Клеточная мембрана.
Клетка любого живого организма – целостная живая система, состоящая из трех неразрывно связанных между собой частей:
• Оболочка ▪ Цитоплазма с органоидами ▪ Ядро.
Оболочка
внешняявнутренняя-
Плазматическая мембрана
у растений у животных ………………………………………………..
………………………………………………..
Плазматическая мембрана.
Строение: ……………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Рис. Строение клеточной мембраны.
Функции мембраны:
а) ……………………………………………………………………………………….
б) ……………………………………………………………………………………….
в)………………………………………………………………………………………..
г)………………………………………………………………………………………..
Фагоцитоз - _________________________________________________________
Пиноцитоз - _________________________________________________________
2. Цитоплазма –
- это ________________________________________________________________
Состав: ……………………………………………………………………………...
Функции:
1)……………………………………………………………………………………….
2)……………………………………………………………………………………….
Органоиды – это _____________________________________________________
Органоиды
мембранные немембранные
………………………………
одномембранные двухмембранные ………………………………
………………………………………………..
………………………………………………..
Табл. 1. Строение и функции органоидов клетки.
| Органоиды | Строение | Функции |
| Рис. Строение митохондрии Рис. Строение хлоропласта |
|
|
1 - ____________________ 1 - ____________________
2 - ____________________ 2 - ____________________
3 - ____________________ 3 - ____________________
4 - ____________________ 4 - ____________________
5 - ____________________
3. Ядро (состав)
Ядерная Кариоплазма Ядрышки Хромосомы
Оболочка
_________________
I. Ядерная оболочка
____________________
Функции:……………………………………………………………………………...
II. Кариоплазма - ____________________________________________________
Функции
Функции:……………………………………………………………………………...
IV. Хромосомы - ____________________________________________________
____________________________________________________________________
Состав:…………………………………………………………………………………
Хроматин - ………………………………:……………………………………………………………………………...
III.Ядрышки - _______________________________________________________
……………………………………………
Рис. Строение хромосомы.(ЗАРИСОВАТЬ)
К оличество хромосом в разных клетках разных организмов различно.
По количеству хромосом клетки делятся
____________________ ___________________
- содержат…………………..хромосом - содержат…………………..хромосом
У человека: 2n – 46, n – 23.
Функция хромосом – хранение наследственной информации.
Наследственная информация – это информация о ________________________
Гомологичные хромосомы - __________________________________________
Ген – участок молекулы ДНК, который содержит информацию об одном признаке или одном белке.
Геном (генотип) – совокупность всех генов.
Геном представлен набором хромосом.
Конспект лекции.
Цитоплазма.
В цитоплазме находится целый ряд структур, каждая из которых имеет закономерные особенности строения и поведения в различные периоды жизнедеятельности клетки. Каждая из этих структур – органоидов, или органелл, – обладает определенной функцией. Есть органоиды, свойственные всем клеткам, – митохондрии, клеточный центр, аппарат Гольджи, рибосомы, эндоплазматическая сеть, лизосомы, а также органоиды, присущие только определенным типам клеток, – миофибриллы, реснички и ряд других.
Органоиды – постоянные, жизненно важные составные части цитоплазмы клеток.
Рисунок 1.
Схема строения эукариотической клетки:
А – животная, Б – растительная, 1 – ядро с ядрышком,
2 – цитоплазматическая мембрана, 3 – клеточная стенка,
4 – плазмодесма, 5 и 6 – эндоплазматическая сеть,
7 – пиноцитозная вакуоль, 8 – аппарат Гольджи,
9 – лизосома, 10 – жировые включения, 11 – центриоли,
12 – митохондрии, 13 – полирибосомы, 14 – вакуоль,
15 – хлоропласт
В цитоплазме откладываются также различные вещества – включения. Включениями называют непостоянные структуры цитоплазмы (а иногда и ядра), которые в отличие от органоидов то возникают, то исчезают в процессе жизнедеятельности клетки. Плотные включения называют гранулами, жидкие – вакуолями. В процессе жизнедеятельности в клетках накапливаются продукты обмена веществ (пигменты, белковые гранулы в секреторных клетках) или запасные питательные вещества (глыбки гликогена, капли жира).
|
| Рисунок 2. Биологическая мембрана: 1 – белки мембраны, 2 – двойной слой фосфолипидов |
В основе структурной организации клетки лежит мембранный принцип строения.
Это означает, что клетка в основном построена из мембран. Все мембраны имеют сходное строение. В настоящее время общепринята модель мозаичного строения мембран (рис.2). В соответствии с этими представлениями биологическая мембрана образована двумя рядами липидов, в которые на разную глубину с наружной и внутренней стороны погружены многочисленные и разнообразные молекулы белков.
Наружная цитоплазматическая мембрана. Она имеется у всех клеток и отграничивает содержимое цитоплазмы от внешней среды, образуя поверхность клетки. Поверхность живой клетки находится в непрерывном движении. На ней появляются выросты и впячивания, она совершает волнообразные колебательные движения, в ней постоянно перемещаются макромолекулы.
Поверхность клетки обладает высокой прочностью и эластичностью, легко и быстро восстанавливает свою целостность при небольших повреждениях.
 3
|
| Рисунок 3. Процесс пино- и фагоцитоза. Участие лизосом во внутриклеточном пищеварении. |
В цитоплазматической мембране есть многочисленные отверстия – поры, через которые с помощью ферментов внутрь клетки могут проникать ионы и мелкие молекулы. Транспорт веществ носит избирательный характер. Клеточная мембрана легко проницаема для одних веществ и непроницаема для других. Так, концентрация ионов K+ в клетке всегда выше, чем в окружающей среде. Напротив, ионов Na+ всегда больше в межклеточной жидкости. Избирательная проницаемость клеточной мембраны носит название полупроницаемости. Помимо указанных способов химические соединения и твердые частицы могут проникать в клетку путем пино- и фагоцитоза (рис. 3). Мембрана клеток образует выпячивания, края выпячиваний смыкаются, захватывая межклеточную жидкость (пиноцитоз) или твердые частицы (фагоцитоз). Пиноцитоз – один из важнейших и основных механизмов проникновения в клетку высокомолекулярных соединений.Через некоторое время вакуоль погружается в цитоплазму и отшнуровывается (4). Существует функциональная связь между вакуолями, доставляющими в клетку различные вещества, и лизосомами (6, 7, 8, 9), ферменты которых расщепляют эти вещества.
Таким образом, весь цикл внутриклеточного пищеварения состоит из четырех последовательных фаз: поступление вещества путем пино- или фагоцитоза, их расщепление под действием ферментов, выделяемых лизосомами, перенос продуктов расщепления в цитоплазму (вследствие изменения проницаемости мембраны вакуолей) и, наконец, выведение наружу непереваренных остатков. Сами вакуоли уплотняются и превращаются в мелкие цитоплазматические гранулы.
Цитоплазматическая мембрана обеспечивает связь между клетками в тканях многоклеточных организмов как путем образования многочисленных складок и выростов, так и вследствие выделения клетками плотного цементирующего вещества, заполняющего межклеточное пространство.
Эндоплазматическая сеть. Эндоплазматическая сеть – это органоид, который представляет собой разветвленную сеть каналов и полостей в цитоплазме клетки, расположенную вокруг ядра и образованную мембранами. В среднем объем эндоплазматической сети составляет от 30 до 50% всей клетки.
 4
|
| Рисунок 4. Схема строения рибосомы. Рибосома, прикрепленная к мембране эндоплазматической сети, обеспечивает процесс трансляции. В ее активном центре происходит взаимодействие антикодона т-РНК с кодоном информационной (матричной) и-РНК |
Таким образом, эндоплазматическая сеть – общая внутриклеточная циркуляционная система, по каналам которой осуществляется транспорт веществ, и на мембранах этих каналов находятся многочисленные ферменты, обеспечивающие жизнедеятельность клетки.
Рибосомы. Рибосомы представляют собой сферические частицы диаметром 15,0–35,0 нм, состоящие из двух субъединиц (рис. 4). Они содержат примерно равное количество белков и РНК. Рибосомы имеются во всех клетках, как прокариотических, так и эукариотических.
 5
|
| Рисунок 5. Аппарат Гольджи: 1 – пузырьки, 2 – цистерны |
В цитоплазме рибосомы могут располагаться свободно или быть прикрепленными к наружной поверхности мембран эндоплазматической сети. В зависимости от типа синтезируемого белка рибосомы могут «работать» поодиночке или объединяться в комплексы – полирибосомы. В таких комплексах рибосомы связаны одной молекулой и-РНК.
Комплекс Гольджи. Основной структурный элемент комплекса Гольджи – гладкая мембрана, которая образует пакеты уплощенных цистерн, крупные вакуоли или мелкие пузырьки (рис. 5).Синтезированные на мембранах эндоплазматической сети белки, полисахариды, жиры транспортируются к комплексу Гольджи, конденсируются внутри его структур и «упаковываются» в виде секрета, готового к выделению, либо используются в самой клетке в процессе ее жизнедеятельности. Здесь же формируются и лизосомы, участвующие во внутриклеточном пищеварении.
 6
|
| Рисунок 6. Схема строения митохондрии: А – продольный разрез, Б – объёмная модель, 1 – наружная мембрана, 2 –внутренняя мембрана, 3 – рибосома, 4 – ДНК, 5 – включения |
Митохондрии. Эти органоиды имеются практически во всех типах эукариотических клеток одноклеточных и многоклеточных организмов. Митохондрии имеют различную форму – сферических, овальных и цилиндрических телец (рис. 6), могут быть нитевидной формы.
Количество митохондрий в разных тканях неодинаково и зависит от функциональной активности клетки: их больше там, где интенсивнее синтетические процессы (печень) или велики затраты энергии. Так, митохондрий больше в грудной мышце хорошо летающих птиц, чем у нелетающих. Число митохондрий может быстро увеличиваться путем деления, что обусловлено наличием молекулы ДНК в их составе.
Основная функция митохондрии – синтез универсального источника энергии – АТФ.
Лизосомы. Лизосомы – небольшие овальные тельца диаметром около 0,4 мкм, окруженные одной трехслойной мембраной. В лизосомах находится около 30 различных ферментов, способных расщеплять белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды и другие вещества. Расщепление веществ с помощью ферментов называется лизисом (от греч. lysis – расщепление), откуда и происходит название органоида. Лизосомы образуются из структур комплекса Гольджи либо непосредственно из эндоплазматической сети. Они приближаются к пиноцитозным или фагоцитозным вакуолям и выливают в их полость свое содержимое.
Таким образом, одна из особенностей функции лизосом – участие во внутриклеточном переваривании пищевых веществ. Кроме того, лизосомы могут разрушать структуры самой клетки при ее отмирании, в ходе эмбрионального развития, когда происходит замена зародышевых тканей на постоянные и в ряде других случаев.
Клеточное ядро.
Ядро – важнейшая составная часть клетки. Клеточное ядро содержит ДНК, то есть гены, и, благодаря этому, выполняет две главные функции: 1) хранения и воспроизведения генетической информации и 2) регуляции процессов обмена веществ, протекающих в клетке.
 1
|
| Рисунок 1. Лягушачья опалина: 1 – ядра |
Безъядерная клетка не может долго существовать, и ядро тоже не способно к самостоятельному существованию, поэтому цитоплазма и ядро образуют взаимозависимую систему. Большинство клеток имеет одно ядро. Нередко можно наблюдать 2–3 ядра в одной клетке, например в клетках печени. Известны и многоядерные клетки, причем число ядер может достигать нескольких десятков (рис. 1). Форма ядра зависит большей частью от формы клетки, она может быть и совершенно неправильной (рис. 2).
Строение ядра. Ядро окружено оболочкой, которая состоит из двух мембран, имеющих типичное строение (рис. 2). Наружная ядерная мембрана с поверхности, обращенной в цитоплазму, покрыта рибосомами, внутренняя мембрана гладкая.
Ядерная оболочка – часть мембранной системы клетки Обмен веществ между ядром и цитоплазмой осуществляется двумя основными путями. Во-первых, ядерная оболочка пронизана многочисленными порами, через которые происходит обмен молекулами между ядром и цитоплазмой. Во-вторых, вещества из ядра в цитоплазму и обратно могут попадать вследствие отшнуровывания впячиваний и выростов ядерной оболочки (рис. 1). Несмотря на активный обмен веществами между ядром и цитоплазмой, ядерная оболочка отграничивает ядерное содержимое от цитоплазмы, обеспечивая тем самым различия в химическом составе ядерного сока и цитоплазмы. Это необходимо для нормального функционирования ядерных структур.
Содержимое ядра подразделяют на ядерный сок, хроматин и ядрышко.
В живой клетке ядерный сок выглядит бесструктурной массой, заполняющей промежутки между структурами ядра. В состав ядерного сока входят различные белки, в том числе большинство ферментов ядра, белки хроматина и рибосомальные белки.
Хроматином (от греч. chroma – окраска, цвет) называют гранулы и сетевидные структуры ядра, интенсивно окрашивающиеся некоторыми красителями и отличающиеся по форме от ядрышка. Хроматин содержит ДНК и белки и представляет собой спирализованные и уплотненные участки хромосом.
В делящихся клетках все хромосомы сильно спирализуются, укорачиваются и приобретают компактные размеры и форму. Хромосомой называют самостоятельные ядерные структуры, имеющие плечи и первичную перетяжку. Форма хромосом зависит от положения так называемой первичной перетяжки, или центромеры, – области, к которой во время деления клетки (митоза) прикрепляются нити веретена деления. Центромера делит хромосому на два плеча. Расположение центромеры определяет три основных типа хромосом: 1) равноплечие – с плечами равной или почти равной длины; 2) неравноплечие – с плечами неравной длины; 3) палочковидные – с одним длинным и вторым очень коротким, иногда с трудом обнаруживаемым плечом. Выделяют еще точечные хромосомы с очень короткими плечами (рис. 2).
|
| Рисунок 2. Строение хромосом: А – типы хромосом: 1 – палочковидная, 2 – неравноплечная, 3 – равноплечная; Б, В – тонкое строение хромосом: 1 – центромера, 2 – спирально закрученная нить ДНК, 3 – хроматиды, 4 – ядрышко |
Изучение хромосом позволило установить следующие факты.
1. Во всех соматических клетках любого растительного или животного организма число хромосом одинаково.
2. Половые клетки всегда содержат вдвое меньше хромосом, чем соматические клетки данного вида организма.
3. У всех организмов, относящихся к одному виду, число хромосом в клетках одинаково.
Число хромосом не зависит от уровня организации и не всегда указывает на родство: одно и то же число их может быть у очень далеких друг от друга систематических групп и может сильно отличаться у близких по происхождению видов.
 3
|
| Рисунок 3. Кариотип человека: А – мужчины, Б – женщины |
Совокупность количественных (число и размеры) и качественных (форма) признаков хромосомного набора соматической клетки называют кариотипом (рис. 3).
Число хромосом в кариотипе большинства видов живых организмов четное. Это объясняется тем, что в соматических клетках находятся две одинаковые по форме и размеру хромосомы – одна из отцовского организма, вторая – из материнского. Хромосомы, одинаковые по форме и размеру и несущие одинаковые гены, называют гомологичными.
Хромосомный набор соматической клетки, в котором каждая хромосома имеет себе пару, носит название двойного или диплоидного и обозначается 2n. Количество ДНК, соответствующее диплоидному набору хромосом, обозначают 2c.
Из каждой пары гомологичных хромосом в половые клетки попадает только одна, и поэтому хромосомный набор гамет называют одинарным или гаплоидным. Кариотип таких клеток обозначается как 1n1c.
После завершения деления клетки хромосомы деспирализуются, и в ядрах образовавшихся дочерних клеток снова становятся видимыми только тонкая сеточка и глыбки хроматина.
Третья характерная для ядра клетки структура – ядрышко. Оно представляет собой плотное округлое тельце, погруженное в ядерный сок (рис. 1). В ядрах разных клеток, а также в ядре одной и той же клетки в зависимости от ее функционального состояния число ядрышек может колебаться от 1 до 5–7 и более. Ядрышки есть только в неделящихся ядрах, во время митоза они исчезают вследствие спирализации хромосом и выхода всех ранее образованных рибосом в цитоплазму, а после завершения деления возникают вновь.
 4
|
| Рисунок 4. Схема строения ядрышка: 1 – белки, 2 – р-РНК, 3 – субъединицы рибосом |
Ядрышко не является самостоятельной структурой ядра. Оно образуется вокруг участка хромосомы, в котором закодирована структура р-РНК (рис. 4). Этот участок хромосомы – ген – носит название ядрышкового организатора (ЯО), и на нем происходит синтез р-РНК.