Реферат: Клетка - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Клетка

Банк рефератов / Биология

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 4639 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

27 План реферата : 1. Введение……………………………………………………….…………..………… .. 3 2. Химический состав клетки……………………………………………….…………… 4 · Атомный состав клетки…………………………………………… ……… 4 · Молекулярный состав клетки……………………………………………… 4 1. Неорганические вещества (вода , неорг . ионы )………………… 4 2. Органические вещества………………………………………… 7 · Углеводы………………………………………………… 7 · Липиды……………………………………………………… . 7 · Белки………………………………………………………… 8 · Нуклеиновые кислоты……………………………………… 9 3. Строение клетки……………………………………………………………………… . 10 · Типы клеточной организации……………………………………………… .. 10 · Строение эукариотической клетки………………………………………… .. 10 1. Клет очная оболочка……………………………………………… .. 10 2. Цитоплазма . Органоиды и включения…………………………… ...11 · Эндоплазматическая сеть…………………………………… .11 · Аппарат Гольджи……………………………………… .. 12 · Митохондрии…………………………………………… . 12 · Лизосомы………………………………………………… .. 12 · Пластиды……………………………………………… . 13 · Рибосомы…………………………………………… .. 13 · Микротрубочки и микрофиламенты………………… 13 · Клеточный центр (центросома )………………… .. 13 · Специализируемые органоиды…………………… .. 13 3. Клеточное ядро………………………………………… . 13 · Хромосомы……………………………………… .. 14 4. Обмен веществ и превращение энергии в клетке ……………………… 15 · Значение АТФ в обмене веществ…………… 15 · Энергетический обмен в клетке . Синтез АТФ…… .. 15 · Пластический обмен…………………………… . 16 · Фотосинтез……………………………………… . 16 · Хемосинтез……………………………… .. 17 5. Воспроизведение клеток………………………………………… .. 18 · Жизненный (клеточный ) цикл……………………………… . 18 · Деление клетки……………………………………………… .. 18 1. Амитоз………………………………………………… .. 18 2. Митоз…………………………………………………… . 29 3. Мейоз…………………………………………………… 20 6. Сравнение растительной и животной клетки……………………………… 22 Приложение : Иллюстрации к реферату : Рис . 1 Схема строения эукариотической клетки…………………… . 24 Рис . 2 Схема строения плазматической мембраны………………… 25 Рис . 3 Электрограмма клеточного центра……………………… .. 26 Рис . 4 Аппарат Гольджи……………………………………… 27 Рис .5 и 6. Растительная и животная клетка………………………………… 28 Список источников информации использованных при написание реферата………… 29 Введение. Наука о клетке называется цитологией (греч . "цитос " клетка , "логос " - наука ). Клетка является единицей живого : она обладает способностью размножаться , видоизменяться и реагировать на раздражения . Цитология изучает строение и химический состав клеток , функции внутриклеточных структур и клеток внутри организма , размножение и развитие клеток, приспособление клеток к условиям окружающей среды . Впервые название "клетка " применил Роберт Гук в середине XVII в . при рассмотрении под микроскопом , им сконструированным , тонкого среза пробки . Он увидел , что пробка состоит из ячеек - клеток (англ . " cell " - камера , келья ). К началу XIX в ., после того как появились хорошие микроскопы , были разработаны методы фиксации и окраски клетки , представления о клеточном строении организмов получили общее признание. В 1838 - 1939 гг . двое немецких ученых - ботаник М . Шлейден и зоодог Т . Шванн , собрали все доступные им сведения и наблюдения в единую теорию , утверждавшую , что клетки , содержащие ядра , представляют собой структурную и функциональную основу всех живых существ . Спустя примерно 20 лет после провозглашени я Шлейдоном и Шванном клеточной другой немецкий ученый - врач Р . Вирхов сделал очень важное обобщение : клетка может возникнуть из предшествующей клетки . Академик Российской Академии наук Карл Бэр открыл яйцеклетку млекопитающих и установил , что все многокл е точные организмы начинают свое развитие с клетки и этой клеткой является зигота. Современная клеточная теория включает следующие основные положения : 1. Клетка - основная единица строения и развития всех живых организмов , наименьшая единица живого. 2. Кле тки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны ) по своему строению , химическому составу , основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ. 3. Размножение клеток происходит путем их деления , т.е . каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской ) клетки . Положения о генетической непрерывности относиться не только к клетке в целом , но и некоторым из её более мелких компонентов - к генам и хромосомам , а также к генетическому механизму , обеспечивающему пер е дачу вещества наследственности следующему поколению. 4. В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и образуют ткани ; из тканей состоят органы , которые тесно связаны между собой и подчинены нервным и гуморальным с истемам регуляции. Клетка – это элементарная живая система , способная к самообновлению , саморегуляции и самопроизведению. Химический состав клетки. 1.Атомный состав клетки. Из 110 элементов Периодической системы Менделеева в состав организмов вх одит более половины , причем 24 из них являются обязательными и обнаруживаются почти во всех типах клеток . По процентному содержанию в клетке химические элементы делятся на три группы : макро -, микро - и ультрамикроэлементы. Макроэлементы составляют в сумме порядка 98% всех элементов клетки и входят в состав жизненно важных биологических веществ . К ним относят водород (>60%), кислород (~ 25%), углерод (~10%), азот (~3%). К микроэлементам принадлежит 8 элементов , содержание которых в клетке со ставляет менее 2-3 %. Это магний ( Mg ), натрий ( Na ), кальций ( Ca ), железо ( Fe ), калий ( K ), сера ( S ) , фосфор ( P ), хлор ( Cl ). К группе ультрамикроэлементов относят цинк , медь , йод , фтор , марганец , кобальт , кремний и другие элементы , содержащиеся в кл етке в исключительно малых количествах (суммарное содержание порядка 0,1%). Несмотря на низкое содержание в живых организмах , микро - и ультрамикроэлементы играют чрезвычайно важную роль : они входят в состав различных ферментов , гормонов , витаминов и обуславливают тем самым нормальное развитие и функционирование клетки и всего организма в целом . Так , например , медь является составной частью ферментов , занятых в процессах тканевого дыхания . Цинк – необходимый компонент почти ста ферментов , например , о н содержится в гормоне поджелудочной железы – инсулине . Кобальт входит в состав витамина B 12, регулирующего кроветворную функцию . Железо является компонентом гемоглобина , а йод – гормона щитовидной железы – тироксина. Роль ряда ультрамикроэлементов в организме еще не уточнена или даже неизвестна (мышьяк ). 2.Молекулярный состав клетки. Химический элементы входят в состав клеток в виде ионов или компонентов молекул неорганических и органических веществ . Неорганические вещества. Вода – одно из самы х распространенных веществ на Земле и преобладающий компонент всех живых организмов . Среднее количество воды в клетках большинства живых организмов составляет порядка 70% (в клетках медузы – 95%). Вода в клетке находится в двух формах : свободной и связанно й . Свободная вода составляет 95 % всей воды клетки ; на долю связанной воды , входящей в состав фибриллярных структур и соединенной с некоторыми белками , приходится около 4-5 %%. Вода обладает рядом свойств , имеющих исключительно важное значение для живых ор ганизмом . Исключительные свойства воды определяются структурой ее молекул . Молекула воды является диполем . Атом кислорода в ней ковалентно связан с двумя атомами водорода . Положительные заряды сосредоточены у атомов водорода , т.к . кислород электроотрица т ельнее водорода . Из-за высокой полярности молекул вода является лучшим из известных растворителей . Вещества , хорошо растворимые в воде называют гидрофильными . К ним относят многие кристаллические соли , ряд органических веществ – спирты , сахара , некоторые белки (например , альбумины , гистоны ). Вещества , плохо или совсем нерастворимые в воде , называют гидрофобными . К ним относятся жиры , нуклеиновые кислоты , некоторые белки (глобулины , фибриллярные белки ). Высокая теплоемкость воды делает ее идеальной жидкост ью для поддержания теплового равновесия клетки и в целом организма . Так как на испарение воды расходуется много теплоты , то , испаряя воду , организмы могут защищать себя от перегрева (например , при потоотделении ). Вода обладает высокой теплопроводностью , об еспечивая возможность равномерного распределения тепла между тканями организма. Вода является дисперсионной средой , играющей важную роль в коллоидной системе цитоплазмы , определяет структуру и функциональную активность многих макромолекул , служит основной средой для протекания химических реакций и непосредственным участником реакций синтеза и расщепления органических веществ , обеспечивает транспортировку веществ в клетке и организме (диффузия , кровообращение , восходящий и нисходящий ток растворов по телу растения и др . ). Вода практически не сжимается , создавая тургорное давление и определяя объем и упругость клеток и тканей. Неорганические ионы имеют немаловажное значение для обеспечения жизнедеятельности клетки – это катионы ( K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, NH 3+ ) и анионы ( Cl -, HPO 4 2-, H 2 PO 4-, HCO 3-, NO 3-) минеральных солей . Концентрация катионов и анионов в клетке и в окружающей её среде резко различна . Внутри клетки превалируют ионы К + и крупные органические ионы , в околоклеточных жидкостях всегда больше ионов Na + и Cl -. Вследствие этого образуется разность зарядов внешней и внутренней поверхностей мембраны клетки , между ними возникает разность потенциалов , обуславливающая такие важные процессы как передача возбуждения по нерву или мышце. Соединения азота , фосф ора , кальция и другие неорганические вещества служат источником строительного материала для синтеза органических молекул (аминокислот , белков , нуклеиновых кислот и др .) и входят в состав ряда опорных структур клетки и организма. Некоторые неорганические ио ны (например , ионы кальция и магния ) являются активаторами и компонентами многих ферментов , гормонов и витаминов . При недостатке этих ионов нарушаются жизненно важные процессы в клетке. Немаловажные функций в живых организмах выполняют неорганические кисло ты и их соли . Соляная кислота входит в состав желудочного сока человека и животных , ускоряя процесс переваривания белков пищи . Остатки серной кислоты , присоединяясь к нерастворимым в воде чужеродным веществам , придают им растворимость , способствуя к вывед е нию из организма . Неорганические натриевые и калиевые соли азотистой и фосфорной кислот , кальциевая соль серной кислоты служат важными элементами минерального питания растений , их вносят в почву в качестве удобрений . Соли кальция и фосфора входят в состав костной ткани животных. Содержащиеся в организме ионы имеют важное значение для поддержания постоянства реакций среды в клетки и в окружающих её растворах , т.е . являются компонентами буферных систем . Наиболее значимые буферные системы млекопитающих – фосфа тная и бикарбонатная. Органические вещества. Клетки содержат множество разнообразных органических соединений : углеводы , липиды , белки , нуклеиновые кислоты и др . В зависимости от молекулярной массы и структур различают малые низкомолекулярные органические молекулы – мономеры – и более крупные , высокомолекулярные макромолекулы – полимеры . Мономеры служат строительным материалом для полимеров. Углеводы. Содержание углеводов в животных клетках составляет 1-5%, а в некоторых клетках растении достигает 70%. Ра зличают три основных класса углеводов : моносахариды , олигосахариды и полисахариды , различающиеся числом мономерных звеньев. Моносахариды – бесцветные , твердые кристаллические вещества , легко растворимые в воде , но нерастворимые в неполярных растворителях , имеющие , как правило , сладковатый вкус . В зависимости от числа атомов различают триозы , тетрозы , пентозы , гексозы и гептозы . Наиболее распространены в природе гексозы (глюкоза , фруктоза ) – основные источники энергии в клетках (при полном расщеплении 1г гл ю козы высвобождается 17,6 кДж энергии ) и пентозы (рибоза , дезоксирибоза ), входящие в состав нуклеиновых кислот. Два или несколько ковалентно связанных друг с другом с помощью гликозидной связи моносахарида образуют ди - или олигосахариды . Дисахариды также широко распространены в природе : наиболее часто встречается мальтоза , или солодовый сахар , состоящий из двух молекул глюкозы . Биологическое значение углеводов состоит в том , что они являются мощным и богатым источником энергии , необходимой клетке для ос уществления различных форм активности . Полисахариды – удобная форма накопления энергоемких моносахаридов , а также незаменимый защитный и структурный компонент клеток и тканей животных , растений и микроорганизмов . Некоторые полисахариды входят в состав клет очных мембран и служат рецепторами , обеспечивая узнавание клеток друг другом и их взаимодействие. Липиды . Липиды представляют собой органические вещества , не растворимые в воде , но растворимые в неполярных растворителях – эфире , хлороформе , бензоле . Они обнаруживаются во всех без исключения клетках и разделены на несколько классов , выполняющих специфические биологические функции . Наиболее распространенными в составе живой природы являются нейтральные жиры , или триацилглицерины , воска , фосфоролипиды , стеро лы . Содержание липидов в разных клетках сильно варьирует : от 2 – 3 до 50 – 90 % в клетках семян растении и жировой ткани животных. Структурными компонентами большинства липидов являются жирные кислоты . Жирные кислоты являются ценным источником энергии . При окислении 1г жирных кислот высвобождается 38 кДж энергии и синтезируется в два раза большее количество АТФ , чем при расщеплении такого же количества глюкозы. Жиры – наиболее простые и широко распространенные липиды . Жиры являются основной формой запасани я липидов в клетке . Жиры используются также в качестве источника воды (при сгорании 1г жира образуется 1,1г воды ). У многих млекопитающих под кожей откладывается толстый слой подкожного жира , который защищает организм от переохлаждения. Воска - это сложн ые эфиры , образуемые жирными кислотами и много атомными спиртами . У позвоночных животных секретируются кожными железами . Покрывая кожу и её производные (волосы , мех , шерсть , перья ), воска смягчают их и предохраняют от действия воды. Фосфолипиды в состав м олекул , которых входит остаток фосфорной кислоты , являются основой всех клеточных мембран. Стероиды составляют группу липидов , не содержащих жирных кислот и имеющих особую структуру . К ним относится ряд гормонов , в частности кортизон , вырабатываемый корой надпочечников , различные половые гормоны , а также холестерин – важный компонент клеточных мембран у животных. Белки. Белки представляют собой самый многочисленный и наиболее разнообразный класс органических соединений клетки . Белки – это биологические г етерополимеры , мономерами которых являются аминокислоты. Среди белков организма выделяют простые белки , состоящие только из аминокислот , и сложные , включающие помимо аминокислот , так называемые простатические группы различной химической природы . Липопротеи ны имеют в своем составе липидный компонент , гликопротеины – углеводный . В состав фосфопротеинов входит одна или несколько фосфатных групп . Металлопротеины содержат различные металлы ; нуклеопротеины – нуклеиновые кислоты . Простетические группы обычно игра ю т важную роль при выполнении белком его биологической функции. Белки выполняют в организме чрезвычайно важные и многообразные функции , перечисленные в нижеследующей таблице , но несомненно наиболее значительной является каталитическая , или ферментативная , ф ункция. Некоторые функции , выполняемые белками . Таблица . Класс Выполняемая функция Примеры белков Ферменты Служат катализаторами определенных химических реакции ; у разных организмов обнаружено более 2000 различных ферментов. Амилаза расщепляет крахмал до глюкозы ; липаза расщепляет жиры до глицерина и жирных кислот. Структурные белки Являются структурными компонентами биологических мембран и многих внутриклеточных органелл , главным компонентом опорных структур организма. Коллаген хрящей и сухожилий , эла стин соединительной ткани , кератин волос и ногтей. Сократительные белки Обеспечивают движение клеток , внутриклеточных структур. Актин и миозин мышечного волокна , тубулин микротрубочек. Транспортные белки Связывают и переносят специфические молекулы и ион ы из одного органа в другой. Гемоглобин переносит кислород , сывороточный альбумин – жирные кислоты. Пищевые белки Питают зародыш на ранних стадиях развития и запасают биологически ценные вещества и ионы. Казеин молока ; ферритин , запасающий железо в селезе нке. Защитные белки Предохраняют организм от вторжения других организмов и повреждений. Антитела , вырабатываемые лимфоцитами , блокируют чужеродные антигены ; фибриноген и тромбин , предохраняющие организм от кропотери. Регуляторные белки Участвуют в регуля ции активности клетки и организма. Инсулин регулирует обмен глюкозы ; гистоны – генную активность. Нуклеиновые кислоты. Нуклеиновые кислоты составляют 1 – 5 % сухой массы клетки и представлены моно - и полинуклеотидами . Мононуклеотид состоит из одного п уринового (аденин – А , гуанин – Г ) или пиримидиного (цитозин – Ц , тимин – Т , урацил – У ), азотистого основания , пятиуглеродного сахара (рибоза или дизоксорибоза ) и 1- 3 остатков фосфорной кислоты. Мононуклеотиды выполняют в клетке исключительно важные фун кций . Они выступают в качестве источников энергии , причем АТФ является универсальным соединением , энергия которого используется почти во всех внутриклеточных реакциях , энергия ГТФ необходима в белоксинтезирующей деятельности рибосом . Производные нуклеотид о в служат также переносчиками некоторых химических групп , например НАД (никотинамиддинуклеотид ) – переносчик атомов водорода. Однако наиболее важная роль нуклеотидов состоит в том , что они служат строительными блоками для сборки полинуклеотидов РНК и ДНК ( рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот ). РНК и ДНК – это линейные полимеры , содержащие от 70 – 80 до 10 в 9 степени мононуклеидов. Нуклеотид РНК – содержит пятиугольный сахар – рибозу , одно из четырех азотистых оснований (гуанин , урацил , адени н или цитозин ) и остаток фосфорной кислоты . Нуклеотиды , входящие в состав ДНК , содержат пятиугольный сахар – дезоксирибозу , одно из четырех основании (гуанин , тимин , аденин или цитозин ) и остаток фосфорной кислоты. Данные рентгеноструктурного анализа показ али , что молекулы ДНК большинства живых организмов , за исключением некоторых фагов , состоят из двух полинуклеотидных цепей , антипараллельно направленных . Молекула ДНК имеет форму двойной спирали , в которой полинуклеотидные цепи закручены вокруг воображаем о й центральной оси . Спираль ДНК характеризуется рядом параметров . Ширина спирали около 2 нм . Шаг или полный оборот спирали составляет 3,4 нм и содержит 10 пар комплементарных нуклеотидов. ДНК обладает уникальными свойствами : способностью к самоудвоению (реп ликации ) и способностью к самовосстановлению (репарации ). Репликация осуществляется под контролем ряда ферментов и протекает в несколько этапов . Она начинается в определенных точках молекулы ДНК . Специальные ферменты разрывают водородные связи между компле ментарными азотистыми основаниями , и спираль раскручивается . Полинуклеотидные цепи материнской молекулы удерживаются в раскрученном состоянии и служат матрицами для синтеза новых цепей. С помощью фермента ДНК-полимеразы из имеющихся в среде трифосфатов дезоксиринуклеотидов (дАТФ , дГТФ , дЦТФ , дТТФ ) комплементарно материнским цепям собираются дочерние цепи . Репликация осуществляется одновременно на обеих материнских цепях , но с разной скоростью и некоторыми отличиями . На одной из цепей (лидирующей ) сборк а дочерней цепи идет непрерывно , на другой (отстающей ) – фрагментарно . В последующем синтезируемые фрагменты сшиваются с помощью фермента ДНКлигазы . В результате из одной молекулы ДНК образуется две , каждая из которых имеет материнскую и дочернюю цепи . Син т езируемые молекулы являются точными копиями друг друга и исходной молекулы ДНК . Такой способ репликации называется полуконсервативным и обеспечивает точное воспроизведение в дочерних молекулах той информации , которая была в материнской молекуле. Репарацие й называют способность молекулы ДНК «исправлять» возникающие в её цепях изменения . В восстановлении исходной структуры участвуют не менее 20 белков : узнающих измененные участки ДНК и удаляющих их из цепи , восстанавливающих правильную последовательность нук леотидов и сшивающих восстановленный фрагмент с остальной молекулой ДНК. Перечисленные особенности химической структуры и свойств ДНК обусловливают выполняемые ей функции . ДНК записывает , хранит , воспроизводит генетическую информацию , участвует в процессах ее реализации между новыми поколениями клеток и организмов . Рибонуклеиновые кислоты – РНК – представлены разнообразными по размерам , структуре и выполняемым функциям молекулами . Все молекулы РНК являются копиями определенных участков молекулы ДНК и , поми мо уже указанных отличий , оказываются короче ее и состоят из одной цепи . Между отдельными комплементарными друг другу участками одной цепи РНК возможно спаривание основании (А с У , Г с Ц ) и образование спиральных участков . В результате молекулы приобретаю т специфическую конформацию . Матричная , или информационная, РНК (мРНК , иРНК ) синтезируются в ядре под контролем фермента РНК-полимеразы комплементарно информационным последовательностям ДНК , переносит эту информацию на рибосомы , где становится матрицей для синтеза белковой молекулы . В зависимости от объема копируемой информации молекула мРНК может иметь различную длину и составляет около 5% всей клеточной РНК. Рибособная РНК (рРНК ) синтезируется в основном в ядрышке , в области генов рРНК и представлена разн ообразными по молекулярной массе молекулами , входящими в состав большой и малой субчастиц рибосом . На долю рРНК приходится 85% всей РНК клетки. Транспортная РНК (тРНК ) составляет около 10% клеточной РНК . Существует более 40 видов тРНК . При реализации генет ической информации каждая тРНК присоединяет определенную аминокислоту и траспортирует ее к месту сборки полипентида . У эукариот тРНК состоят из 70-90 нуклеотидов. Строение клетки 1.Типы клеточной организации. Среди всего многообразия ныне сущес твующих на Земле организмов выделяют две группы : вирусы и фаги , не имеющие клеточного строения ; все остальные организмы представлены разнообразными клеточными формами жизни . Различают два типа клеточной организации : прокариотический и эукариотический ( см р ис . 1 ) . Клетки прокариотического типа устроены сравнительно просто . В них нет морфологически обособленного ядра , единственная хромосома образована кольцевидной ДНК и находится в цитоплазме ; мембранные органеллы отсутствуют (их функцию выполняют различные впячивания плазматической мембраны ); в цитоплазме имеются многочисленные мелкие рибосомы ; микротрубочки отсутствуют , поэтому цитоплазма неподвижна , а реснички и жгутики имеют особую структуру . К прокариотам относят бактерии . Большинство современных живы х организмов относится к одному из трех царств – растений , грибов или животных , объединяемых в надцарство эукариот. В зависимости от количества , из которых состоят организмы , последние делят на одноклеточные и многоклеточные . Одноклеточные организмы состо ят из одной единственной клетки , выполняющей все функции . Многие из этих клеток устроены гораздо сложнее , чем клетке многоклеточного организма . Одноклеточными являются все прокариоты , а также простейшие , некоторые зеленые водоросли и грибы. Основу структу рной организации клетки составляют биологические мембраны . Мембраны состоят из белков и липидов . В состав мембран входят также углеводы в виде гликолипидов и гликопротеинов , располагающихся на внешней поверхности мембраны . Набор белков и углеводов на пове р хности мембраны каждой клетки специфичен и определяет её «паспортные» данные . Мембраны обладают свойством избирательной проницаемости , также свойством самопроизвольного восстановления целостности структуры . Они составляют основу клеточной оболочки , формир у ют ряд клеточных структур. 2. Строение эукариотической клетки. Типичная эукариотическая клетка состоит из трех компонентов : оболочки , цитоплазмы и ядра . Клеточная оболочка. Снаружи клетка окружена оболочкой , основу которой составляет плазматическая мем брана , или плазмалемма (см . рис . 2), имеющая типичное строение и толщину 7,5 нм. Клеточная оболочка выполняет важные и весьма разнообразные функции : определяет и поддерживает форму клетки ; защищает клетку от механических воздействий проникновения поврежда ющих биологических агентов ; осуществляет рецепцию многих молекулярных сигналов (например , гормонов ); ограничивает внутреннее содержимое клетки ; регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой , обеспечивая постоянство внутриклеточного состава ; у частвует в формировании межклеточных контактов и различного рода специфических выпячивании цитоплазмы (микроворсинок , ресничек , жгутиков ). Углеродный компонент в мембране животных клеток называется гликокаликсом . Обмен веществ между клеткой и окружающей ее средой происходит постоянно . Механизмы транспорта веществ в клетку и из нее зависят от размеров транспортируемых частиц . Малые молекулы и ионы транспортируются клеткой непосредственно через мембрану в форме активного и пассивного транспорта. В зависимос ти от вида и направления различают эндоцитоз и экзоцитоз. Поглощение и выделение твердых и крупных частиц получило соответственно названия фагоцитоз и обратный фагоцитоз , жидких или растворенных частичек – пиноцитоз и обратный пиноцитоз . Цитоплазма . О рганоиды и включения. Цитоплазма представляет собой внутреннее содержимое клетки и состоит из гиалоплазмы и находящихся в нем разнообразных внутриклеточных структур. Гиалоплазма (матрикс ) – это водный раствор неорганических и органических веществ, способный изменять свою вязкость и находящиеся в постоянном движении . Способность к движению или , течению цитоплазмы , называют циклозом . Матрикс – это активная среда , в которой протекают многие физические и химические процессы и которая объединяет все элементы клетки в единую систему. Цитоплазматические структуры клетки представлены включениями и органоидами . Включения – относительно непостоянные , встречающиеся в клетках некоторых типов в определенные моменты жизнедеятельности , например , в качеств е запаса питательных веществ (зерна крахмала , белков , капли гликогена ) или продуктов подлежащих выделению из клетки . Органоиды – постоянные и обязательные компоненты большинства клеток , имеющим специфическую структуру и выполняющим жизненно важную функцию. К мембранным органоидам эукариотической клетки относят эндоплазматическую сеть , аппарат Гольджи , митохондрии , лизосомы , пластиды. Эндоплазматическая сеть . Вся внутренняя зона цитоплазмы заполнена многочисленными мелкими каналами и полостями , сте нки которых представляют собой мембраны , сходные по своей структуре с плазматической мембраной . Эти каналы ветвятся , соединяются друг с другом и образуют сеть , получившую название эндоплазматической сети. Эндоплазматическая сеть неоднородна по своему стр оению . Известны два ее типа - гранулярная и гладкая . На мембранах каналов и полостей гранулярной сети располагается множество мелких округлых телец - рибосом , которые придают мембранам шероховатый вид . Мембраны гладкой эндоплазматической сети не несут риб о сом на своей поверхности . Эндоплазматическая сеть выполняет много разнообразных функций . Основная функция гранулярной эндоплазматической сети - участие в синтезе белка , который осуществляется в рибосомах . На мембранах гладкой эндоплазматической сети происходит синтез липидов и углеводов . Все эти продукты синтеза накапливаются н каналах и полостях , а затем транспортируются к различным органоидам клетки , где потребляются или накапливаются в цитоплазме в качестве клеточных включений . Эндоплазматическая с еть связывает между собой основные органоиды клетки. Аппарат Гольджи ( см . рис . 4 ) . Во многих клетках животных , например в нервных , он имеет форму сложной сети , расположенной вокруг ядра . В клетках растений и простейших аппарат Гольджи представлен отд ельными тельцами серповидной или палочковидной формы . Строение этого органоида сходно в клетках растительных и животных организмов , несмотря на разнообразие его формы . В состав аппарата Гольджи входят : полости , ограниченные мембранами и расположенные гр уппами (по 5-10); крупные и мелкие пузырьки , расположенные на концах полостей . Все эти элементы составляют единый комплекс . Аппарат Гольджи выполняет много важных функций . По каналам эндоплазматической сети к нему транспортируются продукты синтетической деятельности клетки - белки , углеводы и жиры . Все эти вещества сначала накапливаются , а затем в виде крупных и мелких пузырьков поступают в цитоплазму и либо используются в самой клетке в процессе ее жизнедеятельности , либо выводятся из нее и используются в организме . Например , в клетках поджелудочной железы млекопитающих синтезируются пищеварительные ферменты , которые накапливаются в полостях органоида . Затем образуются пузырьки , наполненные ферментами . Они выводятся из клеток в проток поджелудочной желез ы , откуда перетекают в полость кишечника . Еще одна важная функция этого органоида заключается в том , что на его мембранах происходит синтез жиров и углеводов (полисахаридов ), которые используются в клетке и которые входят в состав мембран . Благодаря деятел ь ности аппарата Гольджи происходят обновление и рост плазматической мембраны . Митохондрии. В цитоплазме большинства клеток животных и растений содержатся мелкие тельца (0,2-7 мкм ) - митохондрии (греч . «митос» - нить , «хондрион» - зерно , гранула ). Митох ондрии хорошо видны в световой микроскоп , с помощью которого можно рассмотреть их форму , расположение , сосчитать количество . Внутреннее строение митохондрий изучено с помощью электронного микроскопа . Оболочка митохондрии состоит из двух мембран - наружной и внутренней . Наружная мембрана гладкая , она не образует никаких складок и выростов . Внутренняя мембрана , напротив , образует многочисленные складки , которые направлены в полость митохондрии . Складки внутренней мембраны называют кристами (лат . «криста» - г р ебень , вырост ) Число крист неодинаково в митохондриях разных клеток . Их может быть от нескольких десятков до нескольких сотен , причем особенно много крист в митохондриях активно функционирующих клеток , например мышечных . Митохондрии называют «силовыми с танциями» клеток» так как их основная функция - синтез аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ ). Эта кислота синтезируется в митохондриях клеток всех организмов и представляет собой универсальный источник энергии , необходимый для осуществления процессов жизнеде я тельности клетки и целого организма . Новые митохондрии образуются делением уже существующих в клетке митохондрий . Лизосомы . Представляют собой небольшие округлые тельца . От Цитоплазмы каждая лизосома отграничена мембраной . Внутри лизосомы наход ятся ферменты , расщепляющие белки , жиры , углеводы , нуклеиновые кислоты . К пищевой частице , поступившей в цитоплазму , подходят лизосомы , сливаются с ней , и образуется одна пищеварительная вакуоль , внутри которой находится пищевая частица , окруженная ферм ентами лизосом . Вещества , образовавшиеся в результате переваривания пищевой частицы , поступают в цитоплазму и используются клеткой . Обладая способностью к активному перевариванию пищевых веществ , лизосомы участвуют в удалении отмирающих в процессе жизне деятельности частей клеток , целых клеток и органов . Образование новых лизосом происходит в клетке постоянно . Ферменты , содержащиеся в лизосомах , как и всякие другие белки синтезируются на рибосомах цитоплазмы . Затем эти ферменты поступают по каналам эндоп л азматической сети к аппарату Гольджи , в полостях которого формируются лизосомы . В таком виде лизосомы поступают в цитоплазму . Пластиды. В цитоплазме клеток всех растений находятся пластиды . В клетках животных пластиды отсутствуют . Различают три основных типа пластид : зеленые - хлоропласты ; красные , оранжевые и желтые - хромопласты ; бесцветные - лейкопласты. Обязательными для большинства клеток являются также органоиды , не имеющие мембранного строения . К ним относятся рибосомы , микрофиламенты , микр отрубочки , клеточный центр. Рибосомы . Рибосомы обнаружены в клетках всех организмов . Это микроскопические тельца округлой формы диаметром 15-20 нм . Каждая рибосома состоит из двух неодинаковых по размерам частиц , малой и большой . В одной клетке с одержится много тысяч рибосом , они располагаются либо на мембранах гранулярной эндоплазматической сети , либо свободно лежат в цитоплазме . В состав рибосом входят белки и РНК . Функция рибосом - это синтез белка . Синтез белка - сложный процесс , который осущ е ствляется не одной рибосомой , а целой группой , включающей до нескольких десятков объединенных рибосом . Такую группу рибосом называют полисомой . Синтезированные белки сначала накапливаются в каналах и полостях эндоплазматической сети , а затем транспортирую т ся к органоидам и участкам клетки , где они потребляются . Эндоплазматическая сеть и рибосомы , расположенные на ее мембранах , представляют собой единый аппарат биосинтеза и транспортировки белков . Микротрубочки и микрофиламенты – нитевидные структуры , состоящие из различных сократительных белков и обуславливающие двигательные функции клетки . Микротрубочки имеют вид полых цилиндров , стенки которых состоят из белков – тубулинов . Микрофиламенты представляют собой очень тонкие , длинные , нитевидные структ у ры , состоящие из актина и миозина. Микротрубочки и микрофиламенты пронизывают всю цитоплазму клетки , формируя её цитоскелет , обуславливают циклоз , внутриклеточные перемещения органелл , расхождение хромосом при делении ядерного материала и т.д. Клеточный центр ( центросома ) ( см . рис . 3) . В клетках животных вблизи ядра находится органоид , который называют клеточным центром . Основную часть клеточного центра составляют два маленьких тельца - центриоли , расположенные в небольшом участке уплотненной цитоплазмы . Каждая центриоль имеет форму цилиндра длиной до 1 мкм . Центриоли играют важную роль при делении клетки ; они участвуют в образовании веретена деления. В процессе эволюций разные клетки приспосабливались к обитанию в различных условиях и выполнению специфических функции . Это требовало наличия в них особых органоидах , которые называют специализированными в отличие от рассмотренных выше органоидов общего назначения . К их числу относят сократительные вакуоли простейших , миофибриллы мышечного волокна , нейрофибриллы и синаптические пузырьки нервных клеток , микроворсинки эпителиальных клеток , реснички и жгутики некоторых простейших. Клеточное ядро. Ядро – наиболее важный компонент эукариотических клеток . Большинство клеток имеют одно яд ро , но встречаются и многоядерные клетки (у ряда простейших , в скелетных мышцах позвоночных ). Некоторые высоко специализированные клетки утрачивают ядра (эритроциты млекопитающих , например ). Ядро , как правило , имеет шаровидную или овальную форму , реже может быть сегментированным или веретеновидном . В состав ядра входят ядерная оболочка и кариоплазма , содержащая хроматин (хромосомы ) и ядрышки. Ядерная оболочка образована двумя мембранами (наружной и внутренней ) и содержит многочисленные поры , через которые между ядром и цитоплазмой происходит обмен различными веществами. Кариоплазма (нуклеоплазма ) представляет собой желеобразный раствор , в котором находятся разнообразные белки , нуклеотиды , ионы , а также хромосомы и ядрышко. Ядрышко – небольшое округлое тельце , интенсивно окрашивающееся и обнаруживающееся в ядрах неделящихся клеток . Функция ядрышка – синтез рРНК и соединение их с белками , т.е . сборка субчастиц рибосом. Хроматин – специфически окрашивающиеся некоторыми красителями глыбки , гранулы и нитчатые структуры , образованные молекулами ДНК в комплексе с белками . Различные участки молекул ДНК в составе хроматина обладает разной степенью спирализации , а потому различаются интенсивностью окраски и характером генетич е ской активности . Хроматин представляет собой форму существования генетического материала в неделящихся клетках и обеспечивает возможность удвоение и реализации заключенной в нем информации . В процессе деления клеток происходит спирализация ДНК и хроматино в ые структуры образуют хромосомы. Хромосомы – плотные , интенсивно окрашивающиеся структуры , которые являются единицами морфологической организации генетического материала и обеспечивают его точное распределение при делении клетки. Число хром осом в клетках каждого биологического вида постоянно . Обычно в ядрах клеток тела (соматических ) хромосомы представлены парами , в половых клетках они не парны . Одинарный набор хромосом в половых клетках называют гаплоидным ( n ), набор хромосом в соматических клетках диплоидным (2 n ). Хромосомы разных организмов различаются размерами и формой. Диплоидный набор хромосом клеток конкретного вида живых организмов , характеризующийся числом , величиной и формой хромосом , называют кариотипом . В хромосомном набо ре соматических клеток парные хромосомы называют гомологичными , хромосомы из разных пар - негомологичным и . Гомологичные хромосомы одинаковы по размерам , форме , составу (одна унаследована от материнского , другая – от отцовского организма ). Хромосомы в соста ве кариотипа делят также на аутосомы , или неполовые хромосомы , одинаковые у особей мужского и женского , и г етерохромосомы , или половые хромосомы , участвующие в определении пола и различающиеся у самцов и самок . Кариотип человека представлен 46 хромосомами (23 пары ): 44 аутосомы и 2 половые хромосомы ( у женского пола две одинаковые X -хромосомы , у мужского – X - и Y - хромосомы ). Ядро осуществляет хранение и реализацию генетической информации , управление процессом биосинтеза белка , а через белки – вс еми другими процессами жизнедеятельности . Ядро участвует в репликации и распределении наследственной информации между дочерними клетками , а следовательно , и в регуляции клеточного деления и процессов развития организма . Обмен веществ и превращени е энергии в клетке. Все живые организмы на Земле представляют собой открытые системы , способные активно организовывать поступление энергии и вещества извне . Энергия необходима для осуществления жизненно важных процессов , но прежде всего для химического си нтеза веществ , используемых для построения и восстановления структур клетки и организма . Живые существа способны использовать только два вида энергии : световую (энергию солнечного излучения ) и химическую (энергию связей химических соединении ) – по этому пр изнаку организмы делятся на две группы – фототрофы и хемотрофы . Главным источником структурных молекул является углерод . В зависимости от источников углерода живые организмы делят на две группы : автотрофы , использующие не органический источник углерода (ди оксид углерода ), и гетеротрофы , использующие органические источники углерода. Процесс потребления энергии и вещества называется питанием. Известны два способа питания : голозойный – посредством захвата частиц пищи внутрь тела и голофитный – без захвата , пос редством всасывания растворенных пищевых веществ через поверхностные структуры организма . Пищевые вещества , попавшие в организм , вовлекаются в процессы метаболизма . Метаболизм представляет собой совокупность взаимосвязанных и сбалансированных процессов, включающих разнообразные химические превращения в организме . Реакции синтеза , осуществляющиеся с потреблением энергии , составляют основу анаболизма (пластического обмена или ассимиляции ). Реакции расщепления , сопровождающиеся высвобождением энергии , сост авляют основу катаболизма (энергического обмена или диссимиляции ). 1. Значение АТФ в обмене веществ. Энергия , высвобождающая при распаде органических веществ , не сразу используется клеткой , а запасается в форме высокоэнергетических соединений , как правил о , в форме аденозинтрифосфата (АТФ ). По своей химической природе АТФ относится к мононуклеотидам и состоит из азотистого основания аденина , углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты. Энергия , высвобождающаяся при гидролизе АТФ , используется клеткой для совершения всех видов работы . Значительные количества энергии расходуются на биологические синтезы . АТФ является универсальным источником энергообеспечения клетки . Запас АТФ в клетке ограничен и пополняется благодаря процессу фосфорилирования , происх о дящему с разной интенсивностью при дыхании , брожении и фотосинтезе . АТФ обновляется чрезвычайно быстро (у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ менее 1 минуты ). 2. Энергетический обмен в клетке . Синтез АТФ. Синтез АТФ происходит в клетках вс ех организмов в процессе фосфорилирования , т.е . присоединения неорганического фосфата к АДФ . Энергия для фосфорилирования АДФ образуется в ходе энергетического обмена . Энергетический обмен , или диссимиляция , представляет собой совокупность реакции расщепл е ния органических веществ , сопровождающихся выделением энергии . В зависимости от среды обитания диссимиляция может протекать в два или три этапа. У большинства живых организмов – аэробов , живущих в кислородной среде , - в ходе диссимиляции осуществляется три этапа : подготовительный , бескислородный , кислородный . У анаэробов , обитающих в среде лишенной кислорода , или у аэробов при его недостатке , диссимиляция протекает лишь в два первых этапа с образованием промежуточных органических соединений , еще богатых эн е ргией. Первый этап – подготовительный – заключается в ферментативном расщеплении сложных органических соединении на более простые (белков на аминокислоты ; полисахаридов на моносахариды ; нуклеиновых кислот на нуклеотиды ). Внутриклеточное расщепление органи ческих веществ происходит под действием гидролитических ферментов лизосом . Высвобождающаяся при этом энергия рассеивается в виде теплоты , а образующиеся малые органические молекулы могут подвергнутся дальнейшему расщеплению и использоваться клеткой как «с т роительный материал» для синтеза собственных органических соединений. Второй этап – неполное окисление – осуществляется непосредственно в цитоплазме клетки , в присутствии кислорода не нуждается и заключается в дальнейшем расщеплении органических субстратов . Главным источником энергии в клетке является глюкоза . Бескислородное , неполное расщепление глюкозы , называют гликолизом . Третий этап – полное окисление – протекает при обязательном участие кислорода . В его результате молекула глюкозы расщепляется до неор ганического диоксида углерода , а высвободившаяся при этом энергия частично расходуется на синтез АТФ. 3. Пластический обмен. Пластический обмен , или ассимиляция , представляют собой совокупность реакций , обеспечивающих синтез сложных органических соединений в клетке . Гетеротрофные организмы строят собственные органические вещества из органических компонентов пищи . Гетеротрофная ассимиляция сводится , по существу , к перестройке молекул. Органические вещества пищи (белки , жиры , углеводы ) ----пищеварение--- > П ростые органические молекулы ( аминокислоты , жирные кислоты , моносахара )-----биологические синтезы ----> Макромолекулы тела (белки , жиры , углеводы ) Автотрофные организмы способны полностью самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганически х молекул , потребляемых из внешней среды . В процессе автотрофной ассимиляции реакции фото - и хемосинтеза , обеспечивающие образование простых органических соединений , предшествует биологическим синтезам молекул макромолекул : Неорганические вещества (углеки слый газ , вода ) -----фотосинтез , хемосинтез ---->Простые органические молекулы (аминокислоты , жирные кислоты , моносахара )-----биологические синтезы ----> Макромолекулы тела (белки , жиры , углеводы ) 4. Фотосинтез. Фотосинтез – синтез органических соединении из неорганических , идущий за счет энергии клетки . Ведущую роль в процессах фотосинтеза играют фотосинтезирующие пигменты , обладающие уникальным свойством – улавливать свет и превращать его энергию в химическую энергию . Фотосинтезирующие пигменты представл я ют собой довольно многочисленную группу белково-подобных веществ . Главным и наиболее важным в энергетическом плане является пигмент хлорофилл а , встречающиеся у всех фототрофов , кроме бактерии-фотосинтетиков . Фотосинтезирующие пигменты встроены во внутренн юю мембрану пластид у эукариот или во впячивания цитоплазматической мембраны у прокариот. В процессе фотосинтеза кроме моносахаридов (глюкоза и др .), которые превращаются в крахмал и запасаются растением , синтезируются мономеры других органических соединен ии – аминокислоты , глицерин и жирные кислоты . Таким образом , благодаря фотосинтезу растительные , а точнее – хлорофиллосодержащие , клетки обеспечивают себя и все живое на Земле необходимыми органическими веществами и кислородом . 5. Хемосинтез. Хемосинтез также представляет собой процесс синтеза органических соединении из неорганических , но осуществляется он не за счет энергии света , а за счет химической энергии , получаемой при окислении неорганических веществ (серы , сероводорода , железа , аммиака , нитрита и др .). Наибольшее значение имеют нитрифицирующие , железо - и серобактерии. Высвобождающаяся в ходе реакций окисления энергия запасается бактериями в виде АТФ и используется для синтеза органических соединений . Хемосинтезирующие бактерии играют очень важную роль в биосфере . Они участвуют в очистке сточных вод , способствуют накоплению в почве минеральных веществ , повышают плодородие почвы . Воспроизведение клеток. Все живые организмы состоят из клеток . Развитие , рост , становление типичной структуры организм а осуществляется благодаря одной или группы исходных клеток . В процессе жизнедеятельности часть клеток изнашивается , стареет и погибает . Для поддержания структуры и нормального функционирования организм должен производить новые клетки на смену старым . Еди н ственным способом образования клеток является деление предыдущих . Деление клеток – жизненно важный процесс для всех организмов. 1.Жизненный (клеточный ) цикл. Жизнь клетки от момента её возникновения в результате деления материнской клетки до ее собственног о деления или смерти называется жизненным (или клеточным ) циклом. Обязательным компонентом клеточного цикла является митотический цик л , включающий подготовку к делению и само деление . В жизненном цикле есть также периоды покоя , когда клетка только исполняе т свой функций и избирает свою дальнейшую судьбу ( погибнуть либо возвратится в митотический цикл . Подготовка клетки к делению , или интерфаза , составляет значительную часть митотического цикла . Она состоит из трех подпериодов : постмитотический , или пресинт етический - G 1, синтетический – S и постсинтетический , или премитотический – G 2. Период G 1 – самый вариабельный по продолжительности . Во время его в клетке активизируются процессы биологического синтеза , в первую очередь структурных и функциональных белко в . Клетка растет и готовится к следующему периоду. Период S – главный в митотическом цикле . В делящихся клетках млекопитающих он длится около 6 – 10 ч . В это время клетка продолжает синтезировать РНК , белки , но самое важное осуществляет синтез ДНК . Редупли кация ДНК происходит асинхронно . Но к концу S – периода вся ядерная ДНК удваивается , каждая хромосома становится двунитчатой , то есть состоит из двух хроматид – идентичных молекул ДНК. Период G 2 относительно короток , в клетках млекопитатающих он составляет около 2 – 5 ч . В это время количество центриолей , митохондрей и пластид удваивается , идут активные метаболические процессы , накапливаются белки и энергия для предстоящего деления . Клетка приступает к делению . 2. Деление клетки. Описано три способа делен ия эукариотических клеток : амитоз (прямое деление ), митоз (непрямое деление ) и мейоз (редукционное деление ). Амитоз. Амитоз – относительно редкий и малоизученный способ деления клетки . Описан он для стареющих и патологически измененных клеток . При амитозе интерфазное ядро делится путем перетяжки , равномерное распределение наследственного материала не обеспечивается . Нередко ядро делится без последующего разделения цитоплазмы и образуются двухъядерные клетки . Клетка , претерпевшая амитоз , в дальнейшим не спо с обна вступать в нормальный митотический цикл . Поэтому амитоз встречается , как правило , в клетках и тканях , обреченных на гибель , например , в клетках зародышевых оболочек млекопитающих , в клетках опухолей. Митоз . Митоз (от греч . mitos - нить ), кариоки нез , непрямое деление клетки , наиболее распространённый способ воспроизведения (репродукции ) клеток , обеспечивающий тождественное распределение генетического материала между дочерними клетками и преемственность хромосом в ряду клеточных поколений . Биологи ч еское значение М . определяется сочетанием в нём удвоения хромосом путём продольного расщепления их и равномерного распределения между дочерними клетками . Началу М . предшествует период подготовки , включающий накопление энергии , синтез дезоксирибонуклеиново й кислоты (ДНК ) и репродукцию центриолей . Источником энергии служат богатые энергией , или так называемые макроэргические соединения . М . не сопровождается усилением дыхания , т . к . окислительные процессы происходят в интерфазе (наполнение "энергетического ре з ервуара "). Периодическое наполнение и опустошение энергетического резервуара - основа энергетики М. Стадии митоза . Единый процесс М . обычно подразделяют на 4 стадии : профазу , метафазу , анафазу и телофазу . Препрофаза - синтетическая стадия М ., соответствующ ая концу интерфазы (S - G2 периоды ), включает удвоение ДНК и синтез материала митотического аппарата . В профазе происходят реорганизация ядра с конденсацией и спирализацией хромосом , разрушение ядерной оболочки и формирование митотического аппарата путём синтеза белков и "сборки " их в ориентированную систему веретена деления клетки . Метафаза заключается в движении хромосом к экваториальной плоскости ( метакинез , или прометафаза ), формировании экваториальной пластинки ("материнской звезды ") и в разъединении хроматид , или сестринских хромосом . Анафаза - стадия расхождения хромосом к полюсам . Анафазное движение связано с удлинением центральных нитей веретена , раздвигающего митотические полюсы , и с укорочением хромосомальных микротрубочек митотического аппарат а . Удлинение центральных нитей веретена происходит либо за счёт поляризации "запасных " макромолекул , достраивающих микротрубочки веретена , либо за счёт дегидратации этой структуры . Укорочение хромосомальных микротрубочек обеспечивается свойствами сократит е льных белков митотического аппарата , способных к сокращению без утолщения . Телофаза заключается в реконструкции дочерних ядер из хромосом , собравшихся у полюсов , разделении клеточного тела ( цитотомия , цитокинез ) и окончательном разрушении митотического ап парата с образованием промежуточного тельца . Реконструкция дочерних ядер связана с деспирализацией хромосом , восстановлением ядрышка и ядерной оболочки . Цитотомия осуществляется путём образования клеточной пластинки (в растительной клетке ) или путём образ о вания борозды деления (в животной клетке ). Механизм цитотомии связывают либо с сокращением желатинизированного кольца цитоплазмы , опоясывающего экватор (гипотеза "сократимого кольца "), либо с расширением поверхности клетки вследствие распрямления петлеобр а зных белковых цепей (гипотеза "расширения мембран "). Продолжительность митоза зависит от размеров клеток , их плоидности , числа ядер , а также от условий окружающей среды , в частности от температуры . В животных клетках М . длится 30-60 мин , в растительных - 2 -3 часа . Более длительны стадии М ., связанные с процессами синтеза (препрофаза , профаза , телофаза ); самодвижение хромосом (метакинез , анафаза ) осуществляется быстро. Мейоз. Мейоз (от греч . meiosis - уменьшение ), редукционное деление , деления созревания , способ деления клеток , в результате которого происходит уменьшение (редукция ) числа хромосом в два раза и одна диплоидная клетка (содержащая два набора хромосом ) после двух быстро следующих друг за другом делении даёт начало 4 гаплоидным (содержащим по о дному набору хромосом ). Восстановление диплоидного числа хромосом происходит в результате оплодотворения . М . - обязательное звено полового процесса и условие формирования половых клеток (гамет ). Биологическое значение М . заключается в поддержании постоянс т ва кариотипа в ряду поколений организмов данного вида и обеспечении возможности рекомбинации хромосом и генов при половом процессе . М . - один из ключевых механизмов наследственности и наследственной изменчивости . Поведение хромосом при М . обеспечивает вып о лнение основных законов наследственности. Первая фаза М . - профаза I , наиболее сложная и длительная (у человека 22,5, у лилии 8-10 суток ), подразделяется на 5 стадий . Лептотена - стадия тонких нитей , когда хромосомы слабо спирализованы и наиболее длинны , в идны утолщения - хромомеры . Зиготена - стадия начала попарного , бок о бок соединения ( синапсиса , конъюгации ) гомологичных хромосом ; при этом гомологичные хромомеры взаимно притягиваются и выстраиваются строго друг против друга . Пахитена - стадия толстых ни тей ; гомологичные хромосомы стабильно соединены в пары - биваленты , число которых равно гаплоидному числу хромосом ; под электронным микроскопом видна сложная ультраструктура в месте контакта двух гомологичных хромосом внутри бивалента : т . н . синаптонемаль н ый комплекс , который начинает формироваться ещё в зиготене ; в каждой хромосоме бивалента обнаруживаются 2 хроматиды ; т . о ., бивалент (тетрада , по старой терминологии ) состоит из 4 гомологичных хроматид ; на этой стадии происходит кроссинговер , осуществляющ и йся на молекулярном уровне ; цитологические последствия его обнаруживаются на следующей стадии . Диплотена - стадия раздвоившихся нитей ; гомологичные хромосомы начинают отталкиваться друг от друга , но оказываются связанными , обычно в 2-3 точках на бивалент , где видны хиазмы (перекресты хроматид ) - цитологическое проявление кроссинговера . Диакинез - стадия отталкивания гомологичных хромосом , которые по-прежнему соединены в биваленты хиазмами , перемещающимися на концы хромосом (терминализация ); хромосомы максим ально коротки и толсты (за счёт спирализации ) и образуют характерные фигуры : кресты , кольца и др . Следующая фаза М . - метафаза I , во время которой хиазмы ещё сохраняются ; биваленты выстраиваются в средней части веретена деления клетки , ориентируясь центром ерами гомологичных хромосом к противоположным полюсам веретена . В анафазе I гомологичные хромосомы с помощью нитей веретена расходятся к полюсам ; при этом каждая хромосома пары может отойти к любому из двух полюсов , независимо от расхождения хромосом др . п ар . Поэтому число возможных сочетаний при расхождении хромосом равно 2n, где n - число пар хромосом . В отличие от анафазы митоза , центромеры хромосом не расщепляются и продолжают скреплять 2 хроматиды в хромосоме , отходящей к полюсу . В телофазе I у каждого полюса начинается деспирализация хромосом и формирование дочерних ядер и клеток . Далее следует короткая интерфаза без редупликации ДНК - интеркинез , и начинается второе деление М . Профаза II , метафаза II , анафаза II и телофаза II проходят быстро ; при этом в конце метафазы II расщепляются центромеры , и в анафазе II расходятся к полюсам хроматиды каждой хромосомы . Эта классическая схема М . имеет исключения . Например , у растений рода ожика (Luzula) и насекомых семейства кокцид (Coccidae) в первом делении М . р асходятся хроматиды , а во втором - гомологичные хромосомы , однако и в этих случаях в результате М . происходит редукция числа хромосом . Различия между сперматогенезом и оогенезом у животных и образованием микроспор и мегаспор у растений не отражаются на по в едении хромосом в ходе М ., хотя размеры и судьбы сестринских клеток оказываются разными. Известны аномалии М . У межвидовых гибридов все хромосомы , а у анеуплоидов непарные хромосомы не способны конъюгировать и остаются в виде унивалентов ; у автополиплоидо в образуются объединения более чем из 2 хромосом - т . н . мультиваленты . В каждом из этих случаев невозможна правильная редукция числа хромосом в анафазе I; образующиеся гаметы (с несбалансированными наборами хромосом ) либо сами нежизнеспособны , либо дают нежизнеспособное или уродливое потомство . Отсутствие хиазм (ахизматия ) обычно приводит к тем же результатам , однако у самцов некоторых видов мух , в том числе у дрозофилы , хиазмы всегда отсутствуют , хотя гаметы образуются нормальные . Причины перехода клето к от деления путём митоза к М . в жизненном цикле каждого организма , а также молекулярные механизмы конъюгации гомологичных хромосом и кроссинговера исследуются. Животная и растительная клетки . Сравнение. Перед тем как начать сравнение надо ещ е раз упомянуть (хотя об этом уже не раз говорилось ), что и растительные и животные клетки объединяются (вместе с грибами ) в надцарство эукариот , а для клеток данного надцарства типично наличие мембранной оболочки , морфологически обособленного ядра и цито п лазмы (матрикс ) содержащей различные органоиды и включения. Итак , сравнение животной и растительной клеток : Общие признаки : 1. Единство структурных систем — цитоплазмы и ядра . 2. Сходство процессов обмена веществ и энергии . 3. Единство принципа наследственного кода . 4. Универсальное мембранное строение . 5. Единство химического состава . 6. Сходство процесса деления клеток . Растительная клетка Животная клетка Размер (ширина ) 10 – 100 мкм 10 – 30 мкм Форма Однообразная – кубическая или плазматическая. Фор ма разнообразная Клеточная стенка Характерно наличие толстой целлюлозной клеточной стенки , углеводный компонент клеточной оболочки сильно выражен и представлен целлюлозной клеточной оболочной. Имеют , как правило тонкую клеточную стенку , углеводный компон ент относительно тонок (толщина 10 – 20 нм ), представлен олигосахаридными группами гликопротеинов и гликолипидов и называется гликокаликсом. Клеточный центр У низших растений . Во всех клетках Центриоли нет есть Положение ядра Ядра у высокодифференцирова нных растительных клеток , как правило , оттеснены клеточным соком к периферии и лежат пристеночно. У животных клеток они чаще всего занимают центральное положение. Пластиды Характерны для клеток фотосинтезирующих организмов (растения фотосинтезирующие – о рганизмы ). В зависимости от окраски различают три основных типа : хлоропласты , хромопласты и лейкопласты. нет Вакуоли Крупные полости , заполненные клеточным соком — водным раствором различных веществ , являющихся запасными или конечными продуктами . Осмотические резервуары клетки Сократительные , пищеварительные , выделительные вакуоли . Обычно мелкие Включения Запасные питательные вещества в виде зерен крахмала , белка , капель масла ; вакуоли с клеточным соком ; кристаллы солей Запасные питательные вещества в виде зерен и капель ( белки , жиры , углевод гликоген ); конечные продукты обмена , кристаллы солей ; пигменты Способ деления Цитокинез путем образования посередине клетки фрагмопласта. Деление путем образования перетяжки. Главный резервный питательный углевод Кр ахмал Гликоген Способ питания Автотрофный ( фототрофный , хемотрофный ) Гетеротрофный Способность к фотосинтезу есть нет Синтез АТФ В хлоропластах , митохондриях В митохондриях Рис .1 Эукариотическая клетка Рис . 1. Схема строения эукариотической клетки : 1 — ядро ; 2 — ядрышко ; 3 — поры ядерной оболочки ; 4 — митохондрия ; 5 — эндоцитозное впячивание ; 6 — лизосома ; 7 — агранулярный эндоплазматич еский ретикулум ; 8 — гранулярный эндоплазматический ретикулум с полисомами ; 9 — рибосомы ; 10 — комплекс Гольджи ; 11 — плазматическая мембрана. Стрелки указывают направление потоков при эндо - и экзоцитозе. Рис . 2 Схема строения плазматической мембраны : Рис . 2. Схема строения плазматической мембраны : 1 — фосфолипиды ; 2 — холестерин ; 3 — интегральный белок ; 4 — олигосахаридная боковая цепь. Рис .3 Электроногр амма клеточного центра (две центриоли в конце G 1 -периода клеточного цикла ): Рис . 5. Электронограмма клеточного центра (две центриоли в конце G 1 -периода клеточного цикла ): 1 — центриоли в поперечном сечении ; 2 — центриоли в продольном сечении. Рис . 4 Комплекс Гольджи : Рис . 3. Комплекс Гольджи : 1 - цистерны ; 2 - везикулы (пузырьки ); 3 - крупная вакуоль. Список источников информации : 1. Биология для поступающих в ВУЗы . Москва «Высшая школа» 1998 год. 2. Большая Советская Энциклопедия (Электронный вариант ). 3. Малая Медицинская Энциклопедия (Электронный вариа нт ). 4. Биология «Человек» 9 класс , Москва , «Дрофа» , 2001 год .
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Цель вашего визита во Францию?
- Тусовка с англичанами.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по биологии "Клетка", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru