Группы организмов (надцарства)
Тема урока: Строение и функции ядра клетки. Химический состав клетки.
Цель урока: продолжить изучение клеточного уровня организации жизни; рассмотреть особенности строения и выполняемые функции ядра.
Мы продолжаем знакомство со строением эукариотической клетки. В переводе с древнегреческого «карион» означает ядро. То есть эукариотические клетки, это клетки, которые содержат ядро.
В 1831 году английский ботаник Роберт Броун впервые описал ядро растительной клетки, а в 1833 году установил, что ядро является обязательным органоидом клетки растения.
Ядро − это центр управления клеткой.
Оно содержится практически во всех клетках многоклеточных организмов за исключением красных кровяных телец – клеток крови – эритроцитов и кровяных пластинок тромбоцитов, они лишены ядра.
Не имеют оформленного ядра и одноклеточные бактерии, по этой причине их называют прокариотами. То есть доядерные одноклеточные живые организмы.
Ядро необходимо для осуществления двух важных функций:
1 функция: это деление клетки, при котором образуются подобные материнской − новые клетки.
И 2 функция: регуляция всех процессов белкового синтеза, обмена веществ и энергии, идущих в клетках.
В большинстве клеток ядро шаровидное или овальное. Однако встречаются ядра и другой формы (ветвистые, палочковидные, лопастные, чётковидные, подковообразные и другие.). Размеры ядер колеблются в широких пределах − от 3 до 25 мкм.
|
|
|
Наиболее крупным ядром обладает яйцеклетка.
Большинство клеток человека имеют одно ядро, но существуют также двухъядерные и многоядерные клетки (например, волокна поперечно-полосатых мышц).
Одноклеточный организм инфузория туфелька так же содержит два ядра.
Рассмотрим строение ядра подробнее.
От цитоплазмы оно отделено двойной мембраной. Которая состоит из наружной и внутренней мембраны.
Пространство между наружной и внутренней мембранами оболочки клеточного ядра – перинуклеарное пространство, заполнено полужидким веществом.
В некоторых местах мембраны сливаются друг с другом, образуя поры, через которые происходит обмен веществ между ядром и цитоплазмой.
Из ядра в цитоплазму транспортируются в основном разные виды РНК. В частности, матричная РНК, которая синтезируется в ядре на основе ДНК.
А из цитоплазмы в ядро поступают все ферменты, необходимые для синтеза РНК.
Наружная ядерная мембрана со стороны, обращённой в цитоплазму, покрыта рибосомами, придающими ей шероховатость, внутренняя мембрана гладкая.
Ядерные мембраны являются частью мембранной системы клетки: выросты наружной ядерной мембраны соединяются с каналами эндоплазматической сети, образуя единую систему сообщающихся каналов.
|
|
|
Кариоплазма (ядерный сок, нуклеоплазма) — внутреннее содержимое ядра, в котором располагаются хроматин и одно или несколько ядрышек. В состав ядерного сока входят различные белки (в том числе ферменты ядра), свободные нуклеотиды.
Ядрышко представляет собой округлое плотное тельце, погруженное в ядерный сок. Количество ядрышек зависит от функционального состояния ядра и варьирует от 1 до 7 и более. Ядрышки обнаруживаются только в неделящихся ядрах, во время митоза они исчезают. .Ядрышко − это немембранная внутриядерная органелла. Которая представляет собой комплекс белков и предшественников рибосомных субъединиц.
Основная функция ядрышка − это синтез РНК и белков, из которых формируются особые органоиды – рибосомы.
Рибосомы синтезируют белки из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК.
До деления, генетический материал клетки находиться в виде хроматина − комплекса ДНК, РНК и белков.
Когда клетка готова к делению ДНК сильно уплотняется.
Каким же образом это происходит?
Перед делением клетки, ДНК дважды обматывается вокруг белков гистонов. В результате чего формируются структурные части хромосомы – нуклеосомы.
|
|
|
При этом образуется структура, которая напоминает «бусы на нити». Таким образом создаются хромосомы.
Хромосома – это наиболее компактная форма хранения наследственного материала клетки. По сравнению с нитью ДНК укорочение составляет примерно 1600 раз.
Хромосома представляет собой палочковидную структуру и состоит из двух сестринских хроматид, которые удерживаются благодаря первичной перетяжки - центромеры.
Хроматида – это нуклеопротеидная нить, половинка двойной хромосомы.
Центромера делит хромосому на короткое и длинное плечо. К центромере во время деления клетки, присоединяются нити веретена деления.
Хромосома может быть одинарной (состоять из одной хроматиды) и двойной (из двух хроматид).
В обычном состоянии нити ДНК расплетены. Это необходимо для того что бы участки ДНК – гены, в которых зашифрована структура какого-либо белка, свободно функционировали.
Так как это возможно только тогда, когда ДНК деспирализована, то есть расплетена.
Хромосомный набор клетки
Клетки, которые составляют тело многоклеточных организмов и не принимают участия в половом размножении, называются соматическими клетками. К ним относят, например, нервные, мышечные клетки, эпителиальные.
|
|
|
В ядрах таких клеток содержится двойной (диплоидный) набор хромосом. То есть по две хромосомы каждого вида − (гомологичные хромосомы).
Гомологичные хромосомы – это парные, одинаковые хромосомы (одна от матери –другая от отца).
Гаплоидный набор хромосом – это набор различных по размерам и форме хромосом клеток данного вида, где каждая хромосома представлена в единственном числе, в отличие от диплоидного набора, когда каждой хромосомы по две. Таким образом гаплоидный набор хромосом содержится в ядрах половых клеток (гамет).
Каждый организм имеет определённое количество хромосом. Такой набор называется кариотипом.
В кариотипе человека 46 хромосом − 44 из которых аутосомы и 2 половые хромосомы.
Диплоидный набор хромосом − это 46 хромосом, а гаплоидный набор, это 23 хромосомы.
Количество хромосом не определяет уровень сложности организмов. Например, мушка-дрозофила содержит 8 хромосом, зелёная жаба – 26, гидра пресноводная -32 хромосомы, человек 46, речной рак – 118, домашняя собака – 78 хромосом.
Таким образом кариотип − это совокупность признаков полного набора хромосом, присущая клеткам данного биологического вида (видовой кариотип) или данного организма (индивидуальный кариотип).
Именно индивидуальность кариотипа сохраняет видовое постоянство из поколения в поколение.
Группы организмов (надцарства)
Все живые организмы могут быть распределены в одну из двух групп (прокариоты или эукариоты) в зависимости от основной структуры их клеток. Прокариоты — живые организмы, состоящие из клеток, которые не имеют клеточного ядра и мембранных органелл. Эукариоты — живые организмы, клетки которых содержат ядро, а также мембранные органеллы.
У прокариот нет характерных для эукариот хромосом. Их основной генетический материал — это нуклеоид, обычно имеющий форму кольца. В эукариотических клетках хромосомы представляют собой комплексы ДНК и белков-гистонов (играют важную роль в упаковке ДНК). Эти химические комплексы называются хроматином. Нуклеоид прокариот не содержит гистонов, а форму ему придают связанные с ним молекулы РНК.
К прокариотам относятся бактерии (эубактерии и архебактерии) а к эукариотам — грибы, растения и животные, большинство из которых являются многоклеточными организмами и только некоторые — одноклеточными.
В состав живой клетки входит около 90 химических элементов, 25 их них обнаружены практически во всех клетках. Эти химические элементы необходимы для их жизнедеятельности. Они же встречаются в неживой природе. Но количественное соотношение химических элементов в живой и неживой природе разное. (слайд 3)
- Какие химические элементы являются самыми распространенными в земной коре? (фосфор, магний, кремний, железо, алюминий, натрий, кальций, кислород - вместе - 98 % массы земной коры).
По количественному содержанию в живых системах все химические элементы подразделяются на три группы:
1. Макроэлементы - химические элементы в сумме составляющие около 98 % всего содержимого клетки ( H , N,O, C ). Они входят в состав органических вещест: белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот.
2. Микроэлементы - химические элементы в сумме составляют около 1,9 % всего содержимого клетки. Na,K,Ca,Cl,Mn
3. Ультрамикроэлементы - химические элементы, в сумме составляющие около 0, 02 % ( Zn, Cu, I, F и т. д ).
Вода самое распространенное вещество на Земле. Вода хороший растворитель, поддерживает терморегуляцию, обладает теплопроводностью.
В организме человека80% воды. Вода играет важное значение в клетке.
Вода обладает рядом свойств, благодаря способности своих молекул связываться друг другом при помощи водородных связей. Молекула воды полярна - диполь. Положительные заряды сосредоточены у атомов водорода, так как кислород электроотрицательнее водорода. Отрицательно зараженный атом кислорода одной молекулы вода притягивается к положительно заряженному атому водорода другой молекулы с образованием водородной связи. Водородная связь слабее ковалентной связи, поэтому она легко разрывается. Таким образом, в жидкой воде молекулы подвижны, они легко проникают через клеточные мембраны. Это очень важно для процессов обмена веществ. По отношению к воде вещества делят на две группы.
Гидрофильные вещества - хорошо растворимые в воде вещества.
Гидрофобные вещества - плохо растворимые в воде вещества.
ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Белки и жиры – высокомолекулярные органические соединения. Молекула белка образована большим числом аминокислот, в состав которых входят атомы углерода, водорода, кислорода, азота и серы. Жиры состоят из глицерина и жирных кислот. Они нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях. В состав жиров входят атомы углерода, водорода и кислорода. Жиры и жироподобные вещества объединяются обычно под общим названием липиды. Как и углеводы, они служат источником энергии.
Белки разных клеток неодинаковы, они специфичны. Однако они обладают общим свойством – свёртываться при нагревании или воздействии ультрафиолетовых лучей. Белки являются основным строительным материалом любой клетки: входят в состав клеточных мембран, цитоплазмы, ядра и органоидов. Многие белки являются ферментами. У животных все виды движения обеспечиваются сократительными белками. Белки, жиры и углеводы участвуют в защите клеток и контактах со средой. Некоторые белки выполняют транспортную функцию, присоединяя и перенося кислород и углекислый газ.
Жиры, как и белки, выполняют ряд функций. Они входят в состав клеточных мембран и тем самым выполняют строительную функцию. Жиры могут накапливаться в клетках и служить запасным питательным веществом. Некоторые жироподобные вещества являются гормонами, принимая участие в регуляции физиологических функций организма.
Задание:
Изучите материал
Заполните таблицу
Ядро. Строение и функции.
| Структуры | Особенности строения | Выполняемые функции |
| Ядро | ||
| Ядерная оболочка | ||
| Кариоплазма | ||
| Хроматин | ||
| Ядрышко |
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 94; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!