Все про клітку

РефератДопомога в написанніДізнатися вартістьмоєї роботи

Все про клітку (реферат, курсова, диплом, контрольна)

Реферат по Загальною биологии.

На тему: «Клетка».

Учениці 11 «У» класса.

Физико-математической школи №.

Преподаватель:

Москва 2001 год.

План реферата:

1. Запровадження… 3.

2. Щодо хімічного складу клітини… 4.

. Атомний склад клітини… 4.

. Молекулярний склад клітини… 4.

1. Неорганічні речовини (вода, неорг. ионы)…

2. Органічні речовини… 7.

. Вуглеводи… 7.

. Ліпіди… 7.

. Бєлки… 8.

. Нуклеїнові кислоти… 9.

3. Будова клітини… 10.

. Типи клітинної організації… 10.

. Будова эукариотической клітини… 10.

1. Клітинна оболонка… 10.

2. Цитоплазма. Органоиды і включения…11.

. Эндоплазматическая сеть…11.

. Апарат Гольджи… 12.

. Мітохондрії… 12.

. Лизосомы… 12.

. Пластиды… 13.

. Рибосоми… 13.

. Микротрубочки і микрофиламенты… 13.

. Клітинний центр (центросома)…

. Специализируемые органоиды… 13.

3. Клітинне ядро…

. Хромосоми… 14.

4. Обмін речовин і перетворення енергії у клітині …

. Значення АТФ в обміні веществ…

. Енергетичний обмін у клітині. Синтез АТФ…

. Пластичний обмін… 16.

. Фотосинтез… 16.

. Хемосинтез…

5. Відтворення клеток…

. Життєвий (клітинний) цикл… 18.

. Розподіл клітини… 18.

1. Амитоз… 18.

2. Митоз… 29.

3. Мейоз… 20.

6. Порівняння рослинної і тваринної клітини… 22 Додаток: Ілюстрації до реферату: Рис. 1 Схема будівлі эукариотической клетки…

24 Рис. 2 Схема будівлі плазматичної мембраны…

25 Рис. 3 Электрограмма клітинного центра…

26 Рис. 4 Апарат Гольджи…

27 Див. Мал.5 і шість. Рослинна і тваринна клетка…

28 Список джерел інформації використаних при написання реферату… 29.

Наука про клітині називається цитологією (грецьк. «цитос «клітина, «логос «- наука). Клітина є одиницею живого: вона може розмножуватися, видозмінюватися і реагувати на роздратування. Цитологія вивчає будову та хімічний склад клітин, функції внутрішньоклітинних структур і клітин всередині організму, розмноження та розвитку клітин, пристосування клітин до місцевих умов довкілля. Уперше назву «клітина «застосував Роберт Гук у середині XVII в. під час розгляду під мікроскопом, їм сконструйованим, тонкого зрізу пробки. Він побачив, що пробка складається з осередків — клітин (анг. «cell «- камера, келія). На початку в XIX ст., коли з’явилися хороші мікроскопи, розробили методи фіксації і забарвлення клітини, ставлення до клітинному будову організмів отримали загальне признание.

У 1838 — 1939 рр. двоє німецьких учених — ботанік М. Шлейден і зоодог Т. Шванн, зібрали все доступні їм відома і спостереження єдину теорію, яка затверджувала, що різні клітини, містять ядра, є структурну і функціональну основу всіх живих істот. Через приблизно 20 років тому після проголошення Шлейдоном і Шванном клітинної інший німецький учений — лікар Р. Вирхов зробив дуже важливе узагальнення: клітина може виникнути з попередньої клітини. Академік Російської академії наук Карл Бер відкрив яйцеклітину ссавців і встановив, що це багатоклітинні організми починають свій розвиток з клітини, і цієї клітиною є зигота.

Современная клітинна теорія входять такі основні положения:

1. Клітина — основна одиниця будівлі та розвитку всіх живих організмів, найменша одиниця живого. 2. Клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні (гомологичны) за своєю будовою, хімічним складом, основним проявам життєдіяльності і обміну речовин. 3. Розмноження клітин відбувається шляхом їх розподілу, тобто. кожна клітина утворюється внаслідок розподілу вихідної (материнської) клітини. Положення про генетичної безперервності ставитися як до клітини загалом, а й декому з її дрібніших компонентів — до генам і хромосомам, і навіть до генетичному механізму, що забезпечує передачу речовини спадковості в наступному поколінні. 4. У складних багатоклітинних організмах клітини спеціалізовані по виконуваної ними функції й утворюють тканини; з тканин складаються органи, які тісно пов’язані між собою — і підпорядковані нервовим і гуморальним системам регуляции.

Клетка — це елементарна жива система, здатна до самооновлення, саморегуляції і самопроизведению.

Щодо хімічного складу клетки.

1.Атомный склад клетки.

З 110 елементів Періодичній системи Менделєєва у складі організмів входять більш як половини, причому 24 є обов’язковими і виявляються майже переважають у всіх типах клітин. По процентному змісту в клітині хімічні елементи діляться втричі групи: макро-, мікро — і ультрамикроэлементы.

Макроэлементы складають у суму близько 98% всіх елементів клітини і входять до складу життєво важливих біологічних речовин. До них відносять водень (>60%), кисень (~ 25%), вуглець (~10%), азот (~3%).

До мікроелементам належить 8 елементів, зміст що у клітині не перевищує 2−3%. Це магній (Mg), натрій (Na), кальцій (Ca), залізо (Fe), калій (K), сірка (P.S), фосфор (P), хлор (Cl).

До групи ультрамикроэлементов відносять цинк, мідь, йод, фтор, марганець, кобальт, кремній та інші елементи, які у клітині в виключно малих кількостях (сумарне зміст порядку 0,1%).

Попри низький вміст живими організмах, мікро — і ультрамикроэлементы грають надзвичайно значної ролі: вони входять до складу різних ферментів, гормонів, вітамінів і зумовлюють цим нормальний розвиток і функціонування клітини, і всього організму загалом. Приміром, мідь є складовою ферментів, зайнятих в процесах тканинного дихання. Цинк — необхідна компонента майже ста ферментів, наприклад, його у гормоне підшлункової залози — інсуліні. Кобальт входить до складу вітаміну B12, регулюючого кровотворну функцію. Залізо є компонентом гемоглобіну, а йод — гормону щитовидної залози — тироксина.

Роль низки ультрамикроэлементов в організмі ще уточнена і навіть невідома (мышьяк).

2.Молекулярный склад клетки.

Химический елементи входять до складу клітин на вигляді іонів чи компонентів молекул неорганічних і органічних веществ.

Неорганічні вещества.

Вода — одне з поширених речовин Землі і переважний компонент всіх живих організмів. Середнє кількість води у клітинах більшості живих організмів становить близько 70% (у клітинах медузи — 95%).

Вода у клітині перебуває у двох формах: вільної громадської та пов’язаної. Вільна вода становить 95% всієї води клітини; частку пов’язаної води, що входить у склад фибриллярных структур і з'єднаної з декотрими білками, доводиться близько 4−5%%.

Вода має низку властивостей, мають виключно важливого значення для живих організмом. Виняткові властивості води визначаються структурою її молекул. Молекула води є диполем. Атом кисню у ній ковалентно пов’язані з двома атомами водню. Позитивні заряди зосереджені у атомів водню, т.к. кисень электроотрицательнее водорода.

Через високої полярності молекул вода кращий з відомих розчинників. Речовини, добре розчинні у питній воді називають гидрофильными. До них відносять багато кристалічні солі, ряд органічних речовин — спирти, цукру, деякі білки (наприклад, альбумины, гистоны). Речовини, погано або зовсім нерозчинні у питній воді, називають гидрофобными. До них ставляться жири, нуклеїнові кислоти, деякі білки (глобулины, фибриллярные белки).

Висока теплоємність води робить її ідеальної рідиною підтримки теплового рівноваги клітини, і загалом організму. Оскільки випаровування води витрачається багато теплоти, то, випаровуючи воду, організми можуть захищатися від перегріву (наприклад, при потоотделении).

Вода має високої теплопроводностью, забезпечуючи можливість рівномірного розподілу тепла між тканинами организма.

Вода є дисперсионной середовищем, відіграє важливу роль колоїдної системі цитоплазми, визначає структуру і функціональну активність багатьох макромолекул, є основною середовищем для перебігу хімічних реакцій і безпосереднім учасником реакцій синтезу і розщеплення органічних речовин, забезпечує транспортування речовин, у клітині і організмі (дифузія, кровообіг, висхідний і спадний струм розчинів тілом рослин та ін.).

Вода мало стискається, створюючи тургорное тиск і визначаючи об'єм і пружність клітин та тканей.

Неорганические іони мають чимале значення задля забезпечення життєдіяльності клітини — це катиони (K+, Na+, Ca 2+, Mg 2+, NH3+) і аніони (Cl-, HPO4 2-, H2PO4-, HCO3-, NO3-) мінеральних солей. Концентрація катионів і аніонів у клітині й у оточуючої її середовищі різко різна. Усередині клітини превалюють іони До+ і великі органічні іони, в околоклеточных рідинах більше іонів Na+ і Cl-. У результаті утворюється різницю зарядів зовнішньою і внутрішньою поверхонь мембрани клітини, між ними виникає різницю потенціалів, яка обумовить такі важливі процеси як передача порушення по нервові чи мышце.

Сполуки азоту, фосфору, кальцію та інші неорганічні речовини є джерелом будівельного матеріалу для синтезу органічних молекул (амінокислот, білків, нуклеїнових кислот та інших.) і входять до складу низки опорних структур клітини, і организма.

Деякі неорганічні іони (наприклад, іони кальцію і магнію) є активаторами і компонентами багатьох ферментів, гормонів і вітамінів. Коли цих іонів порушуються життєво важливі процеси в клетке.

Немалозначні функцій живими організмах виконують неорганічні кислоти та його солі. Соляна кислота входить до складу шлункового соку людини і тварин, прискорюючи процес перетравлення білків їжі. Залишки сірчаної кислоти, приєднуючись до нерастворимым у питній воді чужорідних речовин, надають їм розчинність, сприяючи також до виведення з організму. Неорганічні натрієві і калієві солі азотистої і фосфорної кислот, кальцієва сіль сірчаної кислоти служать важливими елементами мінерального живлення рослин, їх вносять у сухий ґрунт як добрива. Солі кальцію і фосфору входять до складу кістковій тканині животных.

Вміщені в організмі іони мають важливого значення підтримки сталості реакцій середовища у клітини й у оточуючих її розчинах, тобто. є компонентами буферних систем. Найбільш значимі буферні системи ссавців — фосфатная і бикарбонатная.

Органічні вещества.

Клітини містять безліч різноманітних органічних сполук: вуглеводи, ліпіди, білки, нуклеїнові кислоти і др.

Залежно від молекулярної є і структур розрізняють малі низькомолекулярні органічні молекули — мономери — більші, високомолекулярні макромолекули — полімери. Мономери служать будівельним матеріалом для полимеров.

Углеводы.

Зміст вуглеводів в тварин клітинах становить 1−5%, а деяких клітинах рослині сягає 70%.

Розрізняють три основних класу вуглеводів: моносахариды, олігосахариди і полісахариди, різняться числом мономерных звеньев.

Моносахариды — безколірні, тверді кристалічні речовини, легко розчинні у питній воді, але нерозчинні в неполярных розчинниках, мають, зазвичай, солодкавий смак. Залежно від кількості атомів розрізняють триозы, тетрозы, пентози, гексозы і гептозы. Найпоширеніші в природі гексозы (глюкоза, фруктоза) — основні джерела у клітинах (за повної розщепленні 1 г глюкози вивільняється 17,6 кДж енергії) і пентози (рибоза, дезоксирибоза), що входять до склад нуклеїнових кислот.

Два чи кілька ковалентно пов’язаних друг з одним з допомогою гликозидной зв’язку моносахарида утворюють ді - чи олігосахариди. Дисахариды також поширені у природі: найчастіше зустрічається мальтоза, чи солодовий цукор, що з двох молекул глюкозы.

Біологічна значення вуглеводів у тому, що є потужним і багатим джерелом енергії, необхідної клітині реалізації різної форми активності. Полісахариди — зручна форма накопичення енергоємних моносахаридов, і навіть незамінний захисний і структурний компонент клітин та тканин тварин, рослин i мікроорганізмів. Деякі полісахариди входять до складу клітинних мембран і служать рецепторами, забезпечуючи впізнавання клітин одна одної й їх взаимодействие.

Липиды.

Ліпіди є органічні речовини, не розчинні у питній воді, але розчинні в неполярных розчинниках — ефірі, хлороформі, бензолі. Вони виявляються переважають у всіх без винятку клітках і розділені сталася на кілька класів, виконують специфічні біологічні функції. Найбільш поширеними у складі живої природи є нейтральні жири, чи триацилглицерины, воску, фосфоролипиды, стеролы.

Зміст ліпідів у різних клітинах сильно варіює: від 2 — 3 до 50 — 90% у клітинах насіння рослині і жировій тканини животных.

Структурними компонентами більшості ліпідів є жирні кислоти. Жирні кислоти є цінним джерелом енергії. При окислюванні 1 г жирних кислот вивільняється 38 кДж енергії і синтезується вдвічі більше кількість АТФ, аніж за розщепленні такою самою кількістю глюкозы.

Жиры — найпростіші і дуже поширені ліпіди. Жири є основний формою запасания ліпідів у клітині. Жири використовуються й у ролі джерела води (при згорянні 1 г жиру утворюється 1,1 г води). У багатьох ссавців під шкірою відкладається товстий шар підшкірного жиру, що захищає організм від переохлаждения.

Воску — це складні ефіри, утворювані жирними кислотами і багато атомними спиртами. У хребетних тварин секретируются шкірними залозами. Покриваючи шкіру її похідні (волосся, хутро, шерсть, пера), воску пом’якшують їх і захищають від дії воды.

Фосфолипиды у складі молекул, яких входить залишок фосфорної кислоти, є основою всіх клітинних мембран.

Стероїди становлять групу ліпідів, які містять жирних кислот і має особливу структуру. До них належать ряд гормонів, зокрема кортизон, вироблену корою надниркових залоз, різні статеві гормони, і навіть холестерин — важливий компонент клітинних мембран у животных.

Белки.

Бєлки є найчисельніший і найбільш різноманітний клас органічних сполук клітини. Бєлки — це біологічні гетерополимеры, мономерами яких є аминокислоты.

Серед білків організму виділяють прості білки, котрі перебувають тільки з амінокислот, складні, які включають крім амінокислот, звані простатические групи різної хімічної природи. Липопротеины мають у своєму собі ліпідний компонент, гликопротеины — вуглеводний. До складу фосфопротеинов входить одна чи кілька фосфатних груп. Металлопротеины містять різні метали; нуклеопротеины — нуклеїнові кислоти. Простетические групи зазвичай відіграють істотне значення і під час білком його біологічної функции.

Бєлки виконують у організмі надзвичайно важливі соціальні й різноманітні функції, перелічені в нижченаведеної таблиці, але, безсумнівно найбільш значної є каталитическая, чи ферментативна, функция.

Нуклеїнові кислоты.

Нуклеїнові кислоти становлять 1 — 5% сухий маси клітини, і представлені моноі полинуклеотидами. Мононуклеотид складається з одного пуринового (аденін — А, гуанін — Р) чи пиримидиного (цитозин — Ц, тимин — Т, урацил — У), азотистого підстави, пятиуглеродного цукру (рибоза чи дизоксорибоза) і одну- 3 залишків фосфорної кислоты.

Мононуклеотиды виконують у клітині виключно важливі функцій. Вони виступають джерел енергії, причому АТФ універсальний з'єднанням, енергія якого використовується майже переважають у всіх внутрішньоклітинних реакціях, енергія ГТФ необхідна в белоксинтезирующей діяльності рибосом. Похідні нуклеотидів служать також переносниками деяких хімічних груп, наприклад НАД (никотинамиддинуклеотид) — переносник атомів водорода.

Проте особливо важлива роль нуклеотидів у тому, що вони служать будівельними блоками для складання полинуклеотидов РНК і ДНК (рибонуклеиновых і дезоксирибонуклеиновых кислот).

РНК і ДНК — це лінійні полімери, містять від 70 — 80 до 10 о 9-й ступеня мононуклеидов.

Нуклеотид РНК — містить п’ятикутний цукор — рибозу, одна з чотирьох азотистих підстав (гуанін, урацил, аденін чи цитозин) і залишок фосфорної кислоти. Нуклеотиди, що входять до склад ДНК, містять п’ятикутний цукор — дезоксирибозу, одна з чотирьох підставі (гуанін, тимин, аденін чи цитозин) і залишок фосфорної кислоты.

Дані рентгеноструктурного аналізу показали, що молекули ДНК більшості живих організмів, крім деяких фагов, складаються з двох полинуклеотидных ланцюгів, антипараллельно спрямованих. Молекула ДНК має форму подвійної спіралі, у якій полинуклеотидные ланцюга закручені навколо уявлюваного центральної осі. Спіраль ДНК характеризується поруч параметрів. Ширина спіралі близько двох нм. Крок чи повний оборот спіралі становить 3,4 нм і має 10 пар комплементарных нуклеотидов.

ДНК має унікальні корисні властивості: здатність до самоудвоению (реплікації) та здібністю до самовідновлення (репарации).

Реплікація здійснюється під медичним наглядом низки ферментів і відбувається у кілька етапів. Вона починається у певних точках молекули ДНК. Спеціальні ферменти розривають водневі зв’язок між комплементарними азотистими підставами, і спіраль розкручується. Полинуклеотидные ланцюга материнської молекули утримуються в розкрученому безпечному стані і служать матрицями для синтезу нових цепей.

З допомогою ферменту ДНК-полимеразы з наявних у середовищі трифосфатов дезоксиринуклеотидов (дАТФ, дГТФ, дЦТФ, дТТФ) комплементарно материнським ланцюгах збираються дочірні ланцюга. Реплікація здійснюється одночасно на обох материнських ланцюгах, але з різну швидкість і деякими відзнаками. На одній з ланцюгів (лідируючої) складання дочірньою ланцюга йде безупинно, в інший (відстаючої) — фрагментарно. Після цього синтезовані фрагменти зшиваються з допомогою ферменту ДНКлигазы. У результаті з однієї молекули ДНК утворюється дві, кожна з яких має материнську і дочірню ланцюга. Синтезовані молекули є точними копіями одне одного й вихідної молекули ДНК. Такий спосіб реплікації називається полуконсервативным і відданість забезпечує точне відтворення в дочірніх молекулах інформації, яку перевидали материнської молекуле.

Репарацией називають здатність молекули ДНК «виправляти» що у її ланцюгах зміни. У відновленні вихідної структури беруть участь щонайменше 20 білків: котрі дізнаються змінені ділянки ДНК й видаляють їх із ланцюга, відновлюють правильну послідовність нуклеотидів і сшивающих відновлений фрагмент з іншою молекулою ДНК.

Перелічені особливості хімічної структури та властивостей ДНК зумовлюють що їх їй функції. ДНК записує, зберігає, відтворює генетичну інформацію, бере участь у процесах його реалізації між новими поколіннями клітин та организмов.

Рибонуклеиновые кислоти — РНК — представлені різноманітними по розмірам, структурі та виконуваних функцій молекулами. Усі молекули РНК є копіями певних ділянок молекули ДНК і, крім вже зазначених відмінностей, виявляються коротше її й складаються з ланцюжка. Між окремими комплементарними одна одній ділянками ланцюжка РНК можливо спарювання підставі (А У, Р з Ц) й освіту спіральних ділянок. Через війну молекули набувають специфічну конформацию.

Матрична, чи інформаційна, РНК (мРНК, иРНК) синтезуються в ядрі під медичним наглядом ферменту РНК-полімерази комплементарно інформаційним послідовностям ДНК, переносить цю інформацію на рибосоми, де стає матрицею для синтезу білкової молекули. Залежно від обсягу копируемой інформації молекула мРНК може мати різну довжину, і становить майже п’ять% всієї клітинної РНК.

Рибособная РНК (рРНК) синтезується переважно у ядрышке, у сфері генів рРНК і подана різноманітними з молекулярної масі молекулами, входять до складу великий й малої субчастиц рибосом. Перед рРНК доводиться 85% всієї РНК клетки.

Транспортна РНК (тРНК) становить близько 20% клітинної РНК. Існує понад 40 кримінальних видів тРНК. При реалізації генетичної інформації кожна тРНК приєднує певну амінокислоту і траспортирует її доречно складання полипентида. У эукариот тРНК складаються з 70−90 нуклеотидов.

Будова клетки.

1.Типы клітинної организации.

Среди усього розмаїття нинішніх Землі організмів виділяють дві групи: віруси й фаги, які мають клітинного будівлі; й інші організми представлені різноманітними клітинними формами життя. Розрізняють два типу клітинної організації: прокариотический і эукариотический (див рис. 1).

Клетки прокариотического типу влаштовані порівняно просто. Вони немає морфологічно відособленого ядра, єдина хромосома освічена кільцеподібної ДНК й у цитоплазмі; мембранні органели відсутні (їх функцію виконують різні впячивания плазматичної мембрани); в цитоплазмі є численні дрібні рибосоми; микротрубочки відсутні, тому цитоплазма нерухома, а реснички і жгутики мають особливу структуру. До прокариотам відносять бактерии.

Большинство сучасних живих організмів належить до жодного з трьох царств — рослин, грибів або тварин, объединяемых в надцарство эукариот.

В залежності кількості, у тому числі складаються організми, останні ділять на одноклітинні і багатоклітинні. Одноклітинні організми складаються з однієї єдиною клітини, яка виконує всі функції. Чимало з цих клітин влаштовані набагато складніше, ніж клітині багатоклітинного організму. Одноклеточными є всі прокаріоти, і навіть найпростіші, деякі зелені водорості і грибы.

Основу структурної організації клітини становлять біологічні мембрани. Мембрани складаються з білків і ліпідів. До складу мембран входять також вуглеводи як гликолипидов і гликопротеинов, розміщених зовнішньому поверхні мембрани. Набір білків і вуглеводів лежить на поверхні мембрани кожної клітини специфічний яких і визначає її «паспортні» дані. Мембрани мають властивістю виборчої проникності, також властивістю самовільного відновлення цілісності структури. Вони становлять основу клітинної оболонки, формують ряд клітинних структур.

2. Будова эукариотической клетки.

Типичная эукариотическая клітина складається з трьох компонентів: оболонки, цитоплазми і ядра.

Клітинна оболочка.

Снаружи клітина оточена оболонкою, в основі якої становить плазматична мембрана, чи плазмалемма (див. рис. 2), має типове будову та товщину 7,5 нм.

Клеточная оболонка виконує важливі соціальні й дуже відрізняються функції: визначає і підтримує форму клітини; захищає клітину від механічних впливів проникнення ушкоджує біологічних агентів; здійснює рецепцію багатьох молекулярних сигналів (наприклад, гормонів); обмежує внутрішнє вміст клітини; регулює обмін речовин між клітиною і довкіллям, забезпечуючи сталість внутрішньоклітинного складу; бере участь у формуванні міжклітинних контактів, і різноманітних специфічних випинанні цитоплазми (мікроворсинок, ресничек, жгутиков).

Углеродный компонент в мембрані тварин клітин називається гликокаликсом.

Обмен речовин між клітиною й навколишньої її середовищем відбувається постійно. Механізми транспорту речовин, у клітку та з її залежить від розмірів транспортованих частинок. Малі молекули і іони транспортуються клітиною безпосередньо через мембрану у вигляді активного і пасивного транспорту. Залежно від виду та напрями розрізняють эндоцитоз і экзоцитоз.

Поглиненна і виділення твердих і великих частинок одержало відповідно назви фагоцитоз і зворотний фагоцитоз, рідких чи розчинених частинок — пиноцитоз і зворотний пиноцитоз.

Цитоплазма. Органоиды і включения.

Цитоплазма є внутрішнє вміст клітини, і складається з гиалоплазмы й перебувають у ньому різноманітних внутрішньоклітинних структур.

Гиалоплазма (матрикс) — це водний розчин неорганічних і органічних речовин, здатний змінювати свою в’язкість і срібло в постійному русі. Здатність до руху чи, перебігу цитоплазми, називають циклозом.

Матрикс — це активна середовище, у якій протікають багато фізичні і хімічні процеси та що об'єднує все елементи клітини на єдину систему.

Цитоплазматические структури клітини представлені включеннями і органоидами. Включення — щодо мінливі, які у клітинах деяких типів у визначені моменти життєдіяльності, наприклад, в ролі запасу поживних речовин (зерна крохмалю, білків, краплі глікогену) чи продуктів які підлягають виділенню з клітки. Органоиды — постійні й обов’язкові компоненти більшості клітин, у яких специфічну структуру і виконуючим життєво важливу функцию.

До мембранным органоидам эукариотической клітини відносять эндоплазматическую мережу, апарат Гольджи, мітохондрії, лизосомы, пластиды.

Эндоплазматическая мережу. Уся внутрішня зона цитоплазми заповнена численними дрібними каналами і порожнинами, стінки яких представляють собою мембрани, подібні за своєю структурою з плазматичної мембраною. Ці канали розгалужуються, з'єднуються друг з одним й утворять мережу, яка дістала назва эндоплазматической мережі. Эндоплазматическая мережу неоднорідна за своєю будовою. Відомі два її типу — гранулярная і гладка. На мембранах каналів і порожнин гранулярной мережі розташовується безліч дрібних округлих тілець — рибосом, які надають мембран шорсткуватий вид. Мембрани гладкою эндоплазматической мережі не несуть рибосом у своїй поверхні. Эндоплазматическая мережу виконує багато різних функцій. Основна функція гранулярной эндоплазматической мережі - що у синтезі білка, що роблять в рибосомах. На мембранах гладкою эндоплазматической мережі відбувається синтез ліпідів і вуглеводів. Всі ці продукти синтезу накопичуються зв каналах і пустотах, а потім транспортуються до різним органоидам клітини, де споживаються чи накопичуються в цитоплазмі як клітинних включень. Эндоплазматическая мережу пов’язує між собою основні органоиды клетки.

Апарат Гольджи (див. рис. 4). Багато клітинах тварин, наприклад, у нервових, вона має форму складної мережі, розташованої навколо ядра. У клітинах рослин i найпростіших апарат Гольджи представлений окремими тільцями серповидной чи палочковидной форми. Будова цього органоида подібно в клітинах рослинних і тварин організмів, попри розмаїтість його форми. До складу апарату Гольджи входять: порожнини, обмежені мембранами і розташовані групами (по 5−10); великі та малі бульбашки, розташовані на кінцях порожнин. Всі ці елементи складають єдиний комплекс. Апарат Гольджи виконує багато важливих функцій. По каналам эндоплазматической мережі щодо нього транспортуються продукти синтетичної діяльності клітини — білки, вуглеводи і жири. Всі ці речовини спочатку накопичуються, потім у вигляді великих і трохи дрібних пухирців вступають у цитоплазму та чи використовують у самій клітині у її життєдіяльності, або виводяться з нього і використовують у організмі. Наприклад, у клітинах підшлункової залози ссавців синтезуються травні ферменти, що накопичуються в пустотах органоида. Потім утворюються бульбашки, наповнені ферментами. Вони виводяться з клітин на проток підшлункової залози, звідки перетікають у порожнину кишечника. Ще одне важливе функція цього органоида у тому, що у його мембранах відбувається синтез жирів і вуглеводів (полісахаридів), які використовуються у клітині і який входять до складу мембран. Завдяки діяльності апарату Гольджи відбуваються оновлення й зростання плазматичної мембраны.

Мітохондрії. У цитоплазмі більшості клітин тварин і звинувачують рослин містяться дрібні тільця (0,2−7 мкм) — мітохондрії (грецьк. «митос» — нитку, «хондрион» — зерно, гранула). Мітохондрії видно в світловий мікроскоп, з допомогою якого розглянути їх форму, розташування, порахувати кількість. Внутрішнє будова мітохондрій вивчено з допомогою електронного мікроскопа. Оболонка мітохондрії і двох мембран — зовнішньої і внутрішньої. Зовнішня мембрана гладка, вона утворює ніяких складок і виростів. Внутрішня мембрана, навпаки, утворює численні складки, спрямованих в порожнину мітохондрії. Складки внутрішньої мембрани називають кристами (латів. «кріста» — гребінь, виріст) Кількість кріст неоднаково в мітохондріях різних клітин. Їх то, можливо і від кількох десятків за кілька сотень, причому що багато кріст в мітохондріях активно функціонуючих клітин, наприклад м’язових. Мітохондрії називають «силовими станціями» клітин" бо їх основна функція — синтез аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ). Ця кислота синтезується в мітохондріях клітин всіх організмів і становить універсальний генератор, необхідний здійснення процесів життєдіяльності клітини, і цілого организма.

Нові мітохондрії утворюються розподілом вже що у клітині митохондрий.

Лизосомы. Представляють собою невеликі округлі тільця. Від Цитоплазми кожна лизосома отграничена мембраною. Усередині лизосомы перебувають ферменти, расщепляющие білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти. До харчової частинки, що надійшла в цитоплазму, підходять лизосомы, зливаються із нею, й утворюється одна травна вакуоль, всередині якої знаходиться харчова частка, оточена ферментами лизосом. Речовини, які утворилися в результаті перетравлення харчової частки, вступають у цитоплазму і використовуються клітиною. Маючи здатність до активному перетравлювання харчових речовин, лизосомы беруть участь у видаленні відмираючих у процесі життєдіяльності частин клітин, цілих клітин та органів. Освіта нових лизосом відбувається у клітині постійно. Ферменти, які у лизосомах, як і інші білки синтезуються на рибосомах цитоплазми. Потім ці ферменти надходять по каналам эндоплазматической мережі до апарата Гольджи, в пустотах якого формуються лизосомы. У такому стані лизосомы вступають у цитоплазму.

Пластиды. У цитоплазмі клітин всіх рослин перебувають пластиды. У клітинах тварин пластиды відсутні. Розрізняють три основних типи пластид: зелені - хлоропласти; червоні, помаранчеві і жовті - хромопласты; безколірні - лейкопласты.

Обов’язковими більшість клітин є також органоиды, не мають мембранного будівлі. До них належать рибосоми, микрофиламенты, микротрубочки, клітинний центр.

Рибосоми. Рибосоми виявлено у клітинах всіх організмів. Це мікроскопічні тільця округлої форми діаметром 15−20 нм. Кожна рибосома і двох неоднакових за величиною частинок, малої і великий. У одній клітині міститься багато тисяч рибосом, вони розташовуються або на мембранах гранулярной эндоплазматической мережі, або вільно лежать у цитоплазмі. До складу рибосом входять білки і РНК. Функція рибосом — це синтез білка. Синтез білка — складного процесу, що роблять не однієї рибосомой, а цілої групою, що включає за кілька десятків об'єднаних рибосом. Таку групу рибосом називають полисомой. Синтезовані білки спочатку накопичуються в каналах і пустотах эндоплазматической мережі, та був транспортуються до органоидам і ділянкам клітини, де їх споживаються. Эндоплазматическая мережу і рибосоми, розташовані їхньому мембранах, є єдиний апарат біосинтезу і транспортування белков.

Микротрубочки і микрофиламенты — ниткоподібні структури, які з різних скорочувальних білків і що зумовлюють рухові функції клітини. Микротрубочки мають вигляд порожніх циліндрів, стінки яких складаються з білків — тубулинов. Микрофиламенты є дуже тонкі, довгі, ниткоподібні структури, які з актина і миозина.

Микротрубочки і микрофиламенты пронизують всю цитоплазму клітини, формуючи її цитоскелет, зумовлюють циклоз, внутрішньоклітинні переміщення органел, розбіжність хромосом під час ділення ядерних матеріалів і т.д.

Клітинний центр (центросома) (див. рис. 3). У клітинах тварин поблизу ядра перебуває органоїд, яку називають клітинним центром. Основну частина клітинного центру становлять два маленьких тільця — центриоли, які працюють у невеликій ділянці ущільненої цитоплазми. Кожна центриоль має форму циліндра довжиною до 1 мкм. Центриоли відіграють істотну роль під час ділення клітини; вони беруть участь у освіті веретена деления.

У процесі еволюцій різні клітини пристосовувалися до проживання в різних умовах і виконання специфічних функції. Це вимагало наявності у них особливих органоидах, котрі називають спеціалізованими в на відміну від розглянутих вище органоидов загального призначення. До до їх числа відносять скорочувальні вакуолі найпростіших, миофибриллы м’язового волокна, нейрофибриллы і синаптичні бульбашки нервових клітин, микроворсинки епітеліальних клітин, реснички і жгутики деяких простейших.

Клеточное ядро.

Ядро — найважливіший компонент эукариотических клітин. Більшість клітин мають одне ядро, але трапляються й дещо многоядерные клітини (у низки найпростіших, в кістякових м’язах хребетних). Деякі високо спеціалізовані клітини втрачають ядра (еритроцити ссавців, например).

Ядро, зазвичай, має кулясту чи овальну форму, рідше може бути сегментированным чи веретеновидном. До складу ядра входять ядерна оболонка і кариоплазма, що містить хроматин (хромосоми) і ядрышки.

Ядерна оболонка освічена двома мембранами (зовнішньої і внутрішньої) і має численні пори, якими між ядром і цитоплазмой відбувається обмін різними веществами.

Кариоплазма (нуклеоплазма) є желеобразный розчин, де знаходяться різноманітні білки, нуклеотиди, іони, і навіть хромосоми і ядрышко.

Ядерце — невеличке округле тільце, інтенсивно окрашивающееся і виявиться в ядрах неделящихся клітин. Функція ядерця — синтез рРНК і поєднання його з білками, тобто. складання субчастиц рибосом.

Хроматин — специфічно окрашивающиеся деякими барвниками глыбки, гранули і нитчасті структури, освічені молекулами ДНК в комплексі з білками. Різні ділянки молекул ДНК у складі хроматина має різною мірою спирализации, тому різняться інтенсивністю забарвлення і характером генетичної активності. Хроматин є форму існування генетичного матеріалу в неделящихся клітках і забезпечує можливість подвоєння та її реалізації закладеною у ньому інформації. У процесі розподілу клітин відбувається спирализация ДНК і хроматиновые структури утворюють хромосомы.

Хромосоми — щільні, інтенсивно окрашивающиеся структури, які є одиницями морфологічній організації генетичного матеріалу і забезпечують її точний розподіл під час ділення клетки.

Кількість хромосом у клітинах кожного біологічного виду постійно. Зазвичай, у ядрах клітин тіла (соматичних) хромосоми представлені парами, в статевих клітинах де вони парны. Одинарний набір хромосом в статевих клітинах називають гаплоидным (n), набір хромосом в соматичних клітинах диплоидным (2N). Хромосоми різних організмів різняться розмірами і формой.

Диплоидный набір хромосом клітин конкретної живих організмів, характеризується числом, величиною і формою хромосом, називають кариотипом. У хромосомному наборі соматичних клітин парні хромосоми називають гомологичными, хромосоми із різних пар — негомологичными. Гомологичные хромосоми однакові за величиною, формі, складу (одна успадкована від материнського, інша — від батьківського організму). Хромосоми у складі кариотипа ділять на аутосомы, чи неполовые хромосоми, однакові у особин чоловічого й основою жіночого, і гетерохромосомы, чи статеві хромосоми, що у визначенні статі та різняться у самці та самок. Каріотип людини представлений 46 хромосомами (23 пари): 44 аутосомы і 2 статеві хромосоми (у жіночої статі дві однакові X-хромосомы, у чоловічого — Xі Yхромосомы).

Ядро здійснює збереження і реалізацію генетичної інформації, управління процесом біосинтезу білка, а ще через білки — іншими процесами життєдіяльності. Ядро бере участь у реплікації й розподілі спадкової інформації між дочірніми клітинами, отже, й у регуляції клітинного ділення клітин і процесів розвитку организма.

Обмін речовин і перетворення енергії в клетке.

Усі живі організми Землі є відкриті системи, здатні активно організовувати надходження енергії і ті речовини ззовні. Енергія необхідна реалізації життєво важливих процесів, але, перш всього для хімічного синтезу речовин, що використовуються побудови і відновлення структур клітини, і організму. Живі істоти здатні використовувати лише 2 виду енергії: світлову (енергію сонячного випромінювання) і хімічну (енергію зв’язків хімічних поєднанні) — у цій ознакою організми діляться на дві групи — фототрофы і хемотрофы.

Головним джерелом структурних молекул є вуглець. Залежно від джерел вуглецю живі організми ділять на дві групи: автотрофы, використовують не органічний джерело вуглецю (діоксид вуглецю), і гетеротрофы, використовують органічні джерела углерода.

Процес споживання енергії і ті речовини називається харчуванням. Відомі два способу харчування: голозойный — у вигляді захоплення частинок їжі всередину тіла, і голофитный — без захоплення, у вигляді всмоктування розчинених харчових речовин через поверхневі структури організму. Харчові речовини, хто у організм, втягуються до процесів метаболизма.

Метаболізм є сукупність взаємозалежних і збалансованих процесів, які включають різноманітні хімічні перетворення в організмі. Реакції синтезу, осуществляющиеся зі споживанням енергії, становлять основу анаболізму (пластичного обміну чи ассимиляции).

Реакції розщеплення, що супроводжуються вивільненням енергії, становлять основу катаболізму (энергического обміну чи диссимиляции).

1. Значення АТФ в обміні веществ.

Енергія, высвобождающая під час розпаду органічних речовин, не відразу використовується клітиною, а запасається у вигляді высокоэнергетических сполук, зазвичай, у вигляді аденозинтрифосфата (АТФ). По хімічної природі АТФ належить до мононуклеотидам і складається з азотистого підстави аденіну, вуглеводу рибозы й трьох залишків фосфорної кислоты.

Енергія, высвобождающаяся при гідролізі АТФ, використовується клітиною для скоєння всіх видів роботи. Значні кількості енергії витрачаються на біологічні синтези. АТФ універсальний джерелом енергозабезпечення клітини. Запас АТФ у клітині обмежений і він поповнюється завдяки процесу фосфорилювання, цих подій з різною інтенсивністю при подиху, бродінні і фотосинтезі. АТФ оновлюється з надзвичайною швидкістю (у людини тривалість життя однієї молекули АТФ менш 1 минуты).

2. Енергетичний обмін у клітині. Синтез АТФ.

Синтез АТФ відбувається у клітинах усіх організмів у процесі фосфорилювання, тобто. приєднання неорганічної фосфату до АДФ. Енергія для фосфорилювання АДФ утворюється під час енергетичного обміну. Енергетичний обмін, чи дисиміляція, є сукупність реакції розщеплення органічних речовин, що супроводжуються виділенням енергії. Залежно від довкілля дисиміляція може протікати удвічі і три роки этапа.

Більшість живих організмів — аэробов, що у кисневою середовищі, — під час диссимиляции здійснюється три етапу: підготовчий, бескислородный, кисневий. У анаэробов, які у середовищі позбавленої кисню, або в аэробов за його нестачі, дисиміляція протікає лише два перших етапу із заснуванням проміжних органічних сполук, ще багатих энергией.

Перший етап — підготовчий — залежить від ферментативном розщепленні складних органічних поєднанні більш прості (білків на амінокислоти; полісахаридів на моносахариды; нуклеїнових кислот на нуклеотиди). Внутрішньоклітинний розщеплення органічних речовин відбувається під впливом гидролитических ферментів лизосом. Высвобождающаяся у своїй енергія розсіюється як теплоти, а які утворюються малі органічні молекули можуть піддадуться подальшому розщеплення і використовуватися клітиною як «будівельний матеріал» для синтезу власних органічних соединений.

Другий етап — неповне окислювання — реєструють безпосередньо в цитоплазмі клітини, у присутності кисню непотрібні й у подальшому розщепленні органічних субстратів. Головним джерелом енергії у клітині є глюкоза. Бескислородное, неповне розщеплення глюкози, називають гликолизом.

Третій етап — повне окислювання — протікає за обов’язкового участь кисню. У внаслідок цього молекула глюкози розщеплюється до неорганічної діоксиду вуглецю, а вивільнена у своїй енергія частково витрачається синтез АТФ.

3. Пластичний обмен.

Пластичний обмін, чи асиміляція, є сукупність реакцій, які забезпечують синтез складних органічних сполук, у клітині. Гетеротрофные організми будують власні органічні речовини з органічних компонентів їжі. Гетеротрофная асиміляція зводиться, по суті, до перебудови молекул.

Органические речовини їжі (білки, жири, вуглеводи) ——травлення—- > Прості органічні молекули (амінокислоти, жирні кислоти, моносахара)—- —біологічні синтези——> Макромолекули тіла (білки, жири, углеводы).

Автотрофные організми здатні повністю самостійно синтезувати органічні речовини з неорганічних молекул, споживаних із зовнішнього середовища. У процесі автотрофной асиміляції реакції фотоі хемосинтезу, щоб забезпечити освіту простих органічних сполук, передує біологічним синтезам молекул макромолекул:

Неорганические речовини (вуглекислий газ, вода) ——-фотосинтез, хемосинтез— —>Прості органічні молекули (амінокислоти, жирні кислоти, моносахара) — ——біологічні синтези——> Макромолекули тіла (білки, жири, углеводы).

4. Фотосинтез.

Фотосинтез — синтез органічних поєднанні з неорганічних, що йде з допомогою енергії клітини. Провідну роль процесах фотосинтезу грають фотосинтезирующие пігменти, які мають унікальним властивістю — вловлювати світ і перетворювати його енергію в хімічну енергію. Фотосинтезирующие пігменти є досить численну групу белково-подобных речовин. Головним і найважливішим у енергетичному плані пігмент хлорофіл а, які в усіх фототрофов, крім бактеріїфотосинтетиков. Фотосинтезирующие пігменти вмонтовані у внутрішнє мембрану пластид у эукариот чи у впячивания цитоплазматической мембрани у прокариот.

У процесі фотосинтезу крім моносахаридов (глюкоза та інших.), які перетворюються на крохмаль і запасаються рослиною, синтезуються мономери інших органічних поєднанні - амінокислоти, гліцерин і жирні кислоти. Отже, завдяки фотосинтезу рослинні, а точніше — хлорофиллосодержащие, клітини забезпечують себе і всі живе Землі необхідними органічними речовинами і кислородом.

5. Хемосинтез.

Хемосинтез також є процес синтезу органічних поєднанні з неорганічних, але він здійснюється не було за рахунок енергії світла, а й за рахунок хімічної енергії, одержуваної при окислюванні неорганічних речовин (сірки, сірководню, заліза, аміаку, нітриту і ін.). Найбільше значення мають нитрифицирующие, залізоі серобактерии.

Высвобождающаяся під час реакцій окислення енергія запасається бактеріями як АТФ і використовується для синтезу органічних сполук. Хемосинтезирующие бактерії грають дуже значної ролі в біосфері. Вони беруть участь у очищенні стічних вод мовби, сприяють нагромадженню у грунті мінеральних речовин, підвищують родючість почвы.

Відтворення клеток.

Усі живі організми складаються з клітин. Розвиток, зростання, становлення типовою структури організму здійснюється завдяки одного чи групи вихідних клітин. У процесі життєдіяльності частина клітин зношується, старіє гине. Задля підтримки структури та нормального функціонування організм має продукувати нові клітини змінюють старим. Єдиним способом освіти клітин є розподіл попередніх. Розподіл клітин — життєво важливий процес всім организмов.

1.Жизненный (клітинний) цикл.

Життя клітини від часу її виникнення внаслідок розподілу материнської клітини до її власного розподілу або теплової смерті називається життєвим (чи клітинним) циклом.

Обов’язковою компонентом клітинного циклу є митотический цикл, до складу якого підготовку до поділу і саме розподіл. У життєвому циклі є також періоди спокою, коли клітина лише виконує свій функцій також обирає своє подальше долю (загинути або повернеться в митотический цикл. Підготовка клітини до поділу, чи интерфаза, становить значну частину митотического циклу. Воно складається з трьох подпериодов: постмитотический, чи пресинтетический — G1, синтетичний — P. S і постсинтетический, чи премитотический — G2.

Період G1 — самий вариабельный за тривалістю. Під час їх у клітині активізуються процеси біологічного синтезу, насамперед структурних і функціональних білків. Клітина росте, і готується ось до чого периоду.

Період P. S — головний в митотическом циклі. У делящихся клітинах ссавців він триває близько 6 — 10 год. Саме тоді клітина продовжує синтезувати РНК, білки, але найважливіше здійснює синтез ДНК. Редуплікація ДНК відбувається асинхронно. Але наприкінці P. S — періоду вся ядерна ДНК подвоюється, кожна хромосома стає двунитчатой, тобто полягає з цих двох хроматид — ідентичних молекул ДНК.

Період G2 щодо короткий, у клітинах млекопитатающих вона становить близько двох — 5 год. Саме тоді кількість центриолей, митохондрей і пластид подвоюється, тривають активні метаболічні процеси, накопичуються білки, й енергія для майбутнього розподілу. Клітина вдається до делению.

2. Розподіл клетки.

Описано три способу розподілу эукариотических клітин: амитоз (пряме розподіл), митоз (непряме розподіл) і мейоз (редукционное деление).

Амитоз.

Амитоз — щодо рідкісний і маловивчений спосіб розподілу клітини. Описано для старіючих і патологічно змінених клітин. При амитозе интерфазное ядро ділиться шляхом перетяжки, рівномірний розподіл спадкового матеріалу не забезпечується. Нерідко ядро ділиться без наступного поділу цитоплазми й утворяться двоядерні клітини. Клітина, претерпевшая амитоз, надалі неспроможна розпочинати нормальний митотический цикл. Тому амитоз зустрічається, зазвичай, у клітинах і тканинах, приречених на загибель, наприклад, у клітинах зародкових оболонок ссавців, у клітинах опухолей.

Митоз.

Митоз (від грецьк. mitos — нитку), кариокинез, непряме розподіл клітини, найбільш поширений спосіб відтворення (репродукції) клітин, який би тотожне розподіл генетичного матеріалу між дочірніми клітинами спадкоємність хромосом у низці клітинних поколінь. Біологічна значення М. визначається поєднанням у ньому подвоєння хромосом шляхом подовжнього розщеплення їх і рівномірного розподілу між дочірніми клітинами. Початку М. передує період підготовки, до складу якого накопичення енергії, синтез дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) і репродукцію центриолей. Джерелом енергії служать багаті енергією, чи пізно це звані макроэргические сполуки. М. не супроводжується посиленням дихання, т. до. окисні процеси відбуваються у интерфазе (наповнення «енергетичного резервуара »). Періодичне наповнення і спустошення енергетичного резервуара — основа енергетики М.

Стадії мітозу. Єдиний процес М. зазвичай поділяють на виборах 4 стадії: профазу, метафазу, анафазу і телофазу. Препрофаза — синтетична стадія М., відповідна кінцю интерфазы (P.S — G2 періоди), включає подвоєння ДНК і синтез матеріалу митотического аппарата.

У профазе відбуваються реорганізація ядра з конденсацією і спирализацией хромосом, руйнація ядерної оболонки, та формування митотического апарату шляхом синтезу білків і «складання «в орієнтовану систему веретена розподілу клетки.

Метафаза залежить від русі хромосом до екваторіальній площині (метакинез, чи прометафаза), формуванні екваторіальній платівки («материнської зірки ») й у роз'єднаності хроматид, чи сестриних хромосом.

Анафаза — стадія розбіжності хромосом до полюсів. Анафазное рух пов’язані з подовженням центральних ниток веретена, що розсовує митотические полюси, і з укорочением хромосомальных микротрубочек митотического апарату. Подовження центральних ниток веретена відбувається або рахунок поляризації «запасних «макромолекул, достраивающих микротрубочки веретена, або рахунок дегідратації цієї структури. Скорочення хромосомальных микротрубочек забезпечується властивостями скорочувальних білків митотического апарату, талановитими в скорочення без утолщения.

Телофаза залежить від реконструкції дочірніх ядер з хромосом, які зібралися біля полюсів, поділі клітинного тіла (цитотомия, цитокинез) і остаточному руйнуванні митотического апарату із заснуванням проміжного тільця. Реконструкція дочірніх ядер пов’язані з деспирализацией хромосом, відновленням ядерця і засобів ядерної оболонки. Цитотомия здійснюється шляхом освіти клітинної платівки (в рослинної клітині) чи шляхом освіти борозни розподілу (в тваринної клітині). Механізм цитотомии пов’язують, або з скороченням желатинизированного кільця цитоплазми, опоясывающего екватор (гіпотеза «сократимого кільця »), або з розширенням поверхні клітини внаслідок розпрямлення петлеобразных білкових ланцюгів (гіпотеза «розширення мембран »).

Тривалість мітозу залежить від розмірів клітин, їх плоїдності, числа ядер, і навіть та умовами довкілля, зокрема від температури. У тварин клітинах М. триває 30−60 хв, в рослинних — 2−3 години. Більше тривалі стадії М., пов’язані з процесами синтезу (препрофаза, профаза, телофаза); саморух хромосом (метакинез, анафаза) здійснюється быстро.

Мейоз.

Мейоз (від грецьк. meiosis — зменшення), редукционное розподіл, розподілу дозрівання, спосіб розподілу клітин, у результаті якого відбувається зменшення (редукція) числа хромосом вдвічі і жодна диплоидная клітина (що містить дві набору хромосом) після двох швидко наступних друг за іншому розподілі дає початок 4 гаплоидным (що містить за одним набору хромосом). Відновлення диплоидного числа хромосом відбувається внаслідок запліднення. М. — обов'язкове ланка статевого процесу умова формування статевих клітин (гамет). Біологічна значення М. полягає у підтриманні постійності кариотипа у низці поколінь організмів даного виду та забезпеченні можливості рекомбінації хромосом і генів при статевому процесі. М. — із ключових механізмів спадкоємності та спадкової мінливості. Поведінка хромосом при М. забезпечує виконання основних законів наследственности.

Першу фазу М. — профаза I, найскладніша і тривала (в людини 22,5, у лілії 8−10 діб), підрозділяється п’ять стадій. Лептотена — стадія тонких ниток, коли хромосоми слабко спирализованы і найбільш довгі, видно потовщення — хромомеры. Зиготена — стадія початку попарного, пліч-о-пліч сполуки (синапсиса, кон’югації) гомологичных хромосом; у своїй гомологичные хромомеры взаємно притягуються і вибудовуються суворо друг проти друга. Пахитена — стадія товстих ниток; гомологичные хромосоми стабільно з'єднані парами — биваленты, кількість яких одно гаплоидному числу хромосом; під електронним мікроскопом видно складна ультраструктура в місці контакту двох гомологичных хромосом всередині бивалента: т. зв. синаптонемальный комплекс, який починає формуватися ще зиготене; в кожної хромосомі бивалента виявляються 2 хроматиды; т. про., бивалент (тетрада, за старою термінології) складається з 4-х гомологичных хроматид; на стадії відбувається кроссинговер, який наразі триває на молекулярному рівні; цитологічні наслідки його виявляються наступного стадії. Диплотена — стадія раздвоившихся ниток; гомологичные хромосоми починають відштовхуватися друг від друга, але виявляються пов’язаними, зазвичай, у 2−3 точках на бивалент, де видно хиазмы (перекресты хроматид) — цитологічне прояв кроссинговера. Диакинез — стадія відштовхування гомологичных хромосом, котрі так само з'єднані в биваленты хиазмами, перемещающимися на кінці хромосом (терминализация); хромосоми максимально короткі і товсті (рахунок спирализации) й утворюють характерні постаті: хрести, кільця та інших. Наступна фаза М. — метафаза I, під час якої хиазмы ще зберігаються; биваленты розподіляються на середині веретена розподілу клітини, орієнтуючись центромерами гомологичных хромосом до протилежним полюсах веретена. У анафазе I гомологичные хромосоми з допомогою ниток веретена розходяться до полюсів; у своїй кожна хромосома пари може відійти до будь-кого з двох полюсів, незалежно від розбіжності хромосом ін. пар. Тому число можливих поєднань при розбіжності хромосом одно 2N, де n — число пар хромосом. На відміну від анафазы мітозу, центромеры хромосом не розщеплюються і продовжує скріплювати 2 хроматиды в хромосомі, отходящей до полюса. У телофазе I в кожного полюси починається деспирализация хромосом процес формування дочірніх ядер і клітин. Далі йде коротка интерфаза без редуплікації ДНК — интеркинез, і розпочинається друге розподіл М. Профаза II, метафаза II, анафаза II і телофаза II проходять швидко; у своїй наприкінці метафазы II розщеплюються центромеры, й у анафазе II розходяться до полюсах хроматиды кожної хромосоми. Ця класична схема М. має винятку. Наприклад, рослин роду ожика (Luzula) і комах сімейства кокцид (Coccidae) у першому розподілі М. розходяться хроматиды, тоді як у другому — гомологичные хромосоми, проте у таких випадках внаслідок М. відбувається редукція числа хромосом. Відмінності між сперматогенезом і оогенезом у тварин і звинувачують освітою микроспор і мегаспор рослин не б’ють по поведінці хромосом під час М., хоча розміри і доля сестриних клітин виявляються разными.

Відомі аномалії М. У міжвидових гібридів все хромосоми, а й у анеуплоидов непарні хромосоми неспроможні конъюгировать і є як унивалентов; у автополиплоидов утворюються об'єднання з понад 2 хромосом — т. зв. мультиваленты. У кожному з цих випадків неможлива правильна редукція числа хромосом в анафазе I; які утворюються гамети (з несбалансированными наборами хромосом) або нежиттєздатні, або дають нежиттєздатне чи потворне потомство. Відсутність хиазм (ахизматия) зазвичай призводить до тим самим результатам, проте в самців деяких видів мух, зокрема у дрозофіли, хиазмы завжди відсутні, хоча гамети утворюються нормальні. Причини переходу клітин від розподілу шляхом мітозу до М. в життєвому циклі кожного організму, і навіть молекулярні механізми кон’югації гомологичных хромосом і кроссинговера исследуются.

Тваринна і рослинна клітини. Сравнение.

Перш ніж розпочати порівняння треба вкотре згадати (хоча звідси неодноразово говорилося), як і рослинні і домашні тварини клітини об'єднуються (разом із грибами) в надцарство эукариот, а клітин даного надцарства типово наявність мембранної оболонки, морфологічно відособленого ядра і цитоплазми (матрикс) що містить різні органоиды і включения.

Отже, порівняння тваринної і рослинної клітин: Загальні признаки:

1. Єдність структурних систем — цитоплазми і ядра.

2. Подібність процесів обміну речовин і энергии.

3. Єдність принципу спадкового кода.

4. Універсальне мембранное строение.

5. Єдність хімічного состава.

6. Подібність процесу розподілу клеток.

Рис. 1.

Эукариотическая клетка.

[pic] Рис. 1. Схема будівлі эукариотической клетки:

1 — ядро;

2 — ядрышко;

3 — пори ядерної оболочки;

4 — митохондрия;

5 — эндоцитозное впячивание;

6 — лизосома;

7 — агранулярный эндоплазматический ретикулум;

8 — гранулярный эндоплазматический ретикулум з полисомами;

9 — рибосомы;

10 — комплекс Гольджи;

11 — плазматична мембрана.

Стрелки вказують напрям потоків при ендоі экзоцитозе.

Рис. 2.

Схема будівлі плазматичної мембраны:

[pic] Рис. 2. Схема будівлі плазматичної мембраны:

1 — фосфолипиды;

2 — холестерин;

3 — інтегральний белок;

4 — олигосахаридная бічна цепь.

Рис. 3.

Электронограмма клітинного центру (дві центриоли наприкінці G1-периода клітинного цикла):

[pic] Рис. 5. Электронограмма клітинного центру (дві центриоли наприкінці G1-периода клітинного цикла):

1 — центриоли в поперечному сечении;

2 — центриоли в подовжньому сечении.

Рис. 4.

Комплекс Гольджи:

[pic] Рис. 3. Комплекс Гольджи:

1 — цистерны;

2 — везикулы (пузырьки);

3 — велика вакуоль.

Рослинна і тваринна клетки.

(см. рис. 1 ще детального ознайомлення зі структурою эукариотической клітини) Рис. 5 Рослинна клітина [pic].

Рис. 6 Тваринна клітина [pic].

Список джерел информации:

1. Біологія для що у вузи. Москва «Вищу школу» 1998 год.

2. Велика радянська енциклопедія (Електронний вариант).

3. Мала Медична Енциклопедія (Електронний вариант).

4. Біологія «Людина» 9 клас, Москва, «Дрохва», 2001 год.

———————————- Хлоропласт ЯДРО АППАРАТ ГОЛЬЖИ ЦЕНТРИОЛЬ РИБОСОМЫ МИТОХОНДРИИ.

Показати весь текст

Заповнити форму поточною роботою