- •Глава 8. Селекция и биотехнология
- •Введение
- •Глава 1. Химические компоненты живых организмов § 1. Содержание химических элементов в организме. Макро- и микроэлементы
- •§ 2. Неорганические вещества
- •§ 3. Органические вещества. Аминокислоты. Белки
- •§ 4. Свойства и функции белков
- •§ 5. Углеводы
- •§ 6. Липиды, их строение и функции
- •§ 7. Нуклеиновые кислоты
- •§ 8. Атф. Биологически активные вещества
- •Глава 2. Клетка – структурная и функциональная единица живых организмов
- •§ 9. История открытия клетки. Создание клеточной теории
- •§ 10. Методы изучения клетки
- •§ 11. Строение клетки
- •§ 12. Цитоплазматическая мембрана
- •§ 13. Гиалоплазма. Цитоскелет.
- •§ 14. Клеточный центр. Рибосомы
- •§ 15. Эндоплазматическая сеть. Комплекс Гольджи. Лизомосы
- •§ 16. Вакуоли
- •§ 17. Митохондрии. Пластиды
- •§ 18. Ядро
- •§ 19. Особенности строения клеток прокариот
- •§ 20. Особенности строения клеток эукариот
- •Глава 3. Деление клетки
- •§ 21. Клеточный цикл
- •§ 22. Митоз. Амитоз. Прямое бинарное деление
- •§ 23. Мейоз и его биологическое значение
- •Глава 4. Обмен веществ и превращение энергии в организме
- •§ 24. Общая характеристика обмена веществ и превращения энергии
- •§ 25. Энергетический обмен
- •§ 26. Брожение
- •§ 27. Фотосинтез
- •§ 28. Хранение наследственной информации
- •§ 29. Реализация наследственной информации — синтез белка на рибосомах
- •§ 30. Регуляция транскрипции и трансляции в клетке и организме
- •Глава 5. Структурная организация и регуляция функций живых организмов § 31. Структурная организация живых организмов
- •§ 32. Ткани и органы растений
- •§ 33. Ткани и системы органов животных
- •§ 34. Саморегуляция жизненных функций организмов
- •§ 35. Иммунная регуляция
- •§ 36. Специфическая иммунная защита организма
- •§ 37. Иммунологическая реакция организма (иммунный ответ)
- •Глава 6. Размножение и индивидуальное развитие организмов
- •§ 38. Типы размножения организмов. Бесполое размножение
- •§ 39. Половое размножение. Образование половых клеток
- •§ 40. Оплодотворение
- •§ 41. Онтогенез. Эмбриональное развитие животных
- •§ 42. Постэмбриональное развитие
- •§ 43. Онтогенез человека
- •Глава 7. Наследственность и изменчивость организмов
- •§ 44. Закономерности наследования признаков, установленные г. Менделем. Моногибридное скрещивание. Первый и второй законы Менделя
- •§ 45. Цитологические основы наследования признаков при моногибридном скрещивании
- •§ 46. Дигибридное скрещивание. Третий закон Менделя
- •§ 47. Взаимодействие аллельных генов
- •§ 48. Хромосомная теория наследственности. Сцепленное наследование
- •§ 49. Генетика пола
- •§ 50. Изменчивость организмов, ее типы. Модификационная изменчивость
- •§ 51. Генотипическая изменчивость
- •§ 52.Особенности наследственности и изменчивости человека
- •§ 53. Наследственные болезни человека
- •Глава 8. Селекция и биотехнология
- •§ 54. Cелекции, ее задачи и основные направления
- •§ 55 . Методы селекции и ее достижения
- •§ 56. 0Сновные направления биотехнологии
- •§ 57. Инструменты генетической инженерии
- •§ 58. Успехи и достижения генетической инженерии
§ 11. Строение клетки
Многообразие клеток. Клетки организмов разных царств отличаются друг от друга размерами, формой, внутренним строением, выполняемыми функциями. Более того, существенные различия можно обнаружить в строении и функциях клеток разных тканей одного организма (рис. ).
Описывая клеточную теорию, мы уже говорили о том, что каждая клетка способна к самостоятельной деятельности: она может обмениваться веществами и энергией с внешней средой, расти, размножаться. Поэтому внутреннее строение клеток очень сложно и в большой степени зависит от тех функций, которые клетка выполняет в многоклеточном организме. Казалось бы, трудно сравнить форму и строение нервной клетки, клетки ткани листа и стрекательной клетки гидры, и тем не менее разные клетки имеют гораздо больше общего, чем кажется на первый взгляд (рис. ).
Строение клетки. Несмотря на многообразие форм, все клетки имеют единый принцип организации. Любая эукариотическая клетка состоит из трех частей: поверхностного аппарата, цитоплазмы и ядра (ядерного аппарата).
Поверхностный аппарат образован цитоплазматической мембраной, надмембранным и субмембранным комплексами. Поверхностный аппарат ограничивает внутреннее содержимое клеток и защищает его от влияния окружающей среды, осуществляет обмен веществ между клеткой и внешней средой. Надмембранный комплекс клеток бактерий, растений, грибов и многих протистов представлен плотной, часто многослойной клеточной оболочкой. Клетки животных оболочки не имеют. Субмембранный комплекс, лежащий внутрь от цитоплазматической мембраны, образован белковыми нитями и микротрубочками.
Цитоплазма (от греч. китос — клетка и плазма — вылепленное) — это внутренняя среда клеток, расположенная между плазматической мембраной и ядром. Цитоплазма представляет собой полужидкое основное вещество, или гиалоплазму (от греч. хиалос — стекло и плазма), в которую погружены внутриклеточные структуры — органеллы, или органоиды, имеющие разное строение и выполняющие различные функции (рис. , табл. 2) и включения.
Таблица 2. Строение эукариотической клетки
Структура |
Особенности организации |
Функции |
Поверхностный аппарат Цитоплазматическая мембрана
Надмембранный комплекс
Субмембранный комплекс |
Тончайчая пленка, образованная двойным слоем липидов и погруженных в него белков
Многослойное образование из полисахаридов
Микротрубочки и микрофиламенты, образованные белковыми субъединицами |
Избирательная регуляция обмена веществ между клеткой и внешней средой.
Обеспечение контакта между соседними клетками
Защита клетки и внешний каркас Связь между мембраной, цитоскелетом и гиалоплазмой |
Цитоплазма Гиалоплазма
Митохондрии
Пластиды
Эндоплазматический ретикулум (ЭР) Шероховатый
Гладкий
Комплекс Гольджи (КГ)
Лизосомы
Вакуоли
Рибосомы
Клеточный центр (центриоли)
Микротрубочки, микрофиламенты
Включения
Ядро |
Коллоидный раствор белков, углеводов и др. веществ
Двухмембраннаяструктура; внутренняя мембрана образует складки — кристы. Содержит кольцевую ДНК, рибосомы, множество ферментов
Двухмембранная структура. Производные внутренней мембраны — тилакоиды (содержат хлорофилл в хлоропластах). Содержит кольцевую ДНК, рибосомы, множество ферментов. Характерны только для клеток растений, авто- и автогетеротрофных протистов.
Система уплощенных мембранных мешочков — цистерн, полостей, трубочек
Система плоских одномембранных цистерн, расширенных на концах, и пузырьков, отделяющихся или присоединяющихся к цистернам
Одномембранные пузырьки, содержащие гидролитические ферменты
Одномембранные цистерны, заполненные водой с растворенными в ней веществами.
Две субъединицы (большая и малая), состоящие из рРНК и белков
Система микротрубочек, построенных из белковых субъединиц
Трубочки и нити, образованные белковыми субъединицами
Жировые капли, гранулы (крахмал, гликоген, белок), кристаллы (щавелевокислый кальций)
Имеет двухмембранную оболочку, хроматин, ядерный матрикс, ядрышко,содержит ДНК |
Внутренняя среда клетки, связь между всеми клеточными структурами, синтез многих веществ
Синтез АТФ
Фотосинтез, запасание питательных веществ
На шероховатом ЭР расположены рибосомы. В его цистернах изолируются и дозревают синтезированные на рибосомах белки. Транспорт синтезированных белков.
Гладкий ЭР: синтез углеводов, липидов и стероидов. Деградация вредных веществ.
Накопление, преобразование белков и липидов, синтез полисахаридов. Образование секреторных пузырьков, выведение веществ за пределы клетки. Образование лизосом
Внутриклеточное переваривание, расщепление поврежденных органелл, отмерших клеток, органов
Запасание воды и других неорганических и органических веществ, осморегуляция
Сборка белковых молекул
Центры организации микротрубочек (участвуют в образовании цитоскелета, веретена деления клетки, ресничек и жгутиков)
Образование цитоскелета, центриолей, жгутиков, ресничек и др. Сократительные движения, внутриклеточный транспорт
Запасные вещества клетки, конечные продукты обмена
Хранение и передача дочерним клеткам наследственной информации в неизменном виде. Реализация наследственной информации |
В состав цитоплазмы входит также цитоскелет (внутриклеточный скелет) — система микротрубочек и микрофиламентов (микронитей). Цитоскелет выполняет опорную функцию и обеспечивает внутриклеточные движения.
Органоиды, органеллы (от греч. органон — орган) — постоянные клеточные структуры цитоплазмы, выполняющие определенные функции и обеспечивающие процессы жизнедеятельности клетки (питание, синтез веществ, их транспорт внутри клетки и за ее пределы и др.). Органоиды можно разделить на две группы: мембранные и немембранные. Мембранные органоиды также представлены двумя вариантами: двухмембранными и одномембранными. К двухмембранным органоидам относятся митохондрии, пластиды. Одномембранными органоидами являются: эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли.
К немембранным органоидам принадлежат рибосомы, клеточный и центр, а также реснички и жгутики, характерные для некоторых клеток.
Включения - непостоянные образования. Они могут появляться в процессе жизнедеятельности клетки, исчезать и вновь образовываться. Включения в основном представляют собой запасные вещества клетки или конечные продукты обмена веществ. Это могут быть капли (жир), гранулы (крахмал, гликоген), кристаллы (соли).
Ядро – важнейшая структура клеток. В нем содержится ДНК, являющаяся носителем наследственной информации. Ядро обеспечивает хранение, передачу наследственной информации дочерним клеткам и реализацию наследственной информации.
Цитоплазма и ядро образуют живое содержимое клетки — протопласт.
1. Каков общий принцип строения клеток? 2. Чем образован поверхностный аппарат клетки? 3. Что называется органеллой клетки? 4. Перечислите органеллы клетки. На какие группы они подразделяются? 5. Что такое включения? Как вы думаете, в клетках каких органов растений их больше всего? Обоснуйте свой ответ.