0- 4_Биология

1

Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (ТУСУР).

Тема: Митохондрии. Хлоропласты . Хромосомы.

Выполнил

Вариант №4

План:

1. Введение_______________________________2

2. Митохондрии___________________________3

3. Хлоропласты____________________________5

4. Хромосомы_____________________________7

5. Литература_____________________________10

Введение.

Клетка – элементарная единица живого. Она представляет собой обособленную , наименьшую по размерам структуру , которой присуща вся совокупность свойств жизни и которая может в подходящих условиях окружающей среды поддерживать эти свойства в самой себе , а также передавать их в ряду поколений . Клетка , таким образом , несёт полную характеристику жизни . Вне клетки не существует настоящей жизнедеятельности. Поэтому в природе планеты ей принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы. Это означает , что клетка составляет основу строения , жизнедеятельности и развития всех живых форм – одноклеточных , многоклеточных и даже неклеточных.

Благодаря заложенным в ней механизмам клетка обеспечивает обмен веществ, использование биологической информации, размножение , свойства последовательности и изменчивости, обусловливая тем самым присущие органическому миру качества единства и разнообразия.

Занимая в мире живых существ положение элементарной единицы , клетка отличается сложным строением . При этом определённые черты обнаруживаются во всех без исключения клетках , характеризуя наиболее важные стороны клеточной организации как таковой.

Митохондрии.

Митохондрии – это структуры округлой или палочковидной , нередко ветвящейся формы толщиной 0,5 мкм и длиной обычно до 5 – 10 мкм . В большинстве животных клеток количество митохондрий колеблется от 150 до 1500 , однако в женских половых клетках их число достигает нескольких сотен тысяч. В сперматозоидах нередко присутствует одна гигантская митохондрия , спирально закрученная вокруг осевой части жгутика. Одна разветвлённая митохондрия обнаружена в клетке такого паразита человека , как трипаносома.

Оболочка митохондрии состоит из двух мембран , различающихся по химическому составу , набору ферментов и функциям . Внутренняя мембрана образует выпячивания листовидной ( кристы ) или трубчатой ( тубулы ) формы . Пространство , ограниченное внутренней мембраной , составляет матрикс органеллы . В нём с помощью электронного микроскопа обнаруживаются зёрна диаметром 20 – 40 нм. Они накапливают ионы кальция и магния , а также полисахариды , например гликолен .

В матриксе размещён собственный аппарат биосинтеза белка органеллы . Он представлен 2 – 6 кольцевой и лишённой

(как у прокариот ) молекулы ДНК , рибосомами , набором транспортных РНК (тРНК ) ,ферментами редупликации ДНК , транскрипции наследственной информации . По основным свойствам: размером и структуре рибосом , организации собственного наследственного материала – этот аппарат сходен с таковым у прокариот и отличается от аппарата биосинтеза белка цитоплазмы эукариотической клетки ( в чём подтверждается симбиотическая гипотеза происхождения митохондрий ). Гены собственной ДНК кодируют нуклеотидные последовательности митохондриальных рРНКи тРНК , а также последовательность аминокислот некоторых белков органеллы , главным образом её внутренней мембраны . Аминокислотные последовательности (первичная структура ) большинства белков митохондрии закодированы в ДНК клеточного ядра и образуются вне органеллы в цитоплазме .

Главная функция митохондрий состоит в ферментативном извлечении из определённых химических веществ энергии ( путём их окисления ) и накоплении энергии в биологически используемой форме ( путём синтеза молекул аденозинтрифосфата – АТФ ). В целом этот процесс называется окислительным фосфорилированием . В энергетической функции митохондрий активно участвуют компоненты матрикса и внутренняя мембрана.

Именно с последней связанны цепь переноса электронов ( окисление ) и АТФ – синтеза, катализирующая сопряжённое с окислением фосфорилирование АДФ в АТФ . Среди побочных функций митохондрий можно назвать участие в синтезе стероидных гормонов и некоторых аминокислот ( глутаминовая ).

Хлоропласты.

Хлоропласты - ( от греч. Chloros – зелёный и plastos – вылепленный), внутриклеточные органоиды ( пластиды ) растений, в которых осуществляется фотосинтез ; благодаря хлорофиллу окрашены в зелёный цвет. Встречаются в клетках различных тканей надземных органов растений , особенно обильны и хорошо развиты в листьях и зелёных плодах. Длинна 5 – 10 мкм , ширина 2 – 4мкм . В клетках высших растений хлоропласты ( чаще их 15 – 50) имеют линзовидно – округлую или элипсоидную форму . Значительно разнообразнее хлоропласты называются хроматофорами , у водорослей, но число их обычно не велико ( от одного до нескольких ). Хлоропласты отделены от цитоплазмы двойной мембраной, обладающей избирательной проницаемостью ; внутренняя её часть, врастая в матрикс ( строму ) , образует систему основных структурных единиц хлоропластов в виде уплощённых мешков – тилакоидов , в которых локализованы пигменты :

1. основные – хлорофиллы;

2. вспомогательные – каротиноиды;

Группы дисковидных тилакоидов, связанных друг с другом таким образом, что их полости оказываются непрерывными, образуют ( наподобие стопки монет ) граны. Количество гран в хлоропластах высших растений может достигать 40 – 60 (иногда до 150 ). Тилакоиды стромы ( т.н. фреты ) связывают граны между собой . Хлоропласты содержат рибосомы , ДНК , ферменты и, кроме фотосинтеза , осуществляют синтез АТФ из АДФ ( фосфорилирование ) , синтез и гидролиз липидов, ассимиляционного крахмала и белков , откладываемых в строме.

В хлоропластах синтезируются также ферменты , осуществляющие световую реакцию и белки мембран тилакоидов . Собственный генетический аппарат и специфический белок – синтезирующая система обусловливают относительную автономию хлоропластов от других клеточных структур .

Каждый хлоропласт развивается , как полагают , из пропластиды , которая способна реплицироваться путём деления (именно так увеличивается их число в клетке ) ; зрелые хлоропласты иногда также способны к репликации. При старении листьев и стеблей , созревании плодов хлоропласты в следствии разрушения хлорофилла утрачивают зелёную окраску, превращаясь в хромопласты .

Полагают, что хлоропласты произошли путём симбиогинеза цианобактерий с древним ядерным гетеротрофными водорослями или простейшими.

Хромосомы.

Хроматин на окрашенных препаратах клетки в состоянии покоя представляет собой сеть тонких тяжей

(фибрил), мелких гранул или глыбок. Основу хроматина составляют нуклеопротеины – длинные нитевидные молекулы ДНК, соединённые со специфическими белками. В процессе деления ядра нуклеопротеины спирализуются, укорачиваются, уплотняясь ( в 100 – 500 раз ) в компактные палочковидные хромосомы , которые становятся заметными в световой микроскоп. Изучение химической организации хромосом эукариотических клеток показало, что они состоят в основном из ДНК и белков, которые образуют нуклеопротеиновый комплекс.

Как было доказано многочисленными исследователями, ДНК является материальным носителем свойств наследственности и изменчивости и заключает в себе биологическую информацию – программу развития клетки, организма, записанную с помощью особого кода. Количество ДНК в ядрах клеток организма данного вида постоянно и пропорционально их плоидности. В диплоидных соматических клетках организма её вдвое больше, чем в гаметах. Увеличение числа хромосомных наборов в полиплоидных клетках сопровождается пропорциональным увеличением количества ДНК в них.

Белки составляют значительную часть вещества хромосом. На их долю приходится около 65% массы этих структур. Помимо ДНК и белков в составе в составе хромосом обнаруживаются также РНК, липиды, полисахариды, ионы металлов.

РНК хромосом представлена отчасти продуктами транскрипции, ещё не покинувшими место синтеза. Некоторым фракциям свойственна регуляторная функция. Регуляторная роль компонентов хромосом заключается в «запрещении» или «разрешении» считывания информации с молекулы ДНК.

У каждой хромосомы имеется первичная перетяжка (утончённый неспирализированный участок) – центромера, которая делит хромосому на два плеча. Центромера регулирует движение хромосом при клеточном делении: к ней прикрепляется нить веретена, разводящая хромосомы к полюсам.

В зависимости от места положения центромеры и длинны плеч, расположенных по обе стороны от неё, различают несколько форм хромосом:

1. равноплечие, или метацентрические (с центромерой посередине);

2. неравноплечие, или субметацентрические (с центромерой, сдвинутой к одному из концов);

3. палочковидные, или акроцентрические (с центромерой, расположенной практически на конце хромосомы ), и точковые – очень небольшие, форму которых очень сложно определить. типичной для данной систематической группы животных или растений, называются кариотипом.

Число хромосом в зрелых половых клетках называется гаплоидным и обозначается буквой n. Соматические клетки содержат двойное число хромосом, которое называется диплоидным и равно 2n. Парные хромосомы, т.е. одинаковые по форме, структуре и размерам, но имеющие разное происхождение (одна материнская, другая отцовская ) , называются гомологичными.

Количество хромосом в кариотипе не связано с уровнем организации животных и растений: примитивные формы могут иметь большее число хромосом, чем высокоорганизованные, и наоборот. Например, клетки одноклеточного животного радиолярии содержат 1000 – 1600 хромосом, а шимпанзе всего 48.

Однако следует помнить, что все организмы одного вида имеют одинаковое количество хромосом, т.е. для них характерна видовая специфичность кариотипа. В клетках человека диплоидный набор составляет 46 хромосом, кошки – 38, пшеницы мягкой – 42, муки домашней - 12, плодовой мушки дрозофилы – 8, кукурузы – 20, коровы – 60.

Литература:

1. Биология. В 2 кн.Кн.1: учеб. Для медиц. спец. Вузов/ В.Н.Ярыгин, В.И.Васильева, И.Н. Волков, В.В. Синельщикова; Под ред. В.Н. Ярыгина. – 2 – е изд.,испр. – М.: Высш.шк., 1999. – 448с.ил.

2. Биология. Большой энциклопедический словарь / Гл. ред. М.С.Гиляров. – 3- е изд. – М.: Большая Российская энциклопедия., 1999. – 864 с .ил.