1. Строение прокариотической клетки
К прокариотам относятся архебактерии, бактерии и синезеленые водоросли. Прокариоты — одноклеточные организмы, у которых отсутствуют структурно оформленное ядро, мембранные органоиды и митоз. Размеры клеток не более 10 мкм, обычно 0,5-3 мкм, отсутствует клеточный центр, отсутствует большинство органелл, отсутствующие органеллы заменяет выросты цитоплазматической мембраны- мезосомы, отсутствует циклоз – движение цитоплазмы, рибосомы прокариотической клетки существенно отличаются от рибосом эукариот, отсутствует ядро (есть кольцевая молекула ДНК единственной хромосомы, лишенная белков-гистонов). К прокариотам относят архебактерии (наиболее древние), истинные бактерии и сине-зеленые водоросли. Среди прокариотов есть аэробы, анаэробы, автотрофы и гетеротрофы. Прокариоты определяют границы жизни на Земле, обеспечивают круговорот многих веществ в природе.
2.Общий план строения эукариотической животной клетки
Эукариотические клетки имеют структурно оформленное ядро, возникли на базе прокариотических клеток благодаря эндосимбиозу разных прокариотических клеток. Размеры эукариотических клеток тканей животных и растений варьируют от 10 до 100 мкм. Основные компоненты – оболочка, цитоплазма, морфологически оформленное ядро. Генетический материал сосредоточен преимущественно в хромосомах ядра.
3. Системы жизнеобеспечения клетки
САМОСОХРАНЕНИЕ (система мембран), САМОРЕГУЛЯЦИЯ (система получения и превращения энергии), САМОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ (репликация, транскрипция и трансляция), Система мембран (цитоплазматическая мембрана, мембранные органеллы). Система авторепродукции (воспроизведение себе подобных) включает ДНК, РНК, рибосомы, множество ферментов. Система получения и трансформации энергии: митохондрии и хлоропласты.
4. Строение и функции цитоплазматической мембраны
1. Фосфолипидный бислой (заряженные «головки» – снаружи, незаряженные хвосты – внутри).
2. Белки (ферменты, рецепторы, переносчики и др.) встроены в фосфолипидный остов.
3. Снаружи к мембране примыкают липиды (липопротеиды) и углеводы (гликопротеиды), изнутри – белки.
Гликокаликс образован комплексами полисахаридов с белками – гликопретеинами и жирами – гликолипидами. Процентное содержание компонентов мембраны: белков в мембране колеблется от 40 до 70%, липидов – от 25 до 60%, углеводов – от 5 до 10%.
Функции цитоплазматической мембраны: защитная, регуляция проникновения веществ в клетку (К+/Na+-насос), рецепторная функция – восприятие сигналов, антигенная функция (гликопротеиды мембран являются антигенами (эритроцитарные антигены – группы крови), электрогенная.
Компартментация – это разделения на ячейки, отличные деталями химического состава.
5. Транспорт различных веществ через цитоплазматическую мембрану. Механизмы транспорта.
Существует несколько механизмов транспорта веществ через мембрану:
Диффузия – проникновение веществ через мембрану по градиенту концентрации (из области высшей концентрации в область низшей). Диффузный транспорт веществ осуществляется при участии белков мембраны, в которых имеются молекулярные поры (вода, ионы), либо при участии липидной фазы (для жирорастворимых веществ).
Облегченная диффузия – специальные мембранные белки-переносчики избирательно связываются с тем или иным ионом или молекулой и переносят их через мембрану.
Активный транспорт – этот механизм сопряжен с затратами энергии и служит для переноса веществ против их градиента концентрации. Он осуществляется специальными белками-переносчиками, образующими так называемые ионные насосы. Наиболее изученным является Na+/К+ — насос в клетках животных, активно выкачивающий ионы Na наружу, поглощая при этом ионы К+.
Пассивный транспорт:
Эндоцитоз — транспорт макромолекул, их комплексов и частиц внутрь клетки. При эндоцитозе определенный участок плазмалеммы захватывает внеклеточный материал, заключая его в мембранную вакуоль, возникшую за счет выпячивания мембраны. В дальнейшем такая вакуоль соединяется с лизосомой, ферменты которой расщепляют макромолекулы до мономеров. Эндоцитоз разделяют на фагоцитоз (захват и поглощение твердых частиц) и пиноцитоз (поглощение жидкости). Путем эндоцитоза осуществляется питание гетеротрофных протистов, защитные реакции организмов (лейкоциты поглощают чужеродные частицы) и др.
Экзоцитоз – (экзо — наружу) благодаря ему клетка выводит внутриклеточные продукты или непереваренные остатки, заключенные в вакуоли или пузырьки. Пузырек подходит к цитоплазматической мембране, сливается с ней, а его содержимое выделяется в окружающую среду. Так выделяются пищеварительные ферменты, гормоны, гемицеллюлоза и др.
Строение клеток эукариот. Строение клеточной оболочки
Тип урока: комбинированный.
Методы:
- Словесный
- Наглядный
- Практический
- Проблемно–поисковый
Цели урока:
Образовательная: развивать знания учащихся о строении клеток эукариот и применять их на практических занятих.
Развивающая:
1. Совершенствовать у учащихся умения работать с дидактическим материалом.
2. Развивать мышление учащихся, предлагая задания для сравнения клетки растений и клетки животных с выявлением схожих и отличительных признаков.
Обеспечение урока:
- Плакат “Строение цитоплазматической мембраны”.
- Карточка–задание к уроку “Строение клеток эукариот”.
- Раздаточный материал: (строение прокариотической клетки, типичная растительная клетка, строение животной клетки).
Межпредметные связи: ботаника, зоология, анатомия и физиология человека.
План урока
- Организационный момент 5 мин.
- Проверка готовности к уроку.
- Проверка списочного состава учащихся.
- Сообщение темы и целей урока.
- Изучение нового материала .
- Разделение организмов на про– и эукариоты. (Словесный метод) 10 мин.
- Строение клеток растений и животных. (Самостоятельная работа с использованием раздаточного дидактического материала. Осуществление наглядного, практического и проблемно–поискового методов). 35 мин.
- Строение оболочки клеток (Словесный и наглядный метод). 20 мин.
- Поступление веществ в клетку (Словесный метод) 10 мин.
- Закрепление изученного материала (Словесный метод) 5 мин.
- Домашнее задание 5 мин.
II. Изучение нового материала
Разделение организмов на про – и эукариоты.
По форме клетки необычайно разнообразны: одни как шарики, другие как звездочки со многими лучами, третьи вытянутые и т.д. Различны клетки и по размеру – от мельчайших, с трудом различимых в световом микроскопе, до прекрасно видимых невооруженным глазом (например, икринки рыб и лягушек). Любое яйцо, в том числе гигантские окаменевшие яйца ископаемых динозавров, которые хранятся в палеонтологических музеях, тоже были когда–то живыми клетками. Зато если вести речь о главных элементах внутреннего строения, все клетки схожи между собой [5]
Организмы. |
||
| Прокариоты (бактерии и сине–зеленые водоросли). | Эукариоты (растения, жи вотные, грибы). |
Отличия Прокариот от Эукариот.
- Эукариоты имеют настоящее ядро: генетический аппарат эукариотной клетки защищен оболочкой, схожей с оболочкой самой клетки.
- Включенные в цитоплазму органоиды окружены мембраной.
- Строение клеток растений и животных.
Прокариоты (от лат. Pro–перед, раньше, вместо и греч. karyon– ядро), организмы, клетки которых не имеют ограниченного мембраной ядра–все бактерии, включая архибактерий и цианобактерии. Общее число видов прокариот около 6000. Аналог ядра– структура, состоящая из ДНК, белков и РНК. Генетическая система прокариот (генофор) закреплена на клеточной мембране и соответствует примитивной хромосоме. Размножаются прокариоты без выраженного полового процесса. Прокариоты способны осуществлять ряд физиологических процессов, например, некоторые прокариоты фиксируют молекулярный азот. [1] После вступительной беседы учащиеся рассматривают строение прокариотической клетки, сравнивая основные особенности строения с типами эукариотической клетки. (Рис.2)
Эукариоты – это высшие организмы, имеющие четко оформленное ядро, которое обладает оболочкой (кариомембраной), эта оболочка отделяет его от цитоплазмы. К эукариотам относятся все высшие животные и растения, а также одноклеточные и многоклеточные водоросли, грибы и простейшие. Ядерная ДНК у эукариот заключена в хромосомах. Эукариоты обладают ограниченными мембраной клеточными органоидами. [1]
Клетка любого организма представляет собой систему. Она состоит из 3–х взаимосвязанных между собой частей: оболочки, ядра и цитоплазмы.
При прохождении ботаники, зоологии и анатомии человека вы уже знакомились со строением различных типов клеток, давайте немножко с вами повторим. (Рис.1;задание 1) [6]
Строение и функции органоидов растительных и животных клеток
Таблица заполняется по раздаточному материалу (Рис. 4), (Рис.3).
| Органоиды клетки | Строение органоидов |
Функция |
Присутствие органоидов в клетках | |
растений |
животных |
|||
| Хлоропласт | Представляет собой разновидность пластид. | Окрашивает растения в зеленый цвет, в нем происходит фотосинтез | + |
– |
| Лейкопласт | оболочка состоит из двух элементарных мембран, внутренняя из них, врастая в строму, образует немногочисленные тилакоиды. | Окрашивает растения в желтый цвет, синтезирует и накапливает крахмал. | + |
– |
| Хромопласт | пластид с жёлтой, оранжевой и красной окраской, окраска обусловлена пигментами – каротиноидами | Бесцветное окрашивание растения | + |
– |
| Вакуоль | Занимает до 90 % объема зрелой клетки, заполнена клеточным соком | Функция питания | + |
– |
| Микротрубочки | Состоят из белка тубулина, расположены около плазматической мембраны | Участвуют в отложении целлюлозы на клеточных стенках, участвуют в перемещении в цитоплазме различных органоидов. При делении клетки микротрубочки составляют основу структуры веретена деления | + |
+ |
| Плазматическая мембрана | Состоит из билипидного слоя, пронизанного белками, погруженными на различную глубину. | Барьер, транспорт веществ, сообщение клеток между собой | + |
+ |
| Гладкий ЭПР | Система плоских и ветвящихся трубочек. | Осуществляет синтез и выделение липидов | + |
+ |
| Шероховатый ЭПР | Название получил из–за множества рибосом, находящихся на его поверхности | Синтез белков, их накопление и преобразование для выделения из клетки наружу | + |
+ |
| Ядро | Окружено двойной ядерной мембраной, имеющей поры. Наружная ядерная мембрана образует непрерывную структуру с мембраной ЭПР. Содержит одно или несколько ядрышек. | Носитель наследственной информации, центр регуляции активности клетки. | + |
+ |
| Клеточная стенка | Состоит из длинных молекул целлюлозы, собранных в пучки, называемые микрофибриллами. | Внешний каркас, или защитную оболочку, обеспечивает тургор растительных клеток | + |
+ |
| Плазмодесмы | Мельчайшие цитоплазматические каналы, которые пронизывают клеточные стенки. | Объединяют протопласты соседних клеток | + |
– |
| Митохондрии | Содержат ферменты для синтеза АТФ. Внутренняя мембрана митохондрий образует многочисленные складки. | Аккумулятор энергии, осуществляет аэробное дыхание. | + |
+ |
| Аппарат Гольджи | Состоит из стопки плоских мешочков, называемых цистернами | Синтезирует полисахариды | + |
+ |
| Лизосомы | Пузырьки, содержащие концентрированные гидролитические ферменты, которые становятся активными в кислой среде | Участвуют в растворении веществ, попавших в клетку | + |
+ |
| Рибосомы | Состоит из двух неравных субъединиц – большой и малой, на которые может диссоциировать. | Место биосинтеза белка | + |
+ |
| Эндоцитозный пузырек | Содержит слишком большие молекулы | Содержит слишком большие молекулы, которые не могут проникнуть через мембрану способами диффузии или активного транспорта | – |
+ |
| Цитоплазма | Состоит из воды с большим количеством растворенных в ней веществ, содержащих глюкозу, белки и ионы. | В ней расположены другие органоиды клетки | + |
+ |
| Микрофиламенты | Волокна из белка актина, обычно располагаются пучками вблизи от поверхности клеток. | Играют важную роль в подвижности клеток | – |
+ |
| Секреторный пузырек | много в клетках, активно синтезирующих вещества, например, в клетках островков Лангерганса | Выносит вещества за пределы клетки | – |
+ |
| Центриоли | Могут входить в состав митотического аппарата клетки. В диплоидной клетке содержится две пары центриолей. | Участвуют в процессе деления клетки у животных | – |
+ |
| Пероксисома | Группа пузырьков, известных как микротела | Важна для замедления старения клеток | – |
+ |
| Микроворсинки | Выступы плазматической мембраны | Увеличивают наружную поверхность клетки, микроворсинки в совокупности образуют кайму клетки | – |
+ |
Выводы
1. Растительная клетка в своем составе имеет: клеточную стенку, пластиды и вакуоли, присущие только этому типу клеток.
2 . Клеточный центр, центриоли, микроворсинки присутствуют только в клетках животных организмов.
3. Все остальные органоиды характерны как для растительных, так и для животных клеток.
Строение оболочки клеток.
Клеточная оболочка располагается снаружи клетки, отграничивая последнюю от внешней или внутренней среды организма. Ее основу составляет плазмалемма (клеточная мембрана) и углеводно–белковая составляющая, имеющая различную толщину, в зависимости от царства организма (животная или растительная клетка) и от местонахождения клетки в многоклеточном организме. [2]
Оболочка клетки
Наружный слой |
Внутренний слой |
|
| У растений называется клеточной стенкой. | У животных называется гликокаликсом. | Называется плазматической мембраной, одинаковый для животных и растений. |
Функции клеточной оболочки:
- Оболочка клетки поддерживает форму клетки и придает механическую прочность как клетке, так и организму в целом
- Защищает клетку от механических повреждений и попадания в нее вредных соединений
- Осуществляет узнавание молекулярных сигналов
- Регулирует обмен веществ между клеткой и средой
- Осуществляет межклеточное взаимодействие в многоклеточном организме.[2]
Функция клеточной стенки:
- Представляет собой внешний каркас – защитную оболочку.
- Обеспечивает транспорт веществ (через клеточную стенку проходит вода, соли, молекулы многих органических веществ).[3]
Наружный слой поверхности клеток животных, в отличие от клеточных стенок растений очень тонкий, эластичный. Он не виден в световой микроскоп и состоит из разнообразных полисахаридов и белков. Поверхностный слой животных клеток называется гликоликсом, выполняет функцию непосредственной связи клеток животных с внешней средой, со всеми окружающими ее веществами, опорной роли не выполняет.
Под гликокаликсом животных и (растительной) клеточной стенкой растений расположена плазматическая мембрана, граничащая непосредственно с цитоплазмой. В состав плазматической мембраны входят белки и липиды. Они упорядоченно расположены и соединены друг с другом химическими взаимодействиями. Молекулы липидов в плазматической мембране расположены в два ряда и образуют сплошной билипидный слой. Молекулы белков не образуют сплошного слоя, они располагаются в слое липидов, погружаясь в него на разную глубину. Молекулы белков и липидов подвижны.[3]
Функция плазматической мембраны:
- она образует барьер, отграничивающий внутреннее содержимое клетки от внешней среды.
- транспорт веществ.
- обеспечивает вязь между клетками в тканях многоклеточных организмов [4]
2.4 Поступление веществ в клетку.
Поверхность клетки не сплошная. В цитоплазматической мембране есть многочисленные мельчайшие отверстия – поры, через которые, с помощью ферментов, внутрь клетки могут проникать ионы и мелкие молекулы. Кроме того, ионы и мелкие молекулы могут попадать в клетку непосредственно через мембрану. Поступление ионов и молекул в клетку – не пассивная диффузия, а активный транспорт, требующий затрат энергии. Транспорт веществ носит избирательный характер. Избирательная проницаемость клеточной мембраны носит название полупроницаемости. [4]
Поступление |
||
|
||
Фагоцитоз |
Пиноцитоз |
Путем фагоцитоза внутрь клетки поступают: крупные молекулы органических веществ, например белков, полисахаридов, частицы пищи, бактерии. Участие принимает плазматическая мембрана. В том месте, где поверхность клетки соприкасается с частицей какого-либо плотного вещества, мембраны прогибаются, образуют углубление и окружают частицу, которая в “мембранной упаковке” погружается внутрь клетки. Образуется пищеварительная вакуоль, и в ней перевариваются поступившие в клетку органические вещества. [3]
Путем фагоцитоза питаются: амебы, инфузории, лейкоциты животных и человека.
Лейкоциты поглощают бактерии, а также разнообразные твердые частицы случайно попавшие в организм, защищая его таким образом от болезнетворных частиц. Клеточная стенка растений, бактерий и сине–зеленых водорослей препятствует фагоцитозу, и потому этот путь поступления веществ в клетку у них, практически, отсутствует.
Через плазматическую мембрану в клетку проникают и капли жидкости, содержащие в растворенном и взвешенном состоянии разнообразные вещества.
Поглощение жидкости в виде мелких капель напоминает питье, и это явление было названо пиноцитозом. Процесс поглощения жидкости сходен с фагоцитозом. Капля жидкости погружается в цитоплазму в “мембранной упаковке”. Органические вещества, попавшие в клетку вместе с водой, начинают перевариваться под влиянием ферментов, содержащихся в цитоплазме. Пиноцитоз широко распространен в природе и осуществляется клетками всех животных организмов. [3]
III. Закрепление изученного материала.
- На какие две большие группы разделяются все животные организмы по строению ядра?
- Какие органоиды свойственны только растительным клеткам?
- Какие органоиды свойственны только животным клеткам?
- Чем различается строение оболочки клеток растений и животных?
- Два способа поступления веществ в клетку?
- Значение фагоцитоза для животных?
Список использованной литературы:
- Большой энциклопедический словарь “Биология”, под редакцией М.С. Гилярова, Научное издательство “Большая Российская Энциклопедия”, Москва 1998
- Е. Тупикин “Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности”, Москва ПроОбрИздат, 2001
- Ю.И. Полятинский “Общая биология для 9–10 классов средней школы”
- Захаров В.Б. “Общая биология для 10–11 классов”, Москва “Дрофа”, 2003
- “Энциклопедия для детей, Биология, том 2”, Москва, “Аванта +”, 1999
- Р.А. Петросова “Дидактический материал по общей биологии”, Минск ООО “Белфарпост”, 1997
urok.1sept.ru
Строение эукариотической клетки
Все живые организмы в зависимости от наличия ядра можно условно подразделить на две большие категории: прокариоты и эукариоты. Оба эти термина ведут свое происхождение от греческого «karion» — ядро.
Те организмы, которые не имеют ядра, называют прокариотами — доядерными организмами с ядерным веществом в виде включений. Строение эукариотической клетки несколько иное. В отличие от прокариотов, эукариоты имеют оформленное ядро – это и есть их главное отличие. К прокариотам относят бактерии, цианобактерии, риккетсии и другие организмы. К эукариотам можно отнести представителей царств Грибы, Растения и Животные.
Строение эукариотической клетки различных ядерных организмов сходно. Главные их составляющие – ядро и цитоплазма, которые вместе составляют протопласт. Цитоплазма представляет собой полужидкое основное вещество, или, как ее еще называют, гиалоплазму, в которой находятся клеточные структуры – органеллы, выполняющие различные функции. С внешней стороны цитоплазма окружена плазматической мембраной. Растительные и грибные клетки имеют помимо плазматической мембраны жесткую клеточную оболочку. Цитоплазма клеток растений и грибов содержит вакуоли – пузырьки, которые заполнены водой с различными растворенными в ней веществами. Помимо этого, в клетке находятся включения в виде запасных питательных веществ или конечных продуктов обмена. Особенности строения эукариотической клетки обусловлены функциями включений, находящихся в клетке.
Строение и функции эукариотической клетки:
- плазматическая мембрана – это двойной липидный слой с погруженными в него белками. Основная функция плазматической мембраны – обмен веществ между самой клеткой и окружающей средой. За счет плазматической мембраны осуществляется и контакт между двумя соседними клетками.
- ядро – этот клеточный элемент имеет двумембранную оболочку. Основная функция ядра — сохранение наследственной информации – дезоксирибонуклеиновой кислоты. Благодаря ядру регулируется клеточная активность, передается генетический материал дочерним клеткам.
- митохондрии – эти органеллы присутствуют только в растительной и животной клетках. Митохондрии, как и ядро, имеют две мембраны, между которыми есть внутренние складки – кристы. В митохондриях содержится кольцевая ДНК, рибосомы, множество ферментов. Благодаря этим органеллам осуществляется кислородный этап дыхания клетки (синтезируется аденозинтрифосфорная кислота).
- пластиды – имеются лишь в растительной клетке, поскольку их основная функция – осуществление фотосинтеза.
- эндоплазматическая сеть (ретикулум) — это целая система уплощенных мешочков – цистерн, полостей и трубочек. На эндоплазматическом ретикулуме (шероховатом) располагаются важные органеллы – рибосомы. В цистернах сети изолируются и дозревают белки, которые также транспортируются самой сетью. На мембранах гладкого ретикулума осуществляется синтез стероидов и липидов.
- комплекс Гольджи – система плоских одномембранных цистерн и пузырьков, прикрепленных к расширенным концам цистерн. Функция комплекса Гольджи – накопление и преобразование белков и липидов. Здесь же образуются секреторные пузырьки, выводящие вещества за пределы клетки. Строение эукариотической клетки таково, что клетка имеет собственный механизм выделения отработанных веществ.
- лизосомы – одномембранные пузырьки, которые содержат гидролитические ферменты. Благодаря лизосомам клетка переваривает поврежденные органеллы, отмершие клетки органов.
- рибосомы – бывают двух типов, но основная их функция – сборка молекул белка.
- центриоли – это система микротрубочек, которые построены из белковых молекул. Благодаря центриолям образуется внутренний скелет клетки, она может поддерживать свою постоянную форму.
Строение эукариотической клетки сложнее, чем клетки прокариота. Благодаря наличию ядра, эукариоты имеют возможность передавать генетическую информацию, тем самым обеспечивая постоянство своего вида.
fb.ru
10.Общий план строения эукариотической клетки. Оргалеллы и включения. Определение понятий, классификация.
Общее: цитоплазма, клеточная мембрана (иногда оболочка), ядро, органеллы и включения. У растений – пластиды и вакуоли. У животных – миофибриллы, нейрофибриллы, тонофибриллы. Органеллы – постоянные компоненты клетки, имеющие определённое строение и выполняющие определенные функции.
По локализации:
— Ядерные.
— Цитоплазматические.
По назначению:
— Специального.
— Общего.
По строению:
— Мембранные (пластиды, ЭПС).
— Немембранные (центросомы, рибосомы).
Включения – непостоянные компоненты клетки, имеющие определённое строение и выполняющие определенные функции.
-Трофические (белки, жиры, углеводы).
-Минеральные (отложения солей).
-Пигментные.
-Витаминные.
-Секреторные (в клетках желёз).
-Экскреторные.
11. Строение и функции цитоплазмы. Немембранные органеллы цитоплазмы, их строение и функции.
Цитоплазма-коллоидная система, состоит из гиалоплазмы органел и включений,матрикса.
Цитоплазма заполняет пространство между плазмалеммой, ядерной оболочкой и другими внутриклеточными структурами. Основное вещество цитоплазмы образует истинную внутреннюю среду клетки.
Функции:
— объединяет все клеточные структуры и обеспечивает их взаимодействие друг с другом
– является вместилищем для ферментов и АТФ.
– происходят различные реакции (синтез белка).
– постоянство среды.
– является каркасом.
-транспорт веществ в клетки
Включениями называют непостоянные компоненты цитоплазмы, которые служат запасными питательными веществами, продуктами, подлежащими выведению из клетки, балластными веществами.
Органеллы — это постоянные структуры цитоплазмы, выполняющие в клетке жизненно важные функции.
Немембранные органеллы:
Рибосомы — мелкие тельца грибовидной формы. Они состоят из рибосомальной РНК и белка, образующего большую и малую субъединицы.
Функции: синтез белка
Цитоскелет — опорно-двигательная система клетки, состоит из фибриллярных структур и микротрубочек.
Функции:образует реснички и опору клетки.
Клеточный центр состоит из центриолей ,окруженных центросферами.
Функции:обеспечивает рассхождение сестринских хроматид в анафазе митоза.
4) Реснички — это специальные органеллы движения, встречающиеся в некоторых клетках различных организмов.
12. Мембранные органеллы цитоплазмы, их строение и функции.
1)Эндоплазматическая сеть (ЭПС) — система мелких канальцев, трубочек, цистерн, которая пронизывает всю цитоплазму,соединенных между собой и ограниченных одинарной мембраной.
Фун-ии:-транспортная,-синтетическая,-разграничительная.
Гладкая ЭПС:синтез углеводов и дезактивация вредных веществ.
Шероховатая ЭПС:синтез белка.
2)Аппарат Гольджи – системма уплощенных цистерн ограниченных двойной мембранной,образующих по краям пузырьки диктиосомы.
Функции: Обеспечивает упаковку и вынос синтезируемых веществ из клетки, образование лизосом, сортировка белков.
3)Лизосома – органелла клетки, имеющая одинарную мембрану и содержащая гидролитические ферменты.
Функции: переваривание частиц, уничтожение «Ненужности»
Пероксисомы – органелла окруженная одной мембраной ,в виде пузырька.(в них есть фермент пероксидаза)
Функции: окисление в-в,синтез АТФ.
5)Митохондрии — полуавтономные двумембранные структуры продолговатой формы
6)Вакуоли-полости в цитоплазме клетки, ограниченные мембранной и заполненные жидкостью.
7)пластиды-органелы специального назначения,содержаться только в растениях(лейкопласты-белые,хромопласты-оранжевые,хлоропласты-зеленые)
studfiles.net
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОКАРИОТИЧЕСКОЙ И ЭУКАРИОТИЧЕСКОЙ КЛЕТОК
Цель занятия:
Знать
Основные положения современной клеточной теории.
Особенности строения прокариотической и эукариотической клеток.
Строение и функции компонентов и органелл эукариотической животной клетки.
Уметь использовать полученные знания при изучении строения органов и тканей человека на кафедрах гистологии, патологической анатомии и ряде других.
Ознакомиться с основными отличиями растительной клетки от животной.
Внеаудиторная работа
Задание 1. Уровни организации живой материи
Изучите по табл. 1 классификацию, отражающую уровни иерархической системы организации живой материи.
Таблица 1
| Уровень организации | Элементарная единица уровня |
| Молекулярно-генетический | Ген |
| Клеточный | Клетка |
| Организменный (онтогенетический) | Особь |
| Популяционно-видовой | Популяция |
| Биогеоценотический | Биогеоценоз |
Ответьте на вопросы:
Какие основные универсальные свойства живого характерны для биологической системы на любом уровне ее организации?
Какие полимерные молекулы отвечают за самосохранение и самовоспроизведение живого?
Какие из уровней организации биологических систем относятся к организменным (1) и надорганизменным (2)?
Задание 2. Основные формы жизни. Общий план строения прокариотической клетки
В зависимости от степени структурной организации выделяют следующие формы жизни: доклеточные (вирусы) и клеточные (нанобактерии, цианобактерии, микоплазмы, бактерии, грибы, растения, животные). Исходя из особенностей организации клеточного наследственного материала выделяют про- и эукариотические клетки.
Изучите общий план строения прокариотической клетки (схема 1). Какие из указанных на схеме структур встречаются, как правило, во всех клетках прокариот?
Схема 1
Основные компоненты прокариотической клетки
Таблица 2
Строение и функции оболочки бактериальной клетки
| Компонент | Характеристика |
| Слизистые слои и капсула | Комплекс полисахаридов. Создают дополнительную защиту; способствуют формированию клеточных колоний |
| Клеточная стенка (КС) | Основной компонент муреин. В него могут быть встроены полисахариды, белки (антигенные свойства), липиды. Придает клетке форму, препятствует ее осмотическому набуханию и разрыву. Через поры КС легко проникает вода, ионы, мелкие молекулы. За счет ферментов на поверхности КС расщепляются полимерные молекулы до низкомолекулярных соединений, поступающих затем в клетку |
| Жгутики | Один или несколько у многих бактерий. Состоят из одинаковых субъединиц белка, микротрубочек нет. Обеспечивают передвижение |
| Ворсинки (пили) | На поверхности ряда бактерий; короче и тоньше жгутиков. Служат для прикрепления клеток к субстрату или друг к другу; участвуют в транспорте продуктов обмена веществ; F-пили обеспечивают передачу части ДНК из клетки в клетку |
| Плазмалемма (ПМ) | Сходна с ПМ эукариот, но в ней больше белков. Содержит группу липидов (кардиолипины), которых нет в ПМ эукариот. Кардиолипины участвуют в процессах окислительного фосфорилирования и переноса электронов в процессе синтеза АТФ. ПМ не способна к эндо- и экзоцитозу. |
Задание 3. Оболочка прокариотической клетки
Оболочка клеток прокариот состоит из плазмалеммы (ПМ) и поверхностных структур (клеточная стенка, капсула, слизистый чехол, жгутики, ворсинки).
Изучите по табл. 2 строение и функции компонентов оболочки бактериальной клетки. Особенности молекулярной организации надмембранного комплекса бактерий определяют их устойчивость к бактериолизинам (антитела, разрушающие клеточную стенку), лизоциму, фагоцитам и некоторым антибиотикам. Например, инкапсулированные штаммы пневмококков, имеющие толстую и плотную капсулу, интенсивно размножаются в организме человека, вызывая пневмонию, а некапсулированные уничтожаются фагоцитами и безвредны для человека. У грамотрицательных бактерий клеточная стенка имеет тонкий слой липидов, защищающий такие бактерии от действия лизоцима.
Ответьте на вопросы:
Какие прокариотические организмы с размером клетки ~ 0,1 мкм не имеют клеточной стенки?
Какие вещества (низко- или высокомолекулярные) легко проникают через клеточную стенку и ПМ бактерий?
Есть ли у бактерий лизосомы? Внутри или снаружи бактериальной клетки происходит расщепление белков, полисахаридов и других макромолекул экзогенной природы?
Лизоцим обнаружен у животных в слюне, слезах, слизистой оболочке носа и др. Какое действие оказывает лизоцим на полисахаридную основу муреина оболочки бактерий? Почему грамотрицательные бактерии устойчивы к лизоциму слюны и интенсивно размножаются в ротовой полости человека?
Задание 4. Цитоплазма прокариотической клетки
Изучите по табл. 3 особенности строения и функции компонентов цитоплазмы прокариотической клетки на примере бактериальной.
Таблица 3
Компоненты цитоплазмы прокариотической клетки
| Компонент или структура | Характеристика | Функции |
| Основное вещество (гиалоплазма) | Коллоидная система (золь – гель), не способная к циклозу, т.к. нет цитоскелета | Выполняет роль внутре-нней среды клетки, в которой происходят разнообразные биохимические реакции |
| Органеллы – рибосомы (большая субчастица – 50S, малая – 30S) | Более мелкие, чем у эукариот. Отличаются от рибосом эукариот по числу белков и коэффициенту седиментации (70S- рибосомы) | Синтез белка |
| Система внутри-клеточных мембран | Отсутствует или выражена плохо. Могут образовываться мезосомы – многоскладчатые впячивания ПМ. Содержат ферменты дыхательной цепи. Фотосинтетические мембраны; образуются только у фотосинтетиков | Синтез АТФ Фотосинтез |
| Включения | Липиды, гликоген, полифосфаты, белки | Запасные питательные вещества |
Задание 5. Общий план строения эукариотической клетки
Изучите по схеме 2 общий план строения эукариотической клетки. Назовите органеллы мембранного и немембранного строения; органеллы общего (присущие всем клеткам) и специального (встречаются в особых клетках) назначения.
Схема 2
Компоненты эукариотической клетки
 |
Задание 6. Органеллы эукариотической клетки
Изучите по табл. 4 и 5 особенности строения и функции органелл эукариотической клетки.
Ответьте на вопросы:
У представителей каких царств в клетках имеются лизосомы, пероксисомы, пластиды, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи?
В каких клетках человека (фагоцитах, эритроцитах, кишечного эпителия, мышечных) содержится большое количество лизосом?
За счет каких органелл в клетках животных устраняются избыточные или потерявшие свою активность органеллы?
Таблица 4
Органеллы общего назначения эукариотической клетки
| Органелла | Строение и функции |
| Мембранные | |
| Эндоплазма-тическая сеть (ЭПС) | Состоит из сообщающихся мембранных полостей. К гранулярной ЭПС прикреплены рибосомы, обеспечивающие синтез белков, преимущественно удаляемых из клетки. На мембранах агранулярной ЭПС нет рибосом, здесь происходит синтез углеводов и липидов, перемещение секретов, обезвреживание токсических веществ и некоторых лекарств, образование первичных мембранных пузырьков |
| Комплекс Гольджи (КГ) | Совокупность диктиосом и системы пузырьков. Диктиосома – стопка из 3 – 12 уплощенных мембранных цистерн, пронизанных порами. На территории КГ происходят преобразования предшественников секретов и ферментов, синтез полисахаридов, жиров, гликопротеидов и гликолипидов, образование секреторных пузырьков для восстановления мембран ряда органелл и ПМ. В КГ образуются первичные лизосомы. В растительных клетках КГ участвует в секреции слизи, воска, камеди, растительного клея |
| Органелла | Строение и функции |
| Мембранные | |
| Лизосомы (Л) | Встречаются только в клетках животных и грибов. Представляют собой мембранные пузырьки, содержащие гидролитические ферменты в неактивной форме; разрыв мембраны пузырьков приводит к активации ферментов, повреждению клетки или её перевариванию. Л обеспечивают внутриклеточное пищеварение |
| Пероксисомы | Мембранные пузырьки с ферментами, нейтрализующими многие токсические соединения (этанол, пероксид водорода и др.). Участвуют в обмене холестерина, жиров, пуринов |
| Протеосомы | Структуры животной клетки, в которых происходит деградация ненужных белковых молекул, доставляемыx туда пептидом – убиквитином |
| Митохондрии | Ограничены двумя мембранами. Внутренняя мембрана образует кристы, погруженные в матрикс. В матриксе расположены ДНК и рибосомы. Главная функция – ферментативное извлечение из химических веществ энергии и трансформация ее в энергию молекул АТФ; побочная – синтез стероидных гормонов и некоторых аминокислот. Способны к автономному размножению |
| Пластиды | В клетках растений. В зависимости от окраски: лейко-, хромо- и хлоропласты. Хлоропласты (ХП) ограничены двумя мембранами. Внутренняя мембрана образует граны из тилакоидов, погруженных в строму. В строме находится молекула ДНК и рибосомы. В ХП происходит фотосинтез. Способны к размножению |
| Немембранные | |
| Рибосомы (большая субчастица – 60S, малая – 40S) | Состоят из малой и большой субчастиц, в состав которых входят рРНК, белки и ионы магния. Рибосомы (Р) эукариот более крупные (80S-рибосомы), чем у прокариот. На Р гиалоплазмы синтезируются белки для нужд клетки, на Р гранулярной ЭПС – белки, выводимые из клетки |
| Органелла | Строение и функции |
| Немембранные | |
| Клеточный центр | Образован 2 центриолями и центросферой. Стенку центриоли образуют 9 триплетов микротрубочек. Формирует веретено деления и определяет расхождение хромосом к полюсам клетки |
| Микротрубоч-ки | Образуют жгутики, реснички, митотическое веретено, центриоли. Микротрубочки кортикального слоя ПМ определяют форму клеток, переход гиалоплазмы из золя в гель и перемещение внутриклеточных компонентов |
| Микрофиламе-нты | Тонкие нити или пучки нитей, построенные из субъединиц различных белков. Актиновые микрофиламенты являются частью сократительного аппарата мышц |
Таблица 5
Органеллы специального назначения
| Органелла | Строение и функции |
| Реснички | Выросты эпителиальной клетки, окруженные плазмалеммой. В основании реснички находится базальное тельце, от которого тянутся дуплеты микротрубочек. Колебательные движения ресничек способствуют передвижению различных материалов, попавших на слизистую верхних дыхательных путей, маточных труб, семявыводящих канальцев |
| Жгутики | Напоминают реснички, но длиннее их. Обеспечивают движение (жгутик сперматозоида, органеллы движения у жгутиковых простейших) |
| Микроворсинки | Производные плазмалеммы; увеличивают всасывающую поверхность эпителиальных клеток кишечника |
| Миофибриллы | Сократимые белковые нити в мышечных клетках; обеспечивают их сокращение |
| Синаптические пузырьки | Находятся на разветвленных концах аксонов. Содержат вещества, участвующие в передаче нервного импульса |
Ответьте на вопросы:
Какую функцию выполняют пероксисомы? В клетках каких органов человека присутствуют крупные пероксисомы, окисляющие алкоголь до ацетальдегида?
Представители каких царств имеют в клетках рибосомы? Сколько разновидностей рибосом (в зависимости от константы седиментации) существует в клетках эукариот?
Где в клетке эукариот происходит синтез субчастиц рибосом?
Какие элементы цитоскелета обеспечивают способность ПМ к эндо- и экзоцитозу?
Что такое включения? Какие выделяют типы включений в зависимости от их состава и способа использования клеткой?
Задание 7. Проверка усвоения материала
Проверьте усвоение материала занятия по тестовым заданиям с выбором одного или нескольких правильных ответов (стр. 41).
Аудиторная работа
Задание 8. Основные компоненты прокариотической клетки
Изучите схему субмикроскопического строения бактериальной клетки (рис. 1). На рисунке обозначьте: слизистый слой, клеточную стенку, плазмалемму, мезосомы, фотосинтетические мембраны, цитоплазму, рибосомы на иРНК, хромосомную ДНК, плазмиду, скопления запасных веществ, жгутики.
Ответьте на вопросы:
Какие древнейшие прокариоты, живущие в настоящее время, занимают промежуточное положение между вирусами и бактериями?
В каких структурах клетки происходит синтез АТФ у гетеротрофных а автотрофных прокариот?
Какие системы жизнеобеспечения присущи любой клетке? Чем представлена система самовоспроизведения в прокариотической клетке?
Рис. 1. Обобщенная схема строения клетки бактерий
Задание 9. Строение эукариотической растительной клетки
Рассмотрите схему строения растительной клетки (рис. 2). На рисунке обозначьте: оболочку, плазмалемму, цитоплазму, митохондрии, пластиды, комплекс Гольджи, ЭПС, вакуоли, рибосомы, ядро, ядрышко, ядерную мембрану, кариоплазму.
Перечислите структуры, свойственные только растительным клеткам.
Какие органеллы, характерные для животных клеток, отсутствуют в клетках высших растений?
Приготовьте временный препарат листа элодеи. Зарисуйте 1 – 2 клетки, обозначьте: оболочку, плазмалемму, цитоплазму, ядро, хлоропласты. Обратите внимание на движение хлоропластов под воздействием света. Укажите основные структурные отличия между животными и растительными клетками.
Рис. 2. Схема строения эукариотической растительной клетки
Рис. 3. Схема строения эукариотической животной клетки
Задание 10. Строение животной эукариотической клетки
Рассмотрите схему субмикроскопического строения животной клетки (рис. 3). На рисунке обозначьте: плазмалемму, цитоплазму, эндоплазматическую сеть, комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы, рибосомы, клеточный центр. Обратите внимание на компартментацию клетки, определяемую большим количеством внутриклеточных мембран. Рассмотрите электронные микро-фотографии органелл эукариотической клетки.
На микропрепаратах под малым и большим увеличениями микроскопа рассмотрите строение клеток слизистой оболочки рта человека или клеток печени крысы. Зарисуйте 1 – 2 клетки, обозначьте: плазмалемму, цитоплазму, ядро, включения гликогена (клетки печени).
Задание 11. Поверхностный комплекс животной клетки
В клеточной оболочке животной клетки различают надмембранный комплекс (гликокаликс), плазмалемму и кортикальный (корковый) слой, который изнутри примыкает к плазмалемме.
Изучите по табл. 6 особенности организации и функции компонентов поверхностного комплекса животной клетки.
Изучите по рис. 4 схему строения плазматической мембраны и обозначьте: фосфолипидный бислой, полярные гидрофильные головки и неполярные гидрофобные хвосты молекул фосфолипидов, периферические и интегральные (погруженные) белки, молекулы гликопротеидов и гликолипидов, слой гликокаликса.
Рис. 4. Схема строения плазматической мембраны
Ответьте на вопросы:
Как поступают в клетку неполярные (холестерин и его производные) вещества (1), полярные высокомолекулярные соединения (2) и ионы (3), вода (4):
а) свободно без участия мембранных пузырьков;
б) через белковые ионные насосы;
в) только путем эндо- и экзоцитоза при помощи мембранных пузырьков;
г) путем осмоса?
Для каких клеток крови человека важное значение имеет транспорт веществ в мембранной упаковке (пино- и фагоцитоз)? Какие элементы цитоскелета клетки, соединяясь с плазмалеммой, обеспечивают изменение ее конфигурации и далее пино- и фагоцитоз?
Липосомы – это искусственно приготовленные из фосфолипидов мембранные пузырьки. Почему их можно использовать для введения внутрь клеток лекарственных препаратов?
Таблица 6
Поверхностный комплекс
животной эукариотической клетки
| Компонент | Особенности и функции |
| Гликокаликс | Представлен периферическими белками ПМ и углеводами (2 – 10 %) в составе гликолипидов и гликопротеидов. Определяет межклеточные узнавания, антигенные, адгезивные и рецепторные свойства клетки |
| Плазмалемма | Бислой фосфолипидов (25 – 60 %) в комплексе с белками (40 – 75%). Периферические белки расположены на поверхности ПМ, связаны с полярными головками липидных молекул. Основная их функция – рецепторная. Полупогруженные в бислой белки связаны с липидами гидрофобными взаимодействиями. Пронизывающие бислой белки определяют рецепторную, ферментативную и транспортную функции |
| Кортикальный слой | Представлен микротрубочками и микрофиламентами. Определяет форму клетки, передачу внешних сигналов глубинным структурам клетки |
Задание 12. Ядро
Изучите по табл. 7 особенности строения и функции компонентов ядра. На электронной микрофотографии ядра найдите оболочку, поры, хроматин, ядрышко. Обратите внимание на связь наружной мембраны ядерной оболочки с каналами эндоплазматической сети.
Ответьте на вопросы:
Сколько ядер имеют большинство клеток человека? Какие клетки человека безъядерные? Имеют два и много ядер?
Зависит ли количество пор в ядерной мембране от функционального состояния клетки? Увеличивается или уменьшается их количество с повышением синтетической активности в клетке? Чем это можно объяснить?
Таблица 7
Функции компонентов ядра
| Компонент | Функции |
| Оболочка | Состоит из двух мембран, пронизана порами. Разъединяет процессы транскрипции и трансляции, обеспечивает передачу внешних воздействий на хромосомы |
| Плотная пластинка | Белковый слой, подстилающий внутреннюю ядерную мембрану, сохраняет форму ядра, способствует упорядоченному расположению хромосом в ядре |
| Перинуклеолярное пространство | Регулирует ядерно-цитоплазматические перемещения веществ и структур |
| Поровый комплекс | Состоит из двух рядов белковых гранул, отверстие поры закрыто тонкой диафрагмой. Через поры осуществляется избирательный транспорт молекул и частиц в цитоплазму и обратно |
| Кариоплазма | Коллоид в форме геля, выполняет опорную функцию за счет фибриллярных белков, обеспечивает нормальное функционирование генетического материала |
| Ядрышко | Одно или несколько в одном ядре. В ядрышке синтезируется рРНК и образуются субчастицы рибосом |
| Хроматин | Форма существования хромосом в интерфазе. Комплекс ДНК и белков. Обеспечивает хранение и передачу наследственного материала, регулирует все обменные процессы в клетке |
Задание 13. Митохондрии
Рассмотрите на электронной микрофотографии субмикроскопическое строение митохондрии. Найдите наружную и внутреннюю мембраны, кристы, матрикс, рибосомы. Пользуясь материалом табл. 8, ответьте на вопросы:
Какие факты свидетельствуют о том, что митохондрии – потомки древних прокариотических клеток, вступивших на ранних этапах происхождения эукариотической клетки в эндосимбиотические отношения с другими прокариотическими клетками?
Общая масса митохондрий по отношению к массе клеток различных органов крысы составляет: в поджелудочной железе – 7,9%, в печени – 18,4%, в сердце – 35,8%. Почему в клетках этих органов различное содержание митохондрий?
В каких клетках человека – эмбриональных или взрослого организма митохондрии более многочисленны?
Таблица 8
Строение и функции митохондрий
| Элемент органеллы | Особенности и функции |
| Наружная мембрана | Не образует впячиваний, способна растягиваться, содержит 15% белков и 85% липидов. Характеризуется высокой неспецифической проницаемостью, имеет туннельные белки с широкими проками, проницаема для большинства растворимых низкомолекулярных соединений |
| Внутренняя мембрана | Легко меняет форму, образует листовидные (кристы) или трубчатые (тубулы) впячивания. Сходна по составу с ПМ прокариот, содержит 75% белков, 20% липидов, значительное количество кардиолипинов. Непроницаема для ионов. Содержит ферменты кислородного этапа дыхания |
| Элемент органеллы | Особенности и функции |
| Матрикс | Внутренняя среда митохондрии, в которой размещена ДНК, мелкие рибосомы, ферменты репликации, транскрипции, трансляции, цикла Кребса |
Учебно-исследовательская работа студентов (УИРС)
Задание 14. Влияние изо-, гипо- и гипертонического растворов на эритроциты крови человека
Если к одной капле крови добавить изотонический (0,85%) раствор хлористого натрия, к другой – гипертонический (10%), к третьей – гипотонический (0,5%), то можно наблюдать разное влияние растворов на эритроциты. В изотоническом растворе эритроциты не изменяются, в гипертоническом – они сморщиваются, в гипотоническом – набухают и лопаются (происходит гемолиз). Объясните наблюдаемые явления.
cyberpedia.su
