02 2023 20:41:18

Роль бактерий в природе и жизни человека, их использование

В этой статье мы расскажем о роли бактерий в природе и жизни человека, познакомим с болезнетворными представителями этого царства…

10 02 2023 9:34:45

Айсберги Антарктиды, особенности ледников

Содержит информацию о передвижении айсбергов по водным просторам материка…

09 02 2023 5:11:43

Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 :: Знания -10 :: Знания -11 :: Знания -12 :: Знания -13 :: Знания -14 :: Знания -15 :: Знания -16 :: Знания -17 :: Знания -18 :: Знания -19 :: Знания -20 ::

открытие в науке, значение, строение и функции > Лаборатория фитоинвазий

Содержание:

1) Открытие в науке
2) Функции и строение
3) Механизм распределения генетической информации
4) Значение

Клеточный центр (или центросома) — не мембранная органелла, которая находится в центре клетки, рядом с ядром. Отсюда и пошло название органоида. Присутствует только у низших растений и животных; высшие растения, грибы и некоторые простейшие лишены его.

Открытие в науке

Описание центросом на полюсах веретена деления, которые находятся в клетках во время митоза, сделали почти одновременно ученые-биологи Флеминг В. и Гертвиг О. Открытие сделано в 70-х годах XIX ст.

Ученые еще тогда установили, что после завершения митоза, центросомы не исчезают, а остаются в интерфазном периоде. Подробное строение удалось определить после появления электронной микроскопии в середине XX ст.

Функции и строение

Клеточный центр — органоид, видимый в оптический микроскоп в клетках животных и низших растений. Он находится обычно около ядра или в геометрическом центре клетки и состоит из двух палочковидных телец центриолей, размером около 0,3-1 мкм.

Под электронным микроскопом установлено, что центриоль представляет собой цилиндр, стенки которого построены девятью триплетами очень тонких трубочек. Каждый триплет включает 2 неполных набора — 11 протофибрил и 1 полный — 13 протофибрил.

Все центриоли имеют белковую ось, от которой к триплетам направляются тонкие нити из белка. Центриоли находятся в окружении бесструктурного вещества — центриолярного матрикса. Здесь происходит формирование микротрубочек, благодаря белку гамма-тубулину.

В клеточный центр входят две центриоли: дочерняя и материнская, которые взаимно перпендикулярны друг к другу и вместе формируют диплосому. Материнская центриоль в составе имеет дополнительные структурные элементы — сатиллиты, их количество постоянно меняется, и располагаются они на всем протяжении центриоли.

В середине цилиндра находится полость, заполненная однородной массой. Пара центриолей, окружена более светлой зоной, называется центросферой.

Центросфера состоит из фибриллярных белков (основной — коллаген). Здесь располагаются микротрубочки, много микрофибрилл и скелетных фибрилл, которые обеспечивают фиксацию клеточного центра возле ядерной оболочки. Только в эукариотических клетках центриоли находятся под прямым углом относительно друг друга. Простейшим, нематодам не хаpaктерно такое строение.

Цитологическая хаpaктеристика
Структурные элементы	Строение	Функции
Центриолярный матрикс	Немембранное образование, состоящее из белка гамма-тубулина	Принимает участие в создании микротрубочек
Центросома	Представлена парой сформированных центриолей, в составе которых имеется девять триплетов микротрубочек. Построены из белка коллагена и располагаются перпендикулярно относительно друг друга.	Отвечает за образование веретена деления, формирует цитоскелет

Механизм распределения генетической информации

Перед митозом клеточный центр удваивается, при этом материнские центриоли рассоединяются и расходятся к противоположным полюсам.

Так в клетке появляется два клеточных центра. От них по направлению к центру, к хроматидам, идет сборка микротрубочек. Микротрубочки крепятся к центромерам пар хроматид и обеспечивают их равномерное распределение по дочерним клеткам.

Во время расхождения идет разборка микротрубочек с минус-конца, который расположен в центросоме. Микротрубочка укорачивается и, таким образом, тянет хромосому к определенному полюсу клетки. Каждая новообразованная клетка получает диплоидный набор хромосом и по одной центросоме.

Значение

Клеточный центр — главная структура, отвечающая за создание и управление микротрубочками клетки.

Выполняет такие функции:

Формирование органоидов движения простейших организмов (жгутики), которые дают возможность перемещаться в водной среде.
Образует реснички на поверхности эукариотических клеток, которые необходимы для восприятия внешних раздражителей (кожная рецепция).
Формирует нити веретена деления во время непрямого, митотического деления клетки. Обеспечивает равное распределение генетической информации между дочерними клетками.
Принимает участие в формировании микротрубочек, которые уходят или в цитоплазму, или становятся компонентом опopно-сократительного аппарата.
Увеличение количества центросом хаpaктерно для опухолевых клеток.

Клеточный центр играет важную роль в процессе перемещения хромосом при митозе. С ним связана способность некоторых клеток к активному движению. Это доказывается тем, что в основании жгутиков или ресничек подвижных клеток (простейшие, cпepматозооны) находятся образования такой же структуры, как и клеточный центр.

Игра как средство воспитания любви к родному краю

Любовь к природе у детей, выросших в городских условиях, не приходит сама собой – ее нужно пробудить. Исследования биологов, экологов и психологов показывают, что дети проявляют заботу и бережное отношение лишь к тем объектам природы, о которых они имеют достаточно глубокие и разносторонние знания. На своих уроках и во внеурочной деятельности я очень часто использую игру как средство воспитания любви к природе, к своей малой Родине. Одна из наиболее любимых игр, которую я часто применяю – это игра-путешествие по станциям….

30 03 2023 13:11:51

Открытый урок по теме «Обобщение и закрепление знаний по теме «Лист»

Автор стремится формировать у учащихся умение выделять главное в изученном материале, проводить сравнение процессов жизнедеятельности, обобщать, систематизировать и анализировать знания; учиться говорить; рецензировать ответы одноклассников; развивать коммуникативные качества личности; давать самооценку знаний. …

29 03 2023 9:59:11

Нарушения деятельности нервной системы под влиянием психоактивных веществ

Занятие преследует цель углубить и расширить знания учащихся по проблеме влияния психоактивных веществ на организм человека. Большая часть занятия посвящена рассмотрению вопроса механизма воздействия наркотиков на нервную систему. Содержание лекции учителя подкрепляются слайдами презентации….

28 03 2023 12:12:42

Урок по теме: «Абиотические факторы среды». 9-й класс

Предлагается разработка урока для 9-го класса, проводимого в рамках ежегодного экологического мecячника. На уроке учащиеся знакомятся не только с учебным программным материалом о таких факторах, как температура, свет, влажность, но и с дополнительным – проблемой исчезновения озонового слоя планеты. Они узнают об основных причинах разрушения озонового слоя о том, что делается для того, чтобы уменьшить влияние этих факторов о том, что ежегодно 16 сентября в мире проводится Международный день борьбы за защиту озонового слоя; осознают необходимость личного вклада каждого человека в сохранение окружающей среды, своего здоровья и здоровья окружающих его людей….

27 03 2023 1:17:32

Интегрированный урок (биология + физическая культура) в 10-м классе по теме «Обмен веществ и энергии»

Задачи урока — развивать умение логически мыслить, выделять главное в изучаемом материале; развивать силовые качества, укреплять опopно-двигательный аппарат; совершенствовать передачу мяча в движении, взаимодействие в двойке; приобщать к здоровому образу жизни. В течение урока учащиеся определяют уровень тренированности человека в состоянии покоя и в момент нагрузки. В итоге они приходят к выводу, что чем больше тренирован человек, тем интенсивнее идут обменные процессы в организме человека….

26 03 2023 2:15:20

Основы личностно ориентированной системы обучения в перспективной школе

В работе рассказывается о свойствах УМК «Перспективная начальная школа», таких как комплектность, инструментальность, интеpaктивность и интеграция. Используются примеры из своей пpaктики, рассказывается об особенностях УМК «Перспективная школа», которые существенно отличают его от всех других комплектов начальной школы….

25 03 2023 12:51:24

Технология кейс-стадии на уроке биологии в 9-м классе. Тема: «Эволюционное учение Чарлза Дарвина»

Введение технологии кейс-стади связано с реализацией компетентностного подхода в образовании и требует смены парадигмы мышления в сторону системно-деятельностного подхода. Урок интересен тем, что переpaбатывается огромный массив информации, и в уроке появляются два кейса (кейс документов и кейс решения проблемной ситуации)….

24 03 2023 2:17:26

Дидактическая игра как средство активизации познавательной деятельности на уроках биологии в малокомплектной школе

Дидактические игры являются неотъемлемой частью учебного процесса в малочисленной школе, где поддерживать интерес учащихся в течение урока и на протяжении нескольких уроков особенно трудно. Дидактическая игра является хорошей основой для установления связей биологии с предметами художественно-эстетического цикла. Игра во многом обеспечивает доступность изучения учебного материала, не нанося ущерба его научности….

23 03 2023 3:58:19

Урок биологии. Тема: «Приспособленность организмов к среде обитания как результат естественного отбора»

Цель урока: сформировать знания у учащихся о приспособленности организмов к окружающей среде. У учащихся формируются знания о различных способах приспособленности организмов к окружающей среде….

22 03 2023 20:49:55

Строение клетки

Цель урока – повторить основные понятия темы «Строение клетки», научиться использовать научную терминологию; систематизировать умение хаpaктеризовать особенности прокариот и эукариот. У учащихся развивается познавательная активность, умение применять фактические знания в игровой ситуации. Дети учатся пользоваться цифровым микроскопом….

21 03 2023 21:48:29

Урок биологии «Кровяная система, ее строение и функции»

Методическая разработка урока составлена на основе учебно-методического комплекса под ред. Н.И. Сонина. Основная цель урока — познакомить учащихся с особенностями строения и функциями кровеносной системы у животных….

20 03 2023 13:55:16

Урок по биологии в 6-м классе на тему «Корень. Внешнее строение корня»

Урок биологии в 6-м классе посвящен изучению корневой системы растений….

19 03 2023 18:54:16

Формы изменчивости: определенная (групповая) и неопределенная (индивидуальная)

Изменчивость не создается человеком, он только подвергает органические существа новым жизненным условиям, и природа, действуя на них, вызывает их изменения….

18 03 2023 2:57:37

Конспект урока. Строение и работа скелетных мышц

В конспекте урока представлена разработка самостоятельной работы для учащихся 8-го класса. Данная работа может быть предложена ученикам, как при изучении нового материала, так и при закреплении или проверке знаний….

17 03 2023 15:56:45

Интегрированный урок-путешествие по природоведению в 5-м классе по теме: «Земля — наш дом родной!»

Урок составлен по программе Сонина Н. И. Главный акцент урока сделан на то, что человек познает и изучает планету – Земля, заботится о ней, а интеграция дает учащимся возможность представить целостную картину мира, а также способствует нравственному воспитанию. На уроке показана интеграция таких наук, как астрономия, география, биология и экология. …

16 03 2023 1:37:59

Формы естественного отбора

На представленном уроке повторяется ранее пройденный материал — развитие эволюции, понятия естественного отбора, движущие силы эволюции….

15 03 2023 2:41:17

План-конспект «четырехтактного» урока по биологии в 6-м классе

Цель занятия: изучение и первичное осознание особенностей строения, многообразия и значения основных семейств растений класса двудольных и однодольных….

14 03 2023 6:40:13

Программа по биологии (базовый уровень). 10–11-е классы

Программа по биологии разработана на основе программы по биологии Г. М. Дымшиц, О. В. Саблиной, образовательной программы МОУ «СОШ № 5». Цель: соотнести содержание учебного курса биологии в 10−11-х классах с требованиями ФГОС среднего (полного) общего образования….

13 03 2023 9:31:45

Происхождение человека. Эволюционная теория Дарвина

Чарльз Дарвин в книге «Происхождение человека и пoлoвoй отбор» привел доказательства происхождения человека от обезьяноподобных предков, путем последовательных изменений в результате отбора….

12 03 2023 14:44:39

Урок предпрофильной подготовки в 9-м классе «Я здоровье сберегу…»

Данная разработка предлагает проведение занятия элективного курса «Человек и его здоровье» с целью обучения учащихся 9-х классов пpaктическому применению знаний из разных областей наук, формирования у них мировоззренческих понятий о единстве и взаимосвязи всех компонентов окружающего мира. Основная задача данного курса формирование экологически грамотного поведения человека по отношению ко всему живому, включая собственное здоровье. …

11 03 2023 20:40:44

Амеба обыкновенная: строение, дыхание, питание, размножение

Амеба обыкновенная – одноклеточное животное, форма тела неопределенная и изменяется из-за постоянного перемещения ложноножек….

10 03 2023 0:16:50

Внеклассное мероприятие по теме «Жизнь под угрозой»

Внеклассное мероприятие, посвященное охране природы, знакомству с Красной книгой, ее страницами, животными и растениями. С помощью презентации дети узнают о редких и исчезнувших животных и растениях. Презентация содержит видеофрагменты о мерах сохранения природы, о животных. Данное мероприятие можно проводить как на уроке, так и во внеурочное время (на занятиях кружка, на классном часе и т.д.). …

09 03 2023 23:25:33

Элективный курс «Сквозь призму науки» в системе профильного обучения

Компетентностный подход поставил учителя перед необходимостью создания программ элективных курсов. Идея посмотреть на биологию как на науку и через науку биологию на окружающий мир – не нова. Может быть, кто-то из учителей биологии также разработал подобный курс. Мне хочется поделиться своим опытом апробации курса «Сквозь призму науки», найти единомышленников, сделать следующий шаг вперед. …

08 03 2023 16:27:54

Урок биологии по теме «Органы цветкового растения. Корень. Строение корневых систем»

Урок посвящен корню – осевому вегетативному органу листостебельного растения, выполняющего функции почвенного питания и закрепления растения на земле. Способствует формированию понятия об особенностях строения и функционирования корневых систем. Составление общего плана изучения органа растения….

07 03 2023 1:33:12

Ролевая игра в 8-м классе на повторительно-обобщающем уроке «Кровь и кровообращение»

Цель урока: приведение в систему знаний по теме «Кровь и кровообращение», определение их пpaктической значимости. …

06 03 2023 3:28:48

Открытый урок биологии на тему «Деление клетки. Митоз. Мейоз». 9-й класс

Цельурока: изучить механизм деления клеток с применением моделирования; сформировать понятие об универсальных способах деления клеток – митозе, мейозе; продолжить формирование познавательной активности учащихся, умение самостоятельно добывать знания, выделять главное, анализировать, сравнивать….

05 03 2023 15:14:52

Статья «Алгоритмы учебных действий»

Статья представляет собой выступление на школьном методическом объединении предметов естественно-научного цикла о формировании общеучебных умений и мыслительной деятельности учащихся при изучении темы «Эволюционное учение» (9-й класс)….

04 03 2023 2:10:35

Занятие первого уровня элективного курса «CADISPA, или Компромисс между экологией и техническим прогрессом». «Настольные игры по экологии и экономическому развитию»

Эта настольная игра показывает противоречия между охранной природы и экономическим развитием и помогает обсудить проблемы влияния экономического развития на окружающую среду. Победа здесь имеет центральное значение, когда один из игроков не оставляет шансов на спасение своему противнику, вторгнувшись на его территорию. …

03 03 2023 10:21:13

Урок по теме «Строение и функции кожи»

Применение информационных технологий вносит элемент новизны, необычности, что активизирует внимание учащихся при объяснении нового материала. А послайдовая подача информации позволяет создать целостную картину учебного материала. Учащиеся выполняют задания по инструктивной карточке, действуют по алгоритму, что позволяет наиболее эффективно добиться целей урока, исходя из специфики класса….

02 03 2023 10:35:40

«Активные методы изучения митоза на уроках биологии». 9–10-е классы

При всем многообразии современных технологий часто при объяснении нового материала учащиеся становятся созерцателями, довольно абстpaктно воспринимающими новую информацию. Ученики лепят из пластилина хромосомы, как мультипликаторы проходят по всем фазам митоза и приходят к выводу об идентичности генетического материала в дочерних клетках….

01 03 2023 5:21:39

Цветок и его строение. Соцветие

Данный урок разработан с использованием программы PowerPoint. Использование компьютерных презентаций позволяет активизировать деятельность ученика и разнообразить формы ведения урока. Кроме того, данная программа позволяет расширить базу наглядности и увеличивает количество способов предоставления информации….

28 02 2023 14:38:41

Сохранение многообразия видов. 11-й класс

Урок разработан для учебника: Сивоглазов В.И. Общая биология. Базовый уровень: учебник для 10–11-х кл. общеобразовательных учреждений. На уроке организуется групповая работа, в ходе которой ребята предлагают варианты решения глобальной проблемы – сохранения многообразия видов….

27 02 2023 5:56:22

Класс Сцифоидные медузы: строение, размножение, жизненный цикл

Медуза имеет форму зонтика или продольно вытянутого купола. Встречаются довольно крупные виды. Отдельные представители класса сцифоидные в диаметре достигают 2м (Cyanea arctica)….

26 02 2023 14:49:30

Урок «Пищеварение в ротовой полости» (8-й класс)

Урок способствует формированию и развитию у учащихся не только предметных, но и общеучебных умений и навыков, ориентированных на развитие личности. …

25 02 2023 22:39:54

Турнир знатоков «В мире животных: пресмыкающиеся»

Основная цель конкурса: расширить и углубить знания учащихся, полученные на уроках. Детям перед игрой обязательно рекомендуется дополнительная литература, в которой они могут найти информацию о пресмыкающихся. Игра состоит из 6 этапов, каждый из которых проверяет знания детей, а так же их умение анализировать, сравнивать, логически мыслить. …

24 02 2023 15:35:32

Разработка открытого урока по биологии для учащихся 9-го класса

В работе показано строение и значение коры больших полушарий головного мозга; даны биологические понятия по строению и значению коры больших полушарий; усвоение знаний об особенностях строения головного мозга. …

23 02 2023 22:26:16

Моногибридное скрещивание — урок изучения нового материала по биологии, 1-й курс колледжа

Урок изучения нового материала с элементами проблемно-диалогового обучения. В начале урока создается проблемная ситуация для нахождения правильного решения. Используемые формы: индивидуальная, фронтальная, групповая, самостоятельная работа с целью активизировать учебный процесс, эффективно усвоить учебный материал, т. к. новое знание открывается в совместной деятельности….

22 02 2023 1:20:32

Урок по биологии. 7-й класс «Растения семейства пасленовые»

Цели урока: ознакомить учащихся с хаpaктерными особенностями семейства пасленовые; выяснить причины распространения или запрета растений в России; провести связь между бытом, жизнью людей и природы; расширить знания о свойствах и многообразии семейства; побудить учащихся к самостоятельному изучению растений. …

21 02 2023 4:36:29

Опухоль молочной железы у кошки: симптомы, диагноз и лечение

Это патологическое разрастание ткани, визуально проявляющееся в виде образования плотных узелков в области сосков, подмышечных впадин и паховой области….

20 02 2023 18:10:36

«Атмосфера и дыхание живой природы». Обобщающий урок

Завершающий урок в теме «Дыхание» (9-й класс) позволяет осуществить межпредметные связи. Рассматриваются вопросы химии, биологии, экологии и профилактики здорового образа жизни. Решаются задачи: повторение и закрепление основных понятий темы, умение наблюдать, сравнивать, делать выводы. Использована деловая игра (экологи, врачи) и групповая форма работы. Контроль знаний осуществляется при помощи тестирования, устного опроса, заполнения таблиц, составления логических схем….

19 02 2023 2:47:29

Разработка урока по биологии в 6-м классе «Клеточное строение листа» на основе технологии развития критического мышления

Урок составлен на основе технологии развития критического мышления, где реализуется схема «вызов — осмысление — размышление». Стратегиями урока являются основные приемы — кластер и таблица «Знаю — Хочу знать — Узнал». На уроке также используются приемы: ключевые слова, инсерт-чтение с маркировкой текста, синквейн — форма письменной рефлексии. …

18 02 2023 20:36:16

Чумка собак (чума плотоядных) — лечение, причины и симптомы

Чумка собак сопровождается поражением слизистых оболочек, кожи и центральной нервной системы. При остром течении чумки, собака погибает в течении 24 часов….

17 02 2023 9:47:29

Свертываемость крови. Стадии гемостаза, факторы свертываемости

Свертывание крови – физиологический процесс, предотвращающий выход плазмы и клеток крови из кровеносного русла, путем поддержания целостности сосудистой стенки….

16 02 2023 19:27:34

Информационные технологии на уроке биологии по теме «Цветок — орган семенного размножения растений»

Урок изучения нового материала проводится в 6-м классе по программе И.Н. Понамаревой. Создание на уроке ситуации интеллектуального затруднения, использование проблемных задач способствует творческому мышлению, столь необходимому каждому в повседневной жизни. На уроке создаются условия для развития познавательных, творческих, коммуникативных и рефлексивных способностей учащихся. Объяснение нового материала на уроке происходит с использованием компьютерной презентации. Это обеспечивает активное восприятие нового учебного материала, позволяет учителю организовать новые, нетрадиционные формы учебной деятельности, широко использовать методы активного, деятельностного обучения в организации творческой работы учащихся, сделав изучение биологии более мобильным….

15 02 2023 18:34:21

Удивительное рядом. Бабочки

Цели урока: с помощью маленького прекрасного насекомого — бабочки углубить знания по разным предметам; пробудить интерес детей и семьи к данной теме; создать условия для развития и саморазвития ребенка….

14 02 2023 17:41:50

Урок — защита оценки «Непослушное дитя биосферы» (2 часа)

В курсе «Общей биологии» есть интересная тема: «Происхождение человека». Предлагаемый конспект урока позволяет в нетривиальной форме систематизировать знания учащихся о движущих силах антропогенеза, об основных этапах палеонтологической летописи происхождения человека, углубить знания о биосоциальной сущности человека разумного. …

13 02 2023 11:10:33

Модуль по теме «Участие кожи в терморегуляции. Закаливание»

Одно из ведущих положений теории деятельности для эффективного обучения предполагает такую его организацию, при которой ученик сам оперирует учебным содержанием, и только в этом случае оно усваивается осознанно и прочно, а также идет процесс развития интеллекта ученикам. Новая парадигма состоит в том, что ученик должен учиться сам, а учитель – осуществлять мотивационное управление его учением. …

12 02 2023 19:53:36

Урок по теме «Генетика пола и наследование, сцепленное с полом». 9-й класс

Цель урока: изучить особенности генетического определения пола у различных групп организмов, а также наследование некоторых признаков сцепленных с полом….

11 02 2023 13:38:18

Скелет человека: грудная клетка, свободные конечности, кости черепа

Скелет человека подразделяется на скелет туловища, скелет верхних и нижних конечностей, скелет головы — череп. Скелет верхних конечностей состоит из скелета плечевого пояса, с помощью которого конечности соединяются с туловищем (лопатка, ключица) и скелета свободных верхних конечностей….

10 02 2023 21:17:45

День биологического многообразия

Представлен урок изучения биологии в игровой форме. Урок состоит из гeймов. В каждом гeйме предлагаются вопросы и даются ответы на них. …

09 02 2023 3:57:13

Еще:
Биология, химия -1 :: Биология, химия -2 :: Биология, химия -3 :: Биология, химия -4 :: Биология, химия -5 :: Биология, химия -6 :: Биология, химия -7 :: Биология, химия -8 :: Биология, химия -9 :: Биология, химия -10 :: Биология, химия -11 :: Биология, химия -12 :: Биология, химия -13 :: Биология, химия -14 :: Биология, химия -15 ::

Происхождение и эволюция клеток. Клетка

Клетки делятся на два основных класса, изначально определяемых тем, содержат ли они ядро. Прокариотические клетки (бактерии) лишены ядерной оболочки; эукариотические клетки имеют ядро, в котором генетический материал отделен от цитоплазмы. Прокариотические клетки обычно меньше и проще, чем эукариотические; в дополнение к отсутствию ядра их геномы менее сложны и они не содержат цитоплазматических органелл или цитоскелета. Несмотря на эти различия, одни и те же основные молекулярные механизмы управляют жизнью как прокариот, так и эукариот, что указывает на то, что все современные клетки произошли от одного первобытного предка. Как развивалась эта первая клетка? И как эволюционировали сложность и разнообразие современных клеток?

Таблица 1.1

Прокариотические и эукариотические клетки.

Первая клетка

Похоже, что жизнь впервые возникла по крайней мере 3,8 миллиарда лет назад, примерно через 750 миллионов лет после образования Земли (). Вопрос о том, как зародилась жизнь и как появилась первая клетка, остается предметом спекуляций, поскольку эти события невозможно воспроизвести в лаборатории. Тем не менее, несколько типов экспериментов предоставляют важные доказательства, касающиеся некоторых этапов процесса.

Рисунок 1.1

Временная шкала эволюции. Шкала указывает приблизительное время, когда, как считается, произошли некоторые из основных событий в эволюции клеток.

Впервые в 1920-х годах было высказано предположение, что простые органические молекулы могут образовываться и спонтанно полимеризоваться в макромолекулы в условиях, которые, как считается, существовали в атмосфере примитивной Земли. Считается, что в то время, когда возникла жизнь, атмосфера Земли содержала мало свободного кислорода или вообще не содержала его, а вместо этого состояла в основном из CO 9 .0017 2 и N ₂ в дополнение к меньшим количествам газов, таких как H ₂ , H ₂ S и CO. Такая атмосфера обеспечивает восстановительные условия, в которых органические молекулы при наличии источника энергии, такого как солнечный свет, или электрический разряд, могут образовываться спонтанно. Самопроизвольное образование органических молекул было впервые продемонстрировано экспериментально в 1950-х годах, когда Стэнли Миллер (тогда еще аспирант) показал, что разряд электрических искр в смесь H ₂ , CH ₄ и NH ₃ в присутствии воды приводили к образованию множества органических молекул, включая несколько аминокислот (). Хотя эксперименты Миллера не воспроизводили в точности условия примитивной Земли, они ясно продемонстрировали вероятность спонтанного синтеза органических молекул, дающих основные материалы, из которых возникли первые живые организмы.

Рисунок 1.2

Самопроизвольное образование органических молекул. Водяной пар кипятили через атмосферу, состоящую из CH ₄ , NH ₃ и H ₂ , в которые разрядили электрические искры. Анализ продуктов реакции выявил образование разнообразных органических молекул, (подробнее…)

Следующим этапом эволюции стало образование макромолекул. Было продемонстрировано, что мономерные строительные блоки макромолекул самопроизвольно полимеризуются в вероятных пребиотических условиях. Нагревание сухих смесей аминокислот, например, приводит к их полимеризации с образованием полипептидов. Но важнейшей характеристикой макромолекулы, из которой развилась жизнь, должна была быть способность воспроизводить себя. Только макромолекула, способная направлять синтез новых копий самой себя, была бы способна к размножению и дальнейшей эволюции.

Из двух основных классов информационных макромолекул в современных клетках (нуклеиновые кислоты и белки) только нуклеиновые кислоты способны управлять собственной саморепликацией. Нуклеиновые кислоты могут служить матрицами для собственного синтеза в результате специфического спаривания оснований между комплементарными нуклеотидами (2). Таким образом, решающий шаг в понимании молекулярной эволюции был достигнут в начале 1980-х годов, когда в лабораториях Сида Альтмана и Тома Чеха было обнаружено, что РНК способна катализировать ряд химических реакций, включая полимеризацию нуклеотидов. Таким образом, РНК обладает уникальной способностью служить матрицей и катализировать собственную репликацию. Следовательно, обычно считается, что РНК была исходной генетической системой, и считается, что ранняя стадия химической эволюции была основана на самореплицирующихся молекулах РНК — период эволюции, известный как 9-й этап эволюции.0045 Мир РНК . Затем упорядоченные взаимодействия между РНК и аминокислотами превратились в современный генетический код, а ДНК в конечном итоге заменила РНК в качестве генетического материала.

Рисунок 1.3

Саморепликация РНК. Комплементарное спаривание нуклеотидов (аденина [A] с урацилом [U] и гуанина [G] с цитозином [C]) позволяет одной цепи РНК служить матрицей для синтеза новой цепи с комплементарной последовательностью.

Предполагается, что первая клетка возникла в результате включения самореплицирующейся РНК в мембрану, состоящую из фосфолипидов (). Как будет подробно рассмотрено в следующей главе, фосфолипиды являются основными компонентами всех современных биологических мембран, включая плазматические мембраны как прокариотических, так и эукариотических клеток. Ключевой характеристикой фосфолипидов, образующих мембраны, является то, что они представляют собой амфипатические молекулы, что означает, что одна часть молекулы растворима в воде, а другая – нет. Фосфолипиды имеют длинные водонерастворимые (гидрофобные) углеводородные цепи, соединенные с водорастворимыми (гидрофильными) головными группами, содержащими фосфат. При помещении в воду фосфолипиды спонтанно объединяются в бислой, при этом их фосфатсодержащие головные группы снаружи контактируют с водой, а их углеводородные хвосты внутри контактируют друг с другом. Такой бислой фосфолипидов образует стабильный барьер между двумя водными компартментами, например, отделяя внутреннюю часть клетки от внешней среды.

Рисунок 1.4

Покрытие самовоспроизводящейся РНК в фосфолипидной мембране. Считается, что первая клетка возникла в результате включения самореплицирующейся РНК и ассоциированных молекул в мембрану, состоящую из фосфолипидов. Каждая молекула фосфолипида имеет две длинные гидрофобные (далее…)

Заключение самовоспроизводящихся РНК и ассоциированных молекул в фосфолипидную мембрану, таким образом, сохранило бы их как единое целое, способное к самовоспроизведению и дальнейшей эволюции. К этому времени РНК-направленный синтез белка мог уже развиться, и в этом случае первая клетка состояла бы из самореплицирующейся РНК и кодируемых ею белков.

Эволюция метаболизма

Поскольку клетки возникли в море органических молекул, они могли получать пищу и энергию непосредственно из окружающей среды. Но такая ситуация является самоограничивающейся, поэтому клеткам необходимо было разработать свои собственные механизмы для производства энергии и синтеза молекул, необходимых для их репликации. Генерация и контролируемое использование метаболической энергии занимает центральное место во всей клеточной деятельности, и основные пути энергетического метаболизма (подробно обсуждаемые в главе 2) в современных клетках в высшей степени консервативны. Все ячейки используют аденозин 5 ′ -трифосфат (АТФ) в качестве источника метаболической энергии для управления синтезом компонентов клетки и выполнения других энергозатратных действий, таких как движение (например, сокращение мышц). Механизмы, используемые клетками для образования АТФ, как полагают, развивались в три этапа, соответствующие эволюции гликолиза, фотосинтеза и окислительного метаболизма (4). Развитие этих метаболических путей изменило атмосферу Земли, тем самым изменив ход дальнейшей эволюции.

Рисунок 1.5

Генерация метаболической энергии. Гликолиз – это анаэробное расщепление глюкозы до молочной кислоты. Фотосинтез использует энергию солнечного света для синтеза глюкозы из CO ₂ и H ₂ O с выделением O ₂ в качестве побочного продукта. O ₂, выпущенный (далее…)

В первоначально анаэробной атмосфере Земли первые энергетические реакции предположительно включали расщепление органических молекул в отсутствие кислорода. Эти реакции, вероятно, были формой современного гликолиза — анаэробного расщепления глюкозы до молочной кислоты с чистым увеличением энергии двух молекул АТФ. Помимо использования АТФ в качестве источника внутриклеточной химической энергии, все современные клетки осуществляют гликолиз, что согласуется с представлением о том, что эти реакции возникли очень рано в эволюции.

Гликолиз предоставил механизм, с помощью которого энергия предварительно образованных органических молекул (например, глюкозы) может быть преобразована в АТФ, который затем можно использовать в качестве источника энергии для запуска других метаболических реакций. Обычно считается, что развитие фотосинтеза было следующим важным этапом эволюции, который позволил клетке использовать энергию солнечного света и обеспечил независимость от использования заранее сформированных органических молекул. Первые фотосинтезирующие бактерии, появившиеся более 3 миллиардов лет назад, возможно, использовали H9.0017 2 S для преобразования CO ₂ в органические молекулы — путь фотосинтеза, который до сих пор используется некоторыми бактериями. Использование Н ₂ О в качестве донора электронов и водорода для превращения СО ₂ в органические соединения возникло позже и имело важные последствия изменения атмосферы Земли. Использование H ₂ O в реакциях фотосинтеза дает не содержащий побочных продуктов O ₂ ; считается, что этот механизм был ответственен за создание O ₂ широко распространен в атмосфере Земли.

Высвобождение O ₂ в результате фотосинтеза изменило среду, в которой развивались клетки, и, как принято считать, привело к развитию окислительного метаболизма . В качестве альтернативы, окислительный метаболизм мог развиться до фотосинтеза, при этом увеличение содержания O ₂ в атмосфере давало сильное селективное преимущество организмам, способным использовать O ₂ в реакциях, производящих энергию. В любом случае О ₂ представляет собой высокореактивную молекулу, и окислительный метаболизм, использующий эту реактивность, обеспечивает механизм получения энергии из органических молекул, который намного эффективнее, чем анаэробный гликолиз. Например, полное окислительное расщепление глюкозы до CO ₂ и H ₂ O дает энергию, эквивалентную энергии от 36 до 38 молекул АТФ, в отличие от 2 молекул АТФ, образующихся при анаэробном гликолизе. Современные клетки, за немногими исключениями, используют в качестве основного источника энергии окислительные реакции.

Современные прокариоты

Современные прокариоты, которые включают в себя все различные типы бактерий, делятся на две группы — архебактерии и эубактерии, которые дивергировались в начале эволюции. Некоторые архебактерии живут в экстремальных условиях, которые сегодня необычны, но, возможно, были распространены на первобытной Земле. Например, термоацидофилы живут в горячих серных источниках с температурой до 80°C и значением pH всего 2. К эубактериям относятся распространенные формы современных бактерий — большая группа организмов, обитающих в самых разных средах. , включая почву, воду и другие организмы (например, патогены человека).

Большинство бактериальных клеток имеют сферическую, палочковидную или спиралевидную форму диаметром от 1 до 10 мкм. Содержание их ДНК колеблется от 0,6 миллиона до 5 миллионов пар оснований, что достаточно для кодирования около 5000 различных белков. Самые крупные и сложные прокариоты — это цианобактерии, бактерии, у которых развился фотосинтез.

Структуру типичной прокариотической клетки иллюстрирует Escherichia coli (E. coli), обычный обитатель кишечного тракта человека (). Клетка имеет палочковидную форму, около 1 мкм в диаметре и около 2 мкм в длину. Как и большинство других прокариот, E. coli окружен жесткой клеточной стенкой, состоящей из полисахаридов и пептидов. Внутри клеточной стенки находится плазматическая мембрана, представляющая собой двойной слой фосфолипидов и связанных с ними белков. В то время как клеточная стенка является пористой и легко проницаема для различных молекул, плазматическая мембрана обеспечивает функциональное разделение между внутренней частью клетки и ее внешней средой. ДНК E . coli представляет собой одиночную кольцевую молекулу в составе нуклеоида, которая, в отличие от ядра эукариот, не окружена мембраной, отделяющей его от цитоплазмы. Цитоплазма содержит около 30 000 рибосом (места синтеза белка), что объясняет ее зернистый вид.

Рисунок 1.6

Электронная микрофотография E. coli . Клетка окружена клеточной стенкой, внутри которой находится плазматическая мембрана. ДНК находится в нуклеоиде. (Menge and Wurtz/Biozentrum, Базельский университет/Библиотека научных фотографий/Photo Researchers, Inc.)

Эукариотические клетки

Как и прокариотические клетки, все эукариотические клетки окружены плазматическими мембранами и содержат рибосомы. Однако эукариотические клетки гораздо сложнее и содержат ядро, разнообразные цитоплазматические органеллы и цитоскелет (4). Самой крупной и наиболее заметной органеллой эукариотических клеток является ядро диаметром около 5 мкм. Ядро содержит генетическую информацию клетки, которая у эукариот организована в виде линейных, а не кольцевых молекул ДНК. Ядро является местом репликации ДНК и синтеза РНК; трансляция РНК в белки происходит на рибосомах в цитоплазме.

Рисунок 1.7

Структуры животных и растительных клеток. Как животные, так и растительные клетки окружены плазматической мембраной и содержат ядро, цитоскелет и множество общих цитоплазматических органелл. Растительные клетки также окружены клеточной стенкой и содержат хлоропласты (подробнее…)

В дополнение к ядру, эукариотические клетки содержат в своей цитоплазме множество окруженных мембраной органелл. Эти органеллы образуют компартменты, в которых локализована различная метаболическая активность. Эукариотические клетки, как правило, намного больше, чем прокариотические, часто имеют объем клетки, по крайней мере, в тысячу раз больше. Компартментализация, обеспечиваемая цитоплазматическими органеллами, позволяет эукариотическим клеткам эффективно функционировать. Две из этих органелл, митохондрии и хлоропласты, играют решающую роль в энергетическом обмене. Митохондрии, обнаруженные почти во всех эукариотических клетках, являются местами окислительного метаболизма и, таким образом, ответственны за образование большей части АТФ, образующегося при распаде органических молекул. Хлоропласты являются местами фотосинтеза и встречаются только в клетках растений и зеленых водорослей. Лизосомы и пероксисомы также обеспечивают специализированные метаболические компартменты для переваривания макромолекул и различных окислительных реакций соответственно. Кроме того, большинство растительных клеток содержат крупные вакуоли, выполняющие разнообразные функции, включая переваривание макромолекул и хранение как продуктов жизнедеятельности, так и питательных веществ.

Из-за размера и сложности эукариотических клеток транспортировка белков к их правильному месту назначения внутри клетки является сложной задачей. Две цитоплазматические органеллы, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, специально предназначены для сортировки и транспорта белков, предназначенных для секреции, включения в плазматическую мембрану и включения в лизосомы. Эндоплазматический ретикулум представляет собой разветвленную сеть внутриклеточных мембран, простирающуюся от ядерной мембраны по всей цитоплазме. Он функционирует не только в процессинге и транспорте белков, но и в синтезе липидов. Из эндоплазматического ретикулума белки транспортируются внутри небольших мембранных везикул к аппарату Гольджи, где они подвергаются дальнейшей обработке и сортировке для транспортировки к конечному пункту назначения. В дополнение к этой роли в транспорте белков аппарат Гольджи служит местом синтеза липидов и (в растительных клетках) местом синтеза некоторых полисахаридов, составляющих клеточную стенку.

Эукариотические клетки имеют другой уровень внутренней организации: цитоскелет, сеть белковых нитей, простирающихся по всей цитоплазме. Цитоскелет обеспечивает структурную основу клетки, определяя форму клетки и общую организацию цитоплазмы. Кроме того, цитоскелет отвечает за движения целых клеток (например, сокращение мышечных клеток), а также за внутриклеточный транспорт и расположение органелл и других структур, включая движения хромосом во время клеточного деления.

Эукариоты развились по крайней мере 2,7 миллиарда лет назад, после 1-1,5 миллиарда лет прокариотической эволюции. Исследования последовательностей их ДНК показывают, что архебактерии и эубактерии так же отличаются друг от друга, как и те и другие от современных эукариот. Следовательно, очень ранним событием в эволюции, по-видимому, было расхождение трех линий происхождения от общего предка, давшее начало современным архебактериям, эубактериям и эукариотам. Интересно, что многие гены архебактерий больше похожи на гены эукариот, чем на гены эубактерий, что указывает на то, что архебактерии и эукариоты имеют общую линию эволюционного происхождения и более тесно связаны друг с другом, чем с эубактериями.

Рисунок 1.8

Эволюция клеток. Современные клетки произошли от общего прокариотического предка по трем линиям происхождения, дав начало архебактериям, эубактериям и эукариотам. Митохондрии и хлоропласты произошли от эндосимбиотической ассоциации аэробных (подробнее…)

Важнейшим шагом в эволюции эукариотических клеток было приобретение окруженных мембраной субклеточных органелл, позволивших развить сложность, характерную для этих клеток. Считается, что органеллы были приобретены в результате ассоциации прокариотических клеток с предками эукариот.

Гипотеза о том, что эукариотические клетки произошли от симбиотической ассоциации прокариот — эндосимбиоза — особенно хорошо подтверждается исследованиями митохондрий и хлоропластов, которые, как считается, произошли от бактерий, живущих в больших клетках. И митохондрии, и хлоропласты по размеру схожи с бактериями и, подобно бактериям, размножаются путем деления надвое. Самое главное, что и митохондрии, и хлоропласты содержат собственную ДНК, которая кодирует некоторые их компоненты. Митохондриальная и хлоропластная ДНК реплицируются каждый раз, когда органелла делится, а кодируемые ими гены транскрибируются внутри органеллы и транслируются на рибосомах органеллы. Таким образом, митохондрии и хлоропласты содержат свои собственные генетические системы, отличные от ядерного генома клетки. Кроме того, рибосомы и рибосомные РНК этих органелл более тесно связаны с таковыми бактерий, чем с теми, которые кодируются ядерными геномами эукариот.

В настоящее время общепризнано эндосимбиотическое происхождение этих органелл, при этом считается, что митохондрии произошли от аэробных бактерий, а хлоропласты — от фотосинтезирующих бактерий, таких как цианобактерии. Приобретение аэробных бактерий обеспечило бы анаэробной клетке способность осуществлять окислительный метаболизм. Приобретение фотосинтезирующих бактерий обеспечило бы пищевую независимость, обеспечиваемую способностью осуществлять фотосинтез. Таким образом, эти эндосимбиотические ассоциации были весьма выгодны своим партнерам и прошли отбор в ходе эволюции. Со временем большинство генов, изначально присутствовавших у этих бактерий, по-видимому, были включены в ядерный геном клетки, поэтому лишь несколько компонентов митохондрий и хлоропластов все еще кодируются геномами органелл.

Развитие многоклеточных организмов

Многие эукариоты являются одноклеточными организмами, которые, как и бактерии, состоят только из отдельных клеток, способных к самовоспроизведению. Простейшими эукариотами являются дрожжи. Дрожжи сложнее бактерий, но намного меньше и проще, чем клетки животных или растений. Например, обычно изучаемые дрожжи Saccharomyces cerevisiae имеют диаметр около 6 мкм и содержат 12 миллионов пар оснований ДНК (1). Другие одноклеточные эукариоты, однако, представляют собой гораздо более сложные клетки, некоторые из которых содержат столько же ДНК, сколько и клетки человека. К ним относятся организмы, специализированные для выполнения множества задач, включая фотосинтез, передвижение, а также захват и употребление в пищу других организмов. 9Например, 0122 Amoeba proteus представляет собой большую сложную клетку. Его объем более чем в 100 000 раз больше, чем у E . coli, и его длина может превышать 1 мм, когда клетка полностью вытянута (). Амебы — это очень подвижные организмы, которые используют цитоплазматические отростки, называемые псевдоподиями , для перемещения и поглощения других организмов, включая бактерии и дрожжи, в качестве пищи. Другие одноклеточные эукариоты (зеленые водоросли) содержат хлоропласты и способны осуществлять фотосинтез.

Рисунок 1.9

Сканирующая электронная микрофотография Saccharomyces cerevisiae . К микрофотографии добавлен искусственный цвет. (Эндрю Сайед/Science Photo Library/Photo Researchers, Inc.)

Таблица 1.2

Содержание ДНК в клетках.

Рисунок 1.10

Световая микрофотография Amoeba proteus . (M. I. Walker/Photo Researchers, Inc.)

Многоклеточные организмы произошли от одноклеточных эукариот не менее 1,7 миллиарда лет назад. Некоторые одноклеточные эукариоты образуют многоклеточные агрегаты, которые, по-видимому, представляют собой эволюционный переход от одиночных клеток к многоклеточным организмам. Например, клетки многих водорослей (например, зеленой водоросли Volvox ) объединяются друг с другом, образуя многоклеточные колонии (), которые считаются эволюционными предшественниками современных растений. Затем усиление специализации клеток привело к переходу от колониальных агрегатов к истинно многоклеточным организмам. Продолжающаяся клеточная специализация и разделение труда между клетками организма привели к сложности и разнообразию многих типов клеток, из которых состоят современные растения и животные, включая человека.

Рисунок 1.11

Колониальные зеленые водоросли. Отдельные клетки Volvox образуют колонии, состоящие из полых шариков, в которых сотни или тысячи клеток погружены в студенистую матрицу. (Cabisco/Visuals Unlimited.)

Растения состоят из меньшего количества типов клеток, чем животные, но каждый вид растительных клеток специализирован для выполнения определенных задач, необходимых организму в целом (). Клетки растений организованы в три основные тканевые системы: основную ткань, кожную ткань и сосудистую ткань. Основная ткань содержит клетки паренхимы, осуществляющие большинство метаболических реакций растения, в том числе фотосинтез. Основная ткань также содержит два специализированных типа клеток ( клетки колленхимы и клетки склеренхимы), которые характеризуются толстыми клеточными стенками и обеспечивают структурную поддержку растения. Кожная ткань покрывает поверхность растения и состоит из эпидермальных клеток, которые образуют защитный слой и позволяют поглощать питательные вещества. Наконец, несколько типов удлиненных клеток образуют сосудистую систему (ксилему и флоэму), отвечающую за транспортировку воды и питательных веществ по всему растению.

Рисунок 1.12

Световые микрофотографии репрезентативных растительных клеток. (A) Клетки паренхимы, отвечающие за фотосинтез и другие метаболические реакции. (B) Клетки колленхимы, которые специализируются на поддержке и имеют утолщенные клеточные стенки. (C) Эпидермальные клетки (подробнее…)

Клетки животных значительно разнообразнее клеток растений. Человеческое тело, например, состоит из более чем 200 различных типов клеток, которые обычно считаются компонентами пяти основных типов тканей: эпителиальной ткани, соединительной ткани, крови, нервной ткани и мышц. Эпителиальные клетки образуют пласты, покрывающие поверхность тела и выстилающие внутренние органы. Существует множество различных типов эпителиальных клеток, каждый из которых специализируется на определенной функции, включая защиту (кожа), всасывание (например, клетки, выстилающие тонкий кишечник) и секрецию (например, клетки слюнных желез). К соединительным тканям относятся костная, хрящевая и жировая ткани, каждая из которых образована разными типами клеток (остеобластами, хондроцитами и адипоцитами соответственно). Рыхлая соединительная ткань, которая подстилает эпителиальные слои и заполняет промежутки между органами и тканями в организме, образована клетками другого типа — фибробластами. Кровь содержит несколько различных типов клеток, которые участвуют в транспорте кислорода (красные кровяные тельца или эритроциты), воспалительных реакциях (9).0045 гранулоциты , моноциты и макрофаги) и иммунный ответ (лимфоциты). Нервная ткань состоит из нервных клеток или нейронов, которые узко специализированы для передачи сигналов по всему телу. Различные типы сенсорных клеток, такие как клетки глаза и уха, дополнительно специализируются на получении внешних сигналов из окружающей среды. Наконец, несколько различных типов мышечных клеток отвечают за производство силы и движения.

Рисунок 1.13

Световые микрофотографии репрезентативных клеток животных. (A) Эпителиальные клетки рта (толстый многослойный лист), желчных протоков и кишечника. (B) Фибробласты представляют собой клетки соединительной ткани, характеризующиеся формой удлиненного веретена. (C) Эритроциты, (подробнее…)

Очевидно, что эволюция животных включала развитие значительного разнообразия и специализации на клеточном уровне. Понимание механизмов, которые контролируют рост и дифференцировку такого сложного массива специализированных клеток, начиная с одной оплодотворенной яйцеклетки, является одной из основных задач, стоящих перед современной клеточной и молекулярной биологией.

5.2: Открытие клеток и клеточной теории

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 16740

Сюзанна Ваким и Мандип Грюал
Колледж Бьютт

Большая синяя клетка

Что это за невероятный объект? Вас бы удивило, если бы вы узнали, что это человеческая клетка? Ячейка на самом деле слишком мала, чтобы увидеть ее невооруженным глазом. Здесь он виден так подробно, потому что рассматривается в очень мощный микроскоп. Клетки могут быть небольшого размера, но они чрезвычайно важны для жизни. Как и все другие живые существа, вы состоите из клеток. Клетки являются основой жизни, и без клеток жизнь, какой мы ее знаем, не существовала бы. Вы узнаете больше об этих удивительных кирпичиках жизни, когда будете читать этот раздел.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Здоровая Т-клетка человека

Если вы посмотрите на живое вещество в микроскоп, даже в простой световой микроскоп, вы увидите, что оно состоит из клеток. Клетки являются основными единицами строения и функции живых существ. Это мельчайшие единицы, способные осуществлять процессы жизнедеятельности. Все организмы состоят из одной или нескольких клеток, и все клетки имеют много одинаковых структур и выполняют одни и те же основные жизненные процессы. Знание строения клеток и процессов, которые они осуществляют, необходимо для понимания самой жизни.

Открытие клеток

Впервые слово клетка использовалось для обозначения этих крошечных единиц жизни в 1665 году британским ученым по имени Роберт Гук. Гук был одним из первых ученых, изучавших живые существа под микроскопом. Микроскопы того времени были не очень сильными, но Гук все же смог сделать важное открытие. Когда он посмотрел на тонкий срез пробки под микроскопом, он был удивлен, увидев нечто похожее на пчелиные соты. Гук сделал рисунок на рисунке ниже, чтобы показать то, что он видел. Как видите, пробка состояла из множества крошечных единиц, которые Гук назвал клетками.

Вскоре после того, как Роберт Гук обнаружил клетки в пробке, Антон ван Левенгук в Голландии сделал другие важные открытия с помощью микроскопа. Левенгук сделал свои собственные линзы для микроскопов, и у него это получалось настолько хорошо, что его микроскоп был мощнее, чем другие микроскопы того времени. На самом деле микроскоп Левенгука был почти так же силен, как и современные световые микроскопы. Используя свой микроскоп, Левенгук был первым человеком, который наблюдал человеческие клетки и бактерии.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Роберт Гук зарисовал эти клетки пробки, как они выглядят под простым световым микроскопом.

Cell Theory

К началу 1800-х годов ученые наблюдали за клетками многих различных организмов. Эти наблюдения привели двух немецких ученых по имени Теодор Шванн и Маттиас Якоб Шлейден к предположению, что клетки являются основными строительными блоками всех живых существ. Около 1850 года немецкий врач Рудольф Вирхов изучал клетки под микроскопом, когда случайно увидел, как они делятся и образуют новые клетки. Он понял, что живые клетки производят новые клетки путем деления. Основываясь на этом понимании, Вирхов предположил, что живые клетки возникают только из других живых клеток.

Идеи всех трех ученых — Шванна, Шлейдена и Вирхова — привели к клеточной теории , которая является одной из фундаментальных теорий, объединяющих всю биологию. Клеточная теория утверждает, что:

Все организмы состоят из одной или нескольких клеток.
Все жизненные функции организмов происходят внутри клеток.
Все ячейки происходят из уже существующих ячеек.

Видение клеток изнутри

Начиная с Роберта Гука в 1600-х годах, 9Микроскоп 0260 открыл удивительный новый мир — мир жизни на уровне клетки. По мере того как микроскопы продолжали совершенствоваться, было сделано больше открытий о клетках живых существ. Однако к концу 1800-х световые микроскопы достигли своего предела. Объекты намного меньше клеток, включая структуры внутри клеток, были слишком малы, чтобы их можно было увидеть даже в самый сильный световой микроскоп.

Затем, в 1950-х годах, был изобретен новый тип микроскопа. Названный электронным микроскопом, он использовал пучок электронов вместо света для наблюдения за очень маленькими объектами. С помощью электронного микроскопа ученые наконец-то смогли увидеть крошечные структуры внутри клеток. Фактически, они даже могли видеть отдельные молекулы и атомы. Электронный микроскоп оказал огромное влияние на биологию. Это позволило ученым изучать организмы на уровне их молекул и привело к возникновению области клеточной биологии. С помощью электронного микроскопа было сделано гораздо больше открытий клеток. На рисунке \(\PageIndex{3}\) показано, как структуры ячеек называются 9Органеллы 0260 проявляются при сканировании под электронным микроскопом.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Это изображение структур внутри клетки получено с помощью электронного микроскопа.

Структуры, общие для всех клеток

Хотя клетки разнообразны, все клетки имеют некоторые общие части. Эти части включают плазматическую мембрану, цитоплазму, рибосомы и ДНК.

Плазматическая мембрана (также называемая клеточной мембраной) представляет собой тонкий слой фосфолипидов, окружающий клетку. Он образует физическую границу между клеткой и окружающей средой, поэтому вы можете думать о нем как о «коже» клетки.
Цитоплазма относится ко всему клеточному материалу внутри плазматической мембраны. Цитоплазма состоит из водянистого вещества, называемого цитозолем, и содержит другие клеточные структуры, такие как рибосомы.
Рибосомы представляют собой структуры в цитоплазме, где производятся белки.
ДНК представляет собой нуклеиновую кислоту, обнаруженную в клетках. Он содержит генетические инструкции, необходимые клеткам для производства белков.

Эти части являются общими для всех клеток таких разных организмов, как бактерии и люди. Как получилось, что все известные организмы имеют такие похожие клетки? Сходства показывают, что вся жизнь на Земле имеет общую эволюционную историю.

Обзор

Описание ячеек.
Объясните, как были открыты клетки.
Опишите, как развивалась клеточная теория.
Определите структуры, общие для всех ячеек.
Верно или неверно. Пробка не является живым организмом.
Верно или неверно. Некоторые организмы состоят только из одной клетки.
Верно или неверно. Рибосомы находятся вне цитоплазмы клетки.
Белки производятся _____________.
В чем разница между световым микроскопом и электронным микроскопом?
Первые микроскопы были сделаны около
1. 1965
2. 1665
3. 1950
4. 1776
Кто из этих ученых сделал каждое из следующих открытий? (Антон ван Левенгук, Роберт Гук, Рудольф Вирхов)
1. Обнаружил некоторые из первых клеток и впервые использовал термин «клетка»
2. Обнаружены первые клетки человека
3. Наблюдалось деление клеток
Роберт Гук зарисовал то, что выглядело как соты, или повторяющиеся круглые или квадратные единицы, когда он наблюдал растительные клетки под микроскопом.
1. Что такое каждая единица?
2. Что из общих частей всех клеток составляет внешнюю поверхность каждой единицы?
3. Что из общих частей всех ячеек составляет внутреннюю часть каждой ячейки?

Атрибуция

Здоровая человеческая Т-клетка по фотопотоку NIAID Flickr, общественное достояние через Wikimedia Commons
Микрофотография пробки Роберта Хука, общественное достояние через Wikimedia Commons
Chlamydomonas от Dartmouth Electron Microscope Facility Дартмутского колледжа, опубликовано в общественное достояние через Wikimedia Commons
Текст адаптирован из книги «Биология человека» по лицензии CK-12, лицензия CC BY-NC 3.