Биология 9 класс органоиды клетки таблица: Таблица по биологии «Строение и функции органоидов клетки» скачать

Содержание

Уроки биологии в 9 классе. Строение клетки. Органоиды клетки. Клеточная теория. | План-конспект урока по биологии (9 класс) на тему:

Цели и задачи этапов урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1 Оргмомент

Приветствует учащихся

Приветствуют учителя

2 Актуализация

Образовательная цель — способствовать формированию представления о клетке.

Развивающая цель — Способствовать обучению школьников умению выделять существенное и несущественное в понятии

«Изучение любого живого организма начинается с клетки. В тайны клеточного строения человек смог проникнуть благодаря работам англ. естествоиспытателя Р. Гука, который ввел в науку биологию термин «клетка»

* «Используя свои знания из ботаники, зоологии и биологии человека давайте с вами  попробуем определить суть понятия «клетка». Перед вами первый слайд презентации, на котором представлены характеристики клетки. Постарайтесь подумать и выбрать из предложенных ту, которая является наиболее существенной?

Слайд презентации:

Попытайтесь объяснить, какие характеристики являются существенными, а какие не важными?

Комментирует ответы обучающихся.

*А как вы понимаете, что означает, «клетка — структурно – функциональная единица живого»?

 

Отвечают, выбирая разные варианты

Микроскопические клетки – это  несущественный признак, т.к. есть достаточно крупные клетки, например, яйцеклетка

Только питаются — это  несущественный признак, т.к. клетки не только питаются , но и дышат, размножаются.

Постоянно делятся – тоже несущественный признак, т.к. есть клетки, которые делятся раз в жизни, например, нервные

 

структурно – функциональные единицы живого – это существенный признак

Отвечают: самая маленькая в структуре организма

Мотивация

«Клетка – самая элементарная частица целого, если это многоклеточный организм или самостоятельный организм, если это одноклеточное простейшее. Клетка – живая, но сложно себе представить, как она существует в многоклеточном организме и как самостоятельный организм  у простейших»

Целеполагание

Как вы думаете, о чём пойдёт речь сегодня на урок? Что мы с вами должны выяснить? Узнать?

Цель нашего урока рассмотреть общий план строения клетки, изучить строение и функцию основных частей  клетки, отметить отличительные черты клеток животных, растений, бактерий.

Запись темы урока в тетрадь

Первичное усвоение материала

 Развивающая цель – создать условия для выявления причинно — следственных связей между особенностью строения частей клетки и выполняемыми функциями

Образовательная цель — способствовать осознанию основного материала

Воспитательная цель: способствовать осознанию значимости знаний о взаимосвязи организмов в эволюции биосферы

 «Клетки можно увидеть под микроскопом. Клетки различаются размером, формой….» Рассказывает с примерами,  используя наглядные таблицы, рисунки в учебнике.

Несмотря на многообразие клетки имеют много общего.

*Обратите внимание на второй слайд, вспомните, какие основные  части выделяют в клетке?

Слайд № 2

Запишем эту схему в тетрадь.

«А теперь рассмотрим особенность устройства основных частей клетки, а вы на основании моего объяснения будете стараться определить функции мембраны, ядра и цитоплазмы»

Слайд № 3

«В основе строения мембраны двойной слой липидов, а белки пронизывающие этот слой образуют пору».

*Каким свойством обладают липиды, какое значение имеют поры?

Слайд № 4

Как вы считаете, почему цитоплазма состоит на 80 % из воды и почему она постоянно движется? Предположите, какое биологическое значение это имеет?

«Органоиды —  это особые структуры, которые обеспечивают процессы жизнедеятельности клетки, о том какие функции они выполняют, мы узнаем на следующем уроке»

 

Слайд № 5

«Ядро ограничено от цитоплазмы двойной ядерной мембраной, которая тоже имеет поры, внутри заполнено ядерным соком – кариоплазмой, в состав которой входит вода. Ядро имеет важные структуры – хромосомы, состоящие из ДНК.»

*Как вы считаете, какое биологическое значение имеют  ядерная оболочка и  кариоплазма? Зная функцию ДНК, определите,  какую роль играют в жизни клетки хромосомы, состоящие из ДНК?

« Клетки по наличию и отсутствию ядра делятся на Прокариотические и Эукариотические» Объясняет эти понятия

«Как вы считаете, какие клетки Прокариотические или Эукариотические являются более прогрессивными, продвинутыми?»

Несмотря на несовершенное строение, прокариоты сыграли огромную роль в эволюции живого, так как сама прокариотическая клетка стала первой ступенькой на пути усложнения организмов и появления большого разнообразия организмов

Учащиеся последовательно называют части клетки: мембрана, ядро, цитоплазма, записывают в тетради.

Липиды нерастворимы в воде, поэтому это надежно защищает клетку от проникновения чужеродных частиц, а поры наоборот обеспечивают транспорт нужных клетке веществ и образующихся в процессе жизнедеятельности.

Вода, входящая в состав цитоплазмы представляет собой среду для осуществления химических реакций, в результате ее движении осуществляетя транспорт веществ.

Ядерная оболочка осуществляет обмен веществами между ядром и цитоплазмой, защищает хромосомы от повреждающего воздействия веществ цитоплазмы, а сами хромосомы являются носителями наследственной информации клетки.

Записывают в тетрадь

Осознание и осмысление учебного материала

Образовательная цель — способствовать осознанию основного материала

«Обратите внимание на рисунки в учебнике, где изображены различные клетки. Определите, чем они сходны и чем различаются?»

* «А как вы считаете, чем вызвано отличие клеток по форме?»

Все клетки, изображенные на рисунке имеют основные части: ядро, цитоплазму и органоиды. Они различаются формой и размерами.

Форма клетки зависит от той функции, которую она выполняет, например, мышечная – сокращается, поэтому она вытянутой формы….(приводят другие примеры).

Систематизация знаний и умений

Развивающая цель — способствовать обучению школьников умению сравнения и обобщения изучаемых объектов и умений

* Обратите внимание на рисунок № 8 в учебнике, на котором изображены клетки растений и животных. Найдите сходство и различие. Объясните, чем эти различия обусловлены?

Все клетки, изображенные на рисунке имеют основные части: ядро, цитоплазму и органоиды. Клетка растений имеет клеточную стенку, хлоропласты и большую вакуоль, которые отсутствуют в клетке животных. Различия вызваны выполняемыми функциями, растительная осуществляет фотосинтез, поэтому имеет хлоропласты.

Применение знаний и умений

Образовательная цель — способствовать осознанию основного материала

«Сейчас вы самостоятельно рассмотрите клетки растений и животных под микроскопом, и ,выполнив задание сравните их, определив особенность строения во взаимосвязи с выполняемой функцией. Через 10 минут  мы с вами обсудим выводы, которые вы отметили». Учитель напоминает правила работы с микроскопом.

Работают по парам, рассматривают микропрепараты, фиксируют данные в таблице, которая есть у каждой группы на столе.

Клетка

рисунок

особенность строения

Функция

растительная

животная

Проверка уровня усвоения знаний и умений

«Итак, давайте с вами обобщим, как строение клетки взаимосвязано с выполняемой функцией»

От группы выступает представитель, отмечает, какие клетки рассматривались, в чем их особенность, какую функцию они выполняют.

Информация о домашнем задании

Домашнее задание выучить параграф , ответить на вопросы после параграфа

Записывают домашнее задание в дневник

Рефлексия

(подведение итогов)

Что вы узнали на уроке?

Что было трудным для понимания?(комментирует ответы учащихся)

Итак, в живой природе клетки всех организмов имеют общий план строения, что свидетельствует о единстве развития живого.

Выражают свое мнение

Органоиды клетки

12.30-12.40 Слайд 2-4 Вступительное слово учителя подведение учащихся к проблеме урока Введение учеников в тему урока: “Органоиды клетки”

Определяются цель и задачи урока, определяются особенности работы на уроке – заполнение таблицы органоидов клетки

Ребята, на прошлом уроке мы говорили с вами о строении и видах клеток. Дайте определение понятию клетка, назовите науку занимающуюся изучением клеток (запись терминов в словарь).

Вспомните, какие два типа клеток существуют и в чем их отличие?

Итак, клетка – структурная и функциональная единица живого. Существует два типа клеток: прокариоты и эукариоты (называют отличия, приводят примеры организмов, для которых характерны данные виды клеток)

. Среди эукариотических клеток есть два вида: клетки растений и клетки животных. Назовите их отличия в строении.

Сегодня мы познакомимся с органоидами клеток их строением и функциями. Но прежде чем приступить к знакомству я хочу чтобы вы в конце урока привели аргументированные доказательства о том, что клетка – это элементарная живая биосистема.

Повторение терминов, типов клеток (прокариот и эукариот, растительной и животной клетки), осмысление целей и задач. 12.40-12.55 Слайд 5-17 Объяснение новой темы: “Органоиды клеток”. Работа по заполнению таблицы “Органоиды клетки”. Учитель рассказывает о классификации органоидов клетки, по наличию мембраны. Демонстрирует на слайдах презентации строение органоидов, их функции, знакомит с учеными, изучавшими и открывшими эти органоиды.

Учитель акцентирует внимания на полуавтономных органоидах, которые есть в растительных и животных клетках (митохондрии, пластиды). Обсуждают причины, полуавтономности этих органоидов.

Ученики получают представление об исследованиях ученых. Изучают особенности строения органоидов клетки, их функции 12.55-13.05 Слайд 18-20 Выводы по уроку проверка самостоятельной работы (заполнение таблицы). Ответ на поставленный вопрос в начале урока.

Домашнее задание.

В ходе диалога учащие высказывают доказательства того, что клетка – это живая биосистема.

В конце урока учащимся предлагается ответить на вопросы слайда “Рефлексия”

Проверка заполнения таблицы, подведение итогов урока. Обсуждения вопросов, что понравилось на уроке, что не понравилось, какие интересны факты узнали, какие возникли вопросы, что было не понятного на уроке. Домашнее задание параграф 8.

Тест по биологии Строение клетки 9 класс

Строение клеток живых организмов

Строение клеток живых организмов Классификация живых организмов (по уровню организации клетки) Живые организмы Неклеточные формы Клеточные формы Вирусы, фаги Прокариоты Эукариоты Сравнительная характеристика

Подробнее

10класс Биология погружение 3

10класс Биология погружение 3 Тема: Энергетический обмен. 1. Наибольшее количество энергии освобождается при расщеплении молекул 1) белков 2) жиров 3) углеводов 4) нуклеиновых кислот 2. В бескислородной

Подробнее

Тест по биологии Фотосинтез 9 класс

Тест по биологии Фотосинтез 9 класс 1. В ходе фотосинтеза образуются 1) белки 2) жиры 3) углеводы 4) нуклеиновые кислоты 2. В ходе фотосинтеза поглощается 1) энергия АТФ 2) энергия солнечного света 3)

Подробнее

Тема «Учение о клетке»

Тема «Учение о клетке» Вариант 1 1.Хлоропласты имеются в клетках: а) Соединительной ткани; б) животных и растений; в) животных; г) зелёных клетках растений. 2.Группа очень простых организмов, живущих и

Подробнее

БЛОК 2 Клетка как биологическая система.

1. К макроэлементам относятся: БЛОК 2 Клетка как биологическая система. 1) кислород, углерод, водород, азот 2) кислород, железо, золото 3) углерод, водород, бор 4) селен, азот, кислород 1) 2. Органоид,

Подробнее

Спорьте, ошибайтесь, заблуждайтесь, но, ради Бога, размышляйте и хоть криво, да сами. Г. Лессинг. ( нем. критик, философ)

Спорьте, ошибайтесь, заблуждайтесь, но, ради Бога, размышляйте и хоть криво, да сами. Г. Лессинг. ( нем. критик, философ) ЦАРСТВА Бактерии Грибы Растения Животные НАУКИ: микробиология -бактерии микология-грибы

Подробнее

ID_1064 1/5 neznaika.pro

1 Клетка, её жизненный цикл (множественный выбор) Ответами к заданиям являются слово, словосочетание, число или последовательность слов, чисел. Запишите ответ без пробелов, запятых и других дополнительных

Подробнее

[PDF] — Телекомпания СГУ ТВ

Download — Телекомпания СГУ ТВ…

Биология Цитология Урок объяснения нового материала в 10-м классе Клеточные мембраны. Мембранные органоиды клетки. Сюжеты: 1.2. Электронные микрофотографии клеточных органоидов клетки. 2.3. Физиологические свойства клеточной мембраны. 2.1. Устройство светового микроскопа. 2.4. Наблюдение плазмолиза и деплазмолиза растительной клетки. Диск «Общая биология. Цитология» Минина З. Б., учитель ГБОУ гимназия № 1517 г. Москвы

Действующие программы базового курса общей биологии в старшей школе (авторы: Г. М. Дымшиц, О. В. Саблина; А. Е. Андреева с соавторами; И. Б. Агафонова, В. И. Сивоглазов), рассчитанные на 70 часов в 10 классе, предусматривают изучение клеточного строения живых организмов в объеме 4 – 9 часов. В связи с сокращением предоставляемого времени на изучение биологии приходится ограничиваться минимальным количеством уроков, отведенных на ту или иную тему. Для изучения в 10-м классе темы «Структура и функции клетки» целесообразно выделить 4 часа, распределив их следующим образом: Урок 1. «Развитие знаний о клетке. Клеточная теория». Урок 2. «Плазматическая мембрана. Мембранные органоиды». Урок 3. «Цитоплазма. Немембранные органоиды». Урок 4. «Особенности клеток прокариот и эукариот». Так как на предшествующем этапе обучения, в 9-м классе, учащиеся получили основные представления о строении и функциях клеточных органоидов, планирование уроков осуществляется с учетом знаний учащихся по этой теме. Задачи урока «Плазматическая мембрана. Мембранные органоиды»: 1. Формирование представлений учащихся о микроскопическом строении плазматической мембраны, ее свойствах и функциях. 2. Формирование понятий «плазмолиз», «деплазмолиз», «тургор». 3. Углубление знаний учащихся о строении и функциях мембранных органоидов. 4. Развитие навыков учащихся использовать микроскопическую технику, работать с натуральными объектами, проводить наблюдения. 5. Развитие умения узнавать клеточные органоиды на рисунках, микрофотографиях, видеоматериалах. 6. Развитие умений сравнивать и анализировать, устанавливать связь строения и функций органоидов клетки. Тип урока: изучение нового материала.

Средства обучения: таблицы «Строение клетки растений и клетки животного», модель «Строение эукариотической клетки», DVD, видеопособие СГУ ТВ «Цитология», микроскопы, покровные и предметные стекла, лабораторные стаканчики для растворов, пипетки, фильтровальная бумага, 10 %-ный раствор хлорида калия, растение элодея. Ход урока I. Контроль знаний об основных положениях клеточной теории Учитель просит учащегося сформулировать положения клеточной теории и раскрыть собственное понимание того, что клетка является биологической системой. Актуализация знаний о строении и функциях клеточных органоидов. В процессе фронтальной беседы учащиеся дают определение понятия «органоид», называют клеточные органоиды, имеющие мембранное строение, и выполняемые ими функции. При этом используются таблицы и модель клетки. II. Изучение нового материала Учитель формулирует проблему: «Возможно ли нормальное функционирование клетки в отсутствие тех или иных клеточных органоидов?» Учащиеся готовят в тетрадях таблицу для заполнения. Мембранные органоиды клетки Название органоида Особенности строения Функции в клетке После этого учитель демонстрирует фрагмент DVD-фильма «Электронные микрофотографии клеточных органоидов» (Видеоиллюстрации «Общая биология. Цитология», ч. 1.2). Учащиеся, используя полученную информацию, а также текст учебника Д. К. Беляева «Общая биология», 10 – 11 классы (параграфы 7 – 8, выборочно), вносят в таблицу сведения о ядре, эндоплазматической сети, аппарате Гольджи и митохондриях. Учитель подводит учащихся к выводу, что каждый органоид, выполняя специфическую функцию в клетке, необходим для нормальной ее жизнедеятельности как элементарной биологической системы. Информацию о других мембранных органоидах (лизосома, вакуоль, пластиды) учащимся предлагается внести в таблицу дома (параграфы 8 – 9). Следующий этап урока посвящен клеточной мембране. Учитель сообщает, что в основе строения мембранных органоидов, а также поверхностного комплекса клетки лежит мембрана. Учащиеся рассматривают рисунок 12 «Схема строения плазматической мембраны» учебника Д. К. Беляева (параграф 7) и слушают рассказ учителя о современных представлениях о мембране. Согласно жидкостно-мозаичной модели, мембраны состоят из жидкого двойного слоя фосфолипидов, в

который встроены белки. В тетрадь учащиеся в процессе беседы с учителем записывают основные функции мембраны: барьерную, рецепторную, транспортную. Благодаря перечисленным функциям мембраны регулируют постоянство внутренней среды клеток и органоидов – их гомеостаз. Осуществлению транспортной функции способствует такое свойство мембраны, как избирательная проницаемость. Видеофильм «Физиологические свойства мембраны» (Видеоиллюстрации «Общая биология. Цитология», ч. 2.3) показывает эту способность мембраны на примере инфузории-туфельки. III. Практическая работа Учащиеся готовятся к выполнению практической работы «Плазмолиз и деплазмолиз в растительной клетке». Они записывают в тетрадях определения: плазмолиз – отставание протопласта растительной клетки от клеточной стенки в результате выхода воды из клетки. Плазмолиз – явление, обратное тургору. Тургор – напряженное состояние клеточной оболочки, создаваемое гидростатическим давлением внутриклеточной жидкости. Деплазмолиз — восстановление нормального состояния протопласта. С целью актуализации знаний учащихся об устройстве микроскопа учитель демонстрирует фрагмент DVD «Устройство светового микроскопа» (Видеоиллюстрация «Общая биология. Цитология», ч. 2.1.). В качестве инструкции к практической работе учащиеся просматривают фрагмент «Наблюдение плазмолиза и деплазмолиза растительной клетки» (Видеоиллюстрация «Общая биология. Цитология», ч. 2.4). После просмотра фильма учитель поясняет, что меньшая часть молекул воды диффундирует через липидный бислой, а большая часть – через поры, образованные особыми белками. Затем старшеклассники приступают к выполнению опыта. Они добиваются получения плазмолиза в клетках листа элодеи под действием раствора хлорида натрия, рассматривают растительную клетку при большом увеличении, зарисовывают клетку в тетради с обозначением ее частей (ядро, хлоропласты, цитоплазма, клеточная оболочка, мембрана). IV. Закрепление знаний На заключительном этапе урока учащиеся выполняют тест в предварительно разложенном на столах раздаточном материале: 1. Тонкая пленка, состоящая из липидов и белков, обеспечивающая избирательную проницаемость веществ клетки а) клеточная оболочка б) нить ДНК в) эндоплазматическая сеть г) плазматическая мембрана* 2. Органоидами дыхания, обеспечивающими клетку энергией, являются а) митохондрии* б) хлоропласты в) комплекс Гольджи г) рибосомы

3. За образование лизосом, накопление, модификацию и вывод веществ из клетки отвечает: а) эндоплазматическая сеть б) комплекс Гольджи* в) клеточный центр г) митохондрии 4. Какая из перечисленных клеточных структур представляет собой разветвленную сеть каналов и полостей и выполняет транспортную функцию? а) наружная цитоплазматическая мембрана б) митохондрия в) комплекс Гольджи г) эндоплазматическая сеть* 5. Ядро играет большую роль в жизни клетки, так как оно участвует в синтезе: а) глюкозы б) клетчатки в) липидов г) нуклеиновых кислот* 6. Цитоплазматическая мембрана не выполняет функции а) транспорта веществ б) защиты клетки в) взаимодействия с другими клетками г) синтеза белка* 7. Плазмолизом называется: а) отставание протопласта растительной клетки от клеточной оболочки в результате выхода воды из клетки* б) тургорное состояние клеточной оболочки в результате поступления воды в клетку в) гибель клетки в результате выхода воды г) гибель клетки в результате избыточного поступления воды После выполнения теста учащиеся проводят самопроверку (ответы записаны учителем не доске). Домашним заданием является завершение работы над текстом параграфов 7 – 9 учебника. Также учащимся предлагается подумать дома над вопросами: 1. Какие проблемы медицины могут быть решены благодаря развитию знаний о строении и функциях биологической мембраны? 2. Почему до сих пор ученым не удалось создать модель избирательно проницаемой биологической мембраны? Какие принципы могут быть положены в основу создания такой модели? Использование на уроках в старшей школе видеопособия Телекомпании СГУ ТВ «Общая биология. Цитология» способствует успешному решению педагогических задач. Видеофрагменты имеют хорошее качество, содержательны и вместе с тем лаконичны. Они хорошо вписываются в уроки, отображают те наблюдения, которые не всегда удается получить во время урока. Немаловажным достоинством DVD является и то, что они удобны в обращении.

Подготовка к ЕГЭ по биологии по теме: «Органоиды клетки»

ОРГАНОИДЫ КЛЕТКИ

1. Все приведённые ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания функций цитоплазмы. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в ответ цифры, под которыми они указаны.

  1) внутренней среды, в которой расположены органоиды

2) синтеза глюкозы

3) взаимосвязи процессов обмена веществ

4) окисления органических веществ до неорганических

5) осуществления связи между органоидами клетки

2. Проанализируйте таблицу. Заполните пустые ячейки таблицы, используя понятия и термины, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквами, выберите соответствующий термин из предложенного списка.

 рганоид клетки

Число мембран органоида

Функция

А

одномембранный

расщепление органических веществ клетки

рибосома

Б

биосинтез белка

хлоропласт

двумембранный

В

 

Список терминов и понятий:

1) комплекс Гольджи

2) синтез углеводов

3) одномембранный

4) гидролиз крахмала

5) лизосома

6 ) немембранный

3. Перечисленные ниже термины, кроме двух, используются для характеристики органоида клетки, обозначенного на рисунке вопросительным знаком. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

  1) мембранный органоид 2) репликация

3) расхождение хромосом 4) центриоли

4. К одномембранным органоидам клетки относят

1) клеточный центр 2) митохондрии

3) хлоропласты 4) лизосомы

5. Органоид клетки, содержащий комплекс ферментов,

расщепляющих высокомолекулярные органические соединения до низкомолекулярных органических соединений, — это

 1) ЭПС 2) Комплекс Гольджи

3) рибосома 4) лизосома

6. Установите соответствие между строением органоида клетки и органоидом.

 СТРОЕНИЕ ОРГАНОИДА

ОРГАНОИД

A) двумембранный органоид

Б) есть собственная ДНК

B) имеет секреторный аппарат

Г) состоит из мембраны, пузырьков, цистерн

Д) состоит из тилакоидов гран и стромы

Е) одномембранный органоид

1) хлоропласт

2) аппарат Гольджи

7. Установите соответствие между функцией органоида клетки и органоидом, выполняющим эту функцию.

 ФУНКЦИЯ

 

ОРГАНОИД

A) секреция синтезированных веществ

Б) биосинтез белков

B) расщепление органических веществ

Г) образование лизосом

Д) формирование полисом

Е) защитная

 

1) аппарат Гольджи

2) лизосома

3) рибосома

 

8 . Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания изображённого на рисунке органоида клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) содержится в клетках растений и животных

2) характерен для прокариотических клеток

3) участвует в образовании лизосом

4) образует секреторные пузырьки

5) двумембранный органоид

9. Установите соответствие между особенностями строения органоидов клетки и органоидами: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

 ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ОРГАНОИДОВ

 

ОРГАНОИДЫ

А) основу составляет липидный бислой

Б) имеет двумембранную пористую оболочку

В) содержит кариоплазму

Г) в органоиде множество ферментов окислительного цикла

Д) содержит кольцевую хромосому

Е) осуществляет фаго- и пиноцитоз у животных

 

1) клеточная мембрана

2) ядро

3) митохондрия

10. Установите соответствие между строением органоида клетки и его видом.

 СТРОЕНИЕ ОРГАНОИДА

 

ВИД ОРГАНОИДА

A) двумембранный органоид

Б) немембранный органоид

B) состоит из двух субъединиц

Г) имеет кристы

Д) имеет собственную ДНК

 

1) митохондрия

2) рибосома

11. Установите соответствие между признаком органоида клетки и органоидом, к которому этот признак относится.

 ПРИЗНАК ОРГАНОИДА

 

ОРГАНОИД

А) имеет две мембраны, пронизанные порами

Б) содержит множество ферментов, встроенных в мембраны

В) содержит кольцевые молекулы ДНК

Г) в органоиде синтезируется АТФ

Д) содержит хроматин

Е) формирует субъединицы рибосом

 

1) ядро

2) митохондрия

 

12. Установите соответствие между органоидом клетки и его признаками.

ПРИЗНАКИ ОРГАНОИДА

 

ОРГАНОИД

А) окружен мембранами

Б) содержит ДНК

В) синтезирует белки

Г) состоит из двух субъединиц

Д) отсутствует во время деления клетки

Е) имеет диаметр около 20 нм

 

1) ядро

2) рибосома

 

13. Рассмотрите предложенную схему классификации органоидов клетки. Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный на схеме вопросительным знаком.

14. Рассмотрите предложенную схему классификации органоидов клетки. Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный на схеме вопросительным знаком.

15. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображённого на рисунке органоида клетки.

О пределите два признака, «выпадающие» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) состоит из мембранных мешочков, цистерн и пузырьков (КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖИ )

2) осуществляет транспорт веществ во все части клетки

3) участвует в образовании пероксисом

4) участвует во встраивании белков в плазматическую мембрану

5) синтезирует липиды и белки

16. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания изображённого на рисунке органоида клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1 ) одномембранный органоид

2) содержит фрагменты рибосом

3) оболочка пронизана порами

4) содержит молекулы ДНК

5) содержит митохондрии

17. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, исправьте их.

 

1. Пластиды встречаются в клетках растительных организмов и некоторых бактерий и животных, способных как к гетеротрофному (готовые орг. Вещества ), так и автотрофному (фотосинтез) питанию. 2. Хлоропласты, так же как и лизосомы, — двумембранные, полуавтономные органоиды клетки. 3. Строма — внутренняя мембрана хлоропласта, имеет многочисленные выросты. 4. В строму погружены мембранные структуры — тилакоиды. 5. Они уложены стопками в виде крист. 6. На мембранах тилакоидов протекают реакции световой фазы фотосинтеза, а в строме хлоропласта — реакции темновой фазы.

18. Выберите органоиды клетки и их структуры, участвующие в процессе фотосинтеза.

  1) лизосомы 2) хлоропласты

3) тилакоиды 4) граны

5) вакуоли 6) рибосомы

19. Какие из перечисленных органоидов являются мембранными?

1) лизосомы 2) центриоли

3) рибосомы 4) микротрубочки

5) вакуоли 6) лейкопласты

20. Установите соответствие между характеристиками и органоидами, изображёнными на рисунках: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

 

ХАРАКТЕРИСТИКИ

 

ОРГАНОИДЫ

А) вырабатывает энергию в виде АТФ (ЭНЕРГОСТАЦИЯ)

Б) осуществляет синтез белка

В) соединяется с эукариотическими рибосомами

Г) содержит кольцевую ДНК

Д) является одномембранным органоидом

Е) окисляет органические вещества до углекислого газа и воды

 

1)

2)

Строение и функции органоидов клетки. Органоиды клетки таблица

Органеллы, они же органоиды являются основой правильного развития клетки. Они представляют собой постоянные, то есть никуда не исчезающие структуры, которые имеют определенное строение, от которого напрямую зависят выполняемые ими функции. Различают органоиды следующих типов: двумембранные и одномембранные. Строение и функции органоидов клетки заслуживают особого внимания для теоретического и по возможности практического изучения, так как эти структуры, несмотря на свои маленькие, не различимые без микроскопа размеры, обеспечивают поддержание жизнеспособности всех без исключения органов и организма в целом.

Двумембранные органоиды — это пластиды, клеточное ядро и митохондрии. Одномембранные — органеллы вакуолярной системы, а именно: эпс, лизосомы, комплекс (аппарат) Гольджи, различные вакуоли. Существуют также и немембранные органоиды – это клеточный центр и рибосомы. Общее свойство мембранных видов органелл — они образовались из биологических мембран. Растительная клетка отличается по строению от животной, чему не в последнюю очередь способствуют процессы фотосинтеза. Схему фотосинтетических процессов можно прочитать в соответствующей статье. Строение и функции органоидов клетки указывают на то, что для обеспечения их бесперебойной работы нужно, чтобы каждый из них в отдельности работал бес сбоев.

Клеточная стенка или матрикс состоит из целлюлозы и ее родственной структуры — гемицеллюлозы, а также пектинов. Функции стенки — защита от негативного влияния извне, опорная, транспортная (перенос из одной части структурной единицы в другую питательных веществ и воды), буферная.

Ядро образовано двойной мембраной с углублениями — порами, нуклеоплазмой, содержащей в своем составе хроматин, ядрышками, в которых хранится наследственная информация.

Вакуоль — это ни что иное, как слияние участков ЭПС, окруженной специфической мембраной, называемой тонопластом который регулирует процесс, называемый выделение и обратный ему — поступление необходимых веществ.

ЭПР представляет собой каналы, образованные мембранами, двух типов — гладкими и шероховатыми. Функции, которые выполняет эпр – синтез и транспортная.

Рибосомы – выполняют функцию синтезирования белка.

К основным органоидам относят: митохондрии, пластиды, сферосомы, цитосомы, лизосомы, пероксисомы, АГи транслосомы.

Таблица. Органоиды клетки и их функции

В этой таблице рассматриваются все имеющиеся органоиды клетки, как растительной, как и животной.

Органоид (Органелла)

Строение

Функции

Цитоплазма

Внутренняя полужидкая субстанция, основа клеточной среды, образована мелкозернистой структурой. Содержит ядро и набор органоидов.

Взаимодействие между ядром и органоидами. Транспорт веществ.

Ядро

Шаровидной или овальной формы. Образовано ядерной оболочкой, состоящей из двух мембран, имеющих поры. Имеется полужидкая основа, называемая кариоплазма или клеточный сок. Хроматин или нити ДНК, образуют плотные структуры, называемые хромосомами.

Ядрышки – мельчайшие, округлые тельца ядра.

Регулирует все процессы биосинтеза, такие как обмена веществ и энергии, осуществляет передачу наследственной информации. Кариоплазма ограничивает ядро от цитоплазмы, кроме того, дает возможность осуществлять обмен между непосредственно ядром и цитоплазмой.

В ДНК заключена наследственная информация клетки, поэтому ядро – хранитель всей информации об организме.

В ядрышках синтезируются РНК и белки, из которых образуются в последствие рибосомы.

Клеточная мембрана

Образована мембрана двойным слоем липидов, а также белком. У растений снаружи покрыта дополнительно слоем клетчатки.

Защитная, обеспечивает форму клеток и клеточную связь, пропускает внутрь клетки необходимые вещества и выводит продукты обмена. Осуществляет процессы фагоцитоза и пиноцитоза.

ЭПС (гладкая и шероховатая)

Образована эндоплазматическая сеть системой каналов в цитоплазме. В свою очередь, гладкая эпс образована, соответственно, гладкими мембранами, а шероховатая ЭПС – мембранами, покрытыми рибосомами.

Осуществляет синтез белков и некоторых других органических веществ, а также является главной транспортной системой клетки.

Рибосомы

Отростки шероховатой мембраны эпс шарообразной формы.

Главная функция – синтез белков.

Лизосомы

Пузырек, окруженный мембраной.

Пищеварение в клетке

Митохондрии

Покрыты наружной и внутренней мембранами. Внутренняя мембрана имеет многочисленные складки и выступы, называемые кристами

Синтезирует молекулы АТФ. Обеспечивает клетку энергией.

Пластиды

Тельца, окруженные двойной мембраной. Различают бесцветные (лейкопласты) зеленые (хлоропласты) и красные, оранжевые, желтые (хромопласты)

Лейкопласты — накапливают крахмал. Хлоропласты — участие в процессе фотосинтеза.

Хромопласты — Накапливание каратиноидов.

Клеточный Центр

Состоит из центриолей и микротрубочек

Участвует в формировании цитоскелета. Участие в процессе деления клетки.

Органоиды движения

Реснички, жгутики

Осуществляют различные виды движения

Комплекс (аппарат) Гольджи

Состоит из полостей, от которых отделяются пузырьки разных размеров

Накапливает вещества, которые синтезируются собственно клеткой. Использование этих веществ или вывод во внешнюю среду.

Строение ядра — видео

Строение и основные функции клеток

Клетки, подобно кирпичикам дома, являются строительным материалом практически всех живых организмов. Из каких частей они состоят? Какую функцию в клетке выполняют различные специализированные структуры? На эти и многие другие вопросы вы найдете ответы в нашей статье. Что такое клеткаКлеткой называют наименьшую структурную и функциональную единицу живых организмов. Несмотря на относительно небольшие размеры, она образует свой уровень развития. Примерами одноклеточных организмов являются зеленые водоросли хламидомонада и хлорелла, простейшие животные эвглена, амеба и инфузория. Их размеры действительно микроскопические. Однако функция клетки организма данной систематической единицы достаточно сложна. Это питание, дыхание, обмен веществ, передвижение в пространстве и размножение. Общий план строения клетокКлеточное строение имеют не все живые организмы. К примеру, вирусы образованы нуклеиновыми кислотами и белковой оболочкой. Из клеток состоят растения, животные, грибы и бактерии. Все они отличаются особенностями строения. Однако общая их структура одинакова. Она представлена поверхностным аппаратом, внутренним содержимым — цитоплазмой, органеллами и включениями. Функции клеток обусловлены особенностями строения этих составляющих. К примеру, у растений фотосинтез осуществляется на внутренней поверхности особых органелл, которые называются хлоропластами. У животных данные структуры отсутствуют. Строение клетки (таблица «Строение и функции органелл» подробно рассматривает все особенности) определяет ее роль в природе. Но для всех многоклеточных организмов общей является обеспечение обмена веществ и взаимосвязи между всеми органами. Строение клетки: таблица «Строение и функции органелл»Данная таблица поможет подробно ознакомиться со строением клеточных структур. Клеточная структураОсобенности строенияФункцииЯдроДвумембранная органелла, в матриксе которой находятся молекулы ДНКХранение и передача наследственной информацииЭндоплазматическая сетьСистема полостей, цистерн и канальцевСинтез органических веществКомплекс ГольджиМногочисленные полости из мешочковХранение и транспортировка органических веществМитохондрииДвумембранные органеллы округлой формыОкисление органических веществПластидыДвумембранные органеллы, внутренняя поверхность которых образует выросты внутрь структурыХлоропласты обеспечивают процесс фотосинтеза, хромопласты придают цвет различным частям растений, лейкопласты запасают крахмалРибосомыНемембранные органеллы, состоящие из большой и малой субъединицБиосинтез белкаВакуолиВ растительных клетках это полости, заполненные клеточным соком, а у животных — сократительные и пищеварительныеЗапас воды и минеральных веществ (растения). Сократительные вакуоли обеспечивают выведение излишков воды и солей, а пищеварительные — обмен веществЛизосомыОкруглые пузырьки, содержащие гидролитические ферментыРасщепление биополимеровКлеточный центрНемембранная структура, состоящая из двух центриолейФормирование веретена деления во время дробления клетокКак видите, каждая клеточная органелла имеет свою сложную структуру. Причем строение каждой из них определяет и выполняемые функции. Только согласованная работа всех органелл позволяет существовать жизни на клеточном, тканевом и организменном уровнях. Основные функции клеткиКлетка — уникальная структура. С одной стороны, каждая ее составляющая играет свою роль. С другой — функции клетки подчинены единому согласованному механизму работы. Именно на этом уровне организации жизни осуществляются важнейшие процессы. Одним из них является размножение. В его основе лежит процесс деления клетки. Существует два основных его способа. Так, гаметы делятся путем мейоза, все остальные (соматические) — митоза. Благодаря тому что мембрана является полупроницаемой, возможно поступление в клетку и в обратном направлении различных веществ. Основой для всех обменных процессов является вода. Поступая в организм, биополимеры расщепляются до простых соединений. А вот минеральные вещества находятся в растворах в виде ионов. Клеточные включенияФункции клеток не осуществлялись бы в полном объеме без наличия включений. Эти вещества являются запасом организмов на неблагоприятный период. Это может быть засуха, понижение температуры, недостаточное количество кислорода. Запасающие функции веществ в клетке растений выполняет крахмал. Он находится в цитоплазме в виде гранул. В животных клетках запасным углеводом служит гликоген. Что такое тканиУ многоклеточных организмов клетки, сходные по строению и функциям, объединяются в ткани. Эта структура является специализированной. К примеру, все клетки эпителиальной ткани мелкие, плотно прилегают друг к другу. Форма их весьма разнообразна. В данной ткани практически отсутствует межклеточное вещество. Такое строение напоминает щит. Благодаря этому эпителиальная ткань выполняет защитную функцию. Но любому организму необходим не только «щит», но и взаимосвязь с окружающей средой. Чтобы осуществить и эту функцию, в эпителиальной ткани животных есть особые образования — поры. А у растений подобной структурой служат устьица кожицы или чечевички пробки. Эти структуры осуществляют газообмен, транспирацию, фотосинтез, терморегуляцию. И прежде всего эти процессы осуществляются на молекулярном и клеточном уровне. Взаимосвязь строения и функций клетокФункции клеток обусловлены их строением. Все ткани являются ярким примером этому. Так, миофибриллы способны к сокращению. Это клетки мышечной ткани, которые осуществляют передвижение отдельных частей и всего тела в пространстве. А вот у соединительной — другой принцип строения. Данный вид ткани состоит из крупных клеток. Именно они являются основой всего организма. Соединительная ткань также содержит большое количество межклеточного вещества. Такое строение обеспечивает ее достаточный объем. Этот вид ткани представлен такими разновидностями, как кровь, хрящевая, костная ткани. Говорят, что нервные клетки не восстанавливаются… На этот факт существует много разных взглядов. Однако никто не сомневается, что нейроны связывают весь организм в единое целое. Это достигается другой особенностью строения. Нейроны состоят из тела и отростков — аксонов и дендритов. По ним информация и поступает последовательно от нервных окончаний к головному мозгу, а оттуда — обратно к рабочим органам. В результате работы нейронов весь организм связан единой сетью. Итак, большинство живых организмов имеют клеточное строение. Эти структуры являются единицами строения растений, животных, грибов и бактерий. Общие функции клеток — это способность к делению, восприятие к факторам окружающей среды и обмен веществ.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Похожее

ГДЗ по биологии 9 класс Пономарева, Корнилова Решебник

Для чего нужен решебник Пономаревой по биологии для 9 класса

Девятая ступень обучения – завершающая для многих школьников. Часть после выпускного отправляется в свободное плавание. Некоторые девятиклассники в качестве дополнительного предмета на ОГЭ выбирают биологию. Чаще всего – это будущие врачи и ученые. Чтобы поступить в медицинский, нужно хорошо сдать выпускные экзамены. Для этого детям следует больше времени отвести на занятия по данному курсу. В 9 классе учащиеся как раз проходят такие нужные темы, как:

  1. Живые Организмы;
  2. Строение и деление клетки;
  3. Размножение живых организмов;
  4. Основные понятия генетики;
  5. Наследственные болезни;
  6. Особенности селекции;
  7. Значение фотосинтеза в развитии жизни;
  8. Основные направления эволюции;
  9. Функционирование популяции во времени и т. д.

Однако одних уроков в школе мало. Некоторые родители, естественно, нанимают своим детям репетиторов или записывают на дополнительные лекции и семинары. Но это не всегда является эффективным, так как не все педагоги могут найти индивидуальный подход к ученику, который так важен при обучении, а постоянная смена репетиторов грозит потерей времени. Групповые занятия также не могут в полно мере обеспечить полного усвоения знаний, ведь коллективная работа, как известно, расслабляет и школьник может упустить что-то важное.

Для того чтобы обойти такие проблемы стороной, разработали специальные готовые домашние задания, позволяющие заниматься самостоятельно. Уж такой подход точно подойдет любому обучающемуся, ведь он знает себя как никто другой.

Как пользоваться ГДЗ по биологии за 9 класс (авторы: И. Н. Пономарева, О. А. Корнилова, Н. М. Чернова)

Самое важное правило в применении данного пособие – не списывать бездумно готовые ключи из решебника. Это никак не поможет повысить успеваемость, а только усугубит ситуацию. Ведь даже если д/з выполнено на отлично, то при ответе на уроке с места или у доски учитель поймет, что ученик не обладает достаточным набором знаний и вовсе не усвоил ту или иную тему.

Чтобы этого избежать, стоит следовать такому алгоритму:

  1. Для начала нужно самому выполнить заданное на дом;
  2. После этого уже можно открыть ГДЗ и сверить результаты;
  3. В самом конце важно не только исправить допущенные неточности, но и проанализировать свои действия, дабы в будущем не допускать подобных ошибок.

Выполняя данные шаги, вы заметите, что ваша успеваемость повысится в разы, а учиться не скучно, а очень даже интересно. Теперь появится уверенность в себе и своих решениях, а страх перед вопросом преподавателя как рукой снимет.

«Сотовая встреча» | Американский учитель биологии

Стандартная часть учебных программ по биологии — это проектная оценка структуры и функций клеток. Однако часто это индивидуальные задания, которые мало способствуют решению проблем или групповому обучению и избегают предмета химического взаимодействия органелл. Я оцениваю проект клетки, основанный на моделях, разработанный для стимулирования группового и индивидуального исследования, и анализирую, как проект стимулирует решение проблем на уровне клеточной системы.Студенты начинают с четырех типов клеток организма, маркируют органеллы, описывают их структуру и прикрепляют химические вещества, производимые или необходимые для функции каждой органеллы. Студенты моделируют передачу сигналов, распознавание клеток и перенос молекул через мембраны. После описания проекта я представляю показатели участия студентов и рубрику, сравниваю индивидуальную и групповую работу и выделяю будущие модификации, включая согласование с научным стандартом следующего поколения «Структура, функции и обработка информации».”

Осенью 2008 года я представил проект моделирования клеток в учебной программе по естествознанию в средней школе. По мере того, как я его использовал, я искал способы повысить уровень обучения и направленного исследования посредством группового и индивидуального обсуждения и участия, а также посредством тактильной работы. Однако, чтобы обнаружить достоинства этих изменений, их нужно было протестировать в классе.

Описанный здесь проект «Сотовая встреча» назван во избежание путаницы и сравнений между ним и другими сотовыми проектами.Темы включают передачу клеточных сигналов, проницаемость мембран, химические реакции и органеллы, в которых они происходят, а также главный вопрос, сравнивающий изучение клетки с самой жизнью.

В ответ на отзывы студентов, экспертную оценку проекта с экспертами, обзоры с коллегами-преподавателями и понимание, полученное в результате его публичного представления (см. Благодарности), я внес дополнительные изменения на 2013 год с учетом научных стандартов Next Generation (NGSS). ; NGSS Lead States, 2013).Например, стандарт структуры и функций ячеек (MS-LS1-2) заявляет о необходимости «разработать и использовать модель, описывающую функции ячейки в целом, и способы, которыми части ячеек вносят свой вклад в функции. Акцент делается на функционировании клетки как целостной системы и основной роли идентифицированных частей клетки, в частности ядра, хлоропластов, митохондрий, клеточной мембраны и клеточной стенки ».

Здесь я сообщаю о последних изменениях, наблюдениях, результатах и ​​развитии проекта.Я также рассматриваю подходы к обучению, участие, роли и успеваемость учащихся, методы индивидуальной и групповой оценки и критерии выставления оценок.

В зависимости от того, какой класс преподает, требуется либо базовый, либо более продвинутый урок, описывающий структуру и функции клетки. Многие из этих уроков включают просмотр различных клеток под микроскопом и индивидуальный проект клетки. Когда я впервые преподавал этот проект, студенты сделали модель клетки растения или животного из пенополистирола.Как только модель была построена, студенты пометили части клеток и органеллы (пример находится на http://niki319.blogspot.com/2008/02/cell-model.html).

Другой вариант — изучить структуру и функционирование клеток с помощью веб-квеста; один из таких квестов называется «Celebrate Cells» (http://www.can-do.com/uci/ssi2001/cells.html). Другой подход включает создание «клеточного города» для объяснения функций органелл и клетки (Grady & Jeanpierre, 2011).

Варианты бакалавриата включают групповой проект, в котором студенты выбирают болезнь, а затем объясняют, как она влияет на клетку и ее органеллы. По мнению этого учителя, проектная клеточная биология переместила студентов от учебной программы, основанной только на содержании, к программе, в равной степени ориентированной на «общение, лидерство, командную работу» и другие навыки, полезные на протяжении всей их жизни (Wright & Boggs, 2002). Он содержит подробные рубрики для структуры и функции клетки и органеллы, а также, в данном случае, что происходит с этими объектами при поражении болезнью.

Четыре цели привели к созданию текущей версии модели «Cellular Encounter». Первой была попытка сделать модель ячейки и процесс ее проектирования более динамичными, чем фиксированные или статические версии, описанные выше. Управляемый запрос, форма активного обучения (Lee, 2010), был введен в качестве средства для каждой группы студентов, чтобы спроектировать, набросать и разместить детали и детали мембран на масштабной модели.

При таком подходе конечный продукт был основан на «общем процессе внутри классного сообщества» (Khourey-Bowers, 2011). Крупномасштабная модель клетки позволила группе студентов с комфортом решить, где разместить химические соединения, как направить их к нужной органелле и как лучше организовать их поток через мембрану.

Вторая цель заключалась в том, чтобы студенты понимали клетку в целом, скоординированную систему со всеми органеллами, поддерживающими основные характеристики жизни (см. NGSS Lead States, 2013).С помощью этой модели учащиеся могут увидеть, как реагенты и продукты, используемые в химических реакциях органелл, взаимосвязаны, вместо того, чтобы изучать органеллы по отдельности и как не связанные друг с другом, и как они служат потребностям клетки.

Третья цель состояла в том, чтобы усилить предварительное изучение фундаментальных характеристик жизни и химических реакций, происходящих в клетке. В нашей программе естественных наук модель «Cellular Encounter» следует за изучением химических реакций, элементов и соединений.Здесь студенты сосредотачиваются на пяти основных элементах жизни (углерод, водород, азот, кислород и железо).

Однако, если бы наука о клетке преподавалась как в учебных планах, так и в структуре учебника, студентов не просили бы связать свои нынешние знания о химических реакциях с реальными участками химических процессов в клетке. В «Клеточной встрече» химические реакции рассматриваются как часть «фабрики» клетки, способной производить около 20 000 соединений.

Следовательно, таблицы, найденные в студенческих пакетах, укрепили знания учеников о конкретных химических веществах, необходимых для жизни или производимых клеткой. Например, в исходной таблице учащихся просят определить роль углеводов, липидов, белков, нуклеотидов, нуклеиновых кислот и воды и то, как клеточные органеллы их используют. Только что перечисленные соединения затем используются в таблице 1; третий столбец остается пустым, потому что студенческие группы должны определить органеллы, в которых протекает соответствующая химическая реакция.

Таблица 1.

Органические соединения и их синтез.

Ваш мобильный телефон: . Соединения, необходимые для клеточных химических реакций . Назовите органеллы, в которых используется или производится соединение .
1. Белок Аминокислоты
2.Молекулы глюкозы, полученные из солнечной энергии Солнечная энергия; H 2 O; CO 2
3. ДНК Нуклеотидные молекулы
4. Рост клеточной стенки Молекулы целлюлозы
5. Ремонт клеточной мембраны Липиды + белки
6. Энергия из продуктов питания Глюкоза + кислород
7.Удаление отходов Ферменты + отходы
Ваша клетка нуждается в: . Соединения, необходимые для клеточных химических реакций . Назовите органеллы, в которых используется или производится соединение .
1. Белок Аминокислоты
2. Солнечные молекулы глюкозы Солнечная энергия; H 2 O; CO 2
3.ДНК Нуклеотидные молекулы
4. Рост клеточной стенки Молекулы целлюлозы
5. Ремонт клеточной мембраны Липиды + белки
6. Энергия из пищи Глюкоза + кислород
7. Удаление отходов Ферменты + отходы

В нашей учебной программе «Клеточная встреча» усиливает и совпадает с введением микроскопа для изучения организмов, размножающихся бесполым путем, таких как гидра и дрожжи (бутонизация), бактерии и амебы (деление), планария (регенерация) и клубника (вегетативная форма). распространение).Чтобы гарантировать, что микроскопические изображения не являются изолированным опытом, особое внимание было уделено использованию конкретных организмов (Greene, 2005). Это произошло благодаря тому, что студенты разработали и составили свои модели с использованием изучаемых нами организмов, а не общих типов клеток.

Четвертая цель заключалась в том, чтобы стимулировать индивидуальное участие и участие с помощью рубрик и информации, которые облегчили ученикам поиск собственных ответов, вместо того, чтобы постоянно и автоматически полагаться на учителя.Специфика материальных требований в сочетании с необходимостью дополнительной коммуникации способствовала активному обучению проекта (Khourey-Bowers, 2011).

Для реализации проекта требовался подходящий формат ячейки масштабной модели. Он должен был предоставить достаточно места для интерактивной групповой работы, способствовать обучению от ученика к ученику, бросить вызов продвинутым ученикам и быть подходящим в качестве строительных лесов для учеников с особыми потребностями.Я экспериментировал с различными носителями и тестировал альтернативы в других настройках класса. В конце концов, я выбрал бумагу KELVIN DesignGrid Paper (17 × 22 дюйма; http://www.kelvin.com/mm5/merchant.mvc?Store_Code=k&Screen=PROD&Product_Code=420238), которая обеспечивает «черновой» подход при наличии обозначенной области для ученика — название ячейки и утверждение учителя. Графический формат документа DesignGrid (как показано на веб-сайте продукта) давал студентам представление о порядке и макете, которые предотвращали плохое планирование.Однако можно заменить большую миллиметровую бумагу или плакат.

Студенты расшифровали структуры и функции клетки конкретного организма, чтобы определить конкретную клетку, отнесенную к каждой группе (таблица 2). Были отобраны четыре организма, которые поровну разделены на восемь табличных групп. В настоящее время для модели проекта я использую типы клеток следующих организмов: клубника, бактерии сальмонеллы, человеческие клетки и гидра.

Таблица 2.

Основные свойства конкретных организмов и их клеток, используемые для определения того, какой из четырех возможных организмов принадлежит к данной группе таблиц.

. Одноклеточный . Многоклеточный . .
Прокариот Эукариот
Гетеротроф Автотроф
Клетки организованы; склеиваются в нужном месте Клетки индивидуальны или не «слипаются»
Первичная форма размножения Бесполое Половое Обе
Клеточное / ядерное деление: Митоз Мейоз для полового размножения И
Органеллы, и ДНК:
∘ Ядро Присутствует Клеточная стенка Присутствует Отсутствует
∘ Хлоропласт Присутствует Отсутствует
∘ Митохондрия Присутствует Отсутствует
∘ДНК внутри хромосомы На хром. осомы внутри самой клетки, без ядра
. Одноклеточный . Многоклеточный . .
Прокариот Эукариот
Гетеротроф Автотроф
Клетки организованы; склеиваются в нужном месте Клетки индивидуальны или не «слипаются»
Первичная форма размножения Бесполое Половое Обе
Клеточное / ядерное деление: Митоз Мейоз для полового размножения И
Органеллы, и ДНК:
∘ Ядро Присутствует Клеточная стенка Присутствует Отсутствует
∘ Хлоропласт Присутствует Отсутствует
∘ Митохондрия Присутствует Отсутствует
∘ДНК внутри хромосомы На хром. осомы внутри самой клетки, без ядра

В таблице 2 учитель обводит перед классом определенные свойства, которые служат подсказкой о том, какие клетки организма будет изучать конкретная группа за столом.Этот метод определения клетки организма вместо того, чтобы получать указания с самого начала, способствует управляемому исследованию, групповому принятию решений и участию. Он укрепляет знания о свойствах каждой ячейки с помощью предшествующих знаний, заметок, учебников и группового принятия решений. По этой причине групповые оценки и участие были распределены, даже несмотря на то, что некоторые школьные округа отходят от этого типа оценивания.

После того, как каждый участник согласовал организм и тип клеток, группа искала свой «соответствующий» тип клеток среди других табличных групп по четыре студента в каждой.Это потребовало от учащихся переходить от одной таблицы к другой, сравнивая результаты своих клеточных подсказок, пока не будет найдена соответствующая ячейка. Эти таблицы совпадающих типов клеток затем должны были взаимодействовать друг с другом для получения химических соединений, необходимых органеллам. Это гарантировало, что каждая группа студентов встала и общалась со своей соответствующей ячейкой.

Следующим шагом было экспериментировать, как лучше всего нарисовать клетку и ее мембрану, учитывая прохождение соединений.Проницаемость мембран и химический обмен требовали особого внимания, чтобы сделать их осязаемыми для студентов. Несмотря на то, что мембрану описывали как «привратник» или, точнее, жидкую мозаичную структуру, что это означает химически и как такие вещи работают, оставалось загадкой для многих учащихся. Поэтому я попросил, чтобы они построили «каналы» для молекулярных обменов в своих моделях.

Студенты визуализировали каналы в мембране, стирая четыре небольших участка мембраны, нарисованных карандашом.Стирая эти кусочки мембраны, они могли видеть, как каналы проникают через мембрану и как можно обмениваться химическими соединениями и отходами. Таким образом, к тому времени, когда учащиеся поступают в среднюю школу, они знакомы с проницаемостью мембран, типами соединений, которые проходят через них, и как они служат в качестве привратника. Хотя эта модель не объясняет деталей белковых каналов и транспортных белков, которые они изучают в старшей школе, она представляет собой первый шаг в подготовке к более поздним исследованиям AP-биологии (см. College Board, 2011).

В последующих модификациях проницаемость мембран будет подчеркивать, что вода поступает через каналы, тогда как диоксид углерода, кислород и липиды диффундируют непосредственно через мембраны. Сахара, аминокислоты, нуклеотиды и белки будут использовать другие транспортные механизмы, соответствующие седьмому классу.

Проектом были усилены структура и функции ключевых органелл, а также связи между клеточными процессами и их функциями во всей клеточной системе.По этой причине рисунок должен быть достаточно большим, чтобы разместить восемь органелл, прикрепить соответствующие соединения к органеллам или изобразить соединения, проникающие в клетку через мембрану.

Для каждой клеточной модели соединения были выстроены в линию для входа или выхода из клетки или для использования конкретными органеллами. Этот обмен осуществлялся группами столов, работающими со своими «сотовыми» столами-партнерами. Поскольку соединения и другие клеточные потребности исходили из соответствующей клетки, студенты встали и выполнили процесс клеточного обмена и коммуникации, чтобы получить и использовать необходимые соединения.

Молекулы или соединения, включенные в проект, включали сахар, белок, аминокислоту, кислород, липиды, воду, углекислый газ и нуклеотиды. Эти соединения были включены, чтобы подкрепить предыдущие уроки по химическим реакциям, которые теперь были связаны с органеллами, в которых они происходят. Отходы включаются в модель по мере того, как они удаляются из клетки лизосомами и подготавливаются путем внутриклеточного переваривания для высвобождения обратно в клетку в виде везикул.Солнечный свет включен для хлоропластов и ферментов, необходимых для многих реакций.

Были составлены символы, представляющие каждое из перечисленных выше соединений. Студенты получили соединения из таблицы соответствующих клеток, вырезали их, определили, где они попали в мембрану, и прикрепили некоторые из этих соединений к органеллам для проведения химических реакций. Например, четыре символа аминокислот были вырезаны, два из которых проходили через мембрану, а два других были помещены на рибосому, где они использовались для построения белков (см. Рисунок 1).

Рисунок 1.

Модель для животных клеток, созданная Стьюдентом.

Рис. 1.

Модель для животных клеток, созданная Стьюдентом.

Чтобы продемонстрировать межклеточную коммуникацию, распознавание и передачу сигналов, студенты сопоставили уникальные рецепторы на поверхности клетки с правильной сигнальной молекулой.Бумажные вырезы для рецепторов были взяты из одной таблицы, но соответствующие сигнальные молекулы должны были поступать из сопутствующей таблицы клетки, что указывало на то, что ученики «разыграли» клеточную коммуникацию. Масштабная модель каждой группы столов должна была иметь четыре точки с размещением на них правильного сигнала. После применения их можно было легко увидеть и оценить, чтобы обеспечить «сотовую связь».

Рубрика, используемая для оценки знаний учащихся, успеваемости и точности модели, показана в таблице 3.Общий балл по этой части оценивания составляет 50 баллов. Вторые 50 баллов получены за индивидуальные ответы на последние открытые вопросы, при этом баллы присуждаются за использование доказательств в ответе и полноту ответа.

Таблица 3.

Рубрика для завершения модели ячейки, понимания группы и точности.

Руководство . Проезд . Отъезд студентов . Выполнено согласно указаниям (5 баллов) . Завершено без деталей (3 балла) . Неполно или не следовал указаниям (0 баллов) . Общий балл (заполняется инструктором) .
1. Идентификация A Имя и группа каждого студента должны быть на рисунке, аккуратно и ясно написаны
2.Идентификация B Название организма, тип клетки (растения, дрожжи, животные, бактерии) и способ размножения написаны четко
3. Планирование Общий план для рисунок и маркировка должны быть очевидны для трех клеток, каждая из которых соприкасается с другой
4. Восемь органелл Каждая органелла правильно помечена и объяснение того, что она делает
5.Размер Рисунок занимает всю бумагу
6. Рецепторы сигнала клеточного белка 4 на ячейку, должны соответствовать рисунку «партнерской» ячейки
7. Плазмодесмы и / или другие пути в мембране 4 отверстия в мембране для прохождения необходимых клеточных молекул с использованием вырезанных форм
8.Размещение и нумерация клеточных химикатов Правильно пронумерованные молекулы должны быть размещены внутри мембранных рецепторов, прикреплены к правильным органеллам или на щелевых соединениях
9. Участие в группе Каждый человек помогает групповые задачи Полная группа Только 2 или 3 Только 1 или 2
10. Продемонстрированное понимание Понимание клетки, ее коммуникации и ее химических процессов Полное понимание Некоторое понимание Непонимание
ВСЕГО ____ / 50
Рекомендации . Проезд . Отъезд студентов . Выполнено согласно указаниям (5 баллов) . Завершено без деталей (3 балла) . Неполно или не следовал указаниям (0 баллов) . Общий балл (заполняется инструктором) .
1. Идентификация A Имя и группа каждого студента должны быть на рисунке, аккуратно и ясно написаны
2.Идентификация B Название организма, тип клетки (растения, дрожжи, животные, бактерии) и способ размножения написаны четко
3. Планирование Общий план для рисунок и маркировка должны быть очевидны для трех клеток, каждая из которых соприкасается с другой
4. Восемь органелл Каждая органелла правильно помечена и объяснение того, что она делает
5.Размер Рисунок занимает всю бумагу
6. Рецепторы сигнала клеточного белка 4 на ячейку, должны соответствовать рисунку «партнерской» ячейки
7. Плазмодесмы и / или другие пути в мембране 4 отверстия в мембране для прохождения необходимых клеточных молекул с использованием вырезанных форм
8.Размещение и нумерация клеточных химикатов Правильно пронумерованные молекулы должны быть размещены внутри мембранных рецепторов, прикреплены к правильным органеллам или на щелевых соединениях
9. Участие в группе Каждый человек помогает групповые задачи Полная группа Только 2 или 3 Только 1 или 2
10. Продемонстрированное понимание Понимание клетки, ее коммуникации и ее химических процессов Полное понимание Некоторое понимание Отсутствие понимания
ВСЕГО ____ / 50

Пример одной версии модели клеток животных представлен на рисунке 1.Диапазон выбранных органелл ясен, как и каналы через мембрану. Необходимые сложные символы прикреплены к каждой органелле или проходят через мембрану. Как отмечалось выше, можно добавить дополнительную специфичность, чтобы точно определить, какой тип механизма используется каждым конкретным соединением для входа в клетку или выхода из нее.

Что касается ядра, символы молекул нуклеиновой кислоты расположены правильно; однако дальнейшая работа с ядром для этой версии модели не планировалась.Эти нуклеиновые кислоты можно увидеть прикрепленными к ядру животной клетки. Эта клеточная модель также отмечает производство АТФ в митохондриях. Очевидно, есть место, где в ядро ​​можно вставить другие символы, например, молекулы мРНК, направляющиеся к рибосомам, или саму ДНК, и копии, чтобы показать, как и где она реплицируется. Хотя эти дополнительные символы не были включены, студенты были знакомы с ядром как с центром информации и контроля клетки и, таким образом, могли рассмотреть, как может происходить синтез белка и как эти белки будут упакованы, чтобы покинуть клетку.

В проекте участвовал 141 студент за пять периодов. Для этого потребовалось 35 столовых групп, в среднем по четыре студента в группе. Я оценивал группы по их участию, поддерживающим рабочим привычкам, а также по тому, выполняли ли один или два студента работу других.

Примерно 50% групп получили 5 баллов за участие.Другие группы, несмотря на предупреждения и поощрения, работали последовательно с неполным участием или с полным участием только в ограниченное время. Несмотря на то, что остальные 50% работали с неоптимальным участием, все рисунки ячеек были завершены и сданы на аттестацию.

Студентам сначала были представлены два заключительных эссе. Первый спросил: «Что клетки могут рассказать нам о жизни?» Второй попросил студентов выбрать одну конкретную органеллу, описать ее функцию в клетке и рассказать, что произошло бы, если бы в клетке не было этой конкретной органеллы.На первый вопрос ответить оказалось труднее, чем на второй. У студентов было множество вопросов, в том числе о том, какой ответ является хорошим, что означает вопрос и где им следует искать ответы. Поскольку я уже сталкивался с этими вопросами раньше, для их рассмотрения был включен ряд тем:

  • Шесть характеристик жизни

  • Функции и свойства определенного типа клеток, которые они изучали

  • Как и почему клетки общаются друг с другом

  • Использование фактов и наблюдений из проекта в качестве подтверждающих доказательств.

К сожалению, многие студенты просто начали перечислять эти вещи, даже не обращаясь к самому вопросу и не возвращаясь к нему. Для многих студентов я сказал, что «они не ответили на вопрос». Несмотря на то, что мы изучали, как и почему клетки являются фундаментальным краеугольным камнем жизни, для многих студентов ответы на этот вопрос не смогли обеспечить адекватную параллель между клетками и жизнью.

Те, кто преуспел с первым вопросом для эссе, сделали это, соединив многие темы клеток и жизни, которые мы изучали или которые были выявлены в этом проекте.Например, один студент написал, что

Это общение / взаимодействие важно, потому что эти клетки работают вместе, чтобы поддерживать жизнь в организме, и необходимо помочь клетке и ее организму выполнять свои повседневные функции. Если бы эти клетки не общались или не делились друг с другом, они не могли бы функционировать.

Во втором примере указано, что

Клетки говорят нам, почему мы можем существовать.Все клетки способны воспроизводиться посредством митоза и мейоза, получать и использовать энергию, производить отходы, расти и развиваться, а также реагировать на окружающую среду. Это показывает нам, что для существования жизни существуют определенные требования. Кроме того, мы знаем, что клетки обмениваются соединениями, такими как аминокислоты, и общаются с помощью химических сигналов.

На третий год я попросил каждую группу нарисовать свою ячейку в черновике, прежде чем перейти к окончательному продукту.Я предоставил листы бумаги для черновика, которые были примерно вдвое меньше окончательного варианта. Я попросил их подписать черновик, а когда закончил, раздал специальный редакционный документ. Настаивание на «первом черновике» прояснило заблуждения, с которыми студенты сталкивались, когда начинали рисовать в масштабе.

Новые заключительные вопросы были подготовлены к 2014 году, чтобы стимулировать расследование. Это изменение связано с рассмотрением использования таких вопросов при вскрытии раков.Задавая такие вопросы, студенты могли более активно участвовать в проекте (Goldstein & Flynn, 2011). Один вопрос был подготовлен в соответствии с пояснительным заявлением NGSS для моделей клеток. Этот открытый вопрос с ответом звучал так: «Как вы могли бы объяснить создание белка, начиная с ДНК клетки, до тех пор, пока он не будет готов к переносу через мембрану?» Второй вопрос был добавлен, чтобы укрепить навыки принятия решений, основанных на фактах: «Какие доказательства вы можете представить в пользу связи между функцией органеллы и функцией клетки, и что бы произошло, если бы клетка не имела этой органеллы?» Эти два вопроса в сочетании с повышенной точностью самой модели ячеек в совокупности повышают точность модели и позволяют проводить анализ под руководством NGSS.

Для дальнейшего разнообразия проекта могут быть добавлены другие типы клеток, связанные с микроскопическими и клеточными уроками, такие как раковые клетки HeLa или клетки, трансформированные с помощью технологий рекомбинантной ДНК. Затем, чтобы усилить владение при изучении органелл, каждый студент выберет одну органеллу из своего клеточного рисунка и напишет описание этой органеллы на карточке файла от первого лица, описывая, что органелла делает и как она помогает клетке.Эти карточки будут приклеены к рисунку и использованы для устных презентаций.

Студентов также можно попросить продемонстрировать бесполое размножение клеток, например, почкование или деление клеток посредством митоза. Это позволило бы дублировать генетический материал и показать, как он разделяется и делятся клетки, с соответствующим изменением формата и рубрики.

Заключительное примечание: Поскольку весь пакет для модели был слишком длинным для этой публикации, свяжитесь со мной (cohenji @ comcast.net), если необходима дополнительная информация, рубрики или примеры оценок.

Органелл | Биология для неосновных I

Чему вы научитесь: определять связанные с мембраной органеллы, обнаруженные в эукариотических клетках

Вы когда-нибудь слышали фразу «форма следует за функцией?» Это философия, применяемая во многих отраслях. В архитектуре это означает, что здания должны быть построены так, чтобы поддерживать деятельность, которая будет осуществляться внутри них.Например, небоскреб следует построить с несколькими лифтовыми площадками; больницу следует строить так, чтобы к ней был легко доступен пункт неотложной помощи.

В нашем естественном мире возник принцип, согласно которому форма следует за функцией, особенно в клеточной биологии, и это станет ясно по мере изучения эукариотических клеток. В отличие от прокариотических клеток, эукариотических клеток имеют:

  1. мембраносвязанное ядро ​​
  2. многочисленные мембраносвязанные органеллы , такие как эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, хлоропласты, митохондрии и др.
  3. несколько палочковидных хромосом

Поскольку ядро ​​эукариотической клетки окружено мембраной, часто говорят, что у нее есть «истинное ядро».Слово «органелла» означает «маленький орган», и, как уже упоминалось, органеллы обладают специализированными клеточными функциями, так же как органы вашего тела имеют специализированные функции.

результатов обучения

  • Опишите основной состав цитоплазмы
  • Опишите структуру и функцию ядра и ядерной мембраны
  • Опишите структуру, функцию и компоненты эндомембранной системы
  • Опишите структуру и функцию рибосом
  • Опишите структуру и функцию митохондрий
  • Опишите структуру и функции пузырьков
  • Опишите структуру и функцию пероксисом
  • Продемонстрировать знакомство с различными компонентами цитоскелета
  • Опишите строение и функции жгутиков и ресничек
  • Объясните структуру и функцию клеточных мембран
  • Определить ключевые органеллы, присутствующие только в растительных клетках, включая хлоропласты и вакуоли
  • Определить ключевые органеллы, присутствующие только в клетках животных, включая центросомы и лизосомы

Эндомембранная система

Эндомембранная система ( эндо, = внутри) представляет собой группу мембран и органелл (рис. 1) в эукариотических клетках, которые работают вместе, чтобы модифицировать, упаковывать и транспортировать липиды и белки.Он включает ядерную оболочку, лизосомы (которые появляются только в клетках животных), везикулы, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, о которых мы вскоре поговорим.

Ядро

Обычно ядро ​​является наиболее заметной органеллой в клетке (рис. 1). Ядро (множественное число = ядра) содержит ДНК клетки в форме хроматина и направляет синтез рибосом и белков. Рассмотрим его подробнее (рисунок 1).

Рис. 1. Самая внешняя граница ядра — это ядерная оболочка.Обратите внимание, что ядерная оболочка состоит из двух фосфолипидных бислоев (мембран) — внешней мембраны и внутренней мембраны — в отличие от плазматической мембраны, которая состоит только из одного фосфолипидного бислоя. (кредит: модификация работы NIGMS, NIH)

Ядерная оболочка представляет собой структуру с двойной мембраной, которая составляет самую внешнюю часть ядра (рис. 1). И внутренняя, и внешняя мембраны ядерной оболочки представляют собой бислои фосфолипидов.

Ядерная оболочка пронизана порами, которые контролируют прохождение ионов, молекул и РНК между нуклеоплазмой и цитоплазмой.

Чтобы понять хроматин, полезно сначала рассмотреть хромосомы. Хромосомы — это структуры ядра, состоящие из ДНК, наследственного материала и белков. Эта комбинация ДНК и белков называется хроматином. У эукариот хромосомы представляют собой линейные структуры. У каждого вида есть определенное количество хромосом в ядрах клеток его тела. Например, у человека число хромосом составляет 46, тогда как у дрозофилы число хромосом равно восьми.

Хромосомы видны и различимы друг от друга только тогда, когда клетка готовится к делению.Когда клетка находится в фазах роста и поддержания своего жизненного цикла, хромосомы напоминают размотанный беспорядочный пучок нитей, которым является хроматин.

Мы уже знаем, что ядро ​​управляет синтезом рибосом, но как оно это делает? Некоторые хромосомы имеют участки ДНК, кодирующие рибосомную РНК. Темно окрашенная область внутри ядра, называемая ядрышком (множественное число = ядрышки), объединяет рибосомную РНК с ассоциированными белками для сборки рибосомных субъединиц, которые затем транспортируются через ядерные поры в цитоплазму.

Эндоплазматический ретикулум

Эндоплазматический ретикулум (ER) (Рисунок 1) представляет собой серию взаимосвязанных мембранных канальцев, которые совместно модифицируют белки и синтезируют липиды. Однако эти две функции выполняются в отдельных областях эндоплазматической сети: шероховатой эндоплазматической сети и гладкой эндоплазматической сети соответственно.

Полая часть канальцев ER называется просветом или цистернальным пространством. Мембрана ER, представляющая собой бислой фосфолипидов, залитый белками, непрерывна с ядерной оболочкой.

Шероховатый эндоплазматический ретикулум (RER) назван так потому, что рибосомы, прикрепленные к его цитоплазматической поверхности, придают ему вид шипов при просмотре в электронный микроскоп.

Рибосомы синтезируют белки, будучи прикрепленными к ER, что приводит к переносу их вновь синтезированных белков в просвет RER, где они претерпевают модификации, такие как сворачивание или добавление сахаров. RER также производит фосфолипиды для клеточных мембран.

Если фосфолипиды или модифицированные белки не предназначены для того, чтобы оставаться в RER, они будут упакованы в пузырьки и транспортироваться из RER путем отпочкования от мембраны (Рис. 1).Поскольку RER участвует в модификации белков, которые будут секретироваться из клетки, его много в клетках, секретирующих белки, таких как печень.

Гладкая эндоплазматическая сеть (SER) является продолжением RER, но на ее цитоплазматической поверхности мало или совсем нет рибосом (см. Рисунок 1). Функции SER включают синтез углеводов, липидов (включая фосфолипиды) и стероидных гормонов; детоксикация лекарств и ядов; метаболизм алкоголя; и хранение ионов кальция.

Аппарат Гольджи

Рис. 2. Аппарат Гольджи на этой просвечивающей электронной микрофотографии лейкоцита виден как стопка полукруглых сплющенных колец в нижней части этого изображения. Рядом с аппаратом Гольджи можно увидеть несколько пузырьков. (кредит: модификация работы Луизы Ховард; данные шкалы от Мэтта Рассела)

Мы уже упоминали, что пузырьки могут отпочковываться из ER, но куда они деваются? Перед достижением конечного пункта назначения липиды или белки в транспортных пузырьках необходимо отсортировать, упаковать и пометить, чтобы они оказались в нужном месте.Сортировка, маркировка, упаковка и распределение липидов и белков происходит в аппарате Гольджи (также называемом тельцем Гольджи), в серии уплощенных мембранных мешочков (рис. 2).

Аппарат Гольджи имеет принимающую поверхность ( цис ) рядом с эндоплазматическим ретикулумом и высвобождающую поверхность ( транс ) на стороне от ER, по направлению к клеточной мембране. Транспортные пузырьки, которые образуются из ER, перемещаются к принимающей стороне, сливаются с ней и опорожняют свое содержимое в просвет аппарата Гольджи.Когда белки и липиды проходят через Гольджи, они претерпевают дальнейшие модификации. Наиболее частая модификация — добавление коротких цепочек молекул сахара. Затем вновь модифицированные белки и липиды маркируются небольшими молекулярными группами, чтобы они направлялись в нужное место назначения.

Наконец, модифицированные и помеченные белки упаковываются в пузырьки, которые отпочковываются с противоположной стороны Гольджи. В то время как некоторые из этих пузырьков, транспортирующие пузырьки, откладывают свое содержимое в другие части клетки, где они будут использоваться, другие, секреторные пузырьки, сливаются с плазматической мембраной и высвобождают свое содержимое за пределы клетки.

Количество Гольджи в различных типах клеток снова показывает, что форма следует за функцией внутри клеток. Клетки, которые участвуют в большой секреторной активности (например, клетки слюнных желез, которые секретируют пищеварительные ферменты, или клетки иммунной системы, которые секретируют антитела), имеют большое количество Гольджи.

В клетках растений Гольджи играет дополнительную роль в синтезе полисахаридов, некоторые из которых встраиваются в клеточную стенку, а некоторые используются в других частях клетки.

Практический вопрос

Рис. 3. Эндомембранная система работает, чтобы модифицировать, упаковывать и транспортировать липиды и белки. (кредит: модификация работы Магнуса Манске)

Почему лицевая сторона цис Гольджи не обращена к плазматической мембране?

Показать ответ

Потому что на эту грань поступают химические вещества из ER, который находится ближе к центру клетки.

Цитоплазма

Прежде чем мы начнем рассматривать отдельные органеллы, нам необходимо кратко обратиться к матрице, в которой они находятся: цитоплазме .Часть клетки, называемая цитоплазмой, немного отличается у эукариот и прокариот. В эукариотических клетках, которые имеют ядро, цитоплазма — это все, что находится между плазматической мембраной и ядерной оболочкой. У прокариот, у которых отсутствует ядро, цитоплазма означает просто все, что находится внутри плазматической мембраны.

Одним из основных компонентов цитоплазмы прокариот и эукариот является гелеобразный цитозоль , раствор на водной основе, содержащий ионы, небольшие молекулы и макромолекулы.У эукариот цитоплазма также включает мембраносвязанные органеллы, взвешенные в цитозоле. Цитоскелет, сеть волокон, которая поддерживает клетку и придает ей форму, также является частью цитоплазмы и помогает организовать клеточные компоненты.

Несмотря на то, что цитозоль в основном состоит из воды, он имеет полутвердую консистенцию, подобную желе из-за множества взвешенных в нем белков. Цитозоль содержит богатый бульон макромолекул и более мелких органических молекул, включая глюкозу и другие простые сахара, полисахариды, аминокислоты, нуклеиновые кислоты и жирные кислоты.Ионы натрия, калия, кальция и других элементов также находятся в цитозоле. В этой части клетки происходят многие метаболические реакции, в том числе синтез белка.

Рибосомы

Рис. 4. Рибосомы состоят из большой субъединицы (вверху) и маленькой субъединицы (внизу). Во время синтеза белка рибосомы собирают аминокислоты в белки.

Рибосомы — это клеточные структуры, ответственные за синтез белка. При просмотре в электронный микроскоп свободные рибосомы выглядят как кластеры или отдельные крошечные точки, свободно плавающие в цитоплазме.Рибосомы могут быть прикреплены либо к цитоплазматической стороне плазматической мембраны, либо к цитоплазматической стороне эндоплазматического ретикулума (рис. 4).

Электронная микроскопия показала, что рибосомы состоят из больших и малых субъединиц. Рибосомы — это ферментные комплексы, которые отвечают за синтез белка и состоят как из белков, так и из РНК.

Поскольку синтез белка важен для всех клеток, рибосомы находятся практически в каждой клетке, хотя в прокариотических клетках они меньше.Их особенно много в незрелых эритроцитах для синтеза гемоглобина, который участвует в транспортировке кислорода по всему телу.

Митохондрии

Рис. 5. На этой микрофотографии, полученной с помощью просвечивающего электронного микроскопа, показана митохондрия в электронном микроскопе. Обратите внимание на внутреннюю и внешнюю мембраны, кристы и митохондриальный матрикс. (кредит: модификация работы Мэтью Бриттона; данные шкалы от Мэтта Рассела)

Митохондрии (единственное число = митохондрии) часто называют «электростанциями» или «энергетическими фабриками» клетки, потому что они отвечают за выработку аденозинтрифосфата (АТФ), основной молекулы, переносящей энергию.Образование АТФ при расщеплении глюкозы известно как клеточное дыхание. Митохондрии — это овальные органеллы с двумя мембранами (рис. 5), которые имеют собственные рибосомы и ДНК. Каждая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов, залитый белками. Внутренний слой имеет складки, называемые кристами, которые увеличивают площадь поверхности внутренней мембраны. Область, окруженная складками, называется митохондриальным матриксом. Кристы и матрикс играют разные роли в клеточном дыхании.

В соответствии с нашей темой «форма следует за функцией», важно отметить, что мышечные клетки имеют очень высокую концентрацию митохондрий, потому что мышечным клеткам требуется много энергии для сокращения.

Везикулы

Везикулы — это мембранные мешочки, которые функционируют при хранении и транспортировке. Мембрана везикулы может сливаться с мембранами других клеточных компонентов.

Пузырьки выполняют множество функций. Поскольку они отделены от цитозоля, внутренняя часть везикулы может отличаться от цитозольной среды. По этой причине везикулы являются основным инструментом, используемым клеткой для организации клеточных веществ. Везикулы участвуют в метаболизме, транспорте, контроле плавучести и хранении ферментов.Они также могут действовать как камеры для химических реакций.

Пероксисомы

Пероксисомы — это маленькие круглые органеллы, окруженные одиночными мембранами. Они проводят реакции окисления, расщепляющие жирные кислоты и аминокислоты. Они также выводят токсины из многих ядов, которые могут попасть в организм. Алкоголь детоксифицируется пероксисомами в клетках печени. Побочным продуктом этих реакций окисления является перекись водорода H 2 O 2 , которая содержится в пероксисомах, чтобы предотвратить повреждение химическим веществом клеточных компонентов за пределами органелл.Перекись водорода безопасно расщепляется пероксисомальными ферментами на воду и кислород.

Цитоскелет

Если бы вы удалили все органеллы из клетки, оставались бы только плазматическая мембрана и цитоплазма? Нет. Внутри цитоплазмы все еще будут ионы и органические молекулы, а также сеть белковых волокон, которая помогает поддерживать форму клетки, закрепляет определенные органеллы в определенных положениях, позволяет цитоплазме и везикулам перемещаться внутри клетки и позволяет одноклеточные организмы передвигаться самостоятельно.В совокупности эта сеть белковых волокон известна как цитоскелет. Внутри цитоскелета есть три типа волокон: микрофиламенты, также известные как актиновые филаменты, промежуточные филаменты и микротрубочки (рис. 6).

Рис. 6. Микрофиламенты, промежуточные волокна и микротрубочки составляют цитоскелет клетки.

Микрофиламенты — самые тонкие из волокон цитоскелета, они участвуют в перемещении клеточных компонентов, например, во время деления клеток. Они также поддерживают структуру микроворсинок, обширную складку плазматической мембраны, обнаруженную в клетках, предназначенных для абсорбции.Эти компоненты также распространены в мышечных клетках и отвечают за сокращение мышечных клеток.

Промежуточные филаменты имеют средний диаметр и выполняют структурные функции, такие как поддержание формы клетки и закрепление органелл. Кератин, соединение, укрепляющее волосы и ногти, образует промежуточные волокна одного типа.

Микротрубочки — самые толстые из волокон цитоскелета. Это полые трубки, которые быстро растворяются и восстанавливаются. Микротрубочки направляют движение органелл и представляют собой структуры, которые притягивают хромосомы к своим полюсам во время деления клетки.Они также являются структурными компонентами жгутиков и ресничек. В ресничках и жгутиках микротрубочки организованы в виде круга из девяти двойных микротрубочек снаружи и двух микротрубочек в центре.

Центросома — это область около ядра клеток животных, которая функционирует как центр организации микротрубочек. Он содержит пару центриолей, две структуры, которые лежат перпендикулярно друг другу. Каждая центриоль представляет собой цилиндр из девяти троек микротрубочек. Центросома реплицируется до деления клетки, и центриоли играют роль в притяжении дублированных хромосом к противоположным концам делящейся клетки.Однако точная функция центриолей в делении клеток не ясна, поскольку клетки, у которых удалены центриоли, все еще могут делиться, а клетки растений, у которых нет центриолей, способны к делению клеток.

Жгутики и реснички

Жгутики (единичный = жгутик, ) представляют собой длинные волосовидные структуры, которые отходят от плазматической мембраны и используются для перемещения всей клетки (например, сперматозоидов, Euglena ). Когда присутствует, клетка имеет только один жгутик или несколько жгутиков.Однако, когда присутствуют реснички (singular = cilium ), их много, и они проходят по всей поверхности плазматической мембраны. Это короткие, похожие на волосы структуры, которые используются для перемещения целых клеток (например, парамеций) или перемещения веществ по внешней поверхности клетки (например, ресничек клеток, выстилающих фаллопиевы трубы, которые перемещают яйцеклетку к матке, или реснички, выстилающие клетки дыхательных путей, которые перемещают твердые частицы в горло, в которые попала слизь).

Плазменная мембрана

Подобно прокариотам, эукариотические клетки имеют плазматическую мембрану (рис. 7), состоящую из фосфолипидного бислоя со встроенными белками, которые отделяют внутреннее содержимое клетки от окружающей среды. Фосфолипид — это молекула липида, состоящая из двух цепей жирных кислот и фосфатной группы. Плазматическая мембрана регулирует прохождение некоторых веществ, таких как органические молекулы, ионы и вода, предотвращая прохождение одних для поддержания внутренних условий, при этом активно вводя или удаляя другие.Другие соединения пассивно перемещаются через мембрану.

Рис. 7. Плазматическая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов со встроенными белками. Есть и другие компоненты, такие как холестерин и углеводы, которые могут быть обнаружены в мембране в дополнение к фосфолипидам и белку.

Плазматические мембраны клеток, которые специализируются на абсорбции, сложены в виде пальцевидных выступов, называемых микроворсинками (единственное число = микроворсинки). Это складывание увеличивает площадь поверхности плазматической мембраны.Такие клетки обычно выстилают тонкий кишечник — орган, поглощающий питательные вещества из переваренной пищи. Это отличный пример соответствия формы функциям конструкции. Люди с глютеновой болезнью имеют иммунный ответ на глютен, белок, содержащийся в пшенице, ячмене и ржи. Иммунный ответ повреждает микроворсинки, и, таким образом, пораженные люди не могут усваивать питательные вещества. Это приводит к недоеданию, спазмам и диарее. Пациенты, страдающие глютеновой болезнью, должны соблюдать безглютеновую диету.

Клетки животных против клеток растений

Здесь должно быть ясно, что эукариотические клетки имеют более сложную структуру, чем прокариотические клетки. Органеллы позволяют одновременно выполнять в клетке различные функции. Несмотря на их фундаментальное сходство, между клетками животных и растений существуют поразительные различия (см. Рис. 8).

В клетках животных есть центросомы (или пара центриолей) и лизосомы, тогда как в клетках растений их нет. У растительных клеток есть клеточная стенка, хлоропласты, плазмодесматы и пластиды, используемые для хранения, а также большая центральная вакуоль, тогда как у животных клеток нет.

Практический вопрос

Рис. 8. (а) Типичная животная клетка и (б) типичная растительная клетка.

Какие структуры есть у растительной клетки, чего нет у животной клетки? Какие структуры есть у животной клетки, а у растительной нет?

Показать ответ

Растительные клетки имеют плазмодесмы, клеточную стенку, большую центральную вакуоль, хлоропласты и пластиды. Клетки животных имеют лизосомы и центросомы.

Растительные клетки

Клеточная стена

На рисунке 8b, схеме растительной клетки, вы видите структуру, внешнюю по отношению к плазматической мембране, которая называется клеточной стенкой.Стенка клетки представляет собой жесткое покрытие, которое защищает клетку, обеспечивает структурную поддержку и придает форму клетке. Грибковые клетки и некоторые клетки простейших также имеют клеточные стенки.

В то время как основным компонентом стенок прокариотических клеток является пептидогликан, основной органической молекулой в стенке растительной клетки является целлюлоза (рис. 9), полисахарид, состоящий из длинных прямых цепей единиц глюкозы. Когда информация о питании относится к пищевым волокнам, это относится к содержанию целлюлозы в пище.

Рис. 9. Целлюлоза — это длинная цепь молекул β-глюкозы, соединенных 1–4 связями. Пунктирные линии на каждом конце рисунка обозначают серию из гораздо большего количества единиц глюкозы. Размер страницы не позволяет изобразить целую молекулу целлюлозы.

Хлоропласты

Рис. 10. На этой упрощенной схеме хлоропласта показаны внешняя мембрана, внутренняя мембрана, тилакоиды, грана и строма.

Подобно митохондриям, хлоропласты также имеют собственную ДНК и рибосомы.Хлоропласты участвуют в фотосинтезе и могут быть обнаружены в фотоавтотрофных эукариотических клетках, таких как растения и водоросли. При фотосинтезе углекислый газ, вода и световая энергия используются для производства глюкозы и кислорода. В этом основное различие между растениями и животными: растения (автотрофы) способны производить себе пищу, например глюкозу, тогда как животные (гетеротрофы) должны полагаться на другие организмы в качестве органических соединений или источника пищи.

Подобно митохондриям, хлоропласты имеют внешнюю и внутреннюю мембраны, но внутри пространства, ограниченного внутренней мембраной хлоропласта, находится набор взаимосвязанных и уложенных друг на друга, заполненных жидкостью мембранных мешочков, называемых тилакоидами (рис. 10).Каждая стопка тилакоидов называется гранумом (множественное число = грана ). Жидкость, заключенная во внутренней мембране и окружающая грану, называется стромой.

Хлоропласты содержат зеленый пигмент под названием хлорофилл, который улавливает энергию солнечного света для фотосинтеза. Как и в клетках растений, у фотосинтезирующих протистов также есть хлоропласты. Некоторые бактерии также осуществляют фотосинтез, но у них нет хлоропластов. Их фотосинтетические пигменты расположены в тилакоидной мембране внутри самой клетки.

Эндосимбиоз

Мы упоминали, что и митохондрии, и хлоропласты содержат ДНК и рибосомы. Вы не задумывались, почему? Убедительные доказательства указывают на эндосимбиоз как на объяснение.

Симбиоз — это взаимоотношения, при которых организмы двух разных видов живут в тесной ассоциации и обычно проявляют особую адаптацию друг к другу. Эндосимбиоз ( эндо — = внутри) — это отношения, в которых один организм живет внутри другого. Эндосимбиотические отношения изобилуют природой.Микробы, производящие витамин К, живут в кишечнике человека. Эти отношения полезны для нас, потому что мы не можем синтезировать витамин К. Это также полезно для микробов, потому что они защищены от других организмов и обеспечивают стабильную среду обитания и обильную пищу, живя в толстом кишечнике.

Ученые давно заметили, что бактерии, митохондрии и хлоропласты похожи по размеру. Мы также знаем, что митохондрии и хлоропласты содержат ДНК и рибосомы, как и бактерии.Ученые считают, что клетки-хозяева и бактерии сформировали взаимовыгодные эндосимбиотические отношения, когда клетки-хозяева поглощали аэробные бактерии и цианобактерии, но не уничтожали их. В ходе эволюции эти проглоченные бактерии стали более специализированными в своих функциях: аэробные бактерии превратились в митохондрии, а фотосинтезирующие бактерии — в хлоропласты.

Центральная вакуоль

Ранее мы упоминали вакуоли как важные компоненты растительных клеток.Если вы посмотрите на рисунок 8b, вы увидите, что каждая растительная клетка имеет большую центральную вакуоль, которая занимает большую часть клетки. Центральная вакуоль играет ключевую роль в регулировании концентрации воды в клетках при изменении условий окружающей среды. В клетках растений жидкость внутри центральной вакуоли обеспечивает тургорное давление, которое представляет собой внешнее давление, создаваемое жидкостью внутри клетки. Вы когда-нибудь замечали, что если вы забудете полить растение на несколько дней, оно увянет? Это связано с тем, что когда концентрация воды в почве становится ниже, чем концентрация воды в растении, вода перемещается из центральных вакуолей и цитоплазмы в почву.По мере того как центральная вакуоль сжимается, клеточная стенка остается без поддержки. Эта потеря поддержки клеточных стенок растения приводит к его увяданию. Когда центральная вакуоль заполнена водой, она обеспечивает растительную клетку низкоэнергетическим средством для расширения (в отличие от затрат энергии на фактическое увеличение размера). Кроме того, эта жидкость может сдерживать травоядность, поскольку горький вкус содержащихся в ней отходов препятствует употреблению насекомыми и животными. Центральная вакуоль также служит для хранения белков в развивающихся семенных клетках.

Клетки животных

Лизосомы

Рис. 11. Макрофаг фагоцитировал потенциально патогенную бактерию в везикулу, которая затем сливается с лизосомой внутри клетки, так что патоген может быть уничтожен. Другие органеллы присутствуют в клетке, но для простоты не показаны.

В клетках животных лизосомы представляют собой «мусоропровод» клетки. Пищеварительные ферменты в лизосомах способствуют расщеплению белков, полисахаридов, липидов, нуклеиновых кислот и даже изношенных органелл.У одноклеточных эукариот лизосомы важны для переваривания пищи, которую они глотают, и повторного использования органелл. Эти ферменты активны при гораздо более низком pH (более кислом), чем ферменты, расположенные в цитоплазме. Многие реакции, происходящие в цитоплазме, не могут происходить при низком pH, поэтому преимущество разделения эукариотической клетки на органеллы очевидно.

Лизосомы также используют свои гидролитические ферменты для уничтожения болезнетворных организмов, которые могут проникнуть в клетку.Хороший пример этого — группа белых кровяных телец, называемых макрофагами, которые являются частью иммунной системы вашего тела. В процессе, известном как фагоцитоз, часть плазматической мембраны макрофага инвагинирует (складывается) и поглощает патоген. Инвагинированный участок с патогеном внутри затем отщепляется от плазматической мембраны и становится пузырьком. Везикула сливается с лизосомой. Затем гидролитические ферменты лизосомы уничтожают патоген (рис. 11).

Внеклеточный матрикс клеток животных

Рисунок 12.Внеклеточный матрикс состоит из сети веществ, секретируемых клетками.

Большинство клеток животных выделяют материалы во внеклеточное пространство. Основными компонентами этих материалов являются гликопротеины и белковый коллаген. В совокупности эти материалы называются внеклеточным матриксом (рис. 12). Мало того, что внеклеточный матрикс удерживает клетки вместе, образуя ткань, он также позволяет клеткам внутри ткани связываться друг с другом.

Свертывание крови является примером роли внеклеточного матрикса в клеточной коммуникации.Когда клетки, выстилающие кровеносный сосуд, повреждены, они обнаруживают белковый рецептор, называемый тканевым фактором. Когда тканевой фактор связывается с другим фактором внеклеточного матрикса, он заставляет тромбоциты прилипать к стенке поврежденного кровеносного сосуда, стимулирует соседние гладкомышечные клетки кровеносного сосуда к сокращению (тем самым сужая кровеносный сосуд) и инициирует серию шаги, которые стимулируют тромбоциты производить факторы свертывания крови.

Межклеточные соединения

Клетки также могут общаться друг с другом посредством прямого контакта, называемого межклеточными соединениями.Есть некоторые различия в том, как это делают клетки растений и животных. Плазмодесмы (единичное число = плазмодесма) представляют собой соединения между растительными клетками, тогда как контакты животных клеток включают плотные и щелевые соединения и десмосомы.

Как правило, длинные участки плазматических мембран соседних растительных клеток не могут касаться друг друга, потому что они разделены клеточными стенками, окружающими каждую клетку. Плазмодесмы — это многочисленные каналы, которые проходят между клеточными стенками соседних растительных клеток, соединяя их цитоплазму и позволяя транспортировать сигнальные молекулы и питательные вещества от клетки к клетке (рис. 13а).

Плотное соединение — это водонепроницаемое уплотнение между двумя соседними клетками животных (рис. 13b). Белки плотно прижимают клетки друг к другу. Эта плотная адгезия предотвращает утечку материалов между ячейками. Плотные соединения обычно находятся в эпителиальной ткани, которая выстилает внутренние органы и полости и составляет большую часть кожи. Например, плотные соединения эпителиальных клеток, выстилающих мочевой пузырь, предотвращают утечку мочи во внеклеточное пространство.

Также только в клетках животных обнаруживаются десмосомы, которые действуют как точечные сварные швы между соседними эпителиальными клетками (рис. 13c).Они удерживают клетки вместе в виде пластинок в растягивающихся органах и тканях, таких как кожа, сердце и мышцы.

Щелевые соединения в клетках животных похожи на плазмодесмы в клетках растений в том смысле, что они представляют собой каналы между соседними клетками, которые позволяют транспортировать ионы, питательные вещества и другие вещества, которые позволяют клеткам общаться (рис. 13d). Однако структурно щелевые контакты и плазмодесмы различаются.

Рис. 13. Существует четыре типа соединений между ячейками.(а) Плазмодесма — это канал между клеточными стенками двух соседних растительных клеток. (б) Плотные соединения соединяют соседние клетки животных. (c) Десмосомы соединяют две клетки животных вместе. (d) Щелевые соединения действуют как каналы между клетками животных. (кредит b, c, d: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Сводка

В таблице 1 представлены компоненты прокариотических и эукариотических клеток и их соответствующие функции.

Таблица 1. Компоненты прокариотических и эукариотических клеток и их функции
Компонент ячейки Функция Присутствует в прокариотах? Присутствует в клетках животных? Присутствует в клетках растений?
Плазменная мембрана Отделяет ячейку от внешней среды; контролирует прохождение органических молекул, ионов, воды, кислорода и отходов внутрь и из клетки Есть Есть Есть
Цитоплазма Обеспечивает структуру ячейки; место многих метаболических реакций; среда, в которой находятся органеллы Есть Есть Есть
Нуклеоид Расположение ДНК Есть
Ядро Клеточная органелла, содержащая ДНК и направляющая синтез рибосом и белков Есть Есть
Рибосомы Синтез белка Есть Есть Есть
Митохондрии Производство АТФ / клеточное дыхание Есть Есть
Пероксисомы Окисляет и расщепляет жирные кислоты и аминокислоты, выводит токсины и токсины Есть Есть
Пузырьки и вакуоли Хранение и транспортировка; пищеварительная функция в растительных клетках Есть Есть
Центросома Неустановленная роль в делении клеток в клетках животных; источник микротрубочек в клетках животных Есть
Лизосомы Переваривание макромолекул; переработка изношенных органелл Есть
Стенка клетки Защита, структурная поддержка и поддержание формы ячеек Да, в первую очередь пептидогликан у бактерий, но не у архей Да, в основном целлюлоза
Хлоропласты Фотосинтез Есть
Эндоплазматическая сеть Модифицирует белки и синтезирует липиды Есть Есть
Аппарат Гольджи Изменяет, сортирует, маркирует, упаковывает и распределяет липиды и белки Есть Есть
Цитоскелет Сохраняет форму клетки, удерживает органеллы в определенных положениях, позволяет цитоплазме и пузырькам перемещаться внутри клетки и позволяет одноклеточным организмам двигаться независимо. Есть Есть Есть
Жгутик Мобильное передвижение Немного Немного Нет, за исключением спермы некоторых растений.
Реснички Клеточное движение, движение частиц по внеклеточной поверхности плазматической мембраны и фильтрация Немного

Подобно прокариотической клетке, эукариотическая клетка имеет плазматическую мембрану, цитоплазму и рибосомы, но эукариотическая клетка обычно больше прокариотической клетки, имеет истинное ядро ​​(то есть ее ДНК окружена мембраной) и имеет другие мембраносвязанные органеллы, которые позволяют разделить функции.Плазматическая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов, залитый белками. Ядрышко внутри ядра является местом сборки рибосомы. Рибосомы находятся в цитоплазме или прикреплены к цитоплазматической стороне плазматической мембраны или эндоплазматического ретикулума. Они осуществляют синтез белка. Митохондрии выполняют клеточное дыхание и производят АТФ. Пероксисомы расщепляют жирные кислоты, аминокислоты и некоторые токсины. Везикулы и вакуоли — это отсеки для хранения и транспортировки. В клетках растений вакуоли также помогают расщеплять макромолекулы.

Клетки животных также имеют центросому и лизосомы. Центросома состоит из двух тел, центриолей, роль которых в делении клеток неизвестна. Лизосомы — это пищеварительные органеллы клеток животных.

Растительные клетки имеют клеточную стенку, хлоропласты и центральную вакуоль. Стенка растительной клетки, основным компонентом которой является целлюлоза, защищает клетку, обеспечивает структурную поддержку и придает форму клетке. Фотосинтез происходит в хлоропластах. Центральная вакуоль расширяется, увеличивая клетку без необходимости производить больше цитоплазмы.

Эндомембранная система включает ядерную оболочку, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, везикулы, а также плазматическую мембрану. Эти клеточные компоненты работают вместе, чтобы модифицировать, упаковывать, маркировать и транспортировать мембранные липиды и белки.

Цитоскелет состоит из трех различных типов белковых элементов. Микрофиламенты придают клетке жесткость и форму, а также облегчают клеточные движения. Промежуточные волокна несут напряжение и закрепляют на месте ядро ​​и другие органеллы.Микротрубочки помогают клетке сопротивляться сжатию, служат дорожками для моторных белков, которые перемещают везикулы через клетку и тянут реплицированные хромосомы к противоположным концам делящейся клетки. Они также являются структурными элементами центриолей, жгутиков и ресничек.

Клетки животных общаются через свои внеклеточные матрицы и связаны друг с другом плотными контактами, десмосомами и щелевыми контактами. Клетки растений связаны и общаются друг с другом с помощью плазмодесм.

Практический вопрос

В контексте клеточной биологии, что мы подразумеваем под формой следует за функцией? Каковы хотя бы два примера этой концепции?

Показать ответ

«Форма следует за функцией» относится к идее, что функция части тела определяет форму этой части тела.Например, такие организмы, как птицы или рыбы, которые быстро летают или плавают по воздуху или воде, имеют обтекаемые тела, уменьшающие сопротивление. На уровне клетки, в тканях, участвующих в секреторных функциях, таких как слюнные железы, в клетках много Гольджи.

Проверьте свое понимание

Ответьте на вопросы ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе. В этой короткой викторине , а не засчитываются в вашу оценку в классе, и вы можете пересдавать ее неограниченное количество раз.

Используйте этот тест, чтобы проверить свое понимание и решить, следует ли (1) изучить предыдущий раздел дальше или (2) перейти к следующему разделу.

границ | Эволюция поклеточной органеллы номер

Введение

За некоторыми исключениями (Cavalier-Smith, 1987; Karnkowska et al., 2016) митохондрии или пластиды обнаруживаются во всех эукариотических клетках. Поскольку эти органеллы и их клетки-хозяева эволюционировали вместе, разделение метаболических процессов и кодирование взаимодействующих генных продуктов создали обязательную взаимозависимость.Эта взаимосвязь, очевидно, сыграла важную роль в формировании геномов этих различных компартментов (Howe et al., 2002; Adams and Palmer, 2003), но то, что широко не рассматривалось, так это то, как эти интимные отношения ограничивают количество органелл в клетка через эволюцию.

Обычно у многоклеточного эукариота есть сотни или тысячи этих органелл в каждой из своих клеток. Эти цифры различаются не только между видами, но и типами тканей (Велтри и др., 1990; Ли и др., 2001; Moller, 2004) и во время клеточного цикла, в процессе развития и в ответ на стресс (Holloszy, 1967; Posakony et al., 1977; Boffey and Leech, 1982; Visser et al., 1995; Moller, 2004; Kowald and Кирквуд, 2011). Эти органеллы выполняют необходимые метаболические функции и создают генные продукты, необходимые не только для их собственных функций, но и для функционирования всей клетки. Это, наряду с переносом генов из органелл в ядерные геномы в течение эволюционного времени (Blanchard and Schmidt, 1995; Howe et al., 2002; Адамс и Палмер, 2003), создали необходимую координацию между этими организациями. Эти факторы до некоторой степени ограничивают количество органелл в клетке посредством отбора. Др. Факторы, такие как стохастические эволюционные силы, которые варьируются в зависимости от популяционной генетической среды генов, участвующих в биогенезе органелл и органелл-ядерных взаимодействиях, или физических ограничений могут скрывать селективные ограничения, под которыми находится эта особенность.

Оценка количества органелл у эукариот

Органеллы можно подсчитать напрямую, используя молекулярное окрашивание (Williamson and Fennell, 1979; Chazotte, 2011) и микроскопию, но это очень трудоемко.Альтернативно, органеллы могут быть количественно определены с некоторой неопределенностью с помощью проточной цитометрии (Mattiasson, 2004), недостатком которой является недооценка в результате процесса выделения или с помощью биохимических зондов (Robin and Wong, 1988). В последнее время некоторые использовали микродиссекцию для оценки количества органелл путем экстраполяции подсчетов из поперечных сечений (Inuda and Wildermuth, 2004; Kubinova et al., 2014). Некоторые утверждают, что методы, включающие прямой подсчет, являются единственными подходящими для правильной оценки количества органелл в клетке, но они непрактичны, когда дело доходит до некоторых случаев, таких как клетки животных, которые имеют тысячи митохондрий.

Эти методы полезны для количественной оценки количества органелл с низкой ошибкой в ​​клетке, но с появлением технологии секвенирования можно использовать количество копий генома органелл для оценки количества органелл (Moraes, 2001). Это, конечно, происходит с учетом того, что у животных обычно бывает от 1 до 10 копий мтДНК на митохондрию (Satoh and Kuroiwa, 1991; Weisner et al., 1992; Bereiter-Hahn and Voth, 1996; Iborra et al. ., 2004; Легрос и др., 2004; Браун и др., 2011; Kukat et al., 2011), от 50 до 200 копий мтДНК у дрожжей (Williamson and Fennell, 1979; Azpiroz and Butow, 1993; Solieri, 2010) и от 0 до 2 копий мтДНК у растений (Suyama and Bonner, 1966; Bendich and Gauriloff, 1984; Preuten et al., 2010), хотя на эту оценку может повлиять присутствие субстехиометрических молекул мтДНК (Palmer and Shields, 1984; Preuten et al., 2010; Mower et al., 2012) и до ~ 1000 копий хпДНК на зрелый хлоропласт (Boffey and Leech, 1982).Эти числа копий генома на органеллу также могут изменяться во времени; они могут либо изменяться в течение продолжительности жизни органелл, как в случае с большинством хлоропластов (Lamppa et al., 1980; Scott and Possingham, 1980, 1983; Baumgartner et al., 1989; Kuroiwa, 1991), продолжительность жизни организм, как в случае с некоторыми митохондриями (Hartmann et al., 2011) и хлоропластами (Zoschke et al., 2007), или изменяются беспорядочно и непредсказуемо из-за неравномерного перераспределения нуклеоидного материала между органеллами во время слияния и деления, что было показано, что это имеет место в некоторых митохондриях (Arimura et al., 2004а).

Основным недостатком этих методов количественной оценки является то, что они имеют тенденцию оценивать количество органелл в определенный момент времени или в очень небольшом временном диапазоне, в то время как известно, что количество органелл является очень лабильным признаком, который может сильно варьироваться. с течением времени (Stoecker, Silver, 1990; Arimura et al., 2004a).

Как и многие одноклеточные эукариоты, у которых может быть всего одна митохондрия или несколько десятков митохондрий на клетку (Gray et al., 2004), а также порядка 10 5 митохондрий (Okie et al., 2016), многоклеточные эукариоты, как правило, имеют широкий диапазон количества митохондрий на клетку с оценками в соматических клетках млекопитающих от ~ 80 до ~ 2000 (Robin and Wong, 1988; Bogenhagen, 2011; Kukat et al., 2011) и от ~ 200 до ~ 600 в клетках мезофилла растений (Logan, 2007). Было показано, что дрожжи различаются по количеству митохондрий на клетку в зависимости от субстрата, несмотря на относительно постоянное количество копий мтДНК на клетку — например, дрожжи, выращенные на глюкозном субстрате, содержат 2–3 митохондрии, которые имеют разветвленную структуру, в то время как митохондрии, выращенные на этаноле, содержат 20–30 митохондрий трубчатой ​​формы (Visser et al., 1995). Иногда в ооцитах животного могут быть десятки тысяч (Satoh and Kuroiwa, 1991) или даже миллионы митохондрий, как в случае ооцитов Xenopus laevis , которых, по оценкам, было порядка 10 7 митохондрий (Маринос, 1985). Митохондрии — очень динамичные образования, которые часто подвергаются слиянию и делению (Arimura et al., 2004a; Kowald and Kirkwood, 2011), поэтому со временем это может измениться. И митохондрии (Gurdon et al., 2016), и хлоропласты (Thyssen et al., 2012), как было показано, перемещаются между клетками растений, даже между клетками разных видов, что может иметь некоторое влияние на количество органелл на клетку. Некоторые одноклеточные водоросли имеют тенденцию иметь один хлоропласт (Itoh et al., 1996), тогда как некоторые клетки растений, такие как клетки мезофилла, имеют в среднем около 50 хлоропластов на самых ранних стадиях развития (Boffey and Leech , 1982) и до сотен хлоропластов (Moller, 2004), в среднем 155 на последних стадиях развития (Boffey and Leech, 1982).Аналогичным образом было показано, что количество митохондрий падает на 25–50% во время старения листьев у Vitis vinifera (Ruberti et al., 2014). Эти числа предполагают, что эти ранние эукариоты имели одну или несколько из этих органелл, как у некоторых современных одноклеточных эукариот, а затем претерпели увеличение, за которым последовала диверсификация количества органелл, что привело к изменению количества органелл, которое мы наблюдаем у многоклеточных эукариот.

Эти числа значительно различаются не только у разных организмов, но и среди типов тканей.Например, в ткани листа больше хлоропластов, чем в другой ткани (Li et al., 2001). Было показано, что влажная листовая ткань растений имеет больше митохондрий, чем древесная и стеблевая ткань (Moller, 2004). Это результат того, что листовая зеленая ткань играет важную роль в фотосинтезе. Также было показано, что клетки мезофилла и устьиц теряют митохондрии с разной скоростью во время старения листа (Ruberti et al., 2014). Исследования на мышах показали, что ткани печени, почек, сердца и мозга имеют разное количество митохондрий на клетку (Veltri et al., 1990). Количество органелл также варьируется в зависимости от типа ткани с точки зрения лабильности. Например, известно, что содержание митохондрий в мышечных клетках сильно зависит от физической активности организма (Holloszy, 1967). Различия в количестве митохондрий между типами тканей могут быть результатом различных энергетических ограничений (Holloszy, 1967; Veltri et al., 1990). Также было показано, что может происходить значительное сокращение количества хлоропластов в стрессовых условиях высокой и низкой освещенности у различных зеленых растений (Higa and Wada, 2016).

Степень, в которой количество митохондрий на клетку изменяется в пределах ткани, в значительной степени неизвестна. Многие методы, используемые для подсчета митохондрий в многоклеточных эукариотах, включают большие образцы ткани с проточной цитометрией или другими методами, которые представляют собой совокупность многих клеток в ткани (Mattiasson, 2004). Для оценок in vivo потребуется микроскопия многих клеток в одной и той же ткани одного и того же организма. Изменчивость была оценена в клеточной линии HeLa, которая, как было показано, содержит от 383 до 882 митохондрий на клетку (Posakony et al., 1977), хотя это в основном результат различий в стадиях клеточного цикла. Более того, это не следует интерпретировать как отражение естественного или in vivo изменения количества органелл внутри ткани. Однако было показано, что внутриканальные вариации количества хлоропластов довольно обширны с вариациями от ~ 2 до ~ 140 раз в количестве хлоропластов в ткани палисада из разных зеленых растений (Higa and Wada, 2016). В какой степени и как сохраняется вариация числа органелл внутри ткани на клетку, потребуется больше данных, и это послужит предпосылкой для анализа с использованием методов количественной генетики, биологии развития и физиологии.

Биогенез органелл

На молекулярном уровне количество органелл на клетку поддерживается рядом транскрипционных путей. Эти процессы различны, но включают связанные компоненты в хлоропластах и ​​митохондриях, которые в основном контролируют характер деления органелл, а также репликацию и транскрипцию их геномов. Понимание того, какие гены участвуют в биогенезе органелл, необходимо для полного понимания эволюции количества органелл в клетках.

Так называемые «главные регуляторы» митохондриального биогенеза являются членами семейства PGC (рецептор, активируемый пролифератором пероксисом-γ) котранскрипционных регуляторных факторов (Irrcher et al., 2003; Ventura-Clapier et al., 2008) . В частности, известно, что PGC-1α активирует различные факторы транскрипции, которые взаимодействуют с Tfam (митохондриальный фактор транскрипции A), который участвует в репликации и транскрипции мтДНК и транскрипции ядерно-кодируемых митохондриальных компонентов (Virbasius and Scarpulla, 1994). .Хотя связь между PGC-1α и физическим делением митохондрий до конца не изучена, было показано, что он увеличивает дыхание в клетках (Wu et al., 1999). Известно, что в делении митохондрий участвуют динамин-подобные белки (Arimura et al., 2004b) и белки Fis-типа (Lu et al., 2011). Эти пути в основном понятны с точки зрения митохондрий человека и мыши, поэтому эти процессы могут сильно отличаться в митохондриях других эукариот.

Биогенез пластид гораздо менее изучен, чем биогенез митохондрий, потому что многие факторы, участвующие в этом процессе, часто известны только из фенотипирования мутантов Arabidopsis (López-Juez, 2007).Те факторы, функции которых хорошо изучены, по-видимому, в основном участвуют в формировании пластидных делительных колец, включая динамин-подобные белки (Gao et al., 2003), подобные тем, которые участвуют в митохондриальном биогенезе. Таким образом, процесс деления пластид в основном считается механическим, при этом дочерние компоненты пластид в основном являются результатом случайного неравного разделения содержимого родительской клетки (López-Juez, 2007), хотя некоторые компоненты пластид , такие как тикалоиды, по-видимому, имеют справедливое перераспределение между дочерними пластидами, что регулируется белками ARTEMIS и PEND (Fulgosi et al., 2002; Терасава и Сато, 2005).

Популяционная генетическая среда генов, участвующих в органелле номер

Гены, участвующие в определении количества органелл, в основном относятся к одной из двух категорий: (1) те, которые находятся в ядерном геноме, включая те, которые контролируют деление органелл, и более двухсот генов, которые кодируют продукты, которые взаимодействуют с органеллами: кодируемые белки (van Wijk, 2004; Giegé et al., 2005; van Wijk and Baginsky, 2011) и (2) те, которые кодируют белки в самих геномах органелл, особенно те, которые взаимодействуют с ядерными белками, потенциальное значение которых будет объяснено позже в эссе.Три компартмента, в которых находятся эти гены, представляют собой различные популяционные генетические среды, которые, по-видимому, играют большую роль в определении относительной силы отбора в эволюции количества органелл.

Скорость мутаций в популяции (часто обозначается π или θ), которая является отражением генетической среды популяции, на которую влияют мутации и дрейф, составляет 2 N g u , где u — частота мутаций на нуклеотид на поколение и N г — эффективное количество генов в локусе (Lynch, 2006).Для диплоидных ядерных геномов этот член равен 4 N e u , где N e — эффективный размер популяции. Это важно рассматривать как гены, которые определяют количество органелл, например, те, которые регулируют митохондриальный биогенез, такие как семейство PGC (Ventura-Clapier et al., 2008), и те, которые кодируют динамин-подобные белки и белки Fis-типа, которые участвуют в пластидном и митохондриальном делении (Gao et al., 2003; Arimura et al., 2004b; Lu et al., 2011), кодируются в ядре.

Был выдвинут аргумент, что из-за гаплоидности и материнской передачи органелл частота популяционных мутаций просто равна N e u в геномах органелл (Palumbi et al., 2001). В качестве альтернативы утверждалось, что эта идея предполагает неправильный паритет отбора и рекомбинации между ядерным геномом и геномом органелл и эквивалентность между самцами и самками в отношении потомства (Lynch et al., 2006). Более того, считается, что частота мутаций органелл сильно различается между разными таксонами. Например, по сравнению с ядерными геномами частота митохондриальных мутаций животных оказывается намного выше (Brown et al., 1979), а частота митохондриальных мутаций растений намного ниже (Palmer and Herbon, 1988).

Независимо от любого из этих соображений, обычно считается, что эффективный размер популяции в геномах органелл меньше (Palumbi et al., 2001; Lynch et al., 2006), и поэтому считается, что сила дрейфа больше чем у ядра, но эффективность отбора может быть столь же велика (Cooper et al., 2015) и сильно различаются между разными таксонами с разными мутациями (Brown et al., 1979; Palmer, Herbon, 1988) и режимами рекомбинации (Rokas et al., 2003; McCauley, 2013). В результате этих различий, например, если гены, кодируемые органеллами, важны для определения количества органелл на клетку, эффективность отбора по количеству органелл может быть выше у животных, чем у растений из-за большей скорости мутаций ( Brown et al., 1979; Palmer and Herbon, 1988) и меньшая частота рекомбинации (McCauley, 2013) в митохондриальных геномах животных.

Метаболизм как потенциальное селективное ограничение

Метаболические потребности клетки и способность органелл удовлетворять эти потребности могут действовать как избирательные ограничения на количество органелл в клетке. Митохондрии, например, выполняют несколько различных метаболических процессов, таких как производство АТФ посредством преимущественно аэробного дыхания, регуляция клеточных метаболических процессов (McBride et al., 2006) и синтез стероидов (Rossier, 2006). Хлоропласты осуществляют фотосинтез, производя НАДФН и АТФ через световые реакции и глюкозу через цикл Кальвина, а также участвуют в синтезе жирных кислот (Rawsthorne, 2002) и аминокислот (Burgess, 1989).

Считалось, что метаболические потребности определяют соотношение между общим количеством митохондрий и массой тела у организмов в соответствии со степенным законом (Kleiber, 1947). Также видно, что содержание митохондрий в каждой клетке изменяется с размером клетки на протяжении клеточного цикла (Posakony et al., 1977). Одноклеточные эукариоты, по-видимому, не следуют степенному закону Клейбера для митохондрий или хлоропластов, но, по-видимому, следуют линейному и сублинейному масштабированию, соответственно, для количества органелл с размером клетки (Okie et al., 2016). Это исследование также показывает, что размер органелл, по-видимому, не сильно зависит от размера клетки у одноклеточных эукариот, предполагая, что количество органелл на клетку более важно, чем размер органелл, как средство модуляции энергетических требований в масштабе клетки. Рафельски и др. (2012), однако, отметили сублинейную положительную корреляцию между объемом клеток и общим объемом органелл у дрожжей. Учитывая взаимосвязь между размером клетки и содержанием митохондрий на клетку, возможно, существует оптимальное количество митохондрий на клетку, учитывая размер клетки и характер митохондриального биогенеза.

Возможно, вскоре станет возможным получить оценку энергетических потребностей всей клетки в единицу времени и использовать ее для определения оптимального содержания митохондрий в каждой клетке, чтобы лучше понять роль отбора по этому признаку с помощью количественной генетики. Хотя еще невозможно полностью понять энергетические потребности в единицу времени в эукариотической клетке, был достигнут некоторый прогресс в разработке теоретических моделей, которые могут оценить метаболические и энергетические потребности отдельной клетки (Suthers et al., 2009; Карр и др., 2012; Линч, Маринов, 2016).

Координация между ядром и органеллами: транскрипция и трансляция

Начиная с исходных событий эндосимбиоза, произошла существенная интеграция функции органелл и их хозяев, некоторые из которых связаны с переносом генов из органелл в ядерные геномные компартменты в течение эволюционного времени (Blanchard and Schmidt, 1995). В результате большинство белковых продуктов, кодируемых органеллами, образуют комплексы с теми, которые кодируются в ядре.Также появились ядерно-кодируемые факторы транскрипции (Leigh-Brown et al., 2010) и белки, участвующие в посттранскрипционной модификации, такой как редактирование РНК (Schmitz-Linneweber and Small, 2008), которые регулируют экспрессию митохондриальных генов. Таким образом, необходимо поддерживать некоторый уровень стехиометрического баланса между факторами, кодируемыми ядерными и органеллами, во время процессов транскрипции и трансляции, чтобы гарантировать правильное распределение ресурсов и предотвратить потери энергии и макромолекул.Поддержание надлежащих стехиометрических соотношений для генных продуктов необходимо, по крайней мере до некоторой степени, для поддержания некоторого подобия физиологического гомеостаза как на клеточном, так и на уровне организма.

Многие белки, кодируемые митохондриями (Giegé et al., 2005), и почти все белки, кодируемые пластидами (van Wijk, 2004; van Wijk and Baginsky, 2011), образуют многосубъединичные комплексы с продуктами, кодируемыми ядром, которых насчитывается около двухсот . Среди этих комплексов — рибосомы и АТФ-синтазы обеих органелл.Rubisco, PEP и основные фотосинтетические комплексы пластиды и все четыре основных комплекса цепи переноса электронов в митохондрии также входят в число тех, которые образуются в результате образования комплексов с ядерными субъединицами. Они образуются из определенных стехиометрических соотношений субъединиц. Количество органелл может играть значительную роль в влиянии на количество этих продуктов, продуцируемых в клетке, и, как таковая, стехиометрия субъединицы ядерной органеллы может действовать как существенное ограничение на количество органелл в клетке.

Хотя уровни транскрипции действительно различаются между генами, транскрипция митохондрий у животных в основном осуществляется на конститутивном уровне (Bendich, 1988), потому что она происходит во всем кольцевом митохондриальном геноме, по одной цепи за раз (Lee and Clayton, 1998). Эта конститутивная транскрипция и слабая связь между метаболической активностью и экспрессией генов в митохондриальных геномах (Bendich, 1988) предполагают, что для поддержания соответствующего количества транскриптов клетка должна использовать другие средства на других уровнях.Другим потенциальным средством контроля стехиометрии генного продукта может быть регулировка числа копий ДНК органеллы на органеллу, но было показано, что, поскольку это количество меняется так мало (Boffey and Leech, 1982; Weisner et al., 1992), на клетку количество органелл, а не количество копий ДНК органелл является основным фактором, определяющим количество копий ДНК органелл (Robin and Wong, 1988; Zoschke et al., 2007). Регулировка количества органелл может действовать как широкое тупое средство регуляции этих генов, как альтернатива регуляции экспрессии на основе ген за геном или геном за геномом.По существу, количество органелл на клетку может играть важную роль в поддержании стехиометрии между субъединицами, кодируемыми ядерными и органеллами.

Для конкретной клетки могло быть оптимальное количество органелл для поддержания стехиометрии между ядерными продуктами и продуктами генов органелл. Подсчет генных продуктов можно проводить на уровне транскрипции, глядя на количество определенных мРНК в клетке (Itzkovitz et al., 2012), или на уровне трансляции, подсчитывая количество определенных белков в клетке (Huang et al. ., 2004). Сделав это, мы смогли увидеть, насколько точно эти величины соответствуют ожидаемой стехиометрии в некоторых случаях. Поскольку мы можем оценить количество органелл в клетке с помощью методов, изложенных ранее, можно исследовать множество клеток одного и того же типа на предмет плотности органелл и посмотреть, существует ли оптимум, который дает соотношение продуктов генов, наиболее близкое к ожидаемое стехиометрическое соотношение.

Если мы сможем сделать предположение, что клетки наиболее подходят для выработки наименьшего количества избыточного генного продукта для тех белков, которые образуют обязательные комплексы, взглянув на многие клетки, мы сможем сказать нам, какие из них наиболее близки к оптимальным характеристикам. количество клеточных органелл.Сравнение типичной плотности органелл на клетку с нашей наилучшей оценкой оптимальной плотности органелл на клетку может сказать о роли эволюции в формировании числа органелл. Например, если большинство клеток имеют далеко не оптимальное количество органелл на клетку, это может потребовать дальнейшего исследования возможности наличия дрейфового барьера (Lynch, 2011) или какого-либо другого, ранее не понятого, физического ограничения, которое предотвращая достижение этого стехиометрического оптимума большинством клеток.

Заключение

Метаболизм и продукция генных продуктов, кодируемых органеллами, важны для рассмотрения в контексте эволюции органелл и клеток.Клетки имеют энергетические потребности и должны поддерживать некоторое подобие определенных количеств генных продуктов, чтобы функционировать должным образом. Работа в области биофизики и физиологии позволит нам определить, как эти процессы влияют на приспособленность и ограничивают количество органелл на клетку. В какой степени эти процессы ограничивают количество клеточных органелл посредством отбора, станет более ясным по мере того, как область протеомики клеточного масштаба станет более эмпирически и вычислительно управляемой. По мере того, как эти методы становятся все более практичными, мы сможем применять аналитические подходы популяционной и количественной генетики, чтобы лучше понять эту проблему с эволюционной точки зрения.

Авторские взносы

Автор подтверждает, что является единственным соавтором данной работы, и одобрил ее к публикации.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Я благодарю Майка Линча за мотивацию к написанию этой рукописи. Я также благодарю Джеффа Палмера и Элизабет Скипингтон за их обсуждение органелл.

Список литературы

Адамс, К. Л., и Палмер, Дж. Д. (2003). Эволюция содержания митохондриальных генов: потеря гена и перенос в ядро. Мол. Филогенет. Evol. 29, 380–395. DOI: 10.1016 / S1055-7903 (03) 00194-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Аримура С., Аида Г. П., Фудзимото М., Наказоно М. и Цуцуми Б. (2004a). Arabidopsis динаминоподобный белок 2a (ADL2a), как и ADL2b, участвует в делении митохондрий растений. Physiol растительных клеток. 45, 236–242. DOI: 10.1093 / pcp / pch024

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Аримура С., Ямамот Дж., Аида Г. П., Наказоно М. и Цуцуми Н. (2004b). Частое слияние и деление митохондрий растений с неравномерным распределением нуклеоидов. Proc. Natl. Акад. Sci. США 101, 7805–7808. DOI: 10.1073 / pnas.0401077101

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Баумгартнер, Б. Дж., Рапп, Дж.С. и Маллет Дж. Э. (1989). Активность транскрипции пластид и количество копий ДНК увеличиваются на ранних стадиях развития хлоропластов ячменя. Plant Physiol. 89, 1011–1018. DOI: 10.1104 / стр.89.3.1011

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бендич А. (1988). Почему хлоропласты и митохондрии содержат столько копий своего генома? Bioessays 6, 279–282.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Бендич, А.Дж., Гаурилов, Л.П. (1984). Морфометрический анализ митохондрий тыквенных: взаимосвязь между объемом хондриома и содержанием ДНК. Протоплазма 119, 1–7. DOI: 10.1007 / BF01287811

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Bereiter-Hahn, J. и Voth, M. (1996). Распределение и динамика митохондриальных нуклеоидов в животной клетке в культуре. Exp. Биол. 1: 4.

Боффи, С.А., и Лич, Р.М. (1982). Уровни ДНК хлоропластов и контроль деления хлоропластов в листьях пшеницы, выращенных на свету. Plant Physiol. 69, 1387–1391. DOI: 10.1104 / стр.69.6.1387

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Браун Т.А., Ткачук А.Н., Штенгель Г., Копек Б.Г., Богенхаген Д.Ф., Хесс Х.Ф. и др. (2011). Флуоресцентная визуализация сверхвысокого разрешения митохондриальных ядер млекопитающих. Мол. Клетка. Биол. 31, 4994–5010. DOI: 10.1128 / MCB.05694-11

CrossRef Полный текст

Браун В. М., Джордж М. и Уилсон А. С.(1979). Быстрая эволюция митохондриальной ДНК животных. Proc. Natl. Акад. Sci. США 76, 1967–1971. DOI: 10.1073 / pnas.76.4.1967

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Берджесс, Дж. (1989). Введение в развитие растительных клеток . Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Google Scholar

Chazotte, B. (2011). Маркировка митохондрий красителями MitoTracker. Cold Spring Harb. Protoc. 8, 990–992. DOI: 10,1101 / PDB.prot5648

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Купер, Б. С., Буррус, К. Р., Джи, К., Хан, М. В., и Монтуз, К. Л. (2015). Сходная эффективность отбора формирует митохондриальные и ядерные гены как у Drosophila melanogaster , так и у Homo sapiens . G3 5, 2165–2176. DOI: 10.1534 / g3.114.016493

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фульгози, Х., Гердес, Л., Вестфаль, С., Глокманн, К., и Солл, Дж. (2002). Для деления клеток и хлоропластов требуется ARTEMIS. Proc. Natl. Акад. Sci. США 100, 4328–4333. DOI: 10.1073 / pnas.172032599

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гао, Х., Кадирджан-Калбах, Д., Фрёлих, Дж. Э., и Остерён, К. У. (2003). ARC5, цитозольный динамин-подобный белок растений, является частью механизма деления хлоропластов. Proc. Natl. Акад. Sci. США 100, 4328–4333. DOI: 10.1073 / pnas.0530206100

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Giegé, P., Sweetlove, L.J., Cognat, V., and Leaver, C.J. (2005). Координация экспрессии ядерного и митохондриального генома в митохондриальном биогенезе Arabidopsis . Растительная клетка 17, 1497–1512. DOI: 10.1105 / tpc.104.030254

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Грей, М. В., Ланг, Б. Ф., и Бургер, Г. (2004). Митохондрии простейших. Annu. Преподобный Жене. 38, 477–524. DOI: 10.1146 / annurev.genet.37.110801.142526

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гурдон, К., Сваб, З., Фенг, Ю., Кумар, Д., Малига, П. (2016). Перемещение митохондрий от клетки к клетке растений. Proc. Natl. Акад. Sci. США 113, 3395–3400. DOI: 10.1073 / pnas.1518644113

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hartmann, N., Reichwald, K., Wittig, I., Drose, S., Schmeisser, S., Luck, C., et al. (2011). Число копий митохондриальной ДНК и их функция снижаются с возрастом у короткоживущих рыб Nothobranchius furzeri . Ячейка старения 10, 824–831.DOI: 10.1111 / j.1474-9726.2011.00723.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хига, Т., и Вада, М. (2016). Движение избегания хлоропластов не работает у растений, выращенных под сильным солнечным светом. Среда растительных клеток. 39, 871–882. DOI: 10.1111 / pce.12681

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Холлоши, Дж. О. (1967). Биохимические адаптации в мышцах. Влияние упражнений на поглощение кислорода митохондриями и активность дыхательных ферментов в скелетных мышцах. J. Biol. Chem. 242, 2278–2282.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Хау, К. Дж., Барбрук, А. К., Команду, В. Л., Нисбет, Р. Е. Р., Симингтон, Х. А., и Уайтман, Т. Ф. (2002). Эволюция генома хлоропластов. Philos. Пер. R. Soc. Б. 358, 99–107. DOI: 10.1098 / rstb.2002.1176

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хуанг, Л. Р., Кокс, Э. К., Остин, Р. Х., и Штурм, Дж. К. (2004). Непрерывное отделение частиц за счет детерминированного бокового смещения. Наука 304, 987–990. DOI: 10.1126 / science.1094567

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Инуда, Н. и Вильдермут, М. К. (2004). Новый метод подготовки ткани и клеточно-специфический маркер для лазерной микродиссекции зрелого листа Arabidopsis . Planta 221, 9–16. DOI: 10.1007 / s00425-004-1427-y

CrossRef Полный текст

Иррчер, И., Адхихетти, П. Дж., Шихан, Т., Джозеф, А. М., и Худ, Д. А.(2003). Экспрессия коактиватора-1α PPARγ во время митохондриальной адаптации, вызванной гормонами щитовидной железы и сократительной активностью. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 284, C1669–1677. DOI: 10.1152 / ajpcell.00409.2002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ито Р., Такахаши Х., Тода К., Куроива Х. и Куроива Т. (1996). Афидиколин отделяет цикл деления хлоропластов от митотического цикла одноклеточной красной водоросли Cyanidioschyzon merolae . Eur.J. Cell Biol. 71, 303–310.

Google Scholar

Ицковиц, С., Любимова, А., Блат, И. К., Мейнард, М., ван Эс, Дж., Лис, Дж. И др. (2012). Подсчет одномолекулярных транскриптов маркеров стволовых клеток в кишечнике мышей. Nature Cell Biol. 14, 106–114. DOI: 10.1038 / ncb2384

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Karnkowska, A., Vacek, V., Zubáčová, Z., Treitli, S.C., Petrželková, R., Eme, L., et al. (2016). Эукариот без митохондриальной органеллы. Curr. Биол. 26, 1274–1284. DOI: 10.1016 / j.cub.2016.03.053

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Карр, Дж. Р., Сангви, Дж. К., Маклин, Д. Н., Гучева, М. В., Якобс, Дж. М., Боливал, Б. и др. (2012). Вычислительная модель целой клетки предсказывает фенотип по генотипу. Ячейка 150, 389–401. DOI: 10.1016 / j.cell.2012.05.044

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ковальд А., Кирквуд Т. Б. Л. (2011).Эволюция митохондриального цикла слияния-деления и его роль в старении. Proc. Natl. Акад. Sci. США 108, 10237–10242. DOI: 10.1073 / pnas.1101604108

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кубинова, З., Яначек, Й., Лхотакова, З., Кубинова, Л., и Альбрехтова, Дж. (2014). Беспристрастная оценка количества хлоропластов в клетках мезофилла: преимущество настоящего трехмерного подхода. J. Exp. Бот. 65, 609–620. DOI: 10.1093 / jxb / ert407

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кукат, с., Вурм, К. А., Спор, Х., Фалькенберг, М., Ларссон, Н. Г., и Якобс, С. (2011). Микроскопия сверхвысокого разрешения показывает, что митохондриальные нуклеоиды млекопитающих имеют одинаковый размер и часто содержат единственную копию мтДНК. Proc. Natl. Акад. Sci. США 108, 13534–13539. DOI: 10.1073 / pnas.11008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Куроива Т. (1991). Репликация, дифференциация и наследование пластид с акцентом на концепции ядер органелл. Внутр. Rev. Cytol. 128, 1–62. DOI: 10.1016 / S0074-7696 (08) 60496-9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лампа, Г. К., Эллиот, Л. В., и Бендич, А. Дж. (1980). Изменение количества хлоропластов в процессе развития гороха ( Pisum sativum ). Plant Physiol. 64, 126–130. DOI: 10.1104 / стр.64.1.126

CrossRef Полный текст

Ли Д. Ю. и Клейтон Д. А. (1998). Инициирование репликации митохондриальной ДНК путем транскрипции и процессинга r-петли. J. Biol. Chem. 273, 30614–30621. DOI: 10.1074 / jbc.273.46.30614

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Легро Ф., Малка Ф., Франшон П., Ломбес А. и Рохо М. (2004). Организация и динамика митохондриальной ДНК человека. J. Cell Sci. 117, 2653–2662. DOI: 10.1242 / jcs.01134

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли-Браун, С., Энрикес, Дж. А., и Одом, Д. Т. (2010). Факторы ядерной транскрипции в митохондриях млекопитающих. Genome Biol. 11, 215. doi: 10.1186 / gb-2010-11-7-215

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Х., Бай, Д., Ху, Ю., Куанг, Т., и Лин, Дж. (2001). Различия между количеством и структурой хлоропластов в листьях и нелистовых органах пшеницы. Belg. J. Bot. 134, 121–126.

Google Scholar

Логан, Д. К. (2007). Ежегодные обзоры растений: митохондрии растений . Оксфорд: Blackwell Publishing Ltd.

Google Scholar

Лу, Ю., Роллан, С. Г., Конрад, Б. (2011). Молекулярный переключатель, который управляет слиянием и делением митохондрий, опосредованным BCL2-подобным белком CED-9 Caenorhabditis elegans . Proc. Natl. Акад. Sci. США 108, E813 – E822. DOI: 10.1073 / pnas.1103218108

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Линч М., Коскелла Б. и Шаак С. (2006). Давление мутаций и эволюция геномной архитектуры органелл. Наука 311, 1727–1730.DOI: 10.1126 / science.1118884

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Линч М., Маринов Г. (2016). Биоэнергетические затраты гена. Proc. Natl. Акад. Sci. США 112, 11690–11695. DOI: 10.1073 / pnas.1514974112

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Макколи, Д. Э. (2013). Отцовская утечка, гетероплазмия и эволюция митохондриальных геномов растений. New Phytol. 200, 966–977. DOI: 10.1111 / nph.12431

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Моллер, С.Г. (2004). Пластиды . Оксфорд: Blackwell Publishing Ltd.

Мораес, К. Т. (2001). Что регулирует количество копий митохондриальной ДНК в клетках животных? Trends Genet. 17, 199–205.

Google Scholar

Косилка, Дж. П., Кейс, А. Л., Флоро, Э. Р., и Уиллис, Дж. Х. (2012). Доказательства против эквимолярности расположения больших повторов и преобладающей структуры главного круга митохондриального генома от линии цветков обезьян ( Mimulus guttatus ) с загадочной CMS. Genome Biol. Evol. 4, 670–686. DOI: 10.1093 / gbe / evs042

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Оки, Дж. Г., Смит, В. Х., и Мартин-Сереседа, М. (2016). Основные эволюционные изменения жизни, метаболическое масштабирование, количество и размер митохондрий и хлоропластов. Proc. R. Soc. Б. 283, 20160611. DOI: 10.1098 / rspb.2016.0611

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Палмер, Дж. Д., Хербон, Л.А. (1988). Митохондриальная ДНК растений эволюционировала быстро по структуре, но медленно по порядку. J. Mol. Evol. 28, 87–97. DOI: 10.1007 / BF02143500

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Палмер, Дж. Д., и Шилдс, К. Р. (1984). Трехчастная структура митохондриального генома Brassica campestris . Природа 307, 437–440. DOI: 10.1038 / 307437a0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Палумби, С. Р., Чирприано, Ф., и Харе, М.П. (2001). Прогнозирование слияния ядерных генов по митохондриальным данным: правило трех раз. Evolution 44, 859–868. DOI: 10.1554 / 0014-3820 (2001) 055 [0859: PNGCFM] 2.0.CO; 2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Посакони, Дж. У., Англия, Дж. М. и Аттарди, Г. (1977). Рост и деление митохондрий во время клеточного цикла в клетках HeLa. J. Cell Biol. 74, 468–491. DOI: 10.1083 / jcb.74.2.468

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Прейтен, Т., Чинку, Э., Фукс, Дж., Зош, Р., Лир, К., и Бёрнер, Т. (2010). Меньше генов, чем органелл: чрезвычайно низкое и вариабельное число копий генов в митохондриях соматических клеток растений. Plant J. 64, 948–959. DOI: 10.1111 / j.1365-313X.2010.04389.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рафельски, С. М., Виана, М. П., Чжан, Ю., Чан, Ю.-Х. М., Торн, К. С., Ям, П. и др. (2012). Масштабирование размеров митохондриальной сети у почкующихся дрожжей. Science 338, 822–824.DOI: 10.1126 / science.1225720

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Робин Э. Д. и Вонг Р. (1988). Молекулы митохондриальной ДНК и виртуальное количество митохондрий на клетку в клетках млекопитающих. J. Cell. Physiol. 136, 507–513. DOI: 10.1002 / jcp.1041360316

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рокас А., Ладукакис Э. и Зурос Э. (2003). Повторный визит к митохондриальной ДНК животных. Trends Ecol.Evol. 18, 411–417. DOI: 10.1016 / S0169-5347 (03) 00125-3

CrossRef Полный текст

Руберти К., Барицца Э., Боднер М., Ла Рокка Н., Де Мишель Р., Карими Ф. и др. (2014). Динамика и морфология изменений митохондрий при старении листьев виноградной лозы. PLoS ONE 9: E102012. DOI: 10.1371 / journal.pone.0102012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сато М. и Куроива Т. (1991). Организация множественных ядер и молекул ДНК в митохондриях клетки человека. Exp. Cell Res. 196, 137–140. DOI: 10.1016 / 0014-4827 (91) -9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шмитц-Линневебер, К. и Смолл, И. (2008). Пентатрикопептидные повторяющиеся белки: набор гнезд для экспрессии генов органелл. Trends Plant Sci. 13, 663–670. DOI: 10.1016 / j.tplants.2008.10.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Скотт, Н.С., и Поссингем, Дж. В. (1980). Репликация и развитие пластид в жизненном цикле высших растений. Annu. Rev. Plant Physiol. 31, 113–129. DOI: 10.1146 / annurev.pp.31.060180.000553

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Скотт, Н.С., и Поссингем, Дж. В. (1983). Изменения уровня ДНК хлоропластов во время роста листьев шпината. J. Exp. Бот. 34, 1756–1767. DOI: 10.1093 / jxb / 34.12.1756

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стокер, Д. К., Сильвер, М. В. (1990). Замена и старение хлоропластов у Strombidium capitatum (Ciliophora: Oligotrichida). Mar. Biol. 107, 491–502. DOI: 10.1007 / BF01313434

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сазерс, П. Ф., Дасика, М. С., Кумар, В. С., Денисов, Г., Гласс, Дж. И., и Марана, К. Д. (2009). Метаболическая реконструкция в масштабе генома Mycoplasma genitalium iPS189. PLoS Comput. Биол. 5: e1000285. DOI: 10.1371 / journal.pcbi.1000285

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

ван Вейк, К. Дж., И Багинский, С.(2011). Протеомика пластид у высших растений: текущее состояние и будущие цели. Plant Physiol. 155, 1578–1588. DOI: 10.1104 / стр.111.172932

CrossRef Полный текст

Велтри, К. Л., Эспириту, М., и Сингх, Г. (1990). Различное количество копий генома в митохондриях различных органов млекопитающих. J. Cell. Physiol. 143, 160–164. DOI: 10.1002 / jcp.1041430122

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вентура-Клапье Р., Гарнье А. и Векслер В.(2008). Транскрипционный контроль митохондриального биогенеза: центральная роль PGC-1α. Cardiovasc. Res. 79, 208–217. DOI: 10.1093 / cvr / cvn098

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вирбазиус, Дж. В., и Скарпулла, Р. К. (1994). Активация гена фактора транскрипции митохондрий человека А ядерными респираторными факторами: потенциальная регуляторная связь между экспрессией ядерных и митохондриальных генов в биогенезе органелл. Proc.Natl. Акад. Sci. США 91, 1309–1313. DOI: 10.1073 / pnas.91.4.1309

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Виссер В., ван Спронсен, Э. А., Наннинга, Н., Пронк, Дж. Т., Гийс Кунен, Дж., И ван Дейкен, Дж. П. (1995). Влияние условий роста на морфологию митохондрий у Saccharomyces cerevisiae . Антони Левенгук 67, 243–253. DOI: 10.1007 / BF00873688

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вайснер Р.J., Ruegg, J.C., and Morano, I. (1992). Подсчет целевых молекул с помощью экспоненциальной полимеразной цепной реакции: количество копий митохондриальной ДНК в тканях крысы. Biochem. Биофиз. Res. Comm. 183, 553–559. DOI: 10.1016 / 0006-291X (92) -O

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уильямсон, Д. Х., и Феннелл, Д. Дж. (1979). Визуализация митохондриальной ДНК дрожжей флуоресцентным красителем «DAPI». Methods Enzymol. 56, 728–733 DOI: 10.1016 / 0076-6879 (79) 56065-0

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wu, Z., Puigserver, P., Andersson, U., Zhang, C., Adelmant, G., Mootha, V., et al. (1999). Механизмы, контролирующие митохондриальный биогенез и дыхание через термогенный коактиватор PGC-1. Cell 98, 115–124. DOI: 10.1016 / S0092-8674 (00) 80611-X

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zoschke, R., Liere, K., and Börner, T. (2007).От проростка до зрелого растения: Arabidopsis Число копий пластидного генома, накопление РНК и транскрипция по-разному регулируются во время развития листа. Plant J. 50, 710–722. DOI: 10.1111 / j.1365-313X.2007.03084.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

[PDF] Биология: клетки — фундаментальная единица жизни

Скачать Биология: клетки — фундаментальная единица жизни …

Биология: клетки — фундаментальная единица жизни Имя: Риччи Холл Предметная область: биология / анатомия и физиология человека

Уровень обучения: 9 Год: 2009-2010

Обзор Эта серия уроков предназначена для ознакомления студентов с функциями клетки и основные компоненты клеток.В нем используются несколько учебных подходов, которые призваны вовлечь учащихся в процесс понимания этого сложного и увлекательного материала. Чтобы понять основные функции человеческой жизни, учащимся необходимо понять, как работают клетки, как функционируют основные клетки и какую роль играют части клетки в своей работе. Эти базовые клеточные представления будут стимулировать их способность понимать, как определенные клетки человеческого тела специализируются на выполнении важных конкретных функций. Основная предпосылка клеточной организации имеет решающее значение как основополагающий шаг.

Содержание урока с оценками Урок 1: Прокариотические клетки по сравнению с эукариотическими клетками: Использование графических организаторов для понимания клеток Клеточный графический организатор Урок 2: Клеточная мембрана: Использование совместной групповой работы для понимания формы и функции плакатов клеточных мембран Урок 3: Ядро: использование письма для изучения и вопросов для установления связей Отчет учащегося Урок 4: Клеточные органеллы Урок № 1: Использование совместной групповой работы и разговора учащихся для понимания роли определенных органелл. Органеллы. Плакат Урок 5. # 2: Использование совместной групповой работы и разговора учащихся, чтобы понять роль определенных органелл. Плакат по органеллам. Урок 6: Цитоскелет: совместная групповая работа и структура клетки. Урок 7: Клеточная модная выставка: использование совместной групповой работы и студенческих презентаций для оценки понимания клеточного урока 8: Заключительная оценка: экзамен, созданный учащимся, и рубрика

© 2011 Jobs for the Future

Обзорный урок:

Прокариотические и эукариотические клетки: использование графических органайзеров для понимания клеток

Предмет / класс:

Биология / 9

Продолжительность урока:

60 минут

9000 Студенты2 будут работать в группах вокруг графического органайзера и изображений / слов из их текста, чтобы понять разницу между прокариотическими и эукариотическими клетками.Клетки большой идеи как фундаментальная единица жизни

Государственный стандарт Стандарт 2.2 — Различия между прокариотическими клетками и эукариотическими клетками с точки зрения их общей структуры и степени сложности Стандарт 2.3 — Различия между растительными и животными клетками.

Результаты обучения — Учащиеся смогут: • Определять и объяснять основные компоненты прокариотической клетки. • Определите и объясните основные компоненты эукариотической клетки. • Различать два типа ячеек и определять области общности и уникальности между ними.Ключевые когнитивные стратегии • Исследования • Интерпретация • Необходимые аналитические материалы Графические органайзеры (см. Пример ниже), диаграмма и клеточные журналы. Риччи Холл с помощью графических органайзеров для понимания прокариотических и эукариотических клеток © 2011 Jobs for the Future

Учебник и / или веб-сайт по биологии с изображениями и текстом о двух типах клеток. Проектор или классная доска. Место на стене для «Стены вопросов к камере» и стикеров.

Задания урока Шаг 1 Обучающая стратегия Написание для изучения

Учащиеся выполняют вводное задание, чтобы оценить, что они уже знают о клетках и различных типах существующих клеток.Деятельность учителя Продолжительность активности учеников (мин) Раздайте журналы ячеек и напишите Попросите учащихся ответить на подсказку: «Что такое 5-минутная подсказка на доске или в ячейках над головой? Что делает клетки важными, и все они проектор. такой же?» Чтобы учащиеся столкнулись с новыми знаниями, важно активировать предыдущие знания и использовать их в качестве отправной точки.

Step 2

Учащиеся работают в группах по три человека, заполняя графический органайзер (пример ниже).

Учебная стратегия Совместная групповая работа

Работа учителя

Работа ученика

Распределите учеников по группам по три человека.Раздайте учащимся графический органайзер (пример ниже) и задание. Графический органайзер должен состоять из двух пересекающихся больших кругов. Попросите учащихся использовать одну область, чтобы записать все характеристики, характерные только для прокариотических клеток. Попросите учащихся использовать другую область, чтобы записать все обнаруженные характеристики.

Попросите учащихся использовать свои учебники или Интернет, чтобы сравнить и сопоставить эти прокариотические и эукариотические клетки. Попросите их заполнить графический органайзер.

Риччи Холл Использование графических органайзеров для понимания прокариотических и эукариотических клеток © 2011 Jobs for the Future

Время (мин) 25 мин.

только в эукариотических клетках. В перекрывающемся разделе попросите учащихся написать все характеристики, общие для прокариотических и эукариотических клеток. Перемещайтесь между группами, чтобы прояснить недоразумения.

Шаг 3 Стратегия обучения Совместная групповая работа

После того, как все группы закончили работу и у каждого ученика есть свой графический органайзер, ученики объединяются с партнером из другой группы.Попросите пары сравнить свои графические органайзеры и согласовать любые различия. Деятельность учителя Продолжительность деятельности учеников (мин) Сгруппируйте учеников в пары. Попросите учащихся сравнить графические органайзеры и процесс сопряжения с 13-минутным монитором и убедитесь, что они согласовали любые различия между ними. у каждого ученика есть графический органайзер. Затем учащиеся должны сравнить свои окончательные версии. После того, как пары закончат сравнение с версией для учителя, и внести изменения, если их графические органайзеры поставят необходимые для учителя.графический органайзер на накладной части и убедитесь, что все студенты имеют правильную информацию в частях органайзера. Представьте стенку вопросов ячеек. Здесь студент может записывать вопросы на стикерах и прикреплять их к стене. Если во время их обсуждения возникнут вопросы, то это будет место для них.

Step 4

Представьте Стену вопросов ячеек и ответьте на вопросы.

Учебное пособие

Задание учителя

Задание учащегося

Риччи Холл Использование графических органайзеров для понимания прокариотических и эукариотических клеток © 2011 Работа на будущее

Время

Стратегия

(мин.)

Стратегии совместной работы

Группы Отведите на стене место, где учащиеся могут записывать вопросы на стикерах и прикреплять их к стене.

Если во время обсуждения у учащихся возникнут вопросы, попросите их разместить вопросы на стене вопросов ячеек с помощью стикеров.

Ответьте на вопросы на стене вопросов.

Учащиеся, разместившие вопросы, могут задавать их классу и учителю.

Завершение урока

Дайте студентам письменное задание, которое поможет им подумать на следующий день.

Обучающая стратегия Написание для изучения

Завершающее задание учителя

Завершающее задание учащихся

Предоставьте заключительную письменную подсказку и попросите учащихся ввести его в свои дневники ячеек.

Попросите учащихся ответить на следующий запрос: «Напишите письмо ученику 9-го класса следующего года. Опишите сходства и различия между прокариотическими и эукариотическими клетками и почему важно знать разницу ».

Они должны запустить его на этом уроке, но должны будут сдать его на следующем уроке. Оценка результатов обучения • Графический органайзер • Письменные подсказки

Ricci Hall Использование графических организаторов для понимания прокариотических и эукариотических клеток © 2011 Jobs for the Future

2 минуты

Время (мин) 15 минут

Ricci Hall Использование графических организаторов для понимания Прокариотические и эукариотические клетки © 2011 Работа на будущее

Обзорный урок:

Клеточная мембрана: использование совместной групповой работы для понимания формы и функции клеточной мембраны

Уровень предмета / класса:

Биология / 9

Урок Время:

60 минут

Краткое содержание урока Учащиеся будут работать в группах, чтобы определить форму и функцию клеточной мембраны.Большая идея Клетки как фундаментальная единица жизни

ГОСТ 2.1 — Связать части / органеллы клеток с их функциями.

Результаты обучения — Учащиеся смогут: • Определять компоненты клеточной мембраны. • Объясните роль клеточной мембраны. • Объясните роль, которую каждая часть мембраны играет в выполнении своей функции. Ключевые когнитивные стратегии • Исследование • Интерпретация • Анализ • Необходимые материалы для оценки Диаграмма. Учебник биологии и / или веб-сайт с изображением типичной клеточной мембраны.Заметки. Риччи Холл Клеточная мембрана: использование совместной групповой работы для понимания формы и функции клеточной мембраны © 2011 Jobs for the Future

Студенческие клеточные журналы (записные книжки).

Задания урока Шаг 1 Обучающая стратегия Совместная групповая работа Беседа в классе

Собирая домашнее задание из предыдущего урока, разделите учащихся на группы по три человека и скажите им, что мы собираемся начать изучение типичной эукариотической клетки. Деятельность учителя Активность учеников (мин) Ответьте на вопросы и проведите обсуждение.Попросите учащихся обратиться к своим графическим органайзерам, чтобы за 5 минут определить характеристики эукариотической клетки.

Шаг 2

Раздайте каждой группе по два больших листа бумаги с диаграммами и начните обсуждение клеточных мембран.

Стратегия обучения Совместная групповая работа

Задание учителя

Задание учащегося

Сообщите учащимся номера страниц в их учебниках и / или страницах веб-сайтов, посвященных клеточной мембране.

Попросите каждую группу студентов определить ключевые понятия и ключевые термины, относящиеся к клеточной мембране, на одном листе диаграммы.Предложите учащимся объяснить, почему определенная форма или структура клеточной мембраны важна для ее функции.

Убедитесь, что учащиеся не тратят много времени на то, чтобы свои фотографии выглядели красивыми. Напомните им, что цель упражнения — узнать каждую часть клеточной мембраны и узнать, почему они важны. Соединение между двумя листами диаграммной бумаги имеет решающее значение.

На другом листе диаграммы попросите учащихся нарисовать собственное изображение клеточной мембраны и четко обозначить и обозначить каждое из ключевых понятий и терминов из словарного запаса на первом листе диаграммы.

Ricci Hall Клеточная мембрана: использование совместной групповой работы для понимания формы и функции клеточной мембраны © 2011 Jobs for the Future

Time (min) 20 Min

Step 3 Обучающая стратегия Обсуждение в классе

Step 4 Обучающая стратегия Стратегии опроса

Завершение урока Обучающая стратегия Написание для изучения совместной работы в группе

После того, как учащиеся заполнили и соединили свои две большие листы диаграмм, попросите учащихся вывесить их в классе и прокрутить по классу, чтобы увидеть работу каждой группы.Деятельность учителя Продолжительность деятельности учеников (мин) Дайте учащимся время для размещения таблицы. Попросите каждую группу обойтись и посмотреть другой 10-минутный документ, а затем пройтись, чтобы увидеть остальных. групповая работа. Попросите учащихся оставлять комментарии. Дайте каждой группе задать несколько липких вопросов или поразмышляйте над утверждениями к различным примечаниям. Держите время кратким, вам просто нужны радиостанции с липкими заметками. чтобы увидеть работу других групп, на случай, если они что-то забыли в своей ячейке или захотят добавить кусок в ячейку другой группы.По истечении отведенного времени попросите группы просмотреть комментарии, оставленные в их таблицах, и позвольте им внести изменения или приспособления в свои клеточные мембраны. Деятельность учителя Продолжительность деятельности учеников (мин) Дайте группам время изменить свои ячейки. Попросите учащихся прочитать стикеры и ответить на них. 5 мин. Мембранные картинки и словарный запас. оставленные одноклассниками и вносят необходимые изменения. Предложите учащимся вместе составить метафору, чтобы понять роль, функцию и форму клеточной мембраны.Завершение упражнения для учителя Завершение упражнения для учащихся Дайте учащимся пример метафоры функции клеточной мембраны. Например, объясните, что стены классной комнаты можно рассматривать как клеточную мембрану, а двери и окна.

Дайте студентам время для совместной работы, чтобы создать метафору, объясняющую форму и функцию клеточной мембраны. Попросите каждую группу записать эту метафору в свои клеточные журналы и четко связать каждую из

Ricci Hall Клеточная мембрана: использование совместной групповой работы для понимания формы и функции клеточной мембраны © 2011 Jobs for the Future

Time (min ) 20 мин.

функционируют как части мембраны, которые пропускают одни вещи, а другие — нет.Объясните, как каждый аспект, который они определили на своей картинке, должен быть частью метафоры.

понятий и словарный запас к метафоре.

Для девятиклассников необходимо будет это выстроить, объяснить, что такое метафора, и привести пример. Важность этого процесса состоит в том, чтобы помочь учащимся усвоить различные компоненты клеточной мембраны и то, как они работают. the Cell Membrane © 2011 Jobs for the Future

Обзорный урок:

Ядро: использование письма для обучения и вопросов для установления связей

Предмет / уровень оценки:

Биология / 9

Продолжительность урока:

60 минут

Краткое содержание урока Учащиеся будут работать в группах, чтобы соединить концепции ядра клетки с помощью словесной сети.Большая идея Клетки как фундаментальная единица жизни

ГОСТ 2.1 — Связать части / органеллы клеток с их функциями.

Результаты обучения — Учащиеся смогут: • Определять компоненты ядра. • Объясните части ядра и почему они важны. • Объясните функцию ядра клетки. Ключевые когнитивные стратегии • Исследования • Интерпретация • Анализ • Необходимые материалы для оценки Диаграмма для Word Web. Учебник биологии и / или веб-сайт о ядре клетки.Классная доска или диапроектор. Риччи Холл Ядро: использование письма для обучения и вопросов для установления связей © 2011 Jobs for the Future

Студенческие клеточные журналы (записные книжки). Список ключевых концептуальных вопросов

Задания урока Шаг 1

Разделите учащихся на пары и попросите их скопировать важные концепции ядра в свои клеточные журналы.

Стратегия обучения Совместная групповая работа

Задание учителя

Задание учащегося

Напишите ключевые слова для ядра клетки на доске или проекторе: Ядерная оболочка, Ядерные поры, гены, ДНК, РНК, Неклеллус, Нуклеоплазма

Имейте студенты запишут следующие слова / понятия для ядра клетки: Ядерная оболочка, Ядерные поры, гены, ДНК, РНК, Неклеоллус, Нуклеоплазма

Шаг 2

Пусть каждая пара соединит ключевые слова и понятия, используя аннотированную словесную паутину.

Стратегия обучения Совместная групповая работа Письменное задание для изучения

Задание учителя

Задание учащегося

Убедитесь, что учащиеся понимают, что определения в слове «Интернет» принадлежат им и что они их понимают. Также убедитесь, что учащиеся могут объяснить, как слова концептуально связаны в сети.

Попросите учащихся вместе создать слово «Интернет». Попросите учащихся объяснить, как связаны между собой термины. Паутина слов учащихся должна соединять словарные слова, а также включать краткое определение каждого слова.Призовите учащихся использовать символы, рисунки и слова, чтобы понять, что делает ядро ​​и как оно функционирует. Когда каждая пара завершит свою словесную паутину, попросите их задокументировать в своих журналах ячеек ответы на ключевые концептуальные вопросы.

Ricci Hall The Nucleus: Использование письма для обучения и вопросов для установления связей © 2011 Работа на будущее

Время (мин) 10 мин

Время (мин) 30 мин

Завершение урока Стратегия обучения Обсуждение в классе

Попросите каждого пара представляет свою сеть слов другой группе, чтобы объяснить свое мнение о том, как связаны слова.Завершение задания для учителя Завершение задания для учащихся Назначьте каждую пару учащихся другой паре. Попросите пары объяснить созданное ими слово «паутина». Убедитесь, что учащиеся понимают, что они должны объяснить, как они связали понятия и слова.

Попросите каждую пару представить свою сеть слов другой паре. После презентации каждой пары попросите учащихся ответить на следующие ключевые вопросы в своих клеточных журналах: 1. Как ядро ​​клетки выполняет свою работу? 2. Как нам связать это с тем, что мы уже узнали о клетке? 3.Какие вопросы о ядре клетки все еще не решены? 4. В чем сходство и различие между вашей Word Web и Word Web другой группой? Что вы об этом думаете?

Оценка результатов обучения • Word Webs • Записи в журнале

Ricci Hall The Nucleus: Использование письма для обучения и вопросов для установления связей © 2011 Jobs for the Future

Time (min) 20 min

Overview Lesson:

Cell Органеллы: Использование групповой работы для создания плакатов «Требуются органеллы»

Предмет / уровень обучения:

Биология / 9

Продолжительность урока:

60 минут

Краткое содержание урока Студенты будут работать в группах над созданием плакатов «Требуются клеточные органеллы». Большая идея Клетки как фундаментальная единица жизни

ГОСТ 2.1 — Соотнесите части / органеллы клеток с их функциями.

Результаты обучения — Учащиеся смогут: • Определять органеллы клеток. • Объясните роль, которую каждая органелла играет в клетке. • Объясните, как эти органеллы связаны с другими и с работой клетки. Ключевые когнитивные стратегии • Исследования • Интерпретация • Анализ • Оценка Необходимые материалы Конструкционная бумага, маркеры для плакатов «Требуются клеточные органеллы». Учебник биологии и / или сайт о клетке. Студенческие клеточные журналы (записные книжки).Ricci Hall Cell Organelle Wanted Posters # 1 © 2011 Jobs for the Future

Занятия Шаг 1 Обучающая стратегия Совместная групповая работа

Шаг 2 Обучающая стратегия Стратегии опроса

Разделите студентов на группы по пять человек и попросите каждую команду заполнить «Cell Organelle» Требуется »плакат для назначенной им органеллы. Деятельность учителя Время работы ученика (мин) Назначьте каждой команде по одной органелле. Назначьте каждой группе одну из следующих органелл: 30 мин. Опишите и попросите их создать плакат «Разыскивается» — грубая ER для этой органеллы.- Гладкая ER — Аппарат Гольджи — Лизосомы Попросите их создать плакат «Разыскивается» с описанием того, как выглядит органелла, что она делает и как она соединяется с остальной частью клетки, используя информацию из учебников или веб-сайтов о клетках. Когда плакаты разыскиваемых будут готовы, попросите группы повесить свои плакаты разыскиваемых лиц по всему классу. Попросите команды повернуться, чтобы увидеть все представленные органеллы. По мере того, как учащиеся подходят к каждому плакату, попросите их заполнить заметки в своих дневниках. Деятельность учителя Продолжительность деятельности учеников (мин) Убедитесь, что учащиеся знают, что они есть. Попросите учащихся использовать следующий формат, чтобы выделить 20 минут на сбор всех заметок об органеллах других групп в их клеточной информации по всем органеллам.журналы: • Как выглядит эта органелла? • Что оно делает? • Как он связан с остальной частью ячейки? Клеточная мембрана, клеточное ядро? • Что сбивает с толку? Какие у вас вопросы?

Ricci Hall Cell Organelle Wanted Posters # 1 © 2011 Jobs for the Future

Завершение урока Учебная стратегия Стратегии проведения бесед в классе

Попросите учащихся поделиться с классом вопросами или недоразумениями. Поручите студентам домашнее задание по изучению их вопросов или затруднений.Завершение задания для учителя Завершение задания для учащихся Попросите учащихся поделиться недоразумениями или вопросами.

Каждый студент поделится вопросом или недоразумением. Попросите учащихся исследовать вопрос или заблуждение, которым они поделились, в качестве домашнего задания и записать свои ответы в своих клеточных журналах. Следующий урок начнется с ответа на эти вопросы.

Оценка результатов обучения • Плакаты разыскиваемых лиц • Журнальные заметки

Плакаты разыскиваемых клеточных органелл Риччи Холла № 1 © 2011 Работа на будущее

Время (мин) 10 мин.

Обзорный урок:

Урок № 2: клеточные органеллы: Использование совместной групповой работы и разговора учащихся для понимания роли определенных органелл

Предмет / уровень обучения:

Биология / 9

Продолжительность урока:

60 минут

Краткое содержание урока Студенты будут работать в группах, чтобы создать «Требуются клеточные органеллы». Плакаты.Большая идея Клетки как фундаментальная единица жизни

ГОСТ 2.1 — Связать части / органеллы клеток с их функциями. Стандарт 2.5 — Объясните роль клеточных мембран как высокоселективного барьера (диффузии, осмоса и активного транспорта).

Результаты обучения — Учащиеся смогут: • Определять органеллы клеток. • Объясните роль, которую каждая органелла играет в клетке. • Объясните, как эти органеллы связаны с другими и с работой клетки. Ключевые когнитивные стратегии • Исследования • Интерпретация • Анализ • Оценка Необходимые материалы Конструкционная бумага, маркеры для плакатов «Требуются клеточные органеллы».Плакат о розыске клетки-органеллы Риччи Холла № 2 © 2011 Jobs for the Future

Учебник биологии и / или веб-сайт о клетке. Студенческие клеточные журналы (записные книжки).

Задания урока Шаг 1

Попросите учащихся поделиться своими выводами из вопросов исследования, заданных на предыдущем уроке.

Учебная стратегия Обсуждение в классе

Задание учителя

Задание учащегося

Попросите учащихся поделиться ответами на вопросы, которые были заданы в предыдущем классе.Убедитесь, что каждый ученик записывает ответы на эти вопросы в своих дневниках.

Попросите учащихся обмениваться вопросами и ответами и делать записи в своих дневниках.

Step 2

Разделите учащихся на группы по пять человек и попросите каждую команду заполнить плакат «Требуется клеточная органелла» для назначенной им органеллы. Деятельность учителя Продолжительность деятельности ученика (мин) Назначьте каждой команде по одной органелле. Назначьте каждой группе одну из следующих органелл: 30 мин. Опишите и попросите их создать плакат «Требуются» — Vacules для этой органеллы.- Пероксисомы — Митохондрии При необходимости одну и ту же органеллу могут получить несколько групп. Попросите их создать плакат «Разыскивается» с описанием того, как выглядит органелла, что она делает и как соединяется с остальной частью клетки, используя информацию из учебников или веб-сайтов о клетках.

Стратегия обучения Совместная групповая работа

Шаг 3

Время (мин) 10 мин.

Когда плакаты разыскиваемых будут готовы, попросите группы повесить свои плакаты разыскиваемых лиц в классе.

Плакаты с требованием о клеточной органелле Риччи Холла № 2 © 2011 Jobs for the Future

Обучающая стратегия Стратегии опроса

Завершение урока Обучающая стратегия Обсуждение в классе Стратегии опроса

Попросите команды по очереди просмотреть все представленные органеллы. По мере того, как учащиеся подходят к каждому плакату, попросите их заполнить заметки в своих дневниках. Деятельность учителя Продолжительность деятельности учеников (мин) Убедитесь, что учащиеся знают, что они есть. Попросите учащихся использовать следующий формат, чтобы взять 15 минут на сбор всех заметок об органеллах других групп в их клеточной информации по всем органеллам.журналы: • Как выглядит эта органелла? • Что оно делает? • Как он связан с остальной частью ячейки? Клеточная мембрана, клеточное ядро? • Что сбивает с толку? Какие у вас вопросы?

Попросите учащихся поделиться с классом вопросами или недоразумениями. Поручите студентам домашнее задание по изучению их вопросов или затруднений. Завершение задания для учителя Завершение задания для учащихся Попросите учащихся поделиться недоразумениями или вопросами.

Каждый студент поделится вопросом или недоразумением. Попросите учащихся исследовать вопрос или заблуждение, которым они поделились, в качестве домашнего задания и записать свои ответы в своих клеточных журналах.Следующий урок начнется с ответа на эти вопросы.

Оценка результатов обучения • Плакаты разыскиваемых лиц • Журнальные заметки

Плакаты разыскиваемых клеток Ricci Hall Organelle № 2 © 2011 Работа на будущее

Время (мин) 5 мин.

Обзорный урок:

Цитоскелет: совместная групповая работа и Структура клетки

Предмет / Уровень обучения:

Биология / 9

Продолжительность урока:

60 минут

Краткое содержание урока Учащиеся будут работать в группах над созданием представлений структур цитоскелета.Большая идея Клетки как фундаментальная единица жизни

ГОСТ 2.1 — Связать части / органеллы клеток с их функциями.

Результаты обучения — Учащиеся смогут: • Определять компоненты цитоскелета. • Объясните роль, которую играет каждая структура. Ключевые когнитивные стратегии • Исследования • Интерпретация • Оценка Необходимые материалы Строительная бумага, маркеры, лента, средства для очистки труб, рулоны бумажных полотенец, рулоны различных размеров, соломинки разных размеров и ножницы.Учебник биологии и / или сайт о клетке. Студенческие клеточные журналы (записные книжки).

Риччи Холл. Цитоскелет: совместная групповая работа и структура клетки

Учебная стратегия Обсуждение в классе

Задание учителя

Задание учащегося

Убедитесь, что каждый учащийся записывает ответы на эти вопросы в своих журналах.

Попросите учащихся обмениваться вопросами и ответами и делать записи в своих дневниках.

Шаг 2

Разделите учащихся на группы по пять человек и попросите каждую команду создать различные структуры, составляющие цитоскелет. Деятельность учителя Деятельность ученика

Стратегия обучения Совместная работа в группе

Объясните, что каждая группа должна сконструировать различные структуры, которые создают цитоскелет, с учетом имеющихся материалов.

Попросите каждую группу использовать предоставленные материалы для создания цитоскелета клетки.Попросите учащихся создать и определить каждую из структур и четко обозначить, где каждая структура может быть найдена. Это следующие структуры: — Микротрубочки — Микрофиламенты — Центриоли — Реснички — Жгутики

Завершение урока

Повесьте конструкции и попросите каждую группу просмотреть работу других групп.

Стратегия обучения

Задание учителя

Задание учащегося

Риччи Холл Цитоскелет: совместная групповая работа и структура клетки © 2011 Работа на будущее

Время (мин) 10 мин

Время (мин) 35 мин

Время (мин)

Стратегии опроса

Попросите учащихся повесить свои конструкции.

Ученики должны ходить по классу, чтобы увидеть работу других групп. Попросите каждого ученика создать хотя бы один вопрос или наблюдение о структуре других групп.

Оценка результатов обучения • Структуры клеточного цитоскелета • Вопросы учащихся

Риччи Холл Цитоскелет: совместная групповая работа и структура клетки © 2011 Работа на будущее

15 мин.

Обзорный урок:

The Cell Fashion Show : Использование совместной групповой работы и презентаций учащихся для оценки понимания ячейки

Предмет / уровень обучения:

Биология / 9

Продолжительность урока:

60 минут

Краткое содержание урока Учащиеся создадут показ мод или сценку для демонстрации ячейки их знания о ячейке.Клетки большой идеи как фундаментальная единица жизни

Государственный стандарт 2.2. Различия между прокариотическими клетками и эукариотическими клетками с точки зрения их общей структуры и степени сложности. Стандарт 2.1 — Связь частей / органелл клеток с их функциями. Стандарт 2.5 — Объясните роль клеточных мембран как высокоселективного барьера (диффузии, осмоса и активного транспорта).

Результаты обучения — Учащиеся смогут: • Определить ключевые моменты обучения для ячейки.• Применять свои знания о клетке. Ключевые когнитивные стратегии • Исследования • Интерпретация • Необходимые материалы для оценки Предыдущая работа с ячейками и журналами ячеек. Учебник биологии и / или сайт о клетке.

Ricci Hall The Cell Fashion Show: использование совместной групповой работы и презентаций студентов для оценки понимания ячейки © 2011 Jobs for the Future

Занятия Шаг 1

Разделите студентов на группы по пять человек, чтобы создать показ мод или скетч. обзор материала покрытия до сих пор в этом блоке.

Стратегия обучения Совместная групповая работа

Деятельность учителя

Деятельность учеников

Разделите учеников на команды по пять человек. Объясните учащимся, что их показы мод или скетчи должны охватывать все основные темы и демонстрировать владение этим материалом.

Пусть каждая группа создаст сценку или перформанс. Студенты могут использовать актерское мастерство, искусство, музыку или другие средства для объяснения материала, который они уже изучили.

Время (мин) 35 мин.

Попросите учащихся продемонстрировать свое мастерство в следующих темах: — Клеточная мембрана — Клеточное ядро ​​- Клеточные органеллы — Ctyoskeleton

Шаг 2

Каждая команда представляет шоу или сценку, а другие учащиеся оценивают их.

Обучающая стратегия Обсуждение в классе Совместная групповая работа

Упражнение для учителя

Задание для учащихся

Дайте инструкции по презентации и рубрике для оценки пародий.

Пусть каждая команда представит свою сценку. Попросите каждого студента заполнить рубрику для оценки презентаций других групп.

Время (мин) 25 минут

Категории рубрик: — Успеваемость — Содержание — Связи — Креативность Попросите учащихся оценить каждую категорию по шкале от 1 до 10.

Ricci Hall The Cell Fashion Show: использование совместной групповой работы и презентаций студентов для оценки понимания ячейки © 2011 Jobs for the Future

Оценка результатов обучения • Cell Skits • Оценки учащихся

Ricci Hall The Cell Fashion Show: Использование Совместная групповая работа и презентации студентов для оценки понимания клетки :

60 минут

Краткое содержание урока Учащиеся создадут итоговую оценку модуля и рубрику для этого модуля.Клетки большой идеи как фундаментальная единица жизни

Государственный стандарт 2.2. Различия между прокариотическими клетками и эукариотическими клетками с точки зрения их общей структуры и степени сложности. Стандарт 2.3 — Различать клетки растений и животных. Стандарт 2.1 — Связь частей / органелл клеток с их функциями. Стандарт 2.5 — Объясните роль клеточных мембран как высокоселективного барьера (диффузии, осмоса и активного транспорта).

Результаты обучения — Учащиеся смогут: • Определить ключевые моменты обучения для ячейки.• Создайте рубрику для баллов изучения модуля. Ключевые когнитивные стратегии • Исследования • Интерпретация • Оценка • Анализ

Итоговая оценка Риччи Холла: экзамен и рубрика, созданные студентом © 2011 Работа на будущее

Необходимые материалы Предыдущая работа с ячейками и журналами ячеек. Учебник биологии и / или сайт о клетке. Каталожные карточки

Урок Задания Шаг 1 Обучающая стратегия Совместная работа в группе Письменные материалы для изучения

Шаг 2 Обучающая стратегия Стратегии опроса

Распределите учащихся по командам по пять человек, чтобы они составили экзамен для оценки их знаний теперь, когда модуль закончен.Попросите учащихся передать свои оценки другим в классе. Деятельность учителя Продолжительность деятельности учащихся (мин) Разделите учащихся на группы по пять человек и дайте им задание. Попросите учащихся создать вопросы, обеспечивающие усвоение. 30 минут. Инструкции по созданию оценивания. Из наиболее важных концепций модуля. Они могут дать краткий ответ или написать эссе с использованием своих клеточных журналов и всех форм материалов. на данный момент завершено, чтобы создать свою оценку.

Попросите учащихся создать рубрику для созданного ими экзамена.Рубрика должна четко определять, как выглядит приемлемый ответ на каждый вопрос. Деятельность учителя Продолжительность деятельности учеников (мин) Дайте инструкции по созданию рубрики. Попросите учащихся создать рубрику для каждого вопроса, которая 25 мин. Напоминает учащимся, что каждый вопрос в вопросе имеет четкие индикаторы приемлемого ответа. оценка должна иметь рубрику, указывающую на четкие и измеримые компоненты.

Риччи Холл Итоговая оценка: экзамен и рубрика, созданные учащимисяНи одной группе не должно быть позволено получить свою собственную оценку. Деятельность учителя Продолжительность деятельности учеников (мин) Напишите название каждой группы на каталожной карточке. Назначьте каждой группе оценку и проводите каждые 5 минут и распределите по группам. Студент в группе выполняет контрольную за домашнее задание. Раздайте тесты и попросите учащихся выполнить их для домашнего задания. Объясните, что экзамен проводится в следующем классе.

Оценка результатов обучения • Итоговые оценки • Рубрики

Итоговая оценка Риччи Холла: экзамен и рубрика, созданные студентом © 2011 Jobs for the Future

NCERT Solutions for Class 9 Science Chapter 5 The Fundamental Unit of Life

NCERT Solutions Наука класса 9 Глава 5 Фундаментальная единица жизни — Вот все решения NCERT для главы 5 науки класса 9.Это решение содержит вопросы, ответы, изображения, пошаговые пояснения к полной главе 5 под названием «Фундаментальная единица жизни науки, преподаваемой в классе 9». Если вы ученик 9 класса, который использует учебник NCERT для изучения естествознания, то вы должен натолкнуться на главу 5 «Фундаментальная единица жизни». После того, как вы изучили урок, вы должны искать ответы на его вопросы. Здесь вы можете получить полные решения NCERT по науке 9 класса, глава 5 «Фундаментальная единица жизни» в одном месте.Чтобы лучше понять эту главу, вам также следует ознакомиться с примечаниями к главе 5 «Фундаментальная единица жизни» 9 класса «Наука».

Решения NCERT для науки класса 9 Глава 5 Фундаментальная единица жизни

Темы и подтемы в Науке 9 класса Глава 5 Фундаментальная единица жизни:

  1. Основная единица жизни
  2. Из чего состоят живые организмы?
  3. Из чего состоит клетка? Что такое структурная организация клетки?

Эти решения являются частью NCERT Solutions for Class 9 Science.Здесь мы дали учебник по науке NCERT 9 класса Решения для главы 1 в нашем окружении.

РЕШЕНИЕ ВОПРОСОВ В ТЕКСТЕ

NCERT Учебник для 9 класса естественных наук — страница 59
Вопрос 1. Кто и как открыл клетки?
Ответ: Роберт Гук открыл клетки в 1665 году, исследуя тонкий срез пробки с помощью микроскопа собственной конструкции. Он увидел, что пробка похожа на соту, состоящую из множества маленьких отделений.Эти маленькие коробочки называются ячейками.

Дополнительные ресурсы для CBSE Class 9

Вопрос 2. Почему клетку называют структурно-функциональной единицей жизни?
Ответ: Клетка способна самостоятельно осуществлять всю необходимую жизнедеятельность. Итак, их называют основной или функциональной единицей жизни.

Справочник по формулам для математических и естественных наук 9 класса Ссуды на образование в Индии

Учебник NCERT по естествознанию 9 класса — страница 61
Вопрос 1.Как такие вещества, как C0 2 и вода, входят и выходят из клетки? Обсуждать.
Ответ: CO 2 движется за счет диффузии, а H 2 O движется за счет осмоса через клеточную мембрану.

Вопрос 2. Почему плазматическая мембрана называется селективно проницаемой мембраной?
Ответ: Она называется селективно проницаемой мембраной, потому что она позволяет входить и выходить некоторым веществам, а не всем.

Учебник NCERT по естествознанию 9 класса — страница 63
Вопрос 1.Заполните пробелы в следующей таблице, иллюстрирующие различия между прокариотическими и эукариотическими клетками.
Ответ:

NCERT Учебник для 9 класса естественных наук — страница 65
Вопрос 1. Можете ли вы назвать две изученные нами органеллы, содержащие свой собственный генетический материал?
Ответ: Две органеллы, имеющие свой собственный генетический материал:
1. Митохондрии 2. Пластиды

Вопрос 2.Что произойдет, если организация клетки будет разрушена из-за какого-либо физического или химического воздействия?
Ответ: Клетка не сможет ожить, и лизосомы ее переваривают.

Вопрос 3. Почему лизосомы известны как карги-самоубийцы?
Ответ: При повреждении клетки лизосомы могут лопнуть, и ферменты переваривают собственную клетку. Поэтому лизосомы известны как мешки для самоубийства.

Вопрос 4. Где синтезируются белки внутри клетки?
Ответ: Белки синтезируются в рибосомах, которые также известны как белковые фабрики.

Вопросы из учебника NCERT для естественных наук 9 класса

Вопрос 1. Проведите сравнение и запишите, чем растительные клетки также отличаются от клеток животных.
Ответ:

Вопрос 2. Чем прокариотическая клетка отличается от эукариотической клетки?
Ответ: Прокариотическая клетка обычно меньше по размеру (1-10 мкм), ядерная область плохо определена, органеллы клетки не связаны с мембраной и имеют единственную хромосому.
Эукариотическая клетка обычно больше по размеру (5–100 мкм), ядерная область хорошо выражена с ядерной мембраной. Присутствуют связанные с мембраной клеточные органеллы и имеют более одной хромосомы.

Вопрос 3. Что произойдет, если плазматическая мембрана разорвется или разрушится?
Ответ: Если плазматическая мембрана разрывается или разрушается, молекулы некоторых веществ будут свободно перемещаться внутрь и наружу.

Вопрос 4. Что было бы с жизнью клетки, если бы не было аппарата Гольджи?
Ответ: Аппарат Гольджи имеет функцию хранения, модификации и упаковки продуктов в пузырьки.Если бы не было тел Гольджи, упаковка и отправка материалов, синтезированных ячейкой, будут храниться.

Вопрос 5. Какая органелла известна как электростанция клетки? Почему?
Ответ: Митохондрии известны как электростанция клетки, потому что они высвобождают энергию, необходимую для различных видов жизнедеятельности.

Вопрос 6. Где синтезируются липиды и белки, составляющие клеточную мембрану?
Ответ: Липиды и белки синтезируются в ER [Endoplasmic Reticulum].

Вопрос 7. Как амеба добывает себе пищу?
Ответ: Амеба захватывает пищу за клеточную мембрану, которая образует пищевую вакуоль.

Вопрос 8. Что такое осмос?
Ответ: Осмос — это процесс перемещения молекулы воды из области с более высокой концентрацией воды через полупроницаемую мембрану в область с более низкой концентрацией воды.

Вопрос 9. Проведите следующий эксперимент с осмосом:
Возьмите четыре очищенных половинки картофеля и выньте каждую из них, чтобы сделать картофельные стаканчики. Один из этих картофельных стаканчиков должен быть сделан из вареного картофеля.Положите каждую чашку картофеля в поилку с водой.
Теперь,
(a) Оставьте чашку A пустой
(b) Положите одну чайную ложку сахара в чашку B
(c) Положите одну чайную ложку соли в чашку C ‘
(d) Положите одну чайная ложка сахара в чашке для вареного картофеля D
Выдержать два часа. Затем посмотрите на четыре картофельных стаканчика и ответьте следующее:
(i) Объясните, почему вода собирается в полой части B и C.
(ii) Почему картофель A необходим для этого эксперимента?
(iii) Объясните, почему вода не собирается в полых частях A и D.
Ответ:

(i) Вода собирается в B и C, потому что в обеих ситуациях существует разница в концентрации воды в поилке и воды в чашке картофеля. Следовательно, осмос происходит, поскольку клетки картофеля действуют как полупроницаемая мембрана.
(ii) Картофель A необходим для этого эксперимента для сравнения, он действует как контроль.
(iii) Вода не собирается в полых частях A и D. Поскольку в чашке A нет изменений в концентрации для протекания воды. Для осмоса одна из концентраций должна быть выше другой.
В стакане D клетки мертвы, и, следовательно, полупроницаемая мембрана не существует для потока воды, и не происходит осмоса.

Решения NCERT для науки класса 9 Глава 5 Фундаментальная единица жизни (хинди средний)









РЕШЕНИЕ БОЛЬШЕ ВОПРОСОВ

NCERT Solutions for Class 9 Science Chapter 5 Multiple Choice Questions

Выберите правильный вариант:
1.Внутренняя мембрана митохондрий сложена, потому что
(а) в ней нет места (б) она помогает транспортировать материал
(в) увеличивает площадь поверхности (г) в ней хранится больше пищи
2 .Белки образуются в
(а) тельцах Гольджи (б) ядре
(в) пластидах (г) рибосомах
3. Органелла, которая помогает в биогенезе мембран, — это
(а) лизосома ( б) Тельца Гольджи
(в) эндоплазматический ретикулум (г) рибосома
4.Раствор, в котором клетка будет набирать воду путем осмоса, называется
(а) изотонический раствор (б) гипертонический раствор
(в) гипотонический раствор (г) и (а), и (б)
5. Корневой волос поглощает воду в процессе, называемом
(а) диффузия (б) осмос
(в) эндоцитоз (г) плазмолиз
6. Животная клетка, не имеющая ядра, — это
(а) ) куриное яйцо (б) лейкоцит
(в) эритроцит (г) нервная клетка
7.Ядро клетки было обнаружено
(a) Роберт Гук (b) Левенгук
(c) Роберт Браун (d) Пуркинье
8. Клетки растений более жесткие, чем клетки животных из-за
(а) клеточная стенка (б) вакуоли
(4 пластиды (г) и (а), и (б)
9. Открытие и закрытие устьиц происходит из-за
(а) солнечного света ( б) осмос
(4 плазмолиз (г) эндоцитоз
10.Клетки с jio мембраносвязанными органеллами, а хромосомы состоят только из нуклеиновых кислот:
(а) растительные клетки (б) животные клетки
(в) прокариотические клетки (г) эукариотические клетки
Ответ. 1– (в), 2– (г), 3– (4. 4– (в), 5– (б), 6– (в), 7– (4, 8– (г), 9– ( б), 10— (в).

Решения NCERT для науки класса 9 Глава 5 Очень короткие ответы Типовые вопросы

Вопрос 1. Что такое пластиды? Назовите различные типы пластид, обнаруженные в растительной клетке.
Ответ: Пластиды — это органеллы, встречающиеся только в растениях. Это:
(a) Хлоропласт-содержащий хлорофилл
(b) Хромопласт-содержащий каротиноиды и ксантофилл (окрашенные пластиды)
(c) лейкопласт-белые или бесцветные пластиды

Вопрос 2. Из чего состоит плазматическая мембрана?
Ответ: Плазменная мембрана состоит из белков и липидов.

Вопрос 3. Что Роберт Гук впервые заметил в пробковой камере?
Ответ: Роберт Гук заметил, что пробка состоит из коробчатых отсеков, которые образуют сотовую структуру.

Вопрос 4. Назовите автономные органеллы в клетке.
Ответ. Хлоропласты и митохондрии — автономные органеллы в клетках.

Вопрос.5. К чему относится протоплазма?
Ответ: Протоплазма относится к цитоплазме и ядру.

Вопрос 6. Назовите две ячейки, которые постоянно меняют свою форму.
Ответ: Амеба и лейкоциты.

Вопрос 7.Назовите самую маленькую и самую длинную клетку в теле человека.
Ответ: Самая маленькая клетка — это эритроцит или сперматозоид у мужчин. Самая длинная клетка — это нервная клетка.

Вопрос 8. Назовите 3 особенности, которые видны / присутствуют почти в каждой ячейке.
Ответ: Плазменная мембрана, ядро ​​и цитоплазма.

Вопрос 9. Что такое диффузия?
Ответ: Когда газы, подобные C0 2 , 0 2 , проходят через клеточную мембрану, этот процесс называется диффузией.

Вопрос 10. Что такое осмос? Это происходит от высокой концентрации воды до низкой концентрации воды.
Ответ: Движение молекул воды через избирательно проницаемую мембрану называется осмосом. Это происходит от высокой концентрации воды до низкой концентрации воды.

Вопрос 11. Что такое полная форма ДНК?
Ответ: ДНК -> дезоксирибонуклеиновая кислота.

Вопрос 12. Что такое стык хромосомы?
Ответ: Хромосомы содержат информацию о наследовании признаков от родителей к следующему поколению в виде молекул ДНК.

Вопрос 13. Назовите органеллы, присутствующие в печени животных для детоксикации многих ядов и лекарств.
Ответ: В печени животных клеток гладкая эндоплазматическая сеть помогает выводить токсины от многих ядов и лекарств.

Вопрос 14. Какая валюта энергии элемента?
Ответ: АТФ — аденозинтрифосфат.

Вопрос 15. Какова функция рибосомы?
Ответ: Рибосомы помогают в синтезе белка.

Вопрос 16. Где в клетке расположены гены?
Ответ: Гены расположены в хромосомах в ядре клетки.

Вопрос 17. Назовите клеточные органеллы, которые помогают в упаковке?
Ответ: Аппарат Гольджи.

Вопрос 18. Назовите клеточную органеллу, которая помогает транспортировать материал.
Ответ: Эндоплазматическая сеть.

Вопрос 19.Назовите органеллу клетки, благодаря которой листья, цветы и плоды приобретают свой цвет.
Ответ: Хромопласт.

Вопрос 20. Назовите органеллу клетки, которая помогает в образовании лизосом.
Ответ: Аппарат Гольджи.

Вопрос 21. Назовите очищающую органеллу в клетке.
Ответ: лизосомы.

Вопрос 22. Назовите две клетки с клеточной стенкой.
Ответ: Луковая клетка (растительная клетка) и грибы.

Вопрос 23. Почему митохондрии имеют сильно сложенную внутреннюю мембрану?
Ответ: Митохондрии являются местом клеточного дыхания и обеспечивают клетку энергией. В значительной степени сложенная внутренняя мембрана обеспечивает увеличенную площадь поверхности для химических реакций, генерирующих АТФ.

Вопрос 24. Какая органелла вырабатывает пищеварительный фермент лизосомы?
Ответ: Шероховатый эндоплазматический ретикулум вырабатывает пищеварительный фермент лизосом.

Вопрос 25. Что такое цистерны?
Ответ: Тела Гольджи состоят из системы связанных с мембраной пузырьков, расположенных в стопки, называемые цистернами.

Решения NCERT для класса 9 по естествознанию, глава 5, вопросы типа краткого ответа

Вопрос 1. Укажите два условия, необходимые для осмоса.
Ответ: (i) Разница в концентрации воды, одна должна иметь более высокую концентрацию, чем другая.
(ii) Также требуется полупроницаемая мембрана, через которую будет течь вода.

Вопрос 2. Что такое плазмолиз?
Ответ: Когда живая растительная клетка теряет воду из-за осмоса, происходит сжатие или сжатие содержимого клетки от клеточной стенки. Это явление известно как плазмолиз.

Вопрос 3. Как грибы и бактерии могут выдерживать гораздо большие изменения окружающей среды, чем клетки животных?
Ответ: Клеточная стенка грибов и бактерий позволяет этим клеткам выдерживать очень разбавленную внешнюю среду без разрыва.
Клетки поглощают воду за счет осмоса, набухают и создают давление на клеточную стенку. Стенка оказывает на набухшую клетку одинаковое давление. Именно благодаря клеточной стенке такие клетки могут выдерживать гораздо большие изменения окружающей среды, чем клетки животных.

Вопрос 4. Назовите функцию ядерной мембраны.
Ответ: Ядерная мембрана, присутствующая в качестве внешнего покрытия в ядре, позволяет переносить материал внутри и из ядра в цитоплазму.

Вопрос 5. Назовите клетки-органеллы, которые имеют собственную ДНК и рибосомы.
Ответ: Органеллы клетки со своей ДНК и рибосомами — митохондрии и пластиды.

Вопрос 6. Укажите разницу между гладкой эндоплазматической сетью и шероховатой эндоплазматической сетью.
Ответ:

Вопрос 7. Что такое эндоцитоз?
Ответ: Гибкость клеточных мембран позволяет клетке поглощать пищу и другие материалы из внешней среды.Этот процесс известен как эндоцитоз. Например, амеба получает пищу посредством таких процессов.

Вопрос 8. Какова функция вакуолей?
Ответ: Вакуоли — это мешочки для хранения твердого или жидкого содержимого. В растительных клетках он придает клетке упругость и жесткость. У одноклеточных организмов вакуоли хранят пищу, например амебу.

Вопрос 9. Почему изюм разбухает, когда кладем их в воду?
Ответ: Изюм сухой, внутри меньше воды, при хранении в воде происходит осмос, вода протекает через клеточную стенку, клеточную мембрану изюма и поэтому набухает.

Вопрос 10. Почему лизосомы называют суицидными мешками?
Ответ: Лизосомы содержат пищеварительные ферменты и помогают в очистке клетки, переваривая любые посторонние материалы, попадающие в клетку, такие как бактерии, продукты питания и старые клеточные органеллы.
Когда лизосомы лопаются, пищеварительный фермент переваривает собственную клетку. Отсюда это называется суицидным мешком.

Вопрос 11. Что такое нуклеоид?
Ответ: Ядерная область в некоторых клетках плохо определена из-за отсутствия ядерной мембраны, она содержит только нуклеиновую кислоту.Эта неопределенная ядерная область с нуклеиновой кислотой в ней называется нуклеоидом.

Вопрос 12. Какова роль клеточных органелл в клетке?
Ответ: Каждый вид клеточных органелл выполняет определенную функцию, такую ​​как создание нового материала, очистка от отходов, транспортировка материала и т. Д.

Вопрос 13. Обозначьте фигуру и ответьте на вопросы:
(i) A — Это упаковочная органелла
(ii) B — Обеспечивает энергию
(iii) C — помогает при транспортировке материала
(iv) D — несет информацию.

Ответ. (i) A — Тело Гольджи (ii) B — Митохондрии
(iii) C — Эндоплазматический ретикулум (iv) D — Ядро

Вопрос 14. Какова функция ядра в клетке?
Ответ: Ядро играет очень важную роль в воспроизводстве клеток. Это также помогает отдельной клетке делиться и образовывать две новые дочерние клетки.
Он играет важную роль в определении того, как клетка будет развиваться и какую форму она будет проявлять по достижении зрелости, управляя химической активностью клетки.

Вопрос 15. Что такое стык пластид?
Ответ: Пластиды присутствуют только в растительных клетках. Пластиды бывают двух типов: хромопласты (цветные пластиды) и лейкопласты (белые или бесцветные).
Хромопласт — состоит из цветных пигментов и придает разный цвет цветам, фруктам и листьям. Пигмент зеленого цвета, присутствующий в листьях, называется хлорофиллом, который помогает в фотосинтезе, а пластида с хлорофиллом называется хлоропластом.
Лейкопласт — хранит в себе гранулы крахмала, масла и белка.

Вопрос 16. Хранят ли в вакуолях какой-либо материал? Если да, назовите их.
Ответ: Да, в вакуолях также хранятся некоторые важные вещества, необходимые для жизнедеятельности растительной клетки. Это аминокислоты, сахара, различные органические кислоты и некоторые белки. У некоторых одноклеточных организмов, например Амебы, вакуоли тоже хранят пищу.

Вопрос 17. Объясните строение и функцию тел Гольджи.
Ответ: Структуры: Тельца Гольджи состоят из системы связанных с мембраной пузырьков, расположенных в стопки параллельно друг другу, называемых цистернами. Эти мембраны имеют связи с мембраной эндоплазматического ретикулума (ЭПР).
Функции:
(1) Материал, синтезированный рядом с ER, упаковывается и отправляется различным мишеням внутри и снаружи клетки через аппарат Гольджи.
(2) Он также хранит, модифицирует и помогает при упаковке продуктов в пузырьки.
(3) В некоторых случаях сложные сахара могут быть сделаны из простых сахаров, содержащихся в нем.
(4) Он также помогает в образовании лизосом.

Вопрос 18. Что такое рибосомы? Где они находятся в камере? В чем их функция?
Ответ: Рибосомы — это сферические органеллы, присутствующие в клетке, которые либо свободно распределены в цитоплазме, либо могут прикрепляться к эндоплазматической сети.
Он состоит из рибосомальной РНК (рибонуклеиновой кислоты) и белков.
Функции рибосом: помогает в синтезе белков.

Вопрос 19. В чем разница по хроматину, хромосомам и генам?
Ответ: (1) Хроматин: это тонкая сеть нитевидной структуры, состоящая из ДНК или РНК. Он конденсируется, образуя хромосомы.
(2) Хромосома: Хромосомы состоят из материала хроматина и расположены внутри клетки.
(3) Гены находятся в хромосомах.

Вопрос 20. Почему у растительных клеток больше и больше вакуолей, чем у животных?
Ответ: Растительные клетки приобретают упругость и жесткость из-за большего количества вакуолей, а также вакуолей большого размера, которые помогают клеткам растения противостоять износу и разрывам, внешним условиям окружающей среды.
Они также помогают в хранении основных материалов, необходимых растениям для их роста, таких как аминокислоты, сахар и различные органические вещества.

Вопрос 21. Объясните следующие термины:
(а) Плазменная мембрана
(б) Цитоплазма
(в) Ядро.
Ответ: (а) Плазменная мембрана: Это тонкая мембрана, которая контролирует прохождение материалов внутрь и из клетки. Ее еще называют селективно проницаемой мембраной.Он составляет внешнюю границу клетки и состоит из липопротеина,
(b) Цитоплазма: Это прозрачное желеобразное густое вещество, присутствующее в клетке. Он составляет основу клетки, в которой взвешены все клеточные органеллы.
(c) Ядро: Это двухслойная мембранная структура, которая содержит хромосомы, необходимые для наследования характеристик от одного поколения к другому.

Вопрос 22. Что такое мембранный биогенез?
Ответ: Эндоплазматический ретикулум помогает в производстве белков и молекул жира или липидов, которые важны для функционирования клеток.Эти белки и липиды помогают в построении клеточной мембраны. Этот процесс известен как мембранный биогенез.

Вопрос 23. Какая органелла известна как электростанция клетки?
Ответ: Митохондрии известны как электростанция клетки, потому что они хранят энергию в форме АТФ. [Аденозинтрифосфат]

Вопрос 24. Что такое гены?
Ответ: Ген — это сегмент ДНК. Они расположены на хромосомах линейно.Один ген может выполнять одну или несколько функций. Гены — носители генетических кодов.

Вопрос 25. Нарисуйте различные клетки человеческого тела.
Ответ:

NCERT Solutions for Class 9 Science Chapter 5 Long answer type Questions

Вопрос 1. Назовите пять пунктов различий между растительной клеткой и животной клеткой.
Ответ:

Вопрос 2. Назовите пять пунктов различий между прокариотической клеткой и эукариотической клеткой.
Ответ:

Вопрос 3. Нарисуйте аккуратную маркированную схему растительной клетки и обозначьте ее части.
Ответ:

Вопрос 4. Нарисуйте аккуратно помеченную схему животной клетки.
Ответ:

Вопрос 5. Назовите клеточную органеллу следующим образом:
(a) Присутствует только в растительной клетке, обеспечивает прочность и жесткость клетки.
(b) Это место синтеза липидов, помогающее в детоксикации наркотиков.
(c) Внутренняя мембрана сложена, образуя кристы, в ней есть собственная ДНК и белки.
(d) Помогает в образовании лизосом.
(e) Придает окраску фруктам и цветам.
Ответ: (а) Клеточная стенка
(б) Гладкая эндоплазматическая сеть
(в) Митохондрии
(г) Аппарат Гольджи
(д) Хромопласт

Решения NCERT для науки класса 9 Глава 5 Вопросы, основанные на ценностях

Вопрос 1.Васу помогал своей матери накрывать на стол, когда у них был гость на обед. Васу собирался посолить салат для заправки. Его мать помешала ему сделать это и сказала, что еще рано посыпать салат солью, он должен делать это только тогда, когда они садятся за обед.
а) Что произойдет, если посолить салат?
(b) Какое свойство клеток проявляется в добавлении к ним соли?
(c) Какая ценность Васу видна?
Ответ: (a) Если посолить салат, из него будет выделяться вода.
(b) Соль вне салата действует как гипертонический раствор, поскольку в ней меньше воды, и поэтому клетка теряет воду из-за осмоса.
(c) Васу показал, что ценит помощь, заботу и ответственность.

Вопрос 2. Ану, пятилетняя девочка, начала заниматься плаванием. После первого урока она забеспокоилась, увидев свои морщинистые пальцы. Она спросила свою старшую сестру о том, как сморщились и сморщились ее пальцы. Ее сестра объяснила Ану, почему это так.
а) Почему после плавания на пальцах появились складки?
(б) Что стало причиной сморщивания / сморщивания пальцев?
(c) Какое значение Ану видно в приведенном выше слепке?
Ответ: (a) Пальцы сморщены, потому что клетки кожи потеряли немного воды.
(b) Это произошло из-за разницы в концентрации воды в клетках кожи и в воде бассейна.
(c) Ану показал ценность сознательного гражданина и хорошего ученика, проясняющего сомнения.

Вопрос 3. На острове высадились два моряка, оба очень хотели пить, а один из моряков попытался попить морской воды. Другой моряк сразу же остановил его от питья соленой морской воды и предложил дождаться помощи, сохранять спокойствие и терпение.
а) Что произойдет, если моряк выпьет соленую воду?
(б) Что такое осмос?
(c) Какая ценность моряков отражена в вышеуказанном акте?
Ответ: (а) При употреблении питьевой воды экзосмос в кишечнике вызывает обезвоживание и рвоту.
(b) Движение молекул воды через проницаемую мембрану называется осмосом.
(c) Моряки ценили терпение, сдержанность, сочувствие и решительность.

Вопрос 4. Мать Сачина хотела использовать яйца для инкубации. Сачин помогал матери отделить тухлые и испорченные яйца от хороших. Он взял ведро с водой, чтобы разделить их.
а) Как с помощью воды отделить тухлые яйца от хороших?
б) Из чего состоит скорлупа яйца?
(c) Какая ценность Сачина видна в этом действии?
Ответ: (а) Мы можем отделить тухлые яйца, окунув их в воду.Яйца, которые будут плавать в воде, — это тухлые яйца, а те, что тонут, — хорошие.
(b) Яичная скорлупа состоит из карбоната кальция.
(c) Сачин показал ценность полезного и ответственного поведения.

Решения KSEEB для науки 9 класса Глава 5 Фундаментальная единица жизни

Совет Карнатаки Наука класса 9 Глава 5 Фундаментальная единица жизни

KSEEB Solutions for Class 9 Science Chapter 5 Intext Questions

Вопрос 1.
Кто и как открыл клетки?
Ответ:
Роберт Гук открыл клетки.Изучая тонкий кусок пробки, он увидел, что пробка напоминает структуру соты, состоящей из множества маленьких отделений. Пробка — это вещество, которое происходит из коры дерева. Роберт Гук назвал эти коробки ячейками.

Вопрос 2.
Почему клетку называют структурной и функциональной единицей жизни?
Ответ:
Каждая живая клетка способна выполнять определенные основные функции. Отсюда ее называют структурной и функциональной единицей жизни.

Вопрос 3.
Как такие вещества, как CO 2 и вода, перемещаются в ячейку и выходят из нее? Обсуждать.
Ответ:
Некоторые вещества, такие как CO 2
(которые являются клеточными отходами и должны выводиться клеткой) накапливаются в высоких концентрациях внутри клетки. Во внешней среде клетки концентрация CO 2 ниже по сравнению с концентрацией внутри клетки. Как только возникает разница в концентрации CO 2 внутри и снаружи ячейки, CO 2 перемещается из ячейки из области высокой концентрации в область низкой концентрации вне ячейки в процессе диффузия.Точно так же O 2 попадает в клетку в процессе диффузии, когда уровень или концентрация O 2 внутри клетки снижается. Таким образом, диффузия играет важную роль в газообмене между клетками, а также клеткой и ее внешней средой.

Вопрос 4.
Почему плазматическая мембрана называется селективно проницаемой мембраной?
Ответ:
Плазматическая мембрана позволяет или разрешает вход и выход некоторых материалов внутрь и из клетки. Это также предотвращает перемещение некоторых других материалов.Поэтому клеточная мембрана называется избирательно проницаемой мембраной.

Вопрос 5.
Заполните пропуски в следующих таблицах, иллюстрирующих различия между прокариотическими и эукариотическими клетками. (Ответ заполнен.)
Ответ:

Прокариотическая клетка Эукариотическая клетка
1. Размер: обычно (1-10 \ (\ mu \) м)
1 \ (\ mu \) m = 10 -6
1. Размер: обычно (5-100 м)
2.Ядерный регион Ядерная 2. Ядерная область четко определена и окружена ядерной мембраной
3. Хромосома 3. Более одной хромосомы
4. Связанные с мембраной клетки абсорбируют 4. Присутствуют мембраносвязанные клеточные органаллы.

Вопрос 6.
Можете ли вы назвать две изученные нами органаллы, содержащие свой собственный генетический материал?
Ответ:
Ядро и митохондрии — это две исследованные нами органаллы, содержащие собственный генетический материал.

Вопрос 7.
Если организация клетки разрушается из-за какого-либо физического или химического воздействия, что произойдет?
Ответ:
Если организация клетки разрушена, рост растения не происходит, рост растения нарушается.

Вопрос 8.
Почему лизосомы известны как самоубийственные мешки?
Ответ:
Лизосомы помогают поддерживать чистоту клетки, переваривая любой посторонний материал, а также изношенные клеточные органлы. Посторонние материалы, попадающие в клетку, такие как бактерии или продукты питания, а также старые органеллы, попадают в лизосомы, которые разбивают их на мелкие кусочки.Следовательно, лизосомы известны как мешки для самоубийства.

Вопрос 9.
Где синтезируются белки внутри клетки?
Ответ:
В рибосомах происходит синтез белков.

Решения KSEEB для естественных наук 9 класса Упражнения в учебнике по главе 5

Вопрос 1.
Проведите сравнение и запишите, чем клетки растений отличаются от клеток животных.
Ответ:

Растительная клетка

Клетка для животных

i) Присутствуют как клеточная стенка, так и клеточная мембрана. i) Присутствует только клеточная мембрана.
ii) Пластиды присутствуют ii) Пластиды отсутствуют.
iii) Имеет большую вакуоль iii) Имеет небольшие вакуоли.

В растительной клетке находится хлорофилл, происходит фотосинтез. Но в животной клетке нет фотосинтеза.

Вопрос 2.
Чем прокариотическая клетка отличается от эукариотической клетки?
Ответ:

Прокариотическая клетка Эукариотическая клетка
i) Ядерная мембрана отсутствует i) Ядерная мембрана
ii) Имеет одну хромосому ii) В нем больше хромосом.

Вопрос 3.
Что произойдет, если плазматическая мембрана разорвется или разрушится?
Ответ:
Если плазматическая мембрана разрывается или разрушается, движение веществ внутри и снаружи плазматической мембраны не происходит.

Вопрос 4.
Что было бы с жизнью клетки, если бы не было аппарата Гольджи?
Ответ:
Если бы не было аппарата Гольджи, клетке трудно хранить, модификация и упаковка продуктов в везикуле не состоится.

Вопрос 5.
Какая органелла известна как электростанция клетки? Почему?
Ответ:
Митохондрии называют электростанциями клетки. Потому что энергия, необходимая для различных химических действий, необходимых для жизни, выделяется митохондриями в форме АТФ.

Вопрос 6.
Где синтезируются липиды и белки, составляющие клеточную мембрану?
Ответ:
Липиды и белки синтезируются в эндоплазматическом ретикулуме.

Вопрос 7.
Как амеба добывает себе пищу?
Ответ:
Амеба получает пищу в результате процесса, называемого эндоцитозом (получение пищи и других материалов из внешней среды.

Вопрос 8.
Что такое осмос?
Ответ:
Случайное движение молекул от более высокой концентрации к более низкой, когда они разделены полупроницаемой мембраной, называется осмосом.

Вопрос 9.
(Студенты должны провести этот эксперимент, как это предлагается в Учебнике).

KSEEB Solutions for Class 9 Science Chapter 5 Additional Questions

I. Заполните пропуски:

Вопрос 1.
Ячейка имеет небольшие структуры, называемые …….
Ответ:
орган.

Вопрос 2.
……. это особая диффузия, которая происходит через полупроницаемую мембрану.
Ответ:
Осмос.

Вопрос 3.
Функциональные сегменты ДНК называются …….
Ответ:
гена.

Вопрос 4.
……. имеет только клеточную стенку.
Ответ:
Растительная клетка

Вопрос 5.
……. помогают поддерживать чистоту клетки, переваривая любой посторонний материал, а также изношенные клеточные органеллы.
Ответ:
лизосомы.

II. Нарисуйте аккуратную схему прокариотической клетки и пометьте детали.
Ответ:

Решения KSEEB для науки 9 класса

Этапы и процесс репликации ДНК

Зачем реплицировать ДНК?

ДНК — это генетический материал, который определяет каждую клетку.Прежде чем клетка дублируется и делится на новые дочерние клетки посредством митоза или мейоза, биомолекулы и органеллы должны быть скопированы для распределения между клетками. ДНК, обнаруженная в ядре, должна быть реплицирована, чтобы каждая новая клетка получала правильное количество хромосом. Процесс дублирования ДНК называется Репликация ДНК . Репликация состоит из нескольких этапов, в которых задействованы несколько белков, называемых ферментами репликации и РНК. В эукариотических клетках, таких как клетки животных и клетки растений, репликация ДНК происходит в S-фазе интерфазы во время клеточного цикла.Процесс репликации ДНК жизненно важен для роста, восстановления и размножения клеток в организмах.

Ключевые выводы

  • Дезоксирибонуклеиновая кислота, широко известная как ДНК, представляет собой нуклеиновую кислоту, которая имеет три основных компонента: сахар дезоксирибозы, фосфат и азотистое основание.
  • Поскольку ДНК содержит генетический материал для организма, важно, чтобы он копировался при делении клетки на дочерние клетки. Процесс копирования ДНК называется репликацией.
  • Репликация включает производство идентичных спиралей ДНК из одной двухцепочечной молекулы ДНК.
  • Ферменты жизненно важны для репликации ДНК, поскольку они катализируют очень важные этапы этого процесса.
  • Общий процесс репликации ДНК чрезвычайно важен как для роста клеток, так и для размножения организмов. Это также жизненно важно в процессе восстановления клеток.

Структура ДНК

ДНК или дезоксирибонуклеиновая кислота — это тип молекулы, известный как нуклеиновая кислота. Он состоит из 5-углеродного дезоксирибозного сахара, фосфата и азотистого основания. Двухцепочечная ДНК состоит из двух спиральных цепей нуклеиновых кислот, скрученных в форму двойной спирали.Такое скручивание позволяет ДНК быть более компактной. Чтобы поместиться в ядре, ДНК упакована в плотно свернутые структуры, называемые хроматином. Хроматин конденсируется с образованием хромосом во время деления клетки. Перед репликацией ДНК хроматин разрыхляется, предоставляя механизмам репликации клеток доступ к цепям ДНК.

Подготовка к репликации

Библиотека научных фотографий / Getty Images

Шаг 1. Формирование репликационной вилки

Прежде чем ДНК сможет реплицироваться, двухцепочечная молекула должна быть «разорвана» на две одноцепочечные.ДНК имеет четыре основания: аденин (A) , тимин (T) , цитозин (C) и гуанин (G) , которые образуют пары между двумя цепями. Аденин соединяется только с тимином, а цитозин связывается только с гуанином. Чтобы раскрутить ДНК, эти взаимодействия между парами оснований должны быть нарушены. Это выполняется ферментом, известным как ДНК геликаза . ДНК-геликаза разрушает водородные связи между парами оснований, разделяя нити в Y-образную форму, известную как репликационная вилка .Эта область будет шаблоном для начала репликации.

ДНК направлена ​​в обеих цепях, что обозначено 5 ‘и 3′ концом. Это обозначение означает, какая боковая группа присоединена к остову ДНК. К 5’-концу присоединена фосфатная (P) группа, а к 3′-концу присоединена гидроксильная (ОН) группа. Эта направленность важна для репликации, поскольку она прогрессирует только в направлении от 5 футов до 3 дюймов. Однако вилка репликации двунаправлена; одна нить ориентирована в направлении от 3 футов до 5 футов (ведущая нить), , а другая — от 5 футов до 3 футов, (отстающая нить) .Таким образом, две стороны дублируются двумя разными процессами, чтобы учесть разницу в направлениях.

Начало репликации

Шаг 2: Связывание праймера

Ведущую нить проще всего воспроизвести. После разделения цепей ДНК короткий фрагмент РНК, называемый праймером , связывается с 3′-концом цепи. Праймер всегда связывается в качестве отправной точки для репликации. Праймеры генерируются ферментом ДНК-примазой .

Репликация ДНК: удлинение

ДНК-полимеразы (синий цвет) прикрепляются к ДНК и удлиняют новые цепи, добавляя нуклеотидные основания.

UIG / Getty Images

Шаг 3: удлинение

Ферменты, известные как ДНК-полимеразы , ответственны за создание новой цепи с помощью процесса, называемого элонгацией. Существует пять различных известных типов ДНК-полимераз в бактериях и клетках человека. У бактерий, таких как E. coli, , полимераза III, является основным ферментом репликации, а полимеразы I, II, IV и V отвечают за проверку и исправление ошибок.ДНК-полимераза III связывается с цепью на участке праймера и начинает добавлять новые пары оснований, комплементарные цепи во время репликации. В эукариотических клетках полимеразы альфа, дельта и эпсилон являются первичными полимеразами, участвующими в репликации ДНК. Поскольку репликация происходит в направлении от 5 ‘до 3’ на ведущей цепи, вновь сформированная цепь является непрерывной.

Отстающая цепь начинает репликацию путем связывания с несколькими праймерами. Каждый праймер разделяет всего несколько оснований.Затем ДНК-полимераза добавляет к цепи между праймерами фрагменты ДНК, называемые фрагментами Окадзаки . Этот процесс репликации прерывистый, так как вновь созданные фрагменты разъединены.

Шаг 4: Прекращение действия

После образования как непрерывных, так и прерывистых цепей фермент под названием экзонуклеаза удаляет все праймеры РНК из исходных цепей. Затем эти праймеры заменяют соответствующими основаниями. Другая экзонуклеаза «корректирует» вновь образованную ДНК, чтобы проверить, удалить и заменить любые ошибки.Другой фермент под названием ДНК-лигаза соединяет фрагменты Окадзаки вместе, образуя единую цепь. Концы линейной ДНК представляют проблему, поскольку ДНК-полимераза может добавлять нуклеотиды только в направлении от 5 ‘к 3’. Концы родительских цепей состоят из повторяющихся последовательностей ДНК, называемых теломерами. Теломеры действуют как защитные колпачки на концах хромосом, чтобы предотвратить слияние соседних хромосом. Особый тип фермента ДНК-полимеразы под названием теломераза катализирует синтез теломерных последовательностей на концах ДНК.После завершения родительская цепь и ее комплементарная цепь ДНК сворачиваются в знакомую форму двойной спирали. В конце концов, при репликации образуются две молекулы ДНК, каждая с одной цепью исходной молекулы и одной новой цепью.

Ферменты репликации

Молекула ДНК-полимеразы.

Cultura / Getty Images

Репликация ДНК не могла бы происходить без ферментов, которые катализируют различные стадии процесса. Ферменты, которые участвуют в процессе репликации эукариотической ДНК, включают:

  • ДНК-геликаза — раскручивает и разделяет двухцепочечную ДНК по мере ее движения по ДНК.Он образует репликационную вилку, разрывая водородные связи между парами нуклеотидов в ДНК.
  • ДНК-примаза — тип РНК-полимеразы, которая генерирует РНК-праймеры. Праймеры — это короткие молекулы РНК, которые действуют как матрицы для начальной точки репликации ДНК.
  • ДНК-полимеразы — синтезируют новые молекулы ДНК путем добавления нуклеотидов к ведущим и отстающим цепям ДНК.
  • Топоизомераза или ДНК-гираза — раскручивает и перематывает нити ДНК, чтобы предотвратить спутывание или сверхспирали ДНК.
  • Экзонуклеазы — группа ферментов, удаляющих нуклеотидные основания с конца цепи ДНК.
  • ДНК-лигаза — соединяет фрагменты ДНК вместе, образуя фосфодиэфирные связи между нуклеотидами.

Сводка репликации ДНК

Репликация ДНК.

Фрэнсис Лерой / Getty Images

Репликация ДНК — это производство идентичных спиралей ДНК из одной двухцепочечной молекулы ДНК. Каждая молекула состоит из цепи исходной молекулы и вновь образованной цепи.Перед репликацией ДНК разматывается, и нити разделяются. Формируется репликационная вилка, которая служит шаблоном для репликации. Праймеры связываются с ДНК, и ДНК-полимеразы добавляют новые нуклеотидные последовательности в направлении от 5 ‘к 3’.

Это добавление непрерывно в ведущей нити и фрагментировано в отстающей нити. После завершения удлинения цепей ДНК цепи проверяются на наличие ошибок, производится ремонт и к концам ДНК добавляются теломерные последовательности.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *