Рибосомы у животных и растений: Сравнительная характеристика клеток представителей различных царств — урок. Биология, 9 класс.

Олимпиада школьников СПбГУ по биологии

ЗАДАНИЕ 1.(30 баллов)

Выберите все правильные ответы из пяти предложенных. Обведите буквы, расположенные рядом с правильными ответами. Исправления не допускаются.

 1. Считается, что хлоропласты растений произошли в процессе эволюции от цианобактерий, перешедших к жизни в цитоплазме гетеротрофной клетки. Какие из приведенных высказываний подтверждают эту теорию? 

a)      Хлоропласты содержат молекулы ДНК и рибосомы

b)      Механизмы фотосинтеза и состав фотосинтетических пигментов у цианобактерий и хлоропластов сходны

c)      Клетки цианобактерий и растений имеют клеточную стенку

d)      Хлоропласты воспроизводятся путем деления

e)      Гены, необходимые для обеспечения метаболизма хлоропластов, часто обнаруживаются в ядре клетки

2. Какие общие признаки и эволюционные тенденции характерны для животных, растений и грибов, ведущих паразитический образ жизни?

a)      Редукция или исчезновение некоторых структур, необходимых свободноживущим организмам

b)      Стремление уничтожить своего хозяина

c)      Повышение репродуктивного потенциала (плодовитости, рождаемости)

d)      Утрата пищеварительной системы

e)      Утрата некоторых метаболических путей

3. Если Вам понадобится в лесу найти папоротник, то Вы будете обращать внимание на растения, у которых

a)      Крупные листья

b)      Спорангии расположены на нижней стороне листа

c)      Нет корней

d)      Цветки мелкие и невзрачные

e)      В почве находится мощное корневище

4. К каким последствиям для структуры белковой молекулы может привести замена одного нуклеотида на другой, если этот нуклеотид занимает третье положение в кодоне?

a)      Первичная структура белка полностью изменится

b)      Изменится последовательность аминокислот, начиная с аминокислоты, соответствующей данному кодону

c)      Аминокислотная последовательность белка станет короче, так как образуется стоп-кодон

d)      Произойдет выпадение одной аминокислоты

e)      Первичная структура белка не изменится

5. Младенец, появившись на свет, должен адекватно реагировать на важнейшие для его жизни раздражители. Поэтому он уже обладает

a)      Глотательным рефлексом

b)      Хватательным рефлексом

c)      Сосательным рефлексом

d)      Поисковым рефлексом

e)      Зрачковым рефлексом

6. Молочнокислое брожение используется человеком в процессе производства многих продуктов, в том числе

a)      Столового уксуса

b)      Силоса

c)      Подсолнечного масла

d)      Кумыса

e)      Квашеной капусты

ЗАДАНИЕ 2. (10 баллов)

Перед Вами формулы соединений, превращения которых происходят в ходе одного из основополагающих метаболических процессов в клетках любых живых организмов, в том числе и у нас с вами. Рассмотрите формулы и выполните задания.  

1. Установите правильный порядок для превращения веществ, образующих метаболический путь. Ответ запишите в отведенное поле в виде последовательности букв. (2 балла)

В, Г, А, Б, Е, Д

2. Какие типы реакций происходят в ходе превращения веществ, изображенных на схеме. (5 баллов)

• Окислительно-восстановительные реакции
• Реакции декарбоксилирования
• Реакции гидролиза
• Реакции субстратного фосфорилирования
• Реакции гидратации

3. Впишите в отведенное поле название метаболического пути, в ходе которого происходят превращения веществ, приведенных на схеме: (1 балл)

Гликолиз

4. Какие метаболические пути начинаются с вещества Д в бескислородной среде: (1 балл)

Брожения

 5. Впишите в отведенное поле буквенное обозначение формулы глюкозо-6-фосфата (1 балл)

     Г

ЗАДАНИЕ 3. Работа с рисунками. (5 баллов)

В этом задании необходимо подписать рисунки или отмеченные элементы рисунков, заполнив соответствующие поля.

Укажите, к каким классам относятся животные, изображенные на рисунках

ЗАДАНИЕ 4. Выполните биологический рисунок.(10 баллов)

Многие знают особенности строения растительной клетки, обеспечивающие её способность к фотосинтезу. А как устроена клетка фотосинтезирующей цианобактерии? Нарисуйте и подпишите основные структуры её клетки.

Рисунок должен содержать, как минимум, следующие нарисованные и подписанные элементы: клеточную стенку, плазмалемму (клеточную мембрану), цитоплазму, нуклеоид (кольцевую молекулу ДНК), тилакоиды (внутренние мембраны), рибосомы, а также газовые вакуоли.

ЗАДАНИЕ 5. Работа с текстом.(5 баллов)

Перед Вами текст, содержащий биологические ошибки. Внимательно прочтите его, найдите ошибки и объясните, в чем они заключаются, заполнив свободные поля таблицы.

Отрывок из школьного сочинения:

«Приятно майским вечером прогуляться по опушке соснового леса: слышны звонкие и мелодичные песни черного дрозда и соловья, громко поет, сидя на ветке, бекас. Уже вылетели майские жуки, оставив шкурки-экзувии своих куколок в ближайшем озере, где обитали их личинки. Зацвели медуница, ветреница,  печеночница и можжевельник, яркие цветки которых не могут не радовать глаз натуралиста после долгой зимы. Вокруг – нега и спокойствие, хотя, конечно, приходится опасаться крупных комаров-долгоножек: они не только надоедают мне своим писком и укусами, но и могут переносить опасное заболевание – малярию. Впрочем, даже они не в состоянии испортить чудесный вечер…»

ЗАДАНИЕ 6. Работа с информацией.(10 баллов)

Внимательно прочитайте предложенные фрагменты текста и рассмотрите рисунки, затем переходите к выполнению заданий.

Фрагмент 1. В истории биосферы отмечено несколько массовых вымираний живых организмов. На границе ордовикского и силурийского периодов исчезли многие морские беспозвоночные (некоторые группы кораллов, членистоногих, плеченогих, иглокожих) и многие фитопланктонные организмы. Два массовых вымирания характерны для девонского периода, когда наибольшее изменение претерпел морской бентос и головоногие моллюски. Конец пермского периода ознаменовался беспрецедентным по своим масштабам массовым вымиранием морских и наземных животных. Два вымирания отмечены для мезозоя – на границе триасового и юрского периодов, когда вымирает большинство примитивных групп, переживших границу палозой-мезозой, а также в самом конце мелового периода, когда исчезли многие мезозойские группы беспозвоночных (например, аммониты, белемниты) и позвоночных (морские рептилии, динозавры) животных.

Фрагмент 2. Вымирание на границе пермского и триасового периода (т.е. на границе палеозоя и мезозоя) иногда называют величайшим массовым вымиранием всех времен. Пермское вымирание является одной из крупнейших биосферных катастроф в истории Земли, которое привело к исчезновению 96 % всех морских видов беспозвоночных и 70 % наземных видов позвоночных животных. Данная катастрофа стала единственным известным массовым вымиранием насекомых (вымерло около 57 % родов и 83 % видов). Для восстановления биосферы понадобилось гораздо больше времени, чем после любого другого массового вымирания.

Рисунок 1. Изменение количества родов морских животных в различные периоды. На графике серым цветом выделены периоды массовых вымираний и показано, сколько процентов родов вымерло.

1. Прочитайте фрагмент 1. Выберите правильные утверждения, основываясь на информации, изложенной в этом фрагменте:

a)      На границе ордовикского и силурийских периодов произошло вымирание многих фитопланктонных организмов.

b)      Вымирание на границе ордовикского и силурийского периодов затронуло как первичноротых, так и вторичноротых животных.

c)      В начале пермского периода случилось массовое вымирание морских и наземных животных.

d)      Для девонского периода характерны два массовых вымирания.

2. Прочитайте фрагмент 2. Выберите правильные утверждения, основываясь на информации, изложенной в этом фрагменте:

a)      Пермское вымирание было характерно только для морских животных.

b)      Данная биосферная катастрофа – первое из многих известных массовых вымираний насекомых.

c)      В конце пермского периода вымерло более половины видов наземных позвоночных.

d)      В результате пермского вымирания исчезло 96 % родов беспозвоночных.

3. Рассмотрите рисунок 1. На основании данных, приведенных на рисунке, выберите правильные утверждения:

a)      Разнообразие морских животных на родовом уровне в меловом периоде увеличивается.

b)      Наименьшее родовое разнообразие морских животных для мезозоя отмечено для границы триасового и юрского периодов.

c)      Количество родов морских животных в палеозое всегда меньше, чем в любом интервале мезозоя.

d)      Для начала кайнозоя массовых вымираний не отмечено.

4. Учитывая информацию, представленную в текстовых фрагментах и на рисунке, укажите правильные утверждения:

a) Одновременно с динозаврами исчезло 47% родов морских животных.

b) Первое массовое вымирание палеозойской эры произошло в кембрии.

c) Одновременно с появлением цветковых растений происходило массовое вымирание морских организмов.

d) Млекопитающие появились после последнего в истории Земли массового вымирания.

5. Основываясь на информации из текстовых фрагментов и данных, приведенных на Рисунке 1, укажите, в какие периоды не происходило массовых вымираний:

a)      Кембрий, силур, карбон, юра

b)      Кембрий, ордовик, пермь, мел 

c)      Кембрий, силур, карбон, мел

d)      Силур, девон, карбон, юра

ЗАДАНИЕ 7. (10 баллов)

Решите задачу по генетике и поясните ход ее решения. Используйте для ответа специально отведенное поле.

У кошек окраска шерсти зависит от наличия клеток-меланоцитов, способных вырабатывать черный пигмент меланин. У обладателей доминантного аллеля W меланоциты в волосяных сумках отсутствуют, поэтому их шерсть оказывается совершенно белой, у гомозигот ww меланоциты имеются, и черный пигмент может вырабатываться. Другой ген, наследуемый независимо от первого, определяет распределение пигментов по длине волоса. У носителей доминантного аллеля этого гена (А-) волос имеет чередующиеся кольца черного и оранжевого пигмента, что придает им серую окраску. У гомозигот аа волос заполнен только черным пигментом, такие кошки, соответственно, черные. Какое расщепление по фенотипу следует ожидать у потомства, полученного при многократном скрещивании двух дигетерозиготных особей? Изменится ли это расщепление, если обе особи будут нести в гетерозиготном состоянии еще и аллель D, который в гомозиготе вызывает гибель эмбрионов на ранних стадиях развития? Данный ген наследуется независимо от первых двух, причем гетерозиготы Dd и гомозиготы dd жизнеспособны и не имеют видимого фенотипического проявления. Все гены – аутосомные.

Ответ.

1. Согласно условию, гены наследуются независимо, т.е. локализованы в разных парах гомологичных хромосом. Поэтому дигетерозиготы WwAa образуют 4 типа гамет. При их слиянии в F₁ появляются те же генотипы, что и в классических опытах Менделя по дигибридному скрещиванию. А вот расщепление по фенотипу будет иным. Обратите внимание: у носителей аллеля W меланин вообще не вырабатывается, так как в волосяных сумках отсутствуют специальные клетки-меланоциты. Следовательно такие кошки будут белого цвета, независимо от того, какие из аллелей второго гена им достанутся. Наличие окраски (серой или черной) возможно только у гомозигот по рецессивному аллелю ww. Соответственно, ожидаемое расщепление по фенотипу:

12 белых (W—) : 3 серых (wwA-)1 черная (wwaa). В данном случае наблюдается один из вариантов взаимодействия генов — доминантный эпистаз.

Решетка Пеннета:

2. Теперь представим, что обе скрещивающиеся особи несут аллели Dd. Как изменится решетка Пеннета? Каждая тригетерозиготная особь образует 8 типов гамет, и соответствующая таблица включает 8х8=64 ячейки. Однако, чтобы представить себе результат, рисовать такую огромную таблицу совершенно не обязательно. Согласно условию, эмбрионы —-DD нежизнеспособны и гибнут еще до рождения, соответствующих ячеек в таблице – 16, причем соотношение среди них такое же, как и в приведенной выше решетке. Оставшиеся ячейки соответствуют особям с той же окраской, что и в предыдущем случае, так как гены D и d на окраску не влияют. Кошки wwA—d будут серыми, wwaa-d — черными. Таким образом, ожидаемое соотношение фенотипических классов не изменится.

ЗАДАНИЕ 8. (10 баллов)

Дайте развернутый ответ на вопрос. Используйте для ответа только специально отведенное поле.

Когда говорят о полете у позвоночных животных, обычно сразу вспоминают про птиц, но воздушная стихия доступна не только им. Какие современные и вымершие позвоночные животные, способные к полету или к длительному планированию, Вам известны? Приведите как можно больше примеров из разных таксономических групп. Опишите разнообразие принципов и механизмов полета у этих животных.

Возможные ответы:

Из числа вымерших позвоночных к полету были способны птерозавры, а из современных – летучие мыши (отряд Рукокрылые). У птерозавров основой для кожистого крыла служит удлиненный палец. У летучих мышей крылья представляют собой кожные перепонки, натянутые между пальцами передних конечностей.

К планированию способны белки-летяги (отряд Грызуны), шерстокрылы (отряд Шерстокрылы), летучие рыбы, некоторые ящерицы и лягушки. У летяг и шерстокрылов между передними и задними конечностями имеется кожная складка, летучие рыбы планируют с помощью плавников, лягушки – конечностей, несущих перепонки между пальцами.

Возможны и другие варианты ответа.

ЗАДАНИЕ 9. (10 баллов)

Технологии исследований.

Представленные рисунки иллюстрируют использование различных методов и технологий при исследовании человеческого организма. Выполните тестовые задания, дайте краткий развернутый ответ.

1. Установите соответствие между изображениями, приборами и принципами, которые лежат в основе методов, используемых при получении этих изображений. Запишите в свободные ячейки таблицы соответствующие цифры. В каждую ячейку следует вписать только одну цифру. ВНИМАНИЕ! Перечни приборов и принципов даны с избытком: в каждом из них имеются лишние!

 2. Впишите в отведенное поле названия форменных элементов крови, обозначенных цифрами на рисунке Г.

1) Лейкоцит

2) Тромбоцит

3) Эритроцит

3. Опишите принцип, который лежит в основе технологии, позволившей получить изображение А. Запишите ответ в отведенное поле.

На рисунке представлена рентгенограмма, поэтому в данном случае получение изображения основано на использовании рентгеновского излучения. При прохождении его через ткани с разными свойствами (химический состав, плотность, толщина) излучение частично рассеивается и поглощается. Поэтому более плотные участки получаются на изображении светлее, а менее плотные – темнее. Попадая на чувствительную пленку или электронную матрицу, излучение формирует изображение разной интенсивности, которое отражает внутреннюю структуру объекта.

В результате исследователь фиксирует итоговое (суммационное) изображение всех элементов объекта, влияющих на излучение.

Цитология

Цитология

1. Рефераты на русском
2. Медицина
3. Цитология

Цитология
Цитология наука о клетке. Наука о клетке называется цитологией (греч. -клетка, -наука) . Предмет цитологии — клетки многоклеточных животных и растений, а также одноклеточных организмов, к числу которых относятся бактерии, простейшие и одноклеточные водоросли. Цитология изучает строение и химический состав клеток, функции внутриклеточных структур, функции клеток в организме животных и растений, размножение и развитие клеток, приспособления клеток к условиям окружающей среды. Современная цитология — наука комплексная. Она имеет самые тесные связи с другими биологическими науками, например с ботаникой, зоологией, физиологией, учением об эволюции органического мира, а также с молекулярной биологией, химией, физикой, математикой. Цитология — одна из относительно молодых биологических наук, ее возраст около 100 лет. Возраст же термина «клетка» насчитывает свыше 300 лет. Впервые название в середине XVII в. применил Р. Гук. Рассматривая тонкий срез пробки с помощью микроскопа, Гук увидел, что пробка состоит из ячеек — клеток.
Клеточная теория. В середине XIX столетия на основе уже многочисленных знаний о клетке Т. Шванн сформулировал клеточную теорию (1838) . Он обобщил имевшиеся знания о клетке и показал, что клетка представляет основную единицу строения всех живых организмов, что клетки животных и растений сходны по своему строению. Эти положения явились важнейшими доказательствами единства происхождения всех живых организмов, единство всего органического мира. Т. Шван внес в науку правильное понимание клетки как самостоятельной единицы жизни, наименьшей единицы живого: вне клетки нет жизни.
Изучение химической организации клетки привело к выводу, что именно химические процессы лежат в основе ее жизни, что клетки всех организмов сходны по химическому составу, у них однотипно протекают основные процессы обмена веществ. Данные о сходстве химического состава клеток еще раз подтвердили единство всего органического мира.
Современная клеточная — теория включает следующие положения: клетка основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого; клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ; размножение клеток происходит путем их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки; в сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно связаны между собой и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.
Исследования клетки имеют большое значение для разгадки заболеваний. Именно в клетках начинают развиваться патологические изменения, приводящие к возникновению заболеваний. Чтобы понять роль клеток в развитии заболеваний, приведем несколько примеров. Одно из серьезных заболеваний человека — сахарный диабет. Причина этого заболевания — недостаточная деятельность группы клеток поджелудочной железы, вырабатывающих гормон инсулин, который участвует в регуляции сахарного обмена организма. Злокачественные изменения, приводящие к развитию раковых опухолей, возникают также на уровне клеток. Возбудители кокцидиоза — опасного заболевания кроликов, кур, гусей и уток — паразитические простейшие — кокцидии проникают в клетки кишечного эпителия и печени, растут и размножаются в них, полностью нарушают обмен веществ, а затем разрушают эти клетки. У больных кокцидиозом животных сильно нарушается деятельность пищеварительной системы, и при отсутствии лечения животные погибают. Вот почему изучение строения, химического состава, обмена веществ и всех проявлений жизнедеятельности клеток необходимо не только в биологии, но также в медицине и ветеринарии.
Изучение клеток разнообразных одноклеточных и многоклеточных организмов с помощью светооптического и электронного микроскопов показало, что по своему строению они разделяются на две группы. Одну группу составляют бактерии и сине-зеленые водоросли. Эти организмы имеют наиболее простое строение клеток. Их называют доеденными (прокариотами) , так как у них нет оформленного ядра (греч. -ядро) и нет многих структур, которые называют органоидами. Другую группу составляют все остальные организмы: от одноклеточных зеленых водорослей и простейших до высших цветковых растений, млекопитающих, в том числе и человека. Они имеют сложно устроенные клетки, которые называют ядерными (эукариотическими) . Эти клетки имеют ядро и органоиды, выполняющие специфические функции.
Особую, неклеточную форму жизни составляют вирусы, изучением которых занимается вирусология.
Строение и функции оболочки клетки Клетка любого организма, представляет собой целостную живую систему. Она состоит из трех неразрывно связанных между собой частей: оболочки, цитоплазмы и ядра. Оболочка клетка осуществляет непосредственное взаимодействие с внешней средой и взаимодействие с соседними клетками (в многоклеточных организмах) .
Оболочка клеток. Оболочка клеток имеет сложное строение. Она состоит из наружного слоя и расположенной под ним плазматической мембраны. Клетки животных и растений различаются по строению их наружного слоя. У растений, а также у бактерий, сине-зеленых водорослей и грибов на поверхности клеток расположена плотная оболочка, или клеточная стенка. У большинства растений она состоит из клетчатки. Клеточная стенка играет исключительно важную роль: она представляет собой внешний каркас, защитную оболочку, обеспечивает тургор растительных клеток: через клеточную стенку проходит вода, соли, молекулы многих органических веществ.
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 получил название гликокаликс.
Гликокаликс выполняет прежде всего функцию непосредственной связи клеток животных с внешней средой, со всеми окружающими ее веществами. Имея незначительную толщину (меньше 1 мкм) , наружный слой клетки животных не выполняет опорной роли, какая свойственна клеточным стенкам растений. Образование гликокаликса, так же как и клеточных стенок растений, происходит благодаря жизнедеятельности самих клеток.
Плазматическая мембрана. Под гликокаликсом и клеточной стенкой растений расположена плазматическая мембрана (лат. «мембрана>-кожица, пленка) , граничащая непосредственно с цитоплазмой. Толщина плазматической мембраны около 10 нм, изучение ее строения и функций возможно только с помощью электронного микроскопа.
В состав плазматической мембраны входят белки и липиды. Они упорядочено расположены и соединены друг с другом химическими взаимодействиями. По современным представлениям молекулы липидов в плазматической мембране расположены в два ряда и образуют сплошной слой. Молекулы белков не образуют сплошного слоя, они располагаются в слое липидов, погружаясь в него на разную глубину.
Молекулы белка и липидов подвижны, что обеспечивает динамичность плазматической мембраны.
Плазматическая мембрана выполняет много важных функций, от которых завидят жизнедеятельность клеток. Одна из таких функций заключается в том, что она образует барьер, отграничивающий внутреннее содержимое клетки от внешней среды. Но между клетками и внешней средой постоянно происходит обмен веществ. Из внешней среды в клетку поступает вода, разнообразные соли в форме отдельных ионов, неорганические и органические молекулы. Они проникают в клетку через очень тонкие каналы плазматической мембраны. Во внешнюю среду выводятся продукты, образованные в клетке. Транспорт веществ- одна из главных функций плазматической мембраны. Через плазматическую мембрану из клети выводятся продукты обмена, а также вещества, синтезированные в клетке. К числу их относятся разнообразные белки, углеводы, гормоны, которые вырабатываются в клетках различных желез и выводятся во внеклеточную среду в форме мелких капель.
Клетки, образующие у многоклеточных животных разнообразные ткани (эпителиальную, мышечную и др.) , соединяются друг с другом плазматической мембраной. В местах соединения двух клеток мембрана каждой из них может образовывать складки или выросты, которые придают соединениям особую прочность.
Соединение клеток растений обеспечивается путем образования тонких каналов, которые заполнены цитоплазмой и ограничены плазматической мембраной. По таким каналам, проходящим через клеточные оболочки, из одной клетки в другую поступают питательные вещества, ионы, углеводы и другие соединения.
На поверхности многих клеток животных, например, различных эпителиев, находятся очень мелкие тонкие выросты цитоплазмы, покрытые плазматической мембраной, микроворсинки. Наибольшее количество микроворсинок находится на поверхности клеток кишечника, где происходит интенсивное переваривание и всасывание переваренной пищи.
Фагоцитоз. Крупные молекулы органических веществ, например белков и полисахаридов, частицы пищи, бактерии поступают в клетку путем фагоцита (греч. «фагео» пожирать) . В фагоците непосредственное участие принимает плазматическая мембрана. В том месте, где поверхность клетки соприкасается с частицей какого-либо плотного вещества, мембрана прогибается, образует углубление и окружает частицу, которая в «мембранной упаковке» погружается внутрь клетки. Образуется пищеварительная вакуоль и в ней перевариваются поступившие в клетку органические вещества.
Цитоплазма. Отграниченная от внешней среды плазматической мембраной, цитоплазма представляет собой внутреннюю полужидкую среду клеток. В цитоплазму эукариотических клеток располагаются ядро и различные органоиды. Ядро располагается в центральной части цитоплазмы. В ней сосредоточены и разнообразные включения — продукты клеточной деятельности, вакуоли, а также мельчайшие трубочки и нити, образующие скелет клетки. В составе основного вещества цитоплазмы преобладают белки. В цитоплазме протекают основные процессы обмена веществ, она объединяет в одно целое ядро и все органоиды, обеспечивает их взаимодействие, деятельность клетки как единой целостной живой системы.
Эндоплазматическая сеть. Вся внутренняя зона цитоплазмы заполнена многочисленными мелкими каналами и полостями, стенки которых представляют собой мембраны, сходные по своей структуре с плазматической мембраной. Эти каналы ветвятся, соединяются друг с другом и образуют сеть, получившую название эндоплазматической сети.
Эндоплазматическая сеть неоднородна по своему строению. Известны два ее типа — гранулярная и гладкая. На мембранах каналов и полостей гранулярной сети располагается множество мелких округлых телец — рибосом, которые придают мембранам шероховатый вид. Мембраны гладкой эндоплазматической сети не несут рибосом на своей поверхности.
Эндоплазматическая сеть выполняет много разнообразных функций. Основная функция гранулярной эндоплазматической сети — участие в синтезе белка, который осуществляется в рибосомах.
На мембранах гладкой эндоплазматической сети происходит синтез липидов и углеводов. Все эти продукты синтеза накапливаются н каналах и полостях, а затем транспортируются к различным органоидам клетки, где потребляются или накапливаются в цитоплазме в качестве клеточных включений. Эндоплазматическая сеть связывает между собой основные органоиды клетки.
Рибосомы. Рибосомы обнаружены в клетках всех организмов. Это микроскопические тельца округлой формы диаметром 15-20 нм. Каждая рибосома состоит из двух неодинаковых по размерам частиц, малой и большой.
В одной клетке содержится много тысяч рибосом, они располагаются либо на мембранах гранулярной эндоплазматической сети, либо свободно лежат в цитоплазме. В состав рибосом входят белки и РНК. Функция рибосом — это синтез белка. Синтез белка сложный процесс, который осуществляется не одной рибосомой, а целой группой, включающей до нескольких десятков объединенных рибосом. Такую группу рибосом называют полисомой. Синтезированные белки сначала накапливаются в каналах и полостях эндоплазматической сети, а затем транспортируются к органоидам и участкам клетки, где они потребляютя. Эндоплазматическая сеть и рибосомы, расположенные на ее мембранах, представляют собой единый аппарат биосинтеза и транспортировки белков.
Митохондрии. В цитоплазме большинства клеток животных и растений содержатся мелкие тельца (0,2-7 мкм) — митохондрии (греч. — нить, — зерно, гранула) .
Митохондрии хорошо видны в световой микроскоп, с помощью которого можно рассмотреть их форму, расположение, сосчитать количество. Внутреннее строение митохондрий изучено с помощью электронного микроскопа. Оболочка митохондрии состоит из двух мембран — наружной и внутренней. Наружная мембрана гладкая, она не образует никаких складок и выростов. Внутренняя мембрана, напротив, образует многочисленные складки, которые направлены в полость митохондрии. Складки внутренней мембраны называют кристами (лат. — гребень, вырост) Число крист неодинаково в митохондриях разных клеток. Их может быть от нескольких десятков до нескольких сотен, причем особенно много крист в митохондриях активно функционирующих клеток, например мышечных.
Митохондрии называют клеток> так как их основная функция синтез аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) . Эта кислота синтезируется в митохондриях клеток всех организмов и представляет собой универсальный источник энергии, необходимый для осуществления процессов жизнедеятельности клетки и целого организма.
Новые митохондрии образуются делением уже существующих в клетке митохондрий.
Пластиды. В цитоплазме клеток всех растений находятся пластиды. В клетках животных пластиды отсутствуют. Различают три основных типа пластид: зеленые — хлоропласты; красные, оранжевые и желтые — хромопласты; бесцветные — лейкопласты.
Хлоропласт. Эти органоиды содержатся в клетках листьев и других зеленых органов растений, а также у разнообразных водорослей. Размеры хлоропластов 4-6 мкм, наиболее часто они имеют овальную форму. У высших растений в одной клетке обычно бывает несколько десятков хлоропластов. Зеленый цвет хлоропластов зависит от содержания в них пигмента хлорофилла. Xлоропласт — основной органоид клеток растений, в котором происходит фотосинтез, т.е. образование органических веществ (углеводов) из неорганических (СО2 и Н2О) при использовании энергии солнечного света.
По строению хлоропласты сходны с митохондриями. От цитоплазмы хлоропласт отграничен двумя мембранами — наружной и внутренней. Наружная мембрана гладкая, без складок и выростов, а внутренняя образует много складчатых выростов, направленных внутрь хлоропласта. Поэтому внутри хлоропласта сосредоточено большое количество мембран, образующих особые структуры — граны. Они сложены наподобие стопки монет.
В мембранах гран располагаются молекулы хлорофилла, потому именно здесь происходит фотосинтез. В хлоропластах синтезируется и АТФ. Между внутренними мембранами хлоропласта содержатся ДНК, РНК и рибосомы. Следовательно, в хлоропластах, так же как и в митохондриях, происходит синтез белка, необходимого для деятельности этих органоидов. Хлоропласты размножаются делением.
Хромопласты находятся в цитоплазме клеток разных частей растений: в цветках, плодах, стеблях, листьях. Присутствием хромопластов объясняется желтая, оранжевая и красная окраска венчиков цветков, плодов, осенних листьев.
Лейкопласты. находятся в цитоплазме клеток неокрашенных частей растений, например в стеблях, корнях, клубнях. Форма лейкопластов разнообразна.
Хлоропласты, хромопласты и лейкопласты способны клетка взаимному переходу. Так при созревании плодов или изменении окраски листьев осенью хлоропласты превращаются в хромопласты, а лейкопласты могут превращаться в хлоропласты, например, при позеленении клубней картофеля.
Аппарат Гольджи. Во многих клетках животных, например, в нервных, он имеет форму сложной сети, расположенной вокруг ядра. В клетках растений и простейших аппарат Гольджи представлен отдельными тельцами серповидной или палочковидной формы. Строение этого органоида сходно в клетках растительных и животных организмов, несмотря на разнообразие его формы.
В состав аппарата Гольджи входят: полости, ограниченные мембранами и расположенные группами (по 5-10) ; крупные и мелкие пузырьки, расположенные на концах полостей. Все эти элементы составляют единый комплекс.
Аппарат Гольджи выполняет много важных функций. По каналам эндоплазматической сети к нему транспортируются продукты синтетической деятельности клетки — белки, углеводы и жиры. Все эти вещества сначала накапливаются, а затем в виде крупных и мелких пузырьков поступают в цитоплазму и либо используются в самой клетке в процессе ее жизнедеятельности, либо выводятся из нее и используются в организме. Например, в клетках поджелудочной железы млекопитающих синтезируются пищеварительные ферменты, которые накапливаются в полостях органоида. Затем образуются пузырьки, наполненные ферментами. Они выводятся из клеток в проток поджелудочной железы, откуда перетекают в полость кишечника. Еще одна важная функция этого органоида заключается в том, что на его мембранах происходит синтез жиров и углеводов (полисахаридов) , которые используются в клетке и которые входят в состав мембран. Благодаря деятельности аппарата Гольджи происходят обновление и рост плазматической мембраны.
Лизосомы. Представляют собой небольшие округлые тельца. От Цитоплазмы каждая лизосома отграничена мембраной. Внутри лизосомы находятся ферменты, расщепляющие белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.
К пищевой частице, поступившей в цитоплазму, подходят лизосомы, сливаются с ней, и образуется одна пищеварительная вакуоль, внутри которой находится пищевая частица, окруженная ферментами лизосом. Вещества, образовавшиеся в результате переваривания пищевой частицы, поступают в цитоплазму и используются клеткой.
Обладая способностью к активному перевариванию пищевых веществ, лизосомы участвуют в удалении отмирающих в процессе жизнедеятельности частей клеток, целых клеток и органов. Образование новых лизосом происходит в клетке постоянно. Ферменты, содержащиеся в лизосомах, как и всякие другие белки синтезируются на рибосомах цитоплазмы. Затем эти ферменты поступают по каналам эндоплазматической сети к аппарату Гольджи, в полостях которого формируются лизосомы. В таком виде лизосомы поступают в цитоплазму.
Клеточный центр. В клетках животных вблизи ядра находится органоид, который называют клеточным центром. Основную часть клеточного центра составляют два маленьких тельца — центриоли, расположенные в небольшом участке уплотненной цитоплазмы. Каждая центриоль имеет форму цилиндра длиной до 1 мкм. Центриоли играют важную роль при делении клетки; они участвуют в образовании веретена деления.
Клеточные включения. К клеточным включениям относятся углеводы, жиры и белки. Все эти вещества накапливаются в цитоплазме клетки в виде капель и зерен различной величины и формы. Они периодически синтезируются в клетке и используются в процессе обмена веществ.
Ядро. Каждая клетка одноклеточных и многоклеточных животных, а также растений содержит ядро. Форма и размеры ядра зависят от формы и размера клеток. В большинстве клеток имеется одно ядро, и такие клетки называют одноядерными. Существуют также клетки с двумя, тремя, с несколькими десятками и даже сотнями ядер. Это многоядерные клетки.
Ядерный сок — полужидкое вещество, которое находится под ядерной оболочкой и представляет внутреннюю среду ядра.
Химический состав клетки. Неорганические вещества Атомный и молекулярный состав клетки. В микроскопической клетке содержится несколько тысяч веществ, которые участвуют в разнообразных химических реакциях. Химические процессы, протекающие в клетке, — одно из основных условий ее жизни, развития и функционирования.
Все клетки животных и растительных организмов, а также микроорганизмов сходны по химическому составу, что свидетельствует о единстве органического мира.
Содержание химических элементов в клетке
Элементы Количество (в %)
Кислород 65-75
Кальций 0,04-2,00
Углерод 15-16
Магний 0,02-0,03
Водород 8-10
Натрий 0,02-0,03
Азот 1,5-3,0
Железо 0,01-0,015
Фосфор 0,2-1,0
Цинк 0,0003
Калий 0,15-0,4
Медь 0,0002
Сера 0,15-0,2
Йод 0,0001
Хлор 0,05-0,1
Фтор 0,0001
В таблице приведены данные об атомном составе клеток. Из 109 элементов периодической системы Менделеева в клетках обнаружено значительное их большинство. Особенно велико содержание в клетке четырех элементов — кислорода, углерода, азота и водорода. В сумме они составляют почти 98% всего содержимого клетки. Следующую группу составляют восемь элементов, содержание которых в клетке исчисляется десятыми и сотыми долями процента. Это сера, фосфор, хлор, калий, магний, натрий, кальций, железо. В сумме они составляют 1.9%. Все остальные элементы содержатся в клетке в исключительно малых количествах (меньше 0,01%) Таким образом, в клетке нет каких-нибудь особенных элементов, характерных только для живой природы. Это указывает на связь и единство живой и неживой природы. На атомном уровне различий между химическим составом органического и не органического мира нет. Различия обнаруживаются на более высоком уровне организации — молекулярном.

Рефераты на русском языке —

Медицина

Меню

Органоиды клеток (животных и растений) – Полное руководство

Клетки являются основными единицами жизни на Земле и строительными блоками, из которых состоят все другие живые существа. Каждая клетка содержит набор органелл; субклеточные структуры, специально приспособленные для осуществления необходимых жизнедеятельности функций.

Некоторые органеллы (включая ядро, митохондрии и эндоплазматический ретикулум) обнаружены практически во всех эукариотических клетках. Другие (например, хлоропласты) встречаются только в определенных типах клеток, таких как клетки растений и водорослей.

Органеллы клеток животных

Клетки животных содержат многочисленные органеллы (буквально означающие «маленькие органы»), которые помогают им выполнять функции, необходимые для их выживания.

Существует множество типов органоидов клеток животных

Ядро

Ядро является ключевой структурой всех эукариотических клеток, так как оно хранит всю клеточную ДНК (и, следовательно, генетическую информацию). Ядро также контролирует и регулирует все жизненно важные функции клетки, включая производство белка, клеточное деление, обмен веществ и рост.

Молекулы ДНК также содержат чертежи для каждого белка в организме и должны быть тщательно сохранены для поддержания успешного производства белка. Таким образом, ядро ​​окружено двойной мембраной, называемой ядерной оболочкой, которая защищает ДНК, отделяя ее от остальной части клетки.

Митохондрии

Митохондрии часто называют «электростанциями клетки», поскольку они выделяют энергию, необходимую для питания всех других клеточных функций. Эти органеллы являются местом дыхания, метаболического процесса, при котором глюкоза расщепляется с высвобождением энергии. Энергия, выделяемая при клеточном дыхании, используется для производства молекул АТФ (аденозинтрифосфата). АТФ является энергетической валютой клеток и используется для подпитки всех других важных клеточных процессов.

Митохондрии являются местом дыхания в клетках

Рибосомы

Рибосомы являются «белковыми фабриками» и местом производства белка в клетках. Эти органеллы «считывают» инструкции, хранящиеся в молекулах ДНК, и используют их для сборки полипептидных цепей (длинных цепочек аминокислот). Затем они складываются во вторичные, третичные и четвертичные структуры, которые позволяют белку выполнять свою специфическую функцию.

Шероховатый эндоплазматический ретикулум (шероховатый ER)

Шероховатый ЭР назван так потому, что его мембрана усеяна рибосомами, что придает ему «шероховатый» вид. После того, как эти рибосомы закончили сборку полипептидной цепи, белок высвобождается в просвет РЭР. Оказавшись внутри, он сворачивается в сложную трехмерную структуру, специфичную для типа белка. RER также является местом, где белки «помечаются» для транспорта в аппарат Гольджи. «Метки» обычно включают добавление молекулы углевода к белку в процессе, известном как гликозилирование.

Шероховатый ЭПР усеян рибосомами

Гладкий эндоплазматический ретикулум (гладкий ЭПР)

Основное различие между шероховатым ЭПР и гладким ЭПР заключается в том, что гладкий ЭПР не имеет прикрепленных к его поверхности рибосом. Гладкий ЭР не участвует в синтезе белка; вместо этого это место производства липидов и стероидов в клетке.

Аппарат Гольджи

Вновь синтезированные белки отправляются в аппарат Гольджи после того, как они покидают шероховатый ЭПР. Аппарат Гольджи (ряд уплощенных мембранных мешочков) подобен «почтовому отделению» клетки и упаковывает новые белки в крошечные мембранные везикулы для распределения. После упаковки белки отправляются на внешнюю клеточную мембрану, где либо покидают клетку, либо становятся частью липидного двойного слоя.

Аппарат Гольджи упаковывает и распределяет белки

Вакуоли

Некоторые клетки животных содержат вакуоли, которые обычно представляют собой небольшие органеллы, используемые для транспортировки веществ в клетку и из нее. Они часто используются для сбора и утилизации отходов.

Лизосомы

Лизосомы представляют собой сферические органеллы, заполненные пищеварительными ферментами, и выполняют несколько функций внутри клетки. Они используются для разрушения старых или избыточных частей клеток, уничтожения вторгшихся патогенов, а также играют ключевую роль в запрограммированной гибели клеток (апоптоз).

Лизосомы переваривают старые части клеток и вторгшиеся патогены

Пероксисомы

Пероксисомы сходны с лизосомами тем, что представляют собой сферические органеллы, содержащие пищеварительные ферменты. Однако, в отличие от лизосом (которые в первую очередь расщепляют белки), пероксисомы расщепляют жирные кислоты. Это основной источник метаболической энергии для клетки, который можно использовать для подпитки других клеточных процессов.

Клеточная мембрана

Все клетки окружены клеточной мембраной (также известной как плазматическая мембрана). В эукариотических клетках клеточные мембраны также окружают каждую из клеточных органелл. Это разделяет содержимое клетки и разделяет жизненно важные (но несовместимые) метаболические процессы различных органелл.

Основной функцией клеточной мембраны является создание физического барьера между внутренней частью клетки и внешней средой. Однако он также контролирует перемещение веществ в клетку и из нее. Клеточная мембрана состоит из полупроницаемого липидного двойного слоя, усеянного каналами и рецепторами, пропускающими определенные молекулы. Таким образом, клеточная мембрана помогает удерживать токсины от попадания в клетку, обеспечивая при этом доступ ценных ресурсов (таких как питательные вещества). Это также позволяет отходам и продуктам метаболизма покидать клетку.

Клеточная мембрана контролирует проникновение веществ в клетку и выход из нее

Цитоплазма

Цитоплазма представляет собой желеобразное вещество, которое заполняет пространство внутри клетки. Он смягчает и защищает органеллы, а также придает клеткам форму. Цитоплазма состоит из воды, солей и других молекул, необходимых для клеточных процессов.

Органеллы клеток растений

Клетки растений содержат все те же органеллы, что и клетки животных, включая митохондрии, ядро, рибосомы, гладкий и шероховатый ЭПР, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы, цитоплазму и клеточную мембрану. Однако они также содержат некоторые субклеточные структуры, отсутствующие в клетках животных, такие как хлоропласты, вакуоль и клеточная стенка.

Клетки растений содержат ряд органелл, отсутствующих в клетках животных

Хлоропласты

Клетки растений выполняют одну ключевую функцию, которой нет у клеток животных, — производство пищи. Клетки растений могут производить глюкозу посредством процесса, называемого фотосинтезом, который происходит в органеллах, называемых хлоропластами.

Хлоропласты заполнены зеленым пигментом, называемым хлорофиллом, функция которого заключается в сборе солнечной энергии. Эта световая энергия используется для питания фотосинтеза, который превращает углекислый газ и воду в глюкозу. Как только глюкоза синтезирована, она отправляется в митохондрии. Здесь он используется в клеточном дыхании для высвобождения энергии, которую растительная клетка затем использует для подпитки других своих жизненно важных процессов.

В хлоропластах происходит фотосинтез

Вакуоль

Вакуоль представляет собой большой, наполненный соком пузырь, встречающийся в растительных клетках. В отличие от вакуолей животных клеток (которые обычно маленькие и распределены по всей цитоплазме), вакуоли растительных клеток очень велики и могут занимать большую часть внутреннего пространства клетки.

Вакуоль растительной клетки выполняет несколько функций. Он помогает поддерживать форму и упругость растительной клетки, что делает его очень важным для структурной поддержки. Вакуоли также хранят воду, питательные вещества, пигменты, соли, минералы, белки и отходы. Он содержит много веществ, жизненно важных для выживания растительной клетки.

В клетках цветов вакуоли могут также хранить пигменты, придающие лепесткам их цвет. Они могут выполнять двойную функцию: привлекать пчел и других опылителей, а также придавать цветам горький вкус, который отпугивает насекомых и других животных от их поедания.

Клеточная стенка

Все клетки имеют клеточную мембрану, но клетки растений также имеют клеточную стенку. Это прочная, иногда гибкая, но часто жесткая структура, которая находится за пределами клеточной мембраны. Стенки растительных клеток в основном состоят из целлюлозы, и их основная функция заключается в защите растительной клетки и обеспечении структурной поддержки. Клеточная стенка также придает растительным клеткам характерную прямоугольную или коробчатую форму.

Стенка растительной клетки поддерживает структуру клетки

Молекулярные экспрессии Клеточная биология: Структура клетки животных