Клетка под микроскопом

Изучение клетки, клеточная теория.

  • Химический состав клетки.

  • Клеточные структуры и их функции

  • УЧЕНИЕ О КЛЕТКЕ

    1. ИЗУЧЕНИЕ КЛЕТКИ. КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ

    Клетка основная структурная и функциональная единица организма.

    Долгое время биология изучала свойства животных и растений основе их макроскопического строения (видимого невооруженным глазом).

    Глубже в строение и функции организмов она проникла после открытия их клеточного строения и изучения клетки как основной структурной и функциональной единицы.

    Размеры клеток обычно порядка нескольких микрометров 1 мкм — 0,001 мм); самые мелкие—от 0,5 до 1,2 мкм, что делает недоступными для изучения невооруженным глазом. Открытие исследование клетки тесно связано с изобретением и усовершенствованием микроскопа.

    В 1665 г. английский естествоиспытатель Роберт Гук с помощью микроскопа впервые установил «клеточное строение» на случайно выбранном для наблюдения растительном объекте — мертвой Щи, пробке. Он ввел понятие «клетка» для обозначения наблюдения в пробке пустых ячеек, поэтому свойства живой материи Гук ошибочно связывал с клеточной стенкой.

    В последней трети XVII в. в работах голландского ученого А.. Левенгука были описаны выдающиеся открытия, в частности клеточное строение животных, но только в 30-е годы прошлого столетия было установлено, что клетки не полые пузырьки, а заполнены полужидким содержимым — «протоплазмой». В 1831 г. Р. Броун впервые описал ядро.

    все растительные и животные организмы состоят из клеток, сходных по строению.

    В 1858 г. немецкий ученый Р. Вирхов внес в клеточную теорию важное дополнение. Он доказал, что число клеток в организме увеличивается в результате их деления, так как клетка происходит только от клетки.

    плазмодесмы

    кариокинеза

    Развитие наших знаний о клеточном строении основывалось на данных светового микроскопирования. Но разрешающая способность светового микроскопа ограничена. С помощью светового микроскопа нельзя рассматривать ультраструктуры клетки, измеряемые нанометрами (1 нм — 0,001 мкм).

    12 стр., 5510 слов

    Особенности использования цифрового микроскопа на х биологии

    ... части 1. Осветительная часть Предназначена для создания светового потока, который позволяет осветить объект таким образом, чтобы последующие части микроскопа предельно точно выполняли свои функции. Осветительная часть ... виде и клетки, и человеческий волос, и жилки листа, и споры папоротника, и плесневый гриб мукор. Глава 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УВЕЛИЧИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ НА УРОКАХ БИОЛОГИИ Лупа — самый ...

    С открытием же электронного микроскопа, который позволяет увеличивать тонкие структуры клетки в 100 000 раз и больше, возможности изучения клетки резко возросли.

    хроматография

    Современная клеточная теория включает следующие положения: клетка — основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого; клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ; размножаются клетки путем деления, каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки; в многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и образуют ткани; из тканей состоят органы.

    Значение клеточной теории заключается в том, что она доказывает единство происхождения всех живых организмов на Земле.

    2. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТКИ

    Сходство химического состава клеток всех организмов служит доказательством единства живой природы. Вместе с тем нет ни одного химического элемента, содержащегося в живых организмах, который не был бы найден в телах неживой природы. Это подтверждает мнение о единстве материи.

    Элементы, входящие в состав клетки, %

    Кислород — 65—75

    Магний — 0,02—0,03

    Цинк — 0,0003

    Углерод — 15—18

    Натрий — 0,02—0,03

    Медь — 0,0002

    Водород — 8—10

    Кальций — 0,04—2,00

    Йод — 0,0001

    Азот— 1,5—3,0

    Железо — 0,01—0,015

    Фтор — 0,0001

    Калий—0,15—0,40

    Сера — 0,15—0,20

    Фосфор — 0,20—1,00

    Хлор — 0,05—0,10

    В приведенном перечне кислород, углерод, водород и азот — группа элементов, которыми живые существа богаче всего. Вторая группа объединяет 8 элементов, представленных десятыми и сотыми долями процента. Их общая масса — около 1,9 %. В третью группу входят такие элементы, которых в живой клетке очень мало,— микроэлементы, но и они совершенно необходимы для ее нормального функционирования. В живых организмах все эти элементы входят в состав неорганических и органических соединений, которые и образуют живую материю. В основном клетки живых существ построены из органических веществ.

    В состав клеток входят и неорганические соединения. За исключением воды, они составляют незначительную долю по сравнению, с содержанием органических веществ.

    8 стр., 3648 слов

    Алексеева Кафедра «Технология неорганических веществ»

    ... сульфата алюминия в гранулированной форме. 1 Общие сведения о промышленных коагулянтах Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, ... водах может быть большой. Растворимость гидроксида алюминия в дистиллированной воде резко возрастает в пределах 4,5>pH>8. В зависимости от состава примесей сточных вод процесс коагуляции солями алюминия ...

    В то время как неорганические соединения существуют и в неживой природе, органические соединения характерны только для живых организмов. В этом существенное различие между живой и неживой природой.

    Соотношение в клетке воды, органических и неорганических веществ, %

    Вода… 70—85

    1—2

    Белки…10—20

    АТФ и другие низкомолекулярные органические вещества

    0,1—0,5

    Жиры… 1—5

    Неорганические вещества (кроме воды)

    1—1,5

    Углеводы…0,2—2,0

    Неорганические вещества. Большое значение в жизнедеятельности клетки имеет вода. Прежде всего она является растворителем, а все обменные процессы могут протекать лишь в растворах. Вода играет важную роль во многих реакциях, происходящих в организме, например в реакциях гидролиза, при которых высокомолекулярные органические вещества (белки, жиры, углеводы) расщепляются благодаря присоединению к ним воды. С помощью воды обеспечивается перенос необходимых веществ от одной части организма к другой. Чем выше биохимическая активность клетки или ткани, тем выше содержание в них воды. Велика ее роль и в теплорегуляции клетки и организма в целом. Другие неорганические вещества — соли — находятся в организмах в виде анионов и катионов в растворах и в виде соединений с органическими веществами. Важное функциональное значение для нормальной жизнедеятельности клетки имеют катионы К + , Na + , Ca 2+ , Ms 2+ и анионы НР0 4 2- , H 2 PO 4 , НСОз , С I .

    В соединении с органическими веществами особое значение имеют сера, входящая в состав многих белков, фосфор как обязательный компонент нуклеотидов ДНК и РНК, железо, находящееся в составе белка крови гемоглобина, и магний, содержащийся в молекуле хлорофилла. Кроме того, фосфор в форме нерастворимого фосфорнокислого кальция составляет основу костного скелета позвоночных и раковин моллюсков.

    12 стр., 5925 слов

    Значение углеводов в жизни человека

    ... веществ . Углеводный обмен Углеводный обмен представляет собой совокупность процессов пре­в­ращений углеводов в организме человека и животных. Процесс превращений углеводов ... в ней, причем скорость проникновения глюкозы в клетки определяется проницаемостью клеточных оболочек. В клетки печени глюко­за проникает свободно, в клетки ... молекул моносахаридов различной длины. В молекуле животных углеводов ...

    Органические вещества.

    пептидной связью

    В молекуле того или иного белка одни аминокислоты могут многократно повторяться, а другие совсем отсутствовать. Общее число аминокислот, составляющих одну молекулу белка, иногда достигает нескольких сотен тысяч. В результате молекула белка представляет собой макромолекулу, т.е. молекулу с очень большой молекулярной массой.

    Вторичная структура

    Белки выполняют в клетке разнообразные функции. Функциональной активностью обладают белки с третичной структурной организацией, но в большинстве случаев только переход белков третичной организации в четвертичную структуру обеспечивает специфическую функцию.

    Ферментативная функция, Структурная функция, Транспортная функция., Двигательная функция, Защитная функция

    В ответ на внедрение в организм чужеродных белков (антигенов) в клетках крови вырабатываются вещества белковой природы (антитела), которые обезвреживают их , предохраняя организм от повреждающего действия. Это иммунологическая защита.

    Энергетическая функция

    Углеводы . Это необходимый компонент любой клетки. В растительных клетках их значительно больше, чем в животных. Углеводы содержат только углерод, водород и кислород. К простейшим углеводам относятся простые сахара (модосахариды).

    Они содержат пять (пентозы) или шесть (гексозы) атомов углерода и столько же молекул воды. Примерами моносахаридов могут служить глюкоза и фруктоза, находящиеся во многих плодах растений. Кроме растений глюкоза входит также в состав крови.

    Сложные углеводы состоят из нескольких молекул простых углеводов. Из двух моносахаридов образуется дисахарид. Пищевой сахар (сахавоза), например, состоит из молекулы глюкозы и молекулы фруктозы. Значительно большее число молекул простых углеводов входит в такие сложные углеводы, как крахмал, гликоген, клетчатка (целлюлоза).

    В молекуле клетчатки, например, от 300 до 3000 молекул глюкозы.

    Углеводы своеобразное «топливо» для живой клетки;

    окисляясь, они высвобождают химическую энергию, которая расходуется клеткой на процессы жизнедеятельности. Углеводы выполняют и важные строительные функции, например у растений из них образуются стенки клеток.

    Жиры и липоиды

    У животных, особенно у водных млекопитающих. У животных, впадающих

    зимой в спячку жиры обеспечивают организм необходимой энергией. Они составляют запас питательных веществ в сменах и плодах растений

    Жиры и липоиды 1

    Жиры и липоиды 2

    4 стр., 1734 слов

    Митохондрии как энергитические станции клеток.Стадии энергитического ...

    ... наличию в митохондрии молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты — таких же, как и в ядре клетки. В митохондриях ДНК выполняет сходную функцию, регулируя их самовоспроизведение. Митохондрия: энергетическая станция клетки, уникальный ... примере животной клетки. Первый этап подготовительный. На этом этапе крупные молекулы углеводов, жиров, белков, нуклеиновых кислот распадаются на мелкие молекулы: из ...

    Нуклеиновые кислоты.

    Рис. 1. Модель двойной спирали молекулы ДНК. А — участок двуспиральной молекулы ДНК; Б — схема участка деспирализованных цепей. Ясно видна комплементарность оснований, водородные связи между ними показаны точками

    РНК , возникая в ядре, выполняет свои функции в цитоплазме и ядре.

    Молекула ДНК — очень длинная двойная цепочка, спирально закрученная вокруг своей продольной оси (рис. 1).

    Длина ее во многие сотни раз превышает длину цепочки белковой молекулы. Каждая одинарная цепочка представляет собой полимер и состоит из отдельных соединенных между собой мономеров — нуклеотидов.

    В состав любого нуклеотида входят два постоянных химических компонента (фосфорная кислота и углевод дезоксирибоза) и один переменный, который может быть представлен одним из четырех азотистых оснований: аденином, гуанином, тимином или цитозином. Поэтому в молекулах ДНК всего четыре разных нуклеотида. Разнообразие же молекул ДНК огромно и достигается благодаря различной последовательности нуклеотидов в цепочке ДНК.

    комплементарности

    редупликации

    Молекулярная структура РНК близка к таковой ДНК. Но есть и существенные различия. Молекула РНК — не двойная, а одинарная цепочка из нуклеотидов. В ее состав входят также четыре типа нуклеотидов, но один из них иной, чем в ДНК: вместо тимина в РНК содержится урацил. Кроме того, во всех нуклеотидах молекулы РНК находится не дезоксирибоза, а рибоза. Молекулы РНК не столь велики, как молекулы ДНК.

    Транспортные, Аденозинтрифосфат

    3. КЛЕТОЧНЫЕ СТРУКТУРЫ И ИХ ФУНКЦИИ

    Цитоплазма

    Цитоплазма 1

    Рис 2 Схема

    ./ — ядро с хроматином и ядрышками, 2— цитоплазматическая мембрана, 3— клеточная стенка, 4— поры в клеточной стенке, через которые сообщается цитоплазма соседних клеток, 5— шероховатая эндоплазматическая сеть, б— гладкая эндоплазматическая сеть, 7— пиноцитозная вакуоль, 8— аппарат Гольджи, 9— лизосомы, 10— жировые включения, 11— клеточный центр, 12— митохондрия, 13— рибосомы и полирибосомы, 14— вакуоль, 15— хлоропласт

    8 стр., 3949 слов

    Искусственный и естественный отбор. Энергетический обмен клетки

    ... вопрос, касающийся энергетического обмена клетки. 1. Искусственный отбор. сознательным Многовековой практикой искусственного отбора были выведены многие ценные формы. В частности, к серединеXIX в. в сельскохозяйственной ... практике зарегистрировано более 300 сортов пшеницы, в пустынях Северной Африки возделывалось ...

    Рис. 3. Схема

    В двойном липидном слое (I) молекулы липидов направлены своими гидрофильными концами (2) к слоям белков (3), состоящих из отдельных субъединиц Некоторые субъединицы (4) пересекают мембрану) (туннельные белки)

    Большинство молекул белков располагается на поверхности липидного каркаса с обеих его сторон, а некоторые молекулы проходят через него насквозь, образуя в мембране гидрофильные поры, через которые поступают водорастворимые вещества (рис. 3).

    Жирорастворимые вещества перемещаются между молекулами белка через липидный слой.

    Одно из основных свойств клеточных мембран — их избирательная проницаемость (полупроницаемость): одни вещества проходят через них легко, и даже против градиента концентрации, другие с трудом. Благодаря этому свойству наружная клеточная мембрана регулирует проникновение веществ в клетку и выход их из клетки. Внутренняя мембрана клетки — тонопласт окружает вакуоли. Она устроена так же, как и наружная мембрана.

    Цитоплазма 2

    органеллами.

    Функциональное значение гиалоплазмы как среды, в которую погружены клеточные органеллы, следующее: 1) благодаря вязкости и способности к перемещению гиалоплазма служит основной магистралью для передвижения метаболитов клетки; 2) примыкая к наружной клеточной мембране, она обеспечивает обмен веществами между клетками; 3) вступая в непосредственные контакты с мембранами органелл, обусловливает физико-химические и ферментные связи между ними.

    Эндоплазматическая сеть. Это разветвленная система каналов и цистерн, ограниченных мембранами, пронизывающих гиалоплазму. Мембраны, образующие стенки эндоплазматической сети, по структуре сходны с наружной клеточной мембраной. Их толщина в среднем 8 нм, а диаметр каналов 20—50 нм. Каналы заполнены бесструктурной жидкостью — матриксом. Существует два типа эндоплазматической сети — гладкая (агранулярная) и шероховатая (гранулярная).

    На мембранах первого типа находятся ферменты жирового и углеводного обмена, т.е. на них происходит синтез липидов и углеводов. На мембранах второго типа располагаются рибосомы, придающие мембранам шероховатый вид. Белки, синтезируемые в них, накапливаются в каналах и полостях эндоплазматической сети и затем по ним доставляются к различным органеллам клетки, где используются или сосредоточиваются в цитоплазме в качестве клеточных включений. Кроме того, по каналам эндоплазматической сети вещества транспортируются из клетки в клетку.

    Рибосомы . Небольшие органеллы диаметром около 22 нм. Они содержат примерно равные количества белка и рибосомальной РНК и лишены мембранной структуры. Каждая рибосома состоит из двух субъединиц различной величины, соединенных между собой. Субъединицы образуются в ядрышках; сборка рибосом осуществляется в цитоплазме.

    22 стр., 10766 слов

    Оборудование для телекоммуникационных сетей

    ... OSI. Спецификация протоколов разрабатываются стандартизирующими организациями, так и производителями оборудования. Многие разработанные производителями протоколы оказываются настолько успешными, что применяются ... сигналов повторителем становится возможным расширение сетей, построенных на основе коаксиального кабеля и увеличение общего числа пользователей сети. Мосты и маршрутизаторы При ...

    Рибосомы — постоянная составная часть клетки. Часть их располагается в гиалоплазме свободно, другая часть прикреплена к поверхности мембран эндоплазматической сети. Последние функционально более активны. Рибосомы могут располагаться на мембране поодиночке или объединяться в группы по 4—40 единиц, образуя цепочки — полисомы или полирибосомы, в которых отдельные рибосомы связаны между собой нитевидной молекулой мРНК. Рибосомы несколько меньшего размера содержатся в митохондриях и пластидах.

    Митохондрии (от греч.

    Содержатся во всех аэробных эукариотических клет-ках. Митохондрии впервые обнаружил в мышечных клетках Лёлликер (1850).

    Митохондрии—микроскопические структуры размером от 0,5(0,3) до 1 мкм в поперечнике и от 2 до 5—7 мкм в длину. Форма их разнообразна: от сферических глыбок (зерны-шек) до телец нитевидной формы. Число митохондрии в клетке колеблется в широких пределах и зависит от типа тканей и возраста слагающих их клеток. Митохондрии способны перемещаться в клет-ке. При этом они концентрируются преимущественно возле ядра, хлоропластов и других органелл, где процессы жизнедеятельности наиболее интенсивны.

    Каждая митохондрия окружена двумя мембранами — наружной и внутренней, между которыми находится бесструктурная жидкость матрикс.

    В клетках животных внутренняя мембрана митохондрии образует на продольной оси многочисленные складки — гребни, а в клетках растений — извилистые трубочки (кристы), увеяичивающие рабочую площадь, на которой расположены окислительные ферменты, участвующие в синтезе АТФ. Промежутки между кристами, или трубочками, также заполнены матриксом. В матриксе митохондрии обычно встречаются более мелкие, чем в гиалоплазме, рибосомы и молекулы ДНК.

    В митоховдриях осуществляется процесс дыхания. На их внутренних мембранах окисляются пищевые продукты (углеводы, жиры и др.) и накапливается химическая энергия в макроэргических фосфатных связях АТФ. Следовательно, митохондрии можно назвать энергетическими центрами клетки. Число митохондрии в клетке увеличивается путем деления надвое в результате образования перетяжек перпендикулярно их продольной оси.

    Лизосомы (от греч.

    Большое значение имеет очищение с помощью лизосом полости клетки после отмирания ее протопласта (например, при формировании сосудов и трахеид у растений).

    По происхождению лизосомы являются производными эндоплазматической сети или аппарата Гольджи.

    Аппарат Гольджи.

    Аппарат Гольджи состоит из диктиосом. Каждая диктиосома представляет собой стопку плоских мешочков — цистерн диаметром около 1 мкм и толщиной 20—25 нм, отграниченных мембраной и расположенных параллельно друг другу. Число цистерн в диктиосоме 5—7. От краев цистерн отчленяются пузырьки различного диаметра — пузырьки Гольджи. Вся структура носит полярный характер. Имеются формирующий полюс диктиосомы, где возникают новые цистерны, и секретирующий полюс, где цистерна распадается и образуются секретирующие пузырьки. Такое обновление происходит постоянно и сопровождается повышением активности цистерн по мере продвижения к секреторному полюсу, что выражается в увеличении числа отчленяемых пузырьков. Новые цистерны образуются на формирующем полюсе из элементов эндоплазматической сети.

    13 стр., 6320 слов

    Влияние тяжелых металлов на растения (2)

    ... слой клеток протодермы с прилегающими клетками меристемы, эндодерму и клетки центральной части апикальной меристемы (Серегин, 1997). Кроме корневого у растений существует еще два барьера, где возможны связывания тяжелых металлов: на границе ...

    В животных клетках аппарату Гольджи уже давно приписывалась секреторная функция. К настоящему времени для растительных клеток выяснено, что диктиосомы являются центром синтеза, накопления и секреции полисахаридов клеточной стенки. Об этом свидетельствует усиление их активности в области «клеточной пластинки», т.е. в той области, где после деления ядра (митоза или мейоза) между двумя только что образовавшимися дочерними ядрами закладывается новая клеточная стенка. При этом пузырьки Гольджи направляются к нужному месту на клеточной пластинке при помощи микротрубочек и здесь сливаются. Их мембраны становятся частью новых плазмалемм дочерних клеток, а их содержимое используется для построения стенок этих клеток. В каждой растительной клетке обнаруживается несколько диктиосом. В животных клетках чаще встречается одна диктиосома.

    Микротрубочки., Клеточный центр.

    Органеллы движения клеток. К ним относятся реснички и жгутики (миниатюрные выросты клеток в виде волосков), с помощью которых одноклеточные организмы легко движутся в жидкой среде. Они широко распространены как у одноклеточных, так и у многоклеточных животных. Среди простейших с помощью жгутиков перемещаются жгутиконосцы, а с помощью ресничек — инфузория туфелька. Целый ряд одноклеточных организмов л отдельных клеток животных движется с помощью выпячивания участков тела — ложноножек (амеба, слизевики, лейкоциты).

    Такой способ передвижения называется амебоидным. У многоклеточных животных и растений с помощью жгутиков передвигаются сперматозоиды и зооспоры . Ядро. Это органелла, где хранится и воспроизводится наследственная информация, определяющая признаки данной клетки и всего организма в целом. Ядро является также центром управления обмена веществ клетки, контролирующим деятельность всех других органелл. Поэтому, если ядро удалить, клетка, как правило, погибает.

    Форма ядра чаще всего шаровидная или эллипсоидальная, реже линзообразная или веретеновидная. Размер ядра очень изменчив и зависит от вида организма, а также от возраста и состояния клетки. Иногда «рабочая поверхность» ядра увеличивается путем образования лопастей или отростков. В физико-химическом отношении ядро клетки представляет собой комплекс гидрофильных коллоидов более вязкой консистенции, чем коллоидная система цитоплазмы.

    По химическому составу ядро резко отличается от остальных органелл высоким (15—30 %) содержанием ДНК и РНК (12,1 %).

    Почти вся ДНК клетки (99 %) находится в ядре, где она образует комплексы с белками — дезоксирибонуклеопротеиды (ДНП).

    Основное вещество ядра — сложные белки (протеины).

    11 стр., 5129 слов

    Питание растений

    ... питание»). Воздушное питание Фотосинтез является основным процессом, приводящим к образованию органических веществ в растениях. ... протекающие в клетках растений. Промышленность выпускает таблетки ... животных и подавляющего большинства микроорганизмов характерен гетеротрофный тип питания — использование органических веществ, ранее синтезированных другими организмами. Накопление сухого вещества растений ...

    В ядре есть также липиды, вода, ионы Са + и Mg + .

    Общий план строения ядра одинаков как у растительных, так и у животных клеток. Структура же компонентов ядра существенно изменяется на разных фазах жизненного цикла клетки, что связано с различием выполняемых ядром функций. В связи с этим выделяют три состояния ядра: 1) делящееся ядро, выполняющее функцию передачи наследственной информации от клетки к клетке; 2) ядро, синтезирующее (редупликация) наследственный материал — ДНК (это состояние характерно для ядер в промежутках между делениями); 3) рабочее ядро живых неделящихся клеток, выполняющее функцию управления жизнедеятельностью клетки.

    В ядре различают: 1) ядерную оболочку; 2) хроматин (хромосомы); 3) одно-два, иногда несколько ядрышек; 4) ядерный сок.

    Ядерная оболочка. Она имеет малую толщину и поэтому не видна в световом микроскопе. Она состоит из двух мембран, разделенных бесструктурным матриксом, сходным с матриксом каналов эндоплазматической.сети. Наружная мембрана ядерной оболочки непосредственно связана с каналами эндоплазматической сети. Поверхность ее покрыта рибосомами.

    Ядерная оболочка содержит своеобразные структуры — ядерные поры. В них наружная и внутренняя ядерные мембраны слиты по краям. Диаметр пор от 30 до 100 нм. Число пор также колеблется, занимая в зависимости от метаболической активности ядра и вида организма от 10 до 50 % общей площади его поверхности. Поры — это не простые отверстия, а сложные структурные образования, обеспечивающие избирательную проницаемость. Ядерная оболочка контролирует обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Из ядерного сока в гиалоплазму проходят макромолекулы, в том числе предшественники рибосом, и осуществляется транспорт белков в обратном направлении.

    Хроматин, или хромосомы (от греч. хрома — цвет, сома — тело).

    Это основной морфологический компонент ядра. Под световым микроскопом на фиксированных и окрашенных препаратах он выявляется в виде сети из тонких длинных нитей, а также , мелких гранул. Исследованиями ядра под электронным микроскопом установлено, что основу хроматина составляют тонкие (10 нм) нити (фибриллы), скрученные в спирали. По химическому составу они представляют собой на 90 % дезоксирибонуклеопротеиды и на

    Микротрубочки  1

    Рис. 5. Строение хромосом. Л— типы хромосом; Б, В— тонкое строение хромосом:

    /— центромера, 2— спирально закрученная нить ДНК, 3— хроматида

    10 % рибонуклеопротеиды. Хроматин — это деспирализованные и гидратированные хромосомы. Таким образом, хромосомы присутствуют в ядре всегда, но в рабочем ядре они обычно не видны, так как находятся в «разрыхленном» состоянии.

    хромосомным набором.

    Число хромосом в соматических клетках (от лат. soma — тело) обычно двойное (диплоидное).

    Оно получается после слияния двух половых клеток, в которых всегда одинарное (гаплоидное) число хромосом. Каждый гаплоидный набор обозначается через п, а диплоидный — через 2 n .

    Размеры и форма хромосом одного гаплоидного набора не одинаковы, но в каждой половой клетке одного вида организма строго повторяется не только число хромосом, но и размеры и форма каждой из них. Естественно, что в диплоидном наборе каждой хромосоме соответствует парная (гомологичная) хромосома, такая же по форме и размерам. Все организмы одного вида имеют одинаковое

    число хромосом. Так, у мягкой пшеницы их 42, у кукурузы — 20, у коровы — 60, у курицы — 78, а у плодовой мушки дрозофилы -8.

    хроматидами

    расположенных параллельно оси хромосомы, называемых хромонемами. Участки наиболее плотных завитков спирали хромонем называются хромомерами.

    Каждая хромосома имеет первичную перетяжку, которая представляет собой неспирализованный участок хромосом, где расположена центромера (кинетохор).

    Перетяжка выглядит как утонченная часть хромосомы. Первичная перетяжка делит хромосому на две части — два плеча. В зависимости от местоположения перетяжки выделяют три типа хромосом (рис. 5): 1) палочкообразные с одним очень длинным и другим очень коротким, иногда почти незаметным плечом; 2) неравноплечие (плечи неравной длины); 3) равноплечие (плечи равной длины).

    Иногда хромосома имеет и вторичную перетяжку. Если она расположена вблизи конца хромосомы и отделенный ею участок невелик, его называют спутником, а несущую его хромосому — спутничной. Расположение и длина перетяжек постоянны для каждой хромосомы. Вторичная перетяжка — это место, где формируется ядрышко, поэтому ее называют организатором ядрышка.

    Внутреннее строение хромосом, число в ней нитей ДНК меняются в жизненном цикле клетки. Функции хромосом состоят в синтезе специфических для данного организма нуклеиновых кислот ДНК, хранящих и передающих наследственную информацию в клеточных поколениях, и РНК, управляющих синтезом белков в клетке.

    Ядрышки. Размеры и число их более или менее постоянны для одного вида. Форма ядрышка шаровидная, границы неотчетливы, так как ядрышки не окружены мембраной и находятся в непосредственном контакте с ядерным соком.

    Для химического состава ядрышка характеры рибонуклеопротеиды, липопротеиды, фосфопротеиды. Содержание белков в нем весьма велико. Концентрация РНК в ядрышке выше, чем в других частях ядра и в цитоплазме. В нем содержится также немного ДНК. Ядрышки как оформленные тела не существуют постоянно. Они обнаруживаются лишь в неделящемся ядре, а при делении ядра исчезают.

    В конце деления ядрышки вновь формируются в области вторичных перетяжек некоторых хромосом.

    Субмикроскопическая структура ядрышек, как правило, универсальна. Они состоят из рыхлого клубочка нитей деспирализованной молекулы ДНК, погруженного в аморфный матрикс.

    На ДНК ядрышек происходит синтез РНК. Здесь же рРНК объединяется с белком (образование рибонуклеопротеидов), и таким образом формируются и накапливаются предшественники рибосом, Последние через поры в ядерной оболочке переходят в цитоплазму, где и заканчивается их объединение в рибосомы. Таким образом, ядрышки играют важнейшую роль в процессах, предшествующих биосинтезу белков клетки.

    эукариотами

    Пластиды. Характерны для клеток автотрофных растений. Именно с пластидами связан процесс первичного и вторичного синтеза углеводов. Пластиды различают по окраске: I) бесцветные — лейкопласты; 2) окрашенные в зеленый цвет — хлоропласты; 3) незелёные, окрашенные преимущественно в желто-красные тона,— хромопласты. Все три группы пластид связаны общим происхождением и сходным строением. Предполагают, что пластиды образуются из бесцветных пропластид, которые находятся в клетках зародыша и образовательных тканей. Пропластиды имеют оболоч-ку, состоящую из двух цитоплазматических мембран. Полость заполнена бесструктурным матриксом. Внутренняя мембранная структура пропластид развита очень слабо. Обычно это редкие, часто одиночные цистерны, расположенные без определенной ориентации, иногда это трубочки или пузырьки. Пропластиды могут превращаться в любой из трех видов пластид.

    Лейкопласты

    Основная функция лейкопластов — синтез и накопление запасных продуктов питания, в первую очередь крахмала, реже белков и жиров. Наиболее часто в лейкопластах образуются зерна вторичного запасного крахмала из сахаров, притекающих из листьев в запасающие органы. Крахмальные зерна быстро разра-стаются и, наконец, весь лейкопласт заполняется крахмалом. Запасной белок в лейкопластах может откладываться в форме кристаллов или аморфных включений.

    оптическим фокусом жизни

    Хлоропласты есть у всех зеленых растений, начиная от водорослей и до цветковых включительно. У высших растений их форма округлая или овальная, чаще в виде двояковыпуклой линзы диаметром 3—7 мкм при толщине 1—3 мкм. Число хлоропластов в одной клетке колеблется от 1—2 до 50. Обычно в каждой клетке цветковых растений их находится от 20 до 30.

    Хлоропласта расположены в цитоплазме у клеточных стенок таким образом, что одна из их плоских сторон обращена к стенке клетки. В зависимости от степени освещенности они могут менять свое положение, чтобы лучше улавливать свет, не подвергаясь разрушительному действию прямых солнечных лучей. При рассеянном свете они располагаются у поверхности, при прямом — у боковых стенок. Живой хлоропласт содержит до 75 % воды. Химический состав хлоропласта (в % от сухой массы): белков—50, липидов — 33; пигментов: хлорофилла — 5—10, каротиноидов — 1—2, а также небольшое количество РНК и ДНК.

    По химической структуре хлорофилл близок к гемоглобину эритроцитов крови. Хлорофилл — это эфироподобное соединение дикарбоновой кислоты хлорофиллина и двух спиртов — метилового и этилового. Формула хлорофилла а (синеватый)

    С 55 H 72 0 5 N 4 Mg , хлорофилла Ъ (желтоватый) C 55 H 70 0 6 N 4 Mg . Хлорофилл образуется только на свету. Растения, развивающиеся в темноте, имеют неестественно вытянутые стебли, бледно-желтую окраску или бесцветны — их называют этиолированными. На свету они зеленеют.

    Кроме хлорофилла хлоропласта содержат еще каротиноиды — два пигмента оранжевого и желтого цвета — каротин и ксантофилл. Они представляют собой высокомолекулярные углеводороды: каротин С 40 Н 56 . ксантофилл С 40 Н 56 0 2 .

    Хлоропласта отделены от цитоплазмы двумембранной оболочкой, которая обладает избирательной проницаемостью и регулирует обмен веществ между цитоплазмой и хлоропластом (рис. 6).

    Тело хлоропласта состоит из бесцветной гидрофильной белково-липоидной стромы (матрикса).

    Строма пронизана системой параллельно расположенных плоских мешков, образованных из внутренней мембраны оболочки хлоропласта. Их называют ламеллами или тилакоидами. Тилакоиды диаметром около 0,3 мкм , довольно плотно прилегая друг к другу, образуют стопки, называемые гра-нами. Крупные ламеллы, пронизывающие строму, связывают граны в единую систему.

    Лейкопласты 1

    Мембраны тилакоидов,

    слой белка. Рядом лежащая мембрана представляет собой зеркальное отображение вышеописанной.

    Помимо системы тилакоидов в строме хлоропластов находятся рибосомы, крахмальные зерна, структуры липидной природы (пла-стоглобулы) и молекулы ДНК.

    Хромопласты.

    В процессе индивидуального развития почти все типы пластид могут превращаться друг в друга.

    Пример превращения хлоропластов в хромопласты — изменение пластид при осеннем пожелтении листьев или при созревании плодов некоторых растений (томаты, рябина и др.).

    В хромопласты могут превращаться и лейкопласты.

    включениями.

    В растительных клетках продуктом жизнедеятельности цитоплазмы является также целлюлозная стенка.

    Физиологически активные вещества. К ним относятся ферменты, витамины, гормоны, фитогормоны и фитонциды, они находятся в растворенном виде в гиалоплазме и выделяются клеткой в окружающую среду.

    Фитогормоны, Фитонциды.

    Углеводы. Из полисахаридов в клетках растений наиболее часто встречается крахмал, а в клетках животных — гликоген. Зерна запасного крахмала формируются в лейкопластах. Много крахмала в клубнях картофеля, зерновках хлебных злаков. Гликоген накапливается в печени и мышцах животных. В клеточном соке растений, особенно в запасающих органах (плодах, корнеплодах, корневищах и т.д.), находятся растворимые в воде углеводы — глюкоза, фруктоза, сахароза.

    Белки. Много белков в яйцеклетках животных. У растений запасные белки сосредоточены в клеточном соке вакуолей. При высыхании вакуолей они кристаллизируются в виде белковых (алейроновых) зерен, которые используются зародышем при прорастании семени.

    Жиры. Запасные жиры в виде капель накапливаются в цитоплазме клеток. Много жира в жировых клетках соединительной ткани животных, в семенах и плодах растений (арахис, клещевина, грецкий орех, подсолнечник и др.).

    Алкалоиды — сложные органические вещества, относящиеся к азотистым основаниям. Они широко используются человеком. Одни из них входят в состав пищевых продуктов (теин в чае, теобромин в шоколаде, какао), другие имеют важное медицинское значение (хинин, кодеин, кофеин и др.), третьи ядовиты (анабазин, никотин) и их применяют в борьбе с вредителями сельскохозяйственных культур.

    Органические кислоты. Наиболее часто в клеточном соке встречаются щавелевая, яблочная, винная и лимонная кислоты. Щавелевая кислота находится в плодах томатов, побегах щавеля; яблочная — в плодах яблони, малины, рябины; винная — в плодах винограда, шелковицы, томатов; лимонная — в плодах цитрусовых.

    Клеточный сок содержит также разнообразные минеральные соли органических и неорганических кислот. Накапливаясь в значительном количестве, они выпадают в осадок в виде кристаллов различной формы. У растений наиболее часто образуются многогранные кристаллы щавелевокислого кальция.

    Целлюлозная клеточная стенка.

    1. Одревеснение. Клеточная стенка пропитывается лигнином, что повышает ее прочность (большинство клеток древесины, косточки плодов сливы, вишни, персика, абрикоса, грецкого ореха и др.).

    2. Опробковение. Связано с проникновением в стенку химически стойкого жироподобного вещества — суберина. При полном опробковении живое содержимое клетки отмирает (клетки пробки, выполняющей защитную функцию).

    3. Кутинизация. Заключается в наслаивании на стенку тоже жироподобного вещества — кутина. Наиболее обильно он выделяется на наружной поверхности стенок клеток кожицы. Кутинизация предохраняет органы растения от избыточного испарения.

    4. Минерализация. Связана с накоплением в стенке минеральных веществ, особенно кремнезема и углекислого кальция. В результате органы растений приобретают большую прочность и менее повреждаются насекомыми и травоядными животными. Часто минерализуются стенки клеток стеблей и листьев осок, злаков, некоторых овощных растений. Отличия растительной клетки от животной в основном сводятся к следующему:

    1. Наряду с наружной цитоплазматической мембраной, окружающей как животную, так и растительную клетки, клетка растения имеет ещё толстую клеточную стенку, состоящую из целлюлозы. У клеток разных тканей растений эти стенки часто видоизменяются. В них есть поры, через которые каналы эндоплазматической сети соседних клеток соединяются друг с другом.

    2. Только клетке растений свойственны такие специфические органеллы, как пластиды.

    3. Для клеток растений характерна хорошо развитая система вакуолей, в значительной степени обусловливающая их осмотические свойства.

    Литература

    [Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/kletka-pod-mikroskopom/

    1. Общая биология. 10 класс. Происхождение жизни. Учение о клетке. Размножение и развитие организмов. Пособие для учителя. В. И. Сивоглазов, Т. С. Сухова, Т. А. Козлова

    2.