6 Химический состав клеток

. В состав живых организмов входят те же химические элементы, кот составляют и тела неживой природы. Основные различия в соотношении различных элементов.В клетках обнаружено от 70 до 90 из 107 (110) элементов, составляющих периодическую систему Д.И. Менделеева. Приблизительно 40 элементов принимают участие в процессах обмена веществ и биологически активны( биогенными.)Однако около 98 % массы- кислорода приходится 65 %, углерода – 18 %, водорода – 10 % и азота – 3 %.Некоторые ученые уверенны, что возникновение и существование земной жизни, стало возможно благодаря способности углерода образовывать большие молекулы. Далее следуют кальций, калий, кремний, фосфор, магний, сера, хлор, натрий, алюминий, железо. -- в клетке в сравнительно больших количествах - десятые и сотые доли %, и вместе с первыми четырьмя (О, С, Н и N) составляют группу макроэлементов. В несколько меньшем количестве в клетках элементы, объединенные в группу микроэлементов. -- цинк, кобальт, йод, медь, фтор, бор, никель, серебро, литий, хром и некоторые другие. Их кол-во в кл колеблется от тысячных до стотысячных долей %, ВСЕГО микроэлементов = 0,02 %. ультрамикроэлементы – золото, ртуть, радий и др, присутствующие в клетках в миллионных долях. Многие микро- и ультрамикроэлементы являются жизненно необходимыми. Они входят в состав различных ферментов, гормонов, витаминов и других веществ. Отличие связано с различным характером обмена веществ в разных клетках.а некоторые организмы способны накапливать опред хим элементы.( некоторые морские водоросли накапливают йод, моллюски и ракообразные накапливают медь, ряска – радий, диатомовые водоросли и злаки – кремний).Роль не всех элементов достаточно известна,но недостаток или отсутствие некот из них может привести к возникновению различных заболеваний(мало йода = эндемического зоба, мало фтора = кариесу.,нет железа= анемии и т.д.)

7 Прокариотическая клетка.

простые, доядерные кл— бактерии и синезеленые, у них нет оформленого ядра, и высокоспециализированых внутриклеточных органоидов.= вирусы и бактериофаги (фаги). Их строение упрощено: они состоят из ДНК (либо РНК) и белкового футляра. Функции обмена вещ-в и размножения вирусы и фаги осущ-т только внутри клеток другого организма: вирусы — внутри клеток раст и жив-х, фаги - в бактериальных клетках как паразиты на, генетическом уровне.Наследственный аппарат = одна кольцевая молекулой ДНК, не образует связей с белками и содержит по одной копии каждого гена — гаплоидные организмы. В цитоплазме много мелких рибосом; нет или слабо выражены внутренние мембраны. А Г представляет отдельные пузырьки. Снаружи толстая кл стенка. Многие способны к спорообразованию в неблагоприятных условиях существования; при этом выделяется небольшой участок цитоплазмы содержащий ДНК, и окружается толстой многослойной капсулой. Средняя величина = 5 мкм. У них нет никаких внутренних мембран, кроме впячиваний плазм-кой мембраны. Вместо кл. ядра есть (нуклеоид), без оболочки и состоящий из одной-единственной молекулы ДНК. Кроме того бактерии могут содержать ДНК в форме крошечных плазмид, сходных с внеядерными ДНК эукариот. В прокариотических клетках, способных к фотосинтезу (сине-зеленые водоросли, зеленые и пурпурные бактерии) имеются различно структурированные крупные впячивания мембраны – тилакоиды, по своей функции соответствующие пластидам эукариот. Эти же тилакоиды иногда заменяют митохондрии. Другие, сложно дифференцированные впячивания мембраны называют мезасомами; их функция не ясна.  Только некоторые органеллы прокариотической клетки гомологичны соответствующим органеллам эукариот. Для прокариот характерно наличие муреинового мешка – механически прочного элемента клеточной стенки[8].

8 особенности строения эукариотических клеток.

Кл жив и раст, различаются по форме, размерам и внутреннему строению. Но все они обнаруживают сходство в главных чертах процессов жизнедеятельности, обмена веществ, в раздражимости, росте, развитии, способности к изменчивости.  Кл всех типов содержат два основных компонента, — цитоплазму и ядро. Ядро отделено от цитоплазмы пористой мембраной и содержит ядерный сок, хроматин и ядрышко. Полужидкая цитоплазма заполняет всю клетку и пронизана многочисленными канальцами. Снаружи покрыта цитоплазм-ой мембр-й. В ней распол-органоиды,присутствующие в клетке постоянно, и временные образования — включения. Мембранные органоиды: наружная цитоплазматическая мембрана , ЭПС, А Г, лизосомы, митохондрии и пластиды. В основа всех мембранных органоидов-биологическая мембрана. Все мембраны состоят из двойного слоя фосфолипидов, в кот с разных сторон и в разную глубину погружены белковые молекулы. Мембраны органоидов отличаются друг от друга наборами входящих в них белков. Цитоплаз-ая мембрана у всех кл трехслойна: нар и внутр слои сост из молекул белков, средний — из молекул липидов. Она ограничивает цитоплазму от вн ср, окружает все органоиды кл и явл универсальной. В некоторых кл нар оболочка образована несколькими мембранами, плотно прилегающими друг к другу. В таких случаях кл оболочка становится плотной и упругой и позволяет сохранить форму клетки, как, например, у эвглены и инфузории туфельки. У большинства раст кл, кроме мембраны, снаружи есть и толстая целлюлозная оболочка — клеточная стенка.= выполняет опорную функцию за счет жесткого наружного слоя, придающего клеткам четкую форму. Рибосомы - во всех кл — округлые тельца, состоящие из (РНК) и белков. В их составе магний, кот поддерживает структуру рибосом.Они могут быть связаны с мембранами ЭПС, с нар кл мембраной или свободно лежать в цитоплазме. В них осуществляется синтез белков. Рибосомы кроме цитоплазмы встречаются в ядре клетки. Они образуются в ядрышке и затем поступают в цитоплазму.

АГ в раст кл в виде отдельных телец, окруженных мембранами. В животных кл -- цистернами, канальцами и пузырьками. В мембранные трубки комплекса Гольджи из канальцев эндоплазматической сети поступают продукты секреции кл, где они химически перестраиваются, уплотняются, а затем переходят в цитоплазму и либо используются самой клеткой, либо выводятся из нее. В цистернах комплекса Гольджи происходит синтез полисахаридов и их объединение с белками, в результате чего образуются гликопротеиды.

Митохондрии — небольшие тельца палочковидной формы, ограниченные двумя мембранами. От внутренней мембраны отходят многочисленные складки — кристы, на их стенках распол разные ферменты, с помощью кот осуществляется синтез высокоэнергетического вещества — аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ)[4]. В зав от условий митохондрии могут перемещаться, изменять свои размеры, форму. В них есть рибосомы, фосфолипиды, РНК и ДНК. С присутствием ДНК в митохондриях связывают способность этих органоидов к размножению путем образования перетяжки или почкованием в период деления клетки, а также синтез части митохондриальных белков.

Лизосомы - мелкие овальные образования, ограниченные мембраной и рассеянные по всей цитоплазме. Встречаются во всех клетках жив и раст. Они возникают в расширении ЭПС и в АГ, здесь заполняются ферментами, а затем обособляются и поступают в цитоплазму. В обычных" условиях лизосомы переваривают частицы, попадающие в клетку путем фагоцитоза, и органоиды отмирающих клеток. Продукты лизиса выводятся через мембрану лизосомы в цитоплазму, где они включаются в состав новых молекул. При разрыве мембраны ферменты поступают в цитоплазму и переваривают ее содержимое, вызывая гибель клетки. Пластиды есть только в растительных клетках и встречаются, у большинства зеленых растений. В пластидах синтезируются и накапливаются органические вещества. Различают пластиды трех видов: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.

Хлоропласты — зел пластиды, сод зеленый пигмент хлорофилл, в листьях, молодых стеблях, незрелых плодах., окружены двойной мембраной. У высших растений внутренняя часть хлоропластов заполнена полужидким веществом, в котором параллельно друг другу уложены пластинки. Парные мембраны пластинок, сливаясь, образуют стопки, содержащие хлорофилл. В каждой стопке хлоропластов высших растений чередуются слои молекул белка и молекул липидов, а между ними располагаются молекулы хлорофилла. Такая слоистая структура обеспечивает максимум свободных поверхностей и облегчает захват и перенос энергии в процессе фотосинтеза. Хромопласты — пластиды, в которых содержатся растительные пигменты (красный или бурый, желтый, оранжевый). Они сосредоточены в цитоплазме кл цветков, стеблей, плодов, листьев растений и придают им соответствующую окраску.Они образуются из лейкопластов или хлоропластов в результате накопления пигментов каротиноидов[5].

Лейкопласты—бесцветные пластиды, в неокрашенных частях растений: в стеблях, корнях, луковицах и др. В них у одних клеток накапливаются зерна крахмала, в лейкопластах других клеток — масла, белки.

Все пластиды возникают из— пропластид. В них выявлена ДНК, кот контролирует размножение их

Клеточный центр, или центросома,важен при делении, кл и состоит из двух центриолей. Он встречается у всех клеток животных и растений, кроме цветковых, низших грибов и некоторых, простейших. Они принимают участие в формировании веретена деления и располагаются на его полюсах. В делящейся клетке первым делится клеточный центр, одновременно образуется ахроматиновое веретено, ориентирующее хромосомы при расхождении их к полюсам. В дочерние клетки отходит по одной центриоле.У многих раст и жив кл есть органоиды специального назначения: реснички,выполняющие функцию движения (инфузории, клетки дыхательных путей), жгутики (простейшие одноклеточные, мужские половые клетки у животных и растений и др.).

 Включения - временные элементы, возникают в кл на определенной стадии ее жизнедеятельности в результате синтетической функции. Они либо используются, либо выводятся из клетки. = зап пит вещ: в раст кл—крахмал, капельки жира, белки, эфирные масла, многие органические кислоты, соли органических и неорганических кислот; в жив кл - гликоген (в клетках печени и мышцах), капли жира (в подкожной клетчатке); Некоторые включения накапливаются в клетках как отбросы — в виде кристаллов, пигментов и др.

Вакуоли — это полости, ограниченные мембраной; хорошо выражены в клетках растений и имеются у простейших. Возникают в разных участках расширений ЭПС. И постепенно отделяются от нее. Вакуоли поддерживают тургорное давление, в них сосредоточен клеточный или вакуолярный сок, молекулы которого определяют его осмотическую концентрацию. Считается, что первоначальные продукты синтеза - растворимые углеводы, белки, пектины и др. — накапливаются в цистернах ЭПС. Эти скопления и представляют собой зачатки будущих вакуолей. Цитоскелет. Одной из отличительных особенностей эукариотической клетки является развитие в ее цитоплазме скелетных образований в виде микротрубочек и пучков белковых волокон. Элементы цитоскелета тесно связаны с наружной цитоплазматической мембраной и ядерной оболочкой, образуют сложные переплетения в цитоплазме. Опорные элемеиты цитоплазмы определяют форму клетки, обеспечивают движение внутриклеточных структур и перемещение всей клетки.

Ядро клетки играет основную роль в ее жизнедеятельности, с его удалением клетка прекращает свои функции и гибнет. В большинстве животных клеток одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки (печень и мышцы человека, грибы, инфузории, зеленые водоросли). Эритроциты млекопитающих развиваются из клеток-предшественников, содержащих ядро, но зрелые эритроциты утрачивают его и живут недолго.  Ядро окружено двойной мембраной, пронизанной порами, посредством которых оно тесно связано с каналами эндоплазматической сети и цитоплазмой. Внутри ядра находится хроматин — спирализованные участки хромосом. В период деления клетки они превращаются в палочковидные структуры, хорошо различимые в световой микроскоп. Хромосомы — это сложный комплекс белков с ДНК, называемый нуклеопротеидом .Функции ядра состоят в регуляции всех жизненных отправлений клетки, которую оно осуществляет при помощи ДНК и РНК-материальных носителей наследственной информации. В ходе подготовки к делению клетки ДНК удваивается, в процессе митоза хромосомы расходятся и передаются дочерним клеткам, обеспечивая преемственность наследственной информации у каждого вида организмов.!)Кариоплазма — жидкая фаза ядра, в которой в растворенном виде находятся продукты жизнедеятельности ядерных структур.!!)Ядрышко — обособленная, наиболее плотная часть ядра.В состав ядрышка входят сложные белки и РНК, свободные или связанные фосфаты калия, магния, кальция, железа, цинка, а также рибосомы. Ядрышко исчезает перед началом деления клетки и вновь формируется в последней фазе деления.