Вопрос 8. Структура животной и растительной клетки

Вопрос 7. Эволюция клетки

В настоящее время известны следующие основные формы организации живой материи: доклеточная (вирусы), предъядерная (прокариоты) и ядерная (эукариоты). Существование каждой из этих форм явно свидетельствует о том, что в ходе эволюции они возникли не одновременно.

Существуют два этапа в эволюции клетки:

1.Химический.

2.Биологический.

Химический этап начался около 4, 5 млрд лет назад. Под действием ультрафиолетового излучения, радиации, грозовых разрядов (источники энергии) происходило образование сначала простых химических соединений – мономеров, а затем более сложных – полимеров и их комплексов (углеводов, липидов, белков, нуклеиновых кислот).

Биологический этап образования клеток начинается с появления пробионтов – обособленных сложных систем, способных к самовоспроизведению, саморегуляции и естественному отбору. Пробионты появились 3-3, 8 млрд. лет назад. От пробионтов произошли первые прокариотические клетки – бактерии. Эукариотические клетки произошли от прокариот (1-1, 4 млрд. лет назад) двумя путями:

1)Путем симбиоза нескольких прокариотических клеток – это симбиотическая гипотеза;

2)Путем инвагинации клеточной мембраны. Суть инвагинационной гипотезы заключается в том, что прокариотическая клетка содержала несколько геномов, прикрепленных к клеточной оболочке. Затем происходила инвагинация – впячивание, отшнуровка клеточной мембраны, и эти геномы превращались в митохондрии, хлоропласты, ядро.

Вопрос 8. Структура животной и растительной клетки

В растительной клетке различают пять структурных элементов: 1. Клеточная стенка- является прочной, значительной толщины, состоит из целлюлозы, в клеточной стенке имеются поры; 2. Одна крупная и несколько мелких вакуолей с клеточным соком; 3. Вязкая цитоплазма, расположенная между клеточной стенкой и вакуолью; 4. Ядро, погруженное в цитоплазму; 5. Пластиды. Наличие пластид — главная особенность растительной клетки. Лейкопласты, хлоропласты. Хромопласты. Строение животной клетки Наличие наружной мембраны, цитоплазмы с органоидами, ядра с хромосомами.
Наружная, или плазматическая, мембрана — отграничивает содержимое клетки от окружающей среды (других клеток, межклеточного вещества), состоит из молекул липидов и белка, обеспечивает связь между клетками, транспорт веществ в клетку (пиноцитоз, фагоцитоз) и из клетки.
Цитоплазма — внутренняя полужидкая среда клетки, которая обеспечивает связь между расположенными в ней ядром и органоидами. В цитоплазме протекают основные процессы жизнедеятельности.
Органоиды клетки:
1) эндоплазматическая сеть (ЭПС) — система ветвящихся канальцев, участвует в синтезе белков, липидов и углеводов, в транспорте веществ в клетке;
2) рибосомы — тельца, содержащие рРНК, расположены на ЭПС и в цитоплазме, участвуют в синтезе белка. ЭПС и рибосомы — единый аппарат синтеза и транспорта белка;
3) митохондрии — «силовые станции» клетки, отграничены от цитоплазмы двумя мембранами. Внутренняя образует кристы (складки), увеличивающие ее поверхность. Ферменты на кристах ускоряют реакции окисления органических веществ и синтеза молекул АТФ, богатых энергией;
4) комплекс Гольджи — группа полостей, отграниченных мембраной от цитоплазмы, заполненных белками, жирами и углеводами, которые либо используются в процессах жизнедеятельности, либо удаляются из клетки. На мембранах комплекса осуществляется синтез жиров и углеводов;
5) лизосомы — тельца, заполненные ферментами, ускоряют реакции расщепления белков до аминокислот, липидов до глицерина и жирных -.кислот, полисахаридов до моносахаридов. В лизосомах разрушаются отмершие части клетки, целые и клетки.
Клеточные включения — скопления запасных питательных веществ: белков, жиров и углеводов.
Ядро — наиболее важная часть клетки. Оно покрыто двухмембранной оболочкой с порами, через которые одни вещества проникают в ядро, а Другие поступают в цитоплазму. Хромосомы — основные структуры ядра, носители наследственной информации о признаках организма. Она передается в процессе деления материнской клетки дочерним клеткам, а с половыми клетками — дочерним организмам. Ядро — место синтеза ДНК, иРНК, рРНК.

Вопрос 9. Функции органоидов животной клетки.

Строение животной клетки Наличие наружной мембраны, цитоплазмы с органоидами, ядра с хромосомами.
Наружная, или плазматическая, мембрана — отграничивает содержимое клетки от окружающей среды (других клеток, межклеточного вещества), состоит из молекул липидов и белка, обеспечивает связь между клетками, транспорт веществ в клетку (пиноцитоз, фагоцитоз) и из клетки.
Цитоплазма — внутренняя полужидкая среда клетки, которая обеспечивает связь между расположенными в ней ядром и органоидами. В цитоплазме протекают основные процессы жизнедеятельности.
Органоиды клетки:
1) эндоплазматическая сеть (ЭПС) — система ветвящихся канальцев, участвует в синтезе белков, липидов и углеводов, в транспорте веществ в клетке;
2) рибосомы — тельца, содержащие рРНК, расположены на ЭПС и в цитоплазме, участвуют в синтезе белка. ЭПС и рибосомы — единый аппарат синтеза и транспорта белка;
3) митохондрии — «силовые станции» клетки, отграничены от цитоплазмы двумя мембранами. Внутренняя образует кристы (складки), увеличивающие ее поверхность. Ферменты на кристах ускоряют реакции окисления органических веществ и синтеза молекул АТФ, богатых энергией;
4) комплекс Гольджи — группа полостей, отграниченных мембраной от цитоплазмы, заполненных белками, жирами и углеводами, которые либо используются в процессах жизнедеятельности, либо удаляются из клетки. На мембранах комплекса осуществляется синтез жиров и углеводов;
5) лизосомы — тельца, заполненные ферментами, ускоряют реакции расщепления белков до аминокислот, липидов до глицерина и жирных -.кислот, полисахаридов до моносахаридов. В лизосомах разрушаются отмершие части клетки, целые и клетки.
Клеточные включения — скопления запасных питательных веществ: белков, жиров и углеводов.
Ядро — наиболее важная часть клетки. Оно покрыто двухмембранной оболочкой с порами, через которые одни вещества проникают в ядро, а Другие поступают в цитоплазму. Хромосомы — основные структуры ядра, носители наследственной информации о признаках организма. Она передается в процессе деления материнской клетки дочерним клеткам, а с половыми клетками — дочерним организмам. Ядро — место синтеза ДНК, иРНК, рРНК.

Вопрос 11. Строение и функции клеточного ядра

Клеточное ядро - это важнейшая часть клетки. Оно есть почти во всех клетках многоклеточных организмов( исключения эритроциты, прокариоты). Клеточное ядро содержит ДНК. Форма и размер зависят от формы и размера клеток. В ядре неделящейся клетке различают: ядерую оболочку ядерный сок, ядрышко, хромосомы. Дерная оболочка отделяет ядро от цитоплазмы и состоит из 2-х мембран: наружной и внутренней. Они имеют такое же строение как плазматическа мембрана. В ядерной оболочке находятся множество пор, с помощью их происходит обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Ядерный сок- полужидкое вещество, внутренняя среда ядра. В нем находятся ядрышки и хромосомы. Ядрышко- плотное округлое тельце, размеры которого могут изменятся в широких пределах от 1 до 10 мкм. Кол-во ядрышек меняется в течении жизни клетки от1-10 шт.состав: ДНК и белок. Образуются только в неделящихся клетках, а во время делении разрушаются хромосомы важнейшая составная часть ядра. Хромосомы- важнейшая составная часть ядра, форма в виде тончайших нитей, каждая из которых молекула ДНК соединена с белком. Длина достигает 1 см. существует клетки с одним ядром это одноядерные, и двумя- и более это многоядерные. Функции: 1) хранение и воспроизведение генетической информации. 2) регуляция процессов обмена веществ протекающих в клетки. 3) в ядрышке происходит формирование больших и малых частиц рибосом.

Вопрос 13. Сходство, Различия строения животной и растительной клетки.

Вопрос 16. Липиды

Липиды( от греч.яз. липос- жир)- обширная группа жироподобных веществ, нерастворимых в воде. Большинство липидов состоит из высокомолекулярныз жирных кислот и трехатомного спирта глицерина. Жиры содержатся во всех живых клетках, практически не растворяются в воде, по химическому строению разнообразны: нейтральные жиры - наиболее простые и распространенные, среди них различают жиры остающиеся твердыми при температуре 20 градусов и масла, которые в этих условиях становятся жидкими; воска- сложные эфиры, они покрывают кожу, шерсть, перья животных, смягчая их и предохраняя от действия воды; фосфолипиды- сходны с жирами, являются основным компонентов в клеточных мембранах. Фун-ции жиров: энергетическая- при полном окислении 1грама жира выделяется 39, 9 килоджоуля; запасающее вещество, а так же источник воды, при окислении 1грамма жира, образуется больше 1 грамма воды; защитная- благодаря низкой теплопроводности служат для теплоизоляции организма ( позволяю жить в условиях холодного климата); строительная(т.к. нерастворимость в воде делает их важнейшими компонентами клеточных мембран), регуляторная функция(гормоны являются производными липидов).

Вопрос 17. Белки.

Белки или протеины- самые многочисленные, наиболее разнообразные и имеющие первостепенное значение биополимеры. На их долю приходится 50-80% сухой массы клетки. Молекулы белков имеют большие размеры, поэтому их называют макромолекулами. В состав белком входят углерод, водород, кислород и сера, также могут входить сера, фосфор и железо. Белки отличаются друг от друга числом (от ста до нескольких чисел), составом и последовательностю мономеров. Мономерами белков являются аминокислоты. Выделяют четыре уровня организации белков: 1 первичная структура- это последовательность аминокислот полипептидной цепи, 2 вторичная структура- это первичная структура, завернутая в пространстве виде спирали или складчатого слоя гармошки.3 Третичная структура – форма шара или глобулы (структура является более плотной).Четвертичная структура- обяединение нескольких молекул белка, обладающая третичной структурой (гемоглобин, инсулин). Свойства белков: 1 - белки проявляют свою активность только в водных растворах ( при этом не все белки растворимы), 2- белковые молекулы несут большой поверхностный заряд, 3- белки термолабильны, т.е прояляют свою активность в узких температурных рамках, 4. пластическая ( строительная) участвует в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки; 5 каталитическая- ферменты ускоряют химическую реакцию; 6. двигательная- обеспечивается специальными сократительными белками, они участвуют во всех видах движения, которые способны клетки и организмы; 7. транспортная- заключается в присоединении химических элементов и переносе их к различным тканям и органам тела; 8. энергетическая- белки могут служить одним из источником энергии клетки; защитная (антитела, антигены). Белки делят на простые (глютеины, альбумины ) и сложные ( протеиды). Белки имеют важную роль в жизнедеятельности.

Вопрос 18. Углеводы

Углеводы или сахариды, - одна из основных групп органических соединений. Они входят в состав клеток всех живых организмов. Углеводы состоят из углерода, водорода, кислорода. Название «углеводы» они получили потому, что у большинства из них соотношение водорода и кислорода в молекуле такое же, как и в молекуле воды( примеры: глюкоза, сахароза, тростниковый сахар. Составляют до 85-90% веществ входящих в растительный организм. Углероды являются основным питательным и опорным материалов в клетках и тканях растений. Углеводы делятся на простые: моносахориды(глюкоза, фруктоза), дисахариды(сахароза). Сложные–полисахориды (крахмал, гликоген, целлюлоза). Углеводы основное кормовое вредство, составляет 60-70% рациона питания животных. Функции углеводов: энергетическая- при расщеплении и окислении углеводов выделяется энергия, которая обеспечивет жизнед-сть организма; запасающая-при избытке накапливаются в клетке в качестве запасающих веществ и при необходимости используется организмом как источник энергии; строительная (целлюлоза образует клетки растительной клетки); защитная-смолы выделяются при повреждении стволов и веток, препятсвуют проникновению болезнетворных микроорг-мов.

Некоторые полисахариды входят в состав клеточных мембран и служат рецепторами, обеспечивая узнавание клетками друг друга и их взаимодействие.

Вопрос 21. Репликация ДНК.

Репликация ДНК – это процесс копирования дезоксирибонуклеиновой кислоты, который происходит в процессе деления клетки. При этом генетический материал, зашифрованный в ДНК, удваивается и делится между дочерними клетками. Хеликаза, топоизомераза и ДНК-связывающие белки расплетают ДНК, удерживают матрицу в разведённом состоянии и вращают молекулу ДНК. Правильность репликации обеспечивается точным соответствием комплементарных пар оснований и активностью ДНК-полимеразы, способной распознать и исправить ошибку. Репликация катализируется несколькими ДНК-полимеразами. После репликации дочерние спирали закручиваются обратно уже без затрат энергии и каких-либо ферментов.

Скорость репликации составляет порядка 45 000 нуклеотидов в минуту, а родительская вилка вращается со скоростью 4500 об/мин. Частота ошибок при репликации не превышает 1 на 10⁹–10¹⁰ нуклеотидов. ДНК эукариот с такой скоростью реплицировалась бы несколько месяцев, поэтому в хромосомах ядерных клеток репликация производится сразу в сотнях и тысячах точек.

Вопрос 22. РНК. Виды РНК.

Молекла РНК – полимер состоящий из одной цепочки значительно меньших размеро чем ДНК. РНК(Рибонуклеиновая кислота) полимер мономерами которого являются нуклеотиды: азотистое основание(аденин, гуанин, цетозин, уроцил), углевод рибоза и остаток фосфорной кислоты. Образование полимера РНК происходит через ковалентные связи между рибозой и остатком фосфорной кислоты соседних нуклеотидов

Функции РНК: 1) перенос информации о последовательности аминокислот в белках. 2) участвует в синтезе белков. По структуре различают 2-х цепочные и 1-ноцепочные Рнк. 2-х цепочные явл-ся хранителями генетич.информации у ряда вирусов т.е. выполняют функцию хромосом. Виды РНК: 1) рибосомальные р- рнк состовляют 80-90 % в цитоплазме, участвуют в формировании актив центра рибосомы, где происходит биосинтеза белка, 2) информационная Рнк(и-РНК) сос товляет 5% всей клеточной рнк. Синтезируется на участке 1-й из цепей молекул ДНК и передают инф-цию о структуре белка из ядра клеток к рибосомам, где это инф-ция реализуются.3) транспортные РНК( т- рнк) вкючают 76-85 нуклеотидов( они доставляют аминокислоты к месту синтезу белка, осуществляют точную ориентацию аминокислоты на рибосоме).

Вопрос 29. Фотосинтез

Фотосинтез - это процесс образования органических ( и не органических) молекул из не органических, за счет использования энергии солнечного света. Этот процесс состоит из двух фаз: 1) световая ( накапливается энергия); 2) теневая(темновой). В световой фазе кванты света- фотоны- взаимодействуют с молекулами хлорофилла, в результате чего эти молекулы на очень короткое время переходятв более богатое энергией « возбужденное» состояние. Затем избыточная энергия части возбужденных молекул преобразуется в теплоту или испускается в виде света. Другая ее часть передается ионам водорода(Н), всегда имеющимся в водном растворе в последствии диссоциации воды. В комплексе химич.реакций теиновой фазы для которых свет не обязателен, ключевое место занимает связываниеСО2. Побочным продуктов фотосинтеза является кислород и углекислый газ, выделяемые в атмосферу.

Вопрос 48. Ген

Геном является участок молекулы ДНК( или участок хромосомы), определяющий возможность развития отдельного элементарного признака, или синтез одной белковой молекулы. Из этого положения следует, что признак, обусловленный каким-либо определенным геном, может и не развиваться. Возможность проявления генов в виде признаков в значительной степени зависит от других генов а также условий внешней среды. У всех организмов одного и того же вида каждый конкретный ген распологается в одном и том же месте, или локусе, определенной хромосомы. Гены, расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом и ответственные за развитие одного признака, называют аллельными. Для генов приняты буквенные обозначения. Совокупность всех генов одного организма называют генотипом.