СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ КЛЕТКИ Две формы клеточной организации живых организмов. Прокариотическая

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ КЛЕТКИ
Две формы клеточной организации живых организмов. Прокариотическая
клетка на примере клеток бактерий и синезеленых водорослей.
Эукариотическая клетка. Разнообразие клеточных типов у эукариот.
Строение и функции биологических мембран. Цитоплазма и ее структура
на примере клетки животных: наружная цитоплазматическая мембрана,
эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, митохондрии,
рибосомы, клеточный центр; органоиды движения - жгутики и реснички.
Включения и их биологическая роль. Ядро клетки, строение и функции.
Хромосомы, понятие о кариотипе. Видовое постоянство числа хромосом.
Особенности строения клеток растений (клеточная стенка, вакуоли,
пластиды).
При изучении этой обширной по объему и терминологии темы необходимо
выделить в первую очередь связи между строением и функциями клеточных
структур.
Клетка недоступна для прямого изучения при помощи только органов чувств.
Открытие нового мира живых организмов связано с изобретением и
использованием при изучении живого увеличительных приборов - лупы и
микроскопа. Первые ученые, изучавшие живые организмы при помощи
микроскопа, смогли увидеть твердую клеточную стенку и некое полупрозрачное
содержимое (протопласт). Затем в протопласте заметили темное плотное
образование - ядро. Лучше было изучено строение клеток растений, так как
клетки растений имеют внешнюю твердую оболочку, сохраняющую форму и
внутреннее содержимое. Далее развитие цитологии связано с уточнением
строения клетки и функций отдельных ее составляющих.
В предыдущих темах вы получили основные представления о клетке как
структурной и функциональной единице живого. Но из этого НЕ СЛЕДУЕТ,
что клетка в неизменной форме входит в структуры различных организмов.
И сама клетка в своем историческом развитии проходит два этапа, два уровня
сложности: ПРОКАРИОТ (безъядерных) и ЭУКАРИОТ (ядерных). Уже по
названию этих групп организмов видно, что в основу классификации положен
признак - наличие ядра.
Прокариотические организмы объединяют две группы - бактерии и синезеленые водоросли. Отличительной особенностью прокариот является почти
полное отсутствие внутренних мембранных структур, и, как следствие этого,
отсутствие оформленного ядра. Имеющиеся мембранные образования
представляют собой прогибы внутрь клетки цитоплазматической мембраны.
Общий план строения прокариотической клетки и строение отдельных
органоидов отличается от общего плана строения клетки и отдельных
органоидов эукариот.
Существует теория, согласно которой, эукариоты являются потомками
прокариотических клеток. В которые внедрились аэробные прокариоты, из
которых образовались, впоследствии, митохондрии. Такие клетки дали начало
аэробным гетеротрофам (животным). Внедрение в такие клетки
фотосинтезирующих прокариот привело к возникновению аэробных
автотрофов, или растений. А фотосинтезирующие прокариоты дали начало
хлоропластам. Обратите внимание на то, что и митохондрии и хлоропласты
имеют свою ДНК и способны к размножению.
Для удобства изучения темы заполните таблицу
Представители
Цитоплазма
Ядро
Эндоплазматическая
сеть
Рибосомы
Митохондрии
Пластиды
Комплекс Гольджи
Клеточный центр
Жгутики и реснички
прокариоты
синезеленые
водоросли, бактерии
бедна органоидами
нет сформированного
ядра и ядрышек
эукариоты
нет
есть
расположены в
расположены на
цитоплазме
нет
нет
нет
нет
белковые
нити
образуют
микротрубочек
мембране
есть
есть в клетках растений
есть
есть (у большинства)
Хромосомы
одна
Способ деления
амитоз
вегетативный,
образование
Размножение
животные, растения, грибы
богата органоидами
есть ядро и ядрышки
не
состоят из микро-трубочек
всегда
наборе
митоз
споро-
в
диплоидном
половой: образование гамет
Ключевым моментом в начале изучения строения клетки является строение и
функции мембраны и мембранных структур. При изучении строения мембраны
сразу увязывайте это со свойствами и функциями.
Так, основа строения мембраны - липиды. Вещества гидрофобной природы липиды - ограничивают внутреннюю среду клетки от внешней, защищают
клетку. Достигается это тем, что между внешней и внутренней средой
находится двойной слой липидов. В большинстве случаев это молукулы
фосфолипидов. Фосфолипиды имея две области - полярный и неполярный
конец образуют двойной слой (где полярные "головки" располагаются снаружи,
а неполярные "хвосты" внутри этого бимолекулярного слоя). Такое
расположение молекул фосфолипидов объяснятся просто: внешняя и
внутренняя среда клетки это водный раствор.
Одновременно в состав цитоплазматической мембраны входят белки. Белки
обеспечивают связи клетки с окружающей средой. Именно через них в клетку
проникают необходимые вещества и поддерживается постоянство внутреннего
состава клетки. Белки активно переносят вещества через плазматическую
мембрану. Этот процесс происходит с затратой энергии. Липиды и белки
дополняют друг друга.
Мембранные структуры составляют основу строения клетки, многие органоиды
состоят из мембран. В данном случае мембраны выполняют роль разделителей
между разными зонами клетки, где проходят разные биохимические реакции.
Кроме того, к мембранам крепятся ферменты - таким образом обеспечивается
пространственная локализация центров биохимических реакций. Приведите
примеры органоидов, имеющих мембранное строение.
Кроме органоидов, имеющих в своей основе мембрану, в клетке имеется
некоторое количество образований, имеющих немембранное строение. Среди
этих образований выделяется глобулярная структура - рибосома. Она состоит из
двух субъединиц, в состав которых кроме белков входят и РНК.
Отдельно можно сказать об органоидах движения (жгутиках, ресничках),
цитоскелете и клеточном центре. В той или иной форме это белковые
образования (нити и микротрубочки).
При изучении ядра обратите внимание на новый термин КАРИОТИП.
Вспомните: при делении клетки на месте ядра появляется группа телец особой
формы - ХРОМОСОМ. Их количество и строение строго индивидуальны у всех
организмов на Земле. После деления клеточного содержимого хромосомы вновь
превращаются в ядро.
В состав хромосом входит ДНК. Молекула способная размножаться. То есть
свойства ДНК во многом определяют свойства составляющей части клетки.
В организме взрослых животных и растений существует два типа клеток:
соматические - клетки тела, и половые клетки. В половых клетках число
хромосом в два раза меньше, чем в соматических. В соматических клетках
количество хромосом получило название ДИПЛОИДНОГО и обозначается 2n,
а в половых клетках каждая хромосома представлена в одинарном количестве и
получил название такой набор - гаплоидный и обозначается (n). При изучении
размножения и развития организмов вы увидите, что появление парности в
соматических клетках это закономерное явление. При оплодотворении
яйцеклетки диплоидный набор возникает заново - одну половину набора
организм получает от материнского организма другу от отца. ИДЕНТИЧНЫЕ
ПО СТРУКТУРЕ И ОРГАНИЗАЦИИ ХРОМОСОМЫ НАЗЫВАЮТ
ГОМОЛОГИЧНЫМИ. ОДНА ИЗ НИХ ОТЦОВСКАЯ, ДРУГАЯ
МАТЕРИНСКАЯ.
Данная схема иллюстрирует процесс сохранения количества генетического
материала в ряду поколений. (посмотрите еще раз свойства живой материи)
Для окончательного усвоения различий про- и эукариот заполните таблицу
данную в начале главы пособия, но уже самостоятельно.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. В чем сходство и различие между прокариотами и эукариотами?
2. Как шла эволюция жизненных форм (на примере эукариот и прокариот)?
3. Как связано строение клеточной мембраны с ее функциями?
4. В чем суть активного и пассивного транспорта веществ в клетку?
5. Где в клетке располагаются ферменты, способные разрушать белки, жиры,
углеводы?
6. Где происходит синтез белков?
7. Какой органоид одновременно участвует в транспорте продуктов биосинтеза
и формировании лизосом?
8. В каком органоиде происходит превращение энергии пищи в энергию АТФ?
9. В каких органоидах клетки происходит превращение энергии солнечного
света в энергию АТФ?
10. Какие органоиды участвуют в поступлении, передвижении, выделении
веществ?
11. Каковы строение и функции ядра?
12. Какие структуры выполняют функции ядра у прокариот?
13. Что представляют собой хромосомы?
14.
Дайте
определение
гомологичности.
кариотипу,
диплоидности,
гаплоидности,