Тема 2.2 Строение и функции клетки

Терминология

1. Биологическая мембрана – бимолекулярный слой фосфолипидов с погруженными в него с разных сторон разнообразными молекулами белков.

2. Органоиды – постоянно присутствующие в цитоплазме строго специализированные структуры.

3. Цитоскелет – система микротрубочек и белковых волокон, обеспечивающая поддержание формы клеток и просторы структур по цитоплазме.

4. Митохондрии – энергетические станции клетки, на мембранах которых упорядоченно расположены ферменты энергетического обмена.

5. Пластиды – органоиды, в которых осуществляется фотосинтез.

6. Включения – непостоянно присутствующие в цитоплазме структуры, являющиеся продуктами жизнедеятельности клеток и выполняющие роль запаса питательных веществ.

Биохимические превращения неразрывно связаны с различными структурами живой клетки, которые отвечают за выполнение той или иной функции. Такие структуры получили название органоидов, так, как подобно органам целого организма, выполняют специфическую функцию. По уровню организации (степени сложности) все клетки делятся на безъядерные – прокариоты и ядерные – эукариоты. К безъядерным относят бактерии и синезеленые водоросли. К эукариотам – клетки грибов, животных и растений.

Таким образом, в современной науке выделяются два уровня клеточной организации: прокариотический и эукариотический. Прокариоты сохраняют черты глубочайшей древности: они очень просто устроены. На этом основании их выделяют в самостоятельное царство – дробянки.

Клетки эукариот содержат ограниченное оболочкой ядро, а так же сложноустроенные «энергетические станции» – митохондрии. Иными словами, все клетки ядерных организмов высоко организованы, приспособлены к потреблению кислорода и поэтому могут производить большое количество энергии.

Строение прокариот

Типичными прокариотами являются бактерии. Они живут повсюду: в воде, почве, продуктах питания. Перечень условий обитания показывает, какой высокой степенью приспособленности обладают прокариоты, несмотря на простоту их строения. Бактерии представляют собой примитивные формы жизни и можно предположить, что они возникли на самых ранних этапах развития жизни на Земле. Первоначально бактерии жили в морях. От них и произошли современные микроорганизмы. Человек познакомился с миром микробов после изготовления линзы с сильным увеличением.

Размеры бактерий колеблются от 1 до 15 мкм. По форме выделяют шаровидные – кокки, вытянутые – палочки, извитые – спиреллы. В зависимости от вида они существуют по отдельности или образуют скопления. Например стрептококк, вызывающий воспаления образует цепочки, стафилококк, поражающий дыхательные пути детей растет в виде грозди. По характеру таких скоплений ученые определяют вид микроорганизма. По физиологическим свойствам бактерии очень разнообразны. Они живут в аэробных либо анаэробных условиях. Необходимую энергию они получают в процессе дыхания, брожения, фотосинтеза. Бактерии паразитируют на живых организмах, вызывая у них заболевания. Недавно были открыты бактерии, паразитирующие на других бактериях. Основной особенностью строения бактерий является отсутствие ядра. Наследственная информация у бактерий заключена в одной хромосоме. Хромосома содержит одну молекулу ДНК. ДНК бактерий не образует комплексов с белками, поэтому наследственная информация непрерывно считывается с генов. Бактериальная клетка окружена мембраной, отделяющей цитоплазму от клеточной стенки.

У многих микроорганизмов внутри клетки откладываются запасные вещества. Это запасы. Размножаются бактерии простым делением. Бактериям свойственно образование спор. Спора возникает при недостатке питания и может существовать долго.

Строение эукариот

Эукариотические клетки входят в состав самых разнообразных организмов – от простейших до высших животных и растений. Эукариоты отличаются сложностью и разнообразием строения. Каждая клетка состоит из двух важнейших, неразрывно связанных между собой частей – цитоплазмы и ядра.

Ядро

Ядро – важнейшая составная часть клетки. Ядро содержит ДНК, т.е. гены, поэтому выполняет две основные функции:

1. Хранение и воспроизведение генетической информации.

2. Регуляция обменных процессов.

Как правило клетка содержит одно ядро. Форма ядра может быть разнообразной.

Ядро покрыто двухслойной оболочкой. Наружная покрыта рибосомами, внутренняя – гладкая. Выросты внешней мембраны соединяются с ЭПС. Ядерная оболочка – это часть мембранной системы клетки. Через выросты и поры в оболочке осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой.

Содержимое ядра представляет собой ядерный сок в гелеобразном состоянии, в котором располагаются хроматин и ядрышки. В составе сока белки и ферменты, а так же нуклеотиды и аминокислоты.

Хроматин состоит из ДНК и белков и представляет собой спирализованные участки хромосом. Форма хромосомы зависит от расположения первичной перетяжки – центромеры. Хромосомы могут быть равноплечие и неравноплечие.

Изучение хромосом позволило установить:

1. Во всех соматических клетках любого организма одинаковое число хромосом (кариотип).

2. Половые клетки данного вида организмов содержат половинный набор хромосом (генотип).

3. У всех организмов одного вида число хромосом одинаково.

Число хромосом в кариотипе:

Шпинат – 12 Сазан – 104

Домашняя муха – 12 Человек – 46

Ель, сосна – 24 Таракан – 48

Окунь – 28 Шимпанзе – 48

Собака – 78 Голубь – 80

Число хромосом в кариотипе чётное: одна из хромосом отцовская, другая – материнская. Хромосомный набор соматической клетки – Диплоидный – двойной, половой – одинарный, гаплоидный.

Характерной структурой ядра является ядрышко. Это скопление р-РНК и рибосом на разных этапах формирования. Этот участок хромосомы – ген, называется ядрышковым организатором. В нём закодирована структура РНК.

Контрольные вопросы

1. Что понимают под уровнем организации клетки?

2. Характеристика прокариот и эукариот.

3. Строение прокариот.

4. Морфология прокариот.

5. Строение эукариот.

6. Строение и функции ядра.

7. Кариотип и его особенности.

8. Строение и функции ядрышка.