Биология Справочники / Напольская К.Р. Биология
..pdf
! )
Центрифугирование
Разделение компонентов клеток
Клетки помещают в буферный раствор, соответствующий цитоплазме по концентрации солей и pH.
Разрушают цитоплазматическую мембрану клеток гомогенизатором.
Или разрушают клетки путем их многократного замораживания и оттаи
вания
Или разрушают клетки ультразвуком.
Получается суспензия клеточных компонентов. При этом важно, чтобы
ядра и органоиды остались неповрежденными Центрифуга — специальный прибор, в котором вращаются пробирки с вы
сокой скоростью. При этом возникает центробежная сила, в сотни и тысячи раз боUльшая, чем сила тяжести. Под ее действием и происходит осаждение частиц.
= '4 |
A' |
61
Дифференциальное (разделительное) центрифугирование
Поэтапное увеличение скорости вращения приводит к последовательному
осаждению различных компонентов клеток
На низкой скорости осаждаются самые крупные и плотные (ядра).
Надосадочную жидкость переносят в другие пробирки и центрифугируют
сболее высокой скоростью.
Повторение этих операций с увеличением скорости центрифугирования
на каждом этапе позволяет разделить компоненты клеток
, ( '
Скорость осаждения частиц при центрифугировании выражают в единицах Сведберга — S. Чем больше значение S, тем быстрее осаждается частица.
Например, рибосомы 80S (у эукариот) крупнее и осаждаются быстрее, чем рибосомы 70S (у прокариот).
Скорость осаждения зависит от размера частицы, ее плотности и формы. По этому две частицы одинакового размера могут иметь разные значения S, если
они имеют разную плотность или форму. Когда две частицы связываются вме
сте, величина S образовавшегося комплекса не будет равна сумме S исход ых частиц. Например, рибосома эукариот 80S состоит из двух субъединиц:
большой — 60S и малой — 40S.
Центрифугирование в градиен те плотност
В пробирку помещается рас твор сахарозы или хлорида цезия. Причем концентрация и плотность
раствора возрастает от поверхности пробирки к ее дну.
Анализируемая |
проба нано |
|
сится тонким слоем на раствор саха |
||
розы или хлорида цезия. |
||
В процессе |
центрифугирова |
|
ния частицы проходят через раствор |
||
и задерживаются |
в |
определенном |
слое жидкости. |
|
, ' |
|
|
|
62
Микроскопия
" '
# , " ) % / " ) (. " $ ,
)
* '" ( *$ )$
A *
0
$ $( 5
|
|
|
" '
0 5 , " )*5
)
&$ 4 (%
* '" ( )$ p
1p
qP K 2
|
|
(4 4 (% |
( '" ( *$) $ |
& # * |
* % '" |
( )$P. pl1p.l qP i 2 |
$. 4$ |
|
.$ * |
|
' |
|
D 3 * |
|
@ ' |
/ ' 0 |
/ ' 0 |
. ' . " |
. '$ |
., $ |
|
9 $ |
, |
( '
* #
& ) $ .$ '*$ ' ' % &$" . $$% * '" (
$. * % ( ' *$, $, " , .'*
( ' .
) 1
$, " . * $ '"% 0 5 ' '" * ( ( ( " ( $. "$" , , ($
1
)$ *$ $. 5 $ * ,% *'"( )$ )$ '"(, * % = 4(' * . " "
63
Хроматография
Разделение смеси веществ на компоненты за счет разной скоро сти движения через адсорбент в специальном растворе. Каждое вещество смеси двигается с разной скоростью и передвигается на раз ное расстояние за одно и то же
время в зависимости от своей мо лекулярной массы.
Адсорбентами могут быть во |
|
||
локна фильтровальной бумаги, по |
B |
||
рошок мела, порошок целлюлозы |
|||
|
|||
и другие пористые вещества. |
|
||
|
|
|
|
Электрофорез |
|
|
|
Разделение белков (сыворотки |
|
||
крови, ликвора и др.), ДНК в зави |
|
||
симости от заряда и молекулярной |
|
||
массы в специальном геле под дей |
|
||
ствием электрического тока. |
|
||
|
|
||
0)
Т. Шванн и М. Шлейден обобщили знания о клетках и сформулировали кле точную теорию.
Первая версия клеточной теории
Все живые существа состоят из клеток.
Все клетки имеют сходное строение, химический состав, общие принципы жизнедеятельности
Каждая клетка самостоятельна; деятельность организма является суммой
процессов жизнедеятельности составляющих его клеток
Р. Вирхов внес важное дополнение: новые клетки возникают только при делении предыдущих.
В то время еще ничего не было известно о вирусах, которые являются некле точной формой жизни. Современная клеточная теория основывается на том, что клетка является главной формой существования жизни, характерной для всех живых организмов, кроме вирусов.
>' ( '' ' ( * . "' '''%
& , . , " # $ * (
' ' %
$ (#* (. "$, , , # ' '
$* "#
64
Клетки живых организмов имеют общий план строения. Однако они могут от личаться друг от друга размерами, формой, некоторыми особенностями строения.
Клетки бывают эукариотические (есть ядро) и прокариотические (нет ядра).
0
|
|
: ( |
( +1' 2 |
7# + |
|
+ * $ |
+ * $ . |
|
$, 10 . !@. |
',$ |
|
. , #. 2 |
:( $ $ |
|
$iPt |
' $ $uPt |
|
0 |
1 |
+ >. # |
# 2 |
|
:( |
|
|
$ ' 1* $ |
|
|
2 |
) |
|
|
3)
Бактерии относятся к прокариотам
Не имеют оформленного ядра и мембранных органоидов.
Имеют нуклеоид (место расположения кольцевой ДНК), одну кольцевую
хромосому и плазмиды (небольшая кольцевая ДНК с одним/несколькими генами).
Рибосомы 70S.
Клеточный центр отсутствует.
Неспособны к эндоцитозу, митозу и мейозу.
Делятся путем поперечного делени материнской клетки.
Клеточная стенка из муреина
Имеют апсулу — дополнительную защитную оболочку.
Имеют жгутики для передвижения и короткие выросты — или — для
контакта с другими клетками
65
Микробиолог К. Грам разработал метод окрашива
ния прокариотических кле ток, на основе которого бак терии были разделены на грамположительные и гра мотрицательные
Различия между грам отрицательными и грампо ложительными бактериями связано с особенностями
строения клеточной стенки.
Грамположительные бактерии имеют толстый
слой пептидогликана, кра
шиваются в фиолетовый цвет (по Граму).
У грамотрицательных клеточная стенка тоньше, однако снаружи клеточ ной стенки имеется наружная мембрана, которая обладает избирательной про ницаемостью (является дополнительным барьером). Этим обусловлена боUльшая
устойчивость грамотрицательных бактерий к антибиотикам, ферментам и ядам.
Окрашиваются в розовый или красный цвет (по Граму).
Размножение бактерий
Перед делением происходит репликация бактериальной хромосомы — коль цевой молекулы ДНК, которая в определенной точке прикреплена к плазмалемме.
Образуются две идентичные дочерние хромосомы, также прикрепленные
кцитоплазматической мембране.
Затем специальные моторные белки перемещают дочерние хромосомы в противоположных направлениях, и расстояние между молекулами ДНК увели чивается
Плазмолемма впячивается.
Клетка делится.
, ' |
= ( # , |
* ($, ($, # |
$ |
66
При неблагоприятных условиях бактерии образуют поры
Клетка теряет воду.
Уменьшается в размере.
Обменные процессы прекра щаются
Внутри клетки формируется плотная оболочка, которая окружает
изащищает генетический аппарат.
Всостоянии споры бактерии
могут находиться до 1000 лет. Спо
ры бактерий предназначены для
перенесения неблагоприятных $
условий, а не для размножения!
Когда спора попадает в благоприятные условия, она быстро прорастает, из нее развивается полноценная бактериальная клетка.
)
Поверхностный аппарат клетки = цитоплазматическая мембрана + надмембранный комплект (гликокаликс, клеточная стенка)
Цитоплазматическая мембрана (плазмолемма)
Фосфолипидный бислой основа мембраны, структурная функция Гидрофильные головки наружу (в жидкость).
Гидрофобные хвосты внутрь.
Холестерин придает мембране жесткость, стабильность, регулирует про ницаемость (только у животных клеток).
Белки транспорт веществ, рецепторная функция.
Гликокаликс — надмембранный углеводный комплекс в животных клет ках, участвует в межклеточных контактах, выполняет рецепторную функцию.
" # $
( ' ) ) |
67 |
( ' )) |
|
*" & *** |
* "** " |
* ** * + & |
" " |
# |
|
, 1 |
, 1 |
Функции цитоплазматической мембраны
Барьерная (защитная)
Транспортная
Рецепторная
Участвует во взаимодействии клеток
Фосфолипидный бислой обладает избирательной проницаемостью. Пропускает
гидрофобные вещества (бензол);
нейтральные небольшие молекулы (СО2 , О2 ).
Не пропускает
полярные молекулы (сахара, белки);
ионы
Надмембранный комплекс
Гликокаликс у животных
Клеточная стенка у грибов (хитин), растений (целлюлоза)
У растений соседние клетки соединены между собой трубчатыми цитоплаз матическими каналами — плазмодесмами. Внутри плазмодесмы содержится
, |
, "# # |
68
мембранная трубочка, связывающая участки эндоплазматической сети двух кле ток. Плазмодесмы объединяют цитоплазмы клеток в единую систему, по ним обеспечивается межклеточный транспорт веществ.
" !#
$#
)
0 ' 1 (4 # (4 #2
6 5
0 '
0 '" $# #
.5., 1 *$* $ ' $2
" '
($, 3 "
@ .$. ' $1 *$'$2
! $>$ $ " ($ $
0 ' $" ( ' '
'$ $1 . " $ * ,2* ' '
; ' $" $# # , (4#(
'$ $ *' (
&
0
5
( 3 "
69
Осмотическое давление — давление, которое необходимо приложить, что
бы воспрепятствовать поступлению растворителя (воды).
Чем более концентрированным является раствор, тем выше его осмоти ческое давление.
|
'* 5 |
=$# |
$# 1 2" #.1 2 |
+ |
"#.1 2" #$ |
|
|
а. Изотонический раствор — это |
|
такой раствор, осмотическое давле |
|
ние которого такое же, как в клетках. б. Гипертонический раствор —
это такой раствор, осмотическое давление которого выше, чем
вклетках. Вода выходит из клетки.
Врастительных клетках происходит плазмолиз (отхождение клеточного содержимого от клеточной стенки).
Животные клетки сморщиваются.
в Гипотонический раствор —
это такой раствор, в котором кон центрация растворенных веществ ниже, чем в клетках. Вода заходит в клетку. В растительных клетках происходит деплазмолиз. Живот
ные клетки разбухают, лопаются.
Эндоцитоз — поглощение клет
кой твердых частиц (фагоцитоз) или растворов (пиноцито ) путем образования пузырьков, окружен
ных мембраной. Образуется нд
цитозный пузырек Экзоцитоз — это процесс,
обратный эндоцитозу. Выделяемые |
, 5 1 251 2 |