Какими свойствами обладает клетка из каких
Вспомните:
1. Вопрос
Что общего в строении всех живых организмов?
Ответ:
Общим в строении всех живых организмов является клетка — элементарная биологическая единица, структурно — функциональная основа всего живого. Клетка осуществляет самостоятельный обмен веществ, способна к делению (воспроизводству) и саморегуляции. Каждая клетка является микроносителем жизни, поскольку в ней заключена такая генетическая информация, которая достаточна для воспроизведения всего организма.
2. Вопрос
Чем животные клетки отличаются от растительных?
Ответ:
Особенность строения растительной клетки:
— есть пластиды;
— присутствует прочная целлюлозная оболочка;
— автотрофный тип питания, запасной углевод — крахмал;
— синтез макроэргических соединений, который происходит в хлоропластах и митохондриях;
— наличие крупных вакуолей;
— ядерный центр присутствует только у низших растений;
— минеральные соли находятся в виде кристаллов (включений).
Особенность строения животной клетки:
— пластиды отсутствуют;
— непрочная клеточная оболочка, которая называется гликокаликсом;
— гетеротрофный тип питания, запасной углевод — гликоген;
— синтез макроэргических соединений (атф) осуществляется исключительно в митохондриях;
— вакуоли только мелкие, крупные отсутствуют;
— ядерный центр есть у всех эукариот;
— минеральные соли растворены в цитоплазме.
1. Вопрос
Назовите основные части клетки и объясните их назначение.
Ответ:
Основные части клетки: цитоплазма и ядро.
Важнейшая роль бесцветной полужидкой цитоплазмы — объединение всех клеточных структур (компонентов) и обеспечение их химического взаимодействия. Она выполняет и другие функции, в частности, поддерживает тургор клетки.
В ядре содержатся одно или несколько ядрышек, которые, в свою очередь, синтезируют белок и структуры рнк, так же в ядре находятся хромосомы. Они содержат гены, определяющие наследственность организма
2. Вопрос
Какую функцию выполняют клеточные органоиды? Заполните таблицу в рабочей тетради.
3. Вопрос
Из каких основных веществ состоит клетка?
Ответ:
Клетка состоит из неорганических и органических веществ.
Неорганические вещества — это вода и минеральные соли. Особенностью клеток живых организмов является наличие органических веществ. Наиболее важные из них — белки, жиры, углеводы и нуклеиновые, кислоты (дезоксирибонуклеиновая кислота — днк и рибонуклеиновая кислота — рнк). Белки, жиры и углеводы — основной строительный материал цитоплазмы, ядра и органоидов.
4. Вопрос
Может ли клетка функционировать без воды? Ответ объясните.
Ответ:
Основное содержимое клетки это цитоплазма с органоидами. Основное вещество цитоплазмы — вода. Многие вещества цитоплазмы: минеральные соли, глюкоза, аминокислоты образуют истинный раствор, белки — коллоидный. Цитоплазма постоянно движется, перетекает внутри живой клетки, перемещая вместе с собой различные вещества, включения и органоиды.
Если клетку лишить воды, то цитоплазма перестанет существовать, что приведет к гибели клетки.
5*. Вопрос
Прочитайте в приложении текст «о ферментах*. Выполните описанные там опыты и объясните, почему вареный картофельный клубень не способен разложить пероксид водорода. Ответьте на вопрос: стоит ли кипятить белье в мыльном порошке, содержащем ферменты? Поясните ответ.
Ответ:
Вареный клубень картофеля не способен разложить пероксид водорода потому, что фермент каталаза, разлагающий пероксид водорода — это белок, который при кипячении утрачивает свою силу вследствии денатурации.
Ферменты — это белки, которые при высокой температуре подвергаются процессу денатурации — разрушения, и теряют свою эффективность. На пачках мыльного стирального порошка содержащего специальные вещества — ферменты расщепляющие жиры и очищающие ткань от жирных загрязнений, всегда указана температура воды для стирки.
6*. Вопрос
Какими свойствами обладает клетка? Из каких процессов складывается происходящий в ней обмен веществ? В чем проявляется возбудимость клетки?
Ответ:
К общим свойствам клеток организма, поддающимся объективной регистрации и обуславливающим их функции, относят:
— раздражимость — способность клетки отвечать на раздражитель физической, химической или электрической природы;
— возбудимость — способность клетки отвечать реакцией возбуждения на действие раздражителя;
— проводимость — волна возбуждения, распространяющаяся по клеточной поверхности от места действия раздражителя;
— сократимость — укорочение клетки в ответ на раздражение;
— поглощение и усвоение — способность клетки поглощать и использовать питательные вещества с ее поверхности;
— секрецию — способность клетки синтезировать новые вещества и выделять их для использования другими клетками организма;
— экскрецию — способность клетки выделять через свою поверхность конечные продукты метаболизма — чужеродные вещества, остатки клеточных органелл;
— дыхание — способность окислять пищевые вещества, высвобождая из них энергию,
Рост — увеличение массы;
— размножение — воспроизводство подобных клеток.
Обмен веществ между клеткой и внешней средой происходит через кровь и идет постоянно. Кровь приносит к клетке различные питательные вещества, кислород. Из этих питательных веществ образуются более сложные органические вещества (белки, жиры, углеводы) — клетка растет, а затем делится (размножается). Энергия, освободившаяся в результате биологического окисления органических веществ, идет на синтез молекул атф, а затем используется по мере надобности. Продукты распада и окисления органических веществ — более простые органические и неорганические соединения (вода, углекислый газ, мочевина и др.) — выводятся из клетки, а затем из организма.
Клетка обладает возбудимостью, т. е. Способностью реагировать на различные раздражители деятельностью, определенной наследственностью. При возбуждении мышечные клетки сокращаются, железистые клетки выделяют различные жидкости, например пот, слюну или желудочный сок, нервные клетки вырабатывают нервные импульсы — электрохимические сигналы, регулирующие работу органов.
7. Вопрос
Какую роль выполняют молекулы атф?
Ответ:
При расщеплении молекулы атф выделяется энергия необходимая для осуществления жизненных функций в клетке. Синтез атф осуществляется главным образом в митохондриях (животная клетка) и хлоропластах (растительная клетка). Образовавшаяся атф направляется в те участки клетки, где возникает потребность в энергии. Атф — это главный универсальный поставщик энергии в клетках всех живых организмов.
8. Вопрос
Как происходит деление клетки?
Ответ:
Деление клетки начинается с расхождения центриолей — двух особых телец клеточного центра к разным полюсам клетки. От каждой из них отходят нити веретена деления. Хромосомы скручиваются в спираль. Ядерная оболочка исчезает, и хромосомы оказываются в цитоплазме, выстраиваясь у экватора. К парным хромосомам подходят нити веретена деления, соединяя каждую хромосому пары со своей центриолью. Когда хромосомы начинают расходиться, каждая из них направляется к своей центриоли. В образующихся при этом дочерних клетках оказывается по 46 хромосом, причем каждая дочерняя клетка получает одинаковые молекулы днк, а следовательно, и одинаковые гены. После расхождения хромосомы раскручиваются. Наряду с расхождением хромосом происходит деление органоидов цитоплазмы и синтез новых структур. В результате образуется ядерная оболочка в каждой из дочерних клеток, цитоплазма перешнуровывается, и вокруг каждой из только что образованных клеток возникает клеточная мембрана. Каждая образовавшаяся клетка растет и развивается.
9. Вопрос
Чем отличается рост от развития?
Ответ:
Рост клетки — это увеличение ее размеров и массы;
Развитие клетки — это процесс ее созревания, в результате которого клетка специализируется, становится способной совершать свойственную ей работу (функцию): сокращаться, выделять сок и др.
Клетки делятся на прокариотические и эукариотические. Первые — это водоросли и бактерии, которые содержат генетическую информацию в одной единственной органелле, — хромосоме, а эукариотические клетки, составляющие более сложные организмы, такие как человеческое тело, имеют четко дифференцированное ядро, в котором находится несколько хромосом с генетическим материалом.
Эукариотическая клетка
Прокариотическая клетка
Строение
Клеточная или цитоплазматическая мембрана
Цитоплазматическая мембрана (оболочка) — это тонкая структура, которая отделяет содержимое клетки от окружающей среды. Она состоит из двойного слоя липидов с белковыми молекулами толщиной примерно 75 ангстрем.
Клеточная мембрана сплошная, но у нее имеются многочисленные складки, извилины, и поры, что позволяет регулировать прохождение через нее веществ.
Клетки, ткани, органы, системы и аппараты
Клетки, Человеческий организм — слагаемое элементов, которые слаженно действуют, чтобы эффективно выполнять все жизненные функции.
Ткань — это клетки одинаковой формы и строения, специализированные на выполнении одной и той же функции. Различные ткани объединяются и образуют органы, каждый из которых выполняет конкретную функцию в живом организме. Кроме того, органы также группируются в систему для выполнения определенной функции.
Ткани:
Эпителиальная — защищает и покрывает поверхность тела и внутренние поверхности органов.
Соединительная — жировая, хрящевая и костная. Выполняет различные функции.
Мышечная — гладкая мышечная ткань, поперечнополосатая мышечная ткань. Сокращает и расслабляет мышцы.
Нервная — нейроны. Вырабатывает и передает и принимает импульсы.
Размер клеток
Величина клеток очень разная, хотя в основном она колеблется от 5 до 6 микронов (1 микрон = 0,001 мм). Этим объясняется тот факт, что многие клетки не могли рассмотреть до изобретения электронного микроскопа, разрешающая способность которого составляет от 2 до 2000 ангстрем (1 ангстрем = 0,000 000 1 мм).Размер некоторых микроорганизмов меньше 5 микрон, но есть и клетки-гиганты. Из наиболее известных — это желток птичьих яиц, яйцеклетка размером около 20 мм.
Есть еще более поразительные примеры: клетка ацетабулярии, морской одноклеточной водоросли, достигает 100 мм, а рами, травянистого растения, — 220 мм — больше ладони.
От родителей к детям благодаря хромосомам
Ядро клетки претерпевает различные изменения, когда клетка начинает делиться: исчезают оболочка и ядрышки; в это время хроматин становится более плотным, образуя в итоге толстые нити — хромосомы. Хромосома состоит из двух половин — хроматид, соединенных в месте сужения (центрометр).
Наши клетки, так же как и все клетки животных и растений, подчиняются так называемому закону численного постоянства, согласно которому число хромосом определенного вида постоянно.
Кроме того, хромосомы распределяются парами, идентичными между собой.
В каждой клетке нашего тела имеется 23 пары хромосом, представляющих собой несколько удлиненных молекул ДНК. Молекула ДНК принимает форму двойной спирали, состоящей из двух групп сахарофосфата, откуда в виде ступенек винтовой лестницы выступают азотистые основы (пурины и пирамидины).
Вдоль каждой хромосомы располагаются гены, ответственные за наследственность, передачу генных признаков от родителей к детям. Именно они определяют цвет глаз, кожи, форму носа и т. д.
Митохондрии
Митохондрии — это органеллы округлой или удлиненной формы, распределенные по всей цитоплазме, содержащие водянистый раствор ферментов, способные осуществлять многочисленные химические реакции, например клеточное дыхание.
С помощью этого процесса высвобождается энергия, которая необходима клетке для выполнения ее жизненных функций. Митохондрии находятся в основном в наиболее активных клетках живых организмов: клетках поджелудочной железы и печени.
Ядро клетки
Ядро, одно в каждой человеческой клетке, является ее основным компонентом, так как это организм, управляющий функциями клетки, и носитель наследственных признаков, что доказывает его важность в размножении и передаче биологической наследственности.
В ядре, размер которого колеблется от 5 до 30 микрон, можно различить следующие элементы:
- Ядерная оболочка. Она двойная и позволяет веществам проходить между ядром и цитоплазмой благодаря своей пористой структуре.
- Ядерная плазма. Светлая, вязкая жидкость, в которую погружены остальные ядерные структуры.
- Ядрышко. Сферическое тельце, изолированное или в группах, участвующее в образовании рибосом.
- Хроматин. Вещество, которое может принимать различную окраску, состоящее из длинных нитей ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Нити представляют собой частицы, гены, каждый из которых содержит информацию об определенной функции клетки.
Ядро типичной клетки
Клетки кожи живут в среднем одну неделю. Эритроциты живут 4 месяца, а костные клетки — от 10 до 30 лет.
Центросома
Центросома обычно находится рядом с ядром и играет важнейшую роль в митозе, или клеточном делении.
Она состоит из 3 элементов:
- Диплосома. Состоит из двух центриол — цилиндрических структур, расположенных перпендикулярно.
- Центросфера. Полупрозрачное вещество, в которое погружена диплосома.
- Астер. Лучистое образование из нитей, выходящих из центросферы, имеющее важное значение для митоза.
Комплекс Гольджи, лизосомы
Комплекс Гольджи состоит из 5-10 плоских дисков (пластин), в котором различают основной элемент — цистерну и несколько диктиосом, или скопление цистерн. Эти диктиосомы разъединяются и распределяются равномерно во время митоза, или деления клетки.
Лизосомы, «желудок» клетки, образуются из пузырьков комплекса Гольджи: они содержат пищеварительные ферменты, которые позволяют им переваривать пишу, поступающую в цитоплазму. Их внутренняя часть, или микус, выстлана толстым слоем полисахаридов, которые препятствуют тому, чтобы эти ферменты разрушили собственный клеточный материал.
Рибосомы
Рибосомы — это клеточные органеллы диаметром около 150 ангстрем, которые прикреплены к оболочкам эндоплазматического ретикулума или свободно размещаются в цитоплазме.
Они состоят из двух подъединиц:
- большая подъединица состоит из 45 молекул белка и 3 РНК (рибонуклеиновой кислоты);
- меньшая подъединица состоит из 33 молекул белка и 1 РНК.
Рибосомы объединяются в полисомы с помощью молекулы РНК и синтезируют белки из молекул аминокислот.
Цитоплазма
Цитоплазма — это органическая масса, расположенная между цитоплазматической мембраной и оболочкой ядра. Содержит внутреннюю среду — гиалоплазму — вязкую жидкость, состоящую из большого количества воды и содержащую белки, моносахариды и жиры в растворенном виде.
Она является частью клетки, наделенной жизненной активностью, потому что внутри нее двигаются различные клеточные органеллы и происходят биохимические реакции. Органеллы выполняют в клетке ту же роль, что и органы в человеческом теле: производят жизненно важные вещества, генерируют энергию, выполняют функции пищеварения и выведения органических веществ и т. д.
Примерно треть цитоплазмы составляет вода.
Кроме того, в цитоплазме содержится 30% органических веществ (углеводов, жиров, белков) и 2-3% неорганических веществ.
Эндоплазматический ретикулум
Эндоплазматический ретикулум — это структура в виде сети, образованная заворачиванием цитоплазматической оболочки в саму себя.
Считается, что этот процесс, известный как инвагинация, привел к появлению более сложных существ с большими потребностями в белках.
В зависимости от наличия или отсутствия рибосом в оболочках различают два типа сетей:
1. Эндоплазматический ретикулум складчатый. Совокупность плоских структур, соединенных между собой и сообщающихся с ядерной мембраной. К ней прикреплено большое количество рибосом, поэтому ее функция заключается в накоплении и выделении белков, синтезированных в рибосомах.
2. Эндоплазматический ретикулум гладкий. Сеть из плоских и трубчатых элементов, которая сообщается со складчатым эндоплазматическим ретикулумом. Синтезирует, выделяет и переносит жиры по всей клетке, вместе с белками складчатого ретикулума.
Клетка состоит из желеобразной массы – протоплазмы и ядра, окруженных клеточной мембраной. Клетки обладают всеми свойствами живой материи, включая самосохранение и самовоспроизводство.
Поглощение и усвоение. Клетки избирательно поглощают из окружающей их межклеточной (интерстициальной) жидкости такие химические вещества, как аминокислоты, из которых синтезируются более сложные соединения – белки, составляющие основу протоплазмы. Таким образом, клетка является единицей, активно накапливающей и использующей питательный вещества, поступающие в организм человека с пищей.
Рост и восстановление. Питательные вещества могут использоваться для синтеза новой протоплазмы, что приводит к увеличению размеров. Кроме того, питательные вещества необходимы для восстановления (регенерации) пришедших в негодность частей клеток.
Метаболизм. Рост и регенерация осуществляются благодаря анаболической функции, для осуществления которой клетка нуждается в энергии. В качестве ее источника используются отдельные компоненты поступающих в клетку веществ. Освобождающаяся при их расщеплении (катаболизме) энергия необходима клетке для теплопродукции, выделения секретов, движений и нервной деятельности.
Дыхание. Для функционирования и поддержания деятельности клетки крайне необходимы доставка с током крови кислорода из легких, и удаление из тканей углекислого газа (конечного продукта метаболизма).
Выделение. Образующиеся в результате катаболических процессов вещества выделяются из клетки в интерстициальную жидкость, откуда поступают в кровь. При этом углекислота транспортируется в легкие, и удаляется из организма в виде углекислого газа. Другие продукты обмена выводятся через почки с мочой.
1.3.2. Строение клетки.
Строение клетки необходимо рассматривать по частям во взаимосвязи функций этих частей.
Важнейшей (первой) структурной частью клетки является клеточная мембрана, которая отделяет цитоплазму от окружающей среды. Это не статическая оболочка, она выполняет множество функций. Одним из основных ее свойств является избирательная проницаемость, поддерживающая постоянство внутренней среды клетки. Благодаря этому свойству одни вещества свободно проникают в клетку, для других доступ закрыт.
Второй частью клетки является цитоплазма, котораясостоит из гиалоплазмы (собственно цитоплазмы — представляет собой сложный коллоидный материал), связанной с анаболической (синтетической) функцией клетки и содержащей органеллы:
· Лизосомы – представляют собой мембранные пузырьки, содержащие литические ферменты (гидролазы). Лизосомы могут переваривать как поступившие в клетку путем эндоцитоза продукты, так и отдельные составные части клетки (а иногда ее целиком – процесс автолиза).
· Митохондрии – небольшие палочкообразные образования, окруженные двумя мембранами. Митохондрии называют «энергетическими станциями» клетки, так как в них образуются молекулы АТФ, аккумулирующие энергию в виде химических связей.
· Комплекс Гольджи – система канальцев и пузырьков вблизи ядра, обеспечивающая выделительную (секреторную) функцию клетки.
· Рибосомы– глобулярные органеллы, состоящие из двух субъединиц неравного размера (большой и малой). На рибосомах происходит синтез белковых молекул.
Третья часть клетки — ядро – состоит из кариоплазмы, отделенной от цитоплазмы ядерной мембраной, которая также обладает функцией избирательной проницаемости. Ядро контролирует всю деятельность клетки, без него клетка погибает. В ядерном соке содержится хроматин (определенным образом организованное вещество хромосом). Хроматин состоит из молекул ДНК, связанных с белками. Хромосома – комплекс одной молекулы ДНК с белками. В интерфазном ядре (ядре клеток в промежутках между делением) гены, входящие в состав хромосом, обеспечивают поддержание жизнедеятельности, а во время митоза (клеточного деления) при помощи хромосом осуществляется передача генетической информации.
Генырасположены в составе хромосом в линейной последовательности. У человека в клетках различных тканей содержится постоянное число хромосом, равное сорока шести. Кроме хроматина ядро содержит одно или несколько ядрышек. Центросома – небольшое тельце возле ядра, играющее важную роль в процессах деления клетки.
1.3.3. Размножение клеток.
Клетка не может расти до бесконечности. Достигнув определенного размера, она делится на две дочерние клетки. Благодаря этому происходит замена изношенных и погибших клеток. Клеточное деление называется митозом (кариокинезом).
Деление начинается с изменения ядра. При этом ядерная мембрана исчезает, а хроматин, спирализуясь, превращается в длинные нити – хромосомы. После разделения центросомы на две части каждая из них направляется к противоположным полюсам материнской клетки. Затем к полюсам притягиваются хромосомы, и располагаются возле центросом. При превращении хромосом обратно в хроматин, происходит образование двух новых ядер. В конечном итоге за счет образования перетяжки посередине цитоплазмы формируются две новые клетки.
Каждая возникшая в результате митоза дочерняя клетка содержит 46 хромосом, поскольку во время деления их количество удваивается. Процесс удвоения (дупликации) хромосом очень важен для понимания основ жизнедеятельности клеток. Однако митоз — не единственный вид клеточного деления. В половых органах (яичках и яичниках) образование дочерних клеток происходит в результате мейоза. При этом в половых клетках, гаметах (сперматозоидах и яйцеклетках), не происходит удвоения числа хромосом – сохраняется их гаплоидный набор (двадцать три хромосомы). При оплодотворении образуется зигота, содержащая уже полный или диплоидный набор (46 хромосом). Таким образом, заключенная в хромосомах генетическая информация поступает к ребенку одновременно от отца и матери.