Тема урока: Органоиды клетки

Задачи: Выяснить, что из себя представляют органоиды(органеллы) клетки. Выяснить, по какому признаку организмы делятся на две группы – прокариоты и эукариоты? Изучить строение прокариотической клетки. Изучить строение эукариотической клетки.

ОРГАНОИДЫ (от греч. eidos вид), постоянные специализированные структуры в клетках животных и растений. К органоидам относят хромосомы, митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматическую сеть, рибосомы и др., а в растительных клетках, кроме того, пластиды. Часто органоиды называют также органеллами.

«безъядерные» организмы - прокариоты «ядерные» организмы – эукариоты Организмы

ПРОКАРИОТЫ (от лат. pro вперед, вместо и греч. karyon ядро) организмы, не обладающие, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром. Генетический материал в виде кольцевой цепи ДНК лежит свободно в нуклеотиде и не образует настоящих хромосом. Типичный половой процесс отсутствует. К прокариотам относятся бактерии, в т. ч. цианобактерии (сине-зеленые водоросли). В системе органического мира прокариоты составляют надцарство.

ПРОКАРИОТЫ Размер прокариотических клеток в пределах от 1 до мкм Форма: шаровидные, вытянутые, извитые. Живут по отдельности или образуют скопления. Особенность- отсутствие ядра.

ПРОКАРИОТЫ Клетка окружена мембраной, отделяющей цитоплазму от клеточной стенки. В цитоплазме мембран мало, в ней находятся рибосомы, осуществляющие синтез белков. Внутри клетки откладываются вещества- полисахариды, жиры, полифосфаты. Размножение- деление надвое. Свойственно спорообразование. Споры бактерий очень устойчивы, сохраняют жизнеспособность многие сотни и тысячи лет, выдерживают резкие колебания температуры.

ЭУКАРИОТЫ (эвкариоты) (от греч. eu хорошо, полностью и karyon ядро), организмы (все, кроме бактерий, включая цианобактерии), обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал заключен в хромосомах. Клетки эукариоты имеют митохондрии, пластиды и другие органоиды. Характерен половой процесс.

ЦИТОПЛАЗМА (от цито... и плазма), внеядерная часть протоплазмы клетки, то есть внутреннее содержимое клетки без ядра. Состоит из гиалоплазмы, в которой содержатся органоиды и др. включения. Термин «цитоплазма» предложен Э. Страсбургером (1882).

Экспериментально можно получить живые безъядерные клетки-цитопласты, которые в течение 1-3 суток могут синтезировать белки, липиды, АТФ. Затем они, конечно, погибают из-за невозможности синтеза новых РНК в отсутствии ядра. Объем цитоплазмы у разных клеток неодинаков: в лимфоцитах он примерно равен объему ядра, а в клетках печени цитоплазма составляет 94% общего объема клетки. Формально в цитоплазме различают три части: органеллы, включения и гиалоплазма. Органеллы обязательные для любой клетки компоненты, без которых клетка не может поддерживать свое существование. К одномембранным относятся органеллы вакуолярной системы: эндоплазматический ретикулюм, лизосомы, аппарат Гольджи, пероксисомы, а также плазматическая мембрана. Двухмембранные органеллы это митохондрии и пластиды. К этой группе можно отнести и клеточное ядро. Общим свойством мембранных органелл является то, что они построены из липопротеидных мембран, замыкающихся сами на себя, так, что образуют замкнутые полости и тем самым разделяют цитоплазму на группы функционально различных отсеков. К немембранным органеллам принадлежат рибосомы, центросомы животных клеток. Включения встречаются не всегда и представляют собой отложения запасных веществ (гликоген, желток) или скопления продуктов метаболизма (пигменты, кристаллы солей в растениях). Гиалоплазма (от «hyalinе» прозрачный) это основная плазма, цитозоль, истинная внутренняя среда клетки. Состав гиалоплазмы весьма сложен, а консистенция приближается к гелю. Гели структурированные коллоидные системы с жидкой дисперсной средой, которые под воздействием внешних или внутренних факторов могут менять свое агрегатное состояние и переходить в более жидкую фазу золь. Подобные гель-золь переходы могут происходить в цитоплазме под влиянием белка актина, причем меняется ее состояние в различных участках клетки, что и обеспечивает движение всей клетки. При взаимодействии фибриллярного актина с белками типа фимбрина происходит стабилизация геля, а при связывании с белками, активность которых зависит от концентрации ионов Са (например, гельзолин), вся система переходит в жидкое состояние. Вообще выраженность элементов клеточного скелета, и актинового его компонента в том числе, может значительно меняться в течение клеточного цикла. Функциональное значение цитоплазмы очень велико. В гиалоплазме, кроме различных ионов неорганических соединений, содержатся ферменты, участвующие в синтезе аминокислот, нуклеотидов, жирных кислот, сахаров. На рибосомах и полирибосомах, сидящих на мембранах, синтезируются разнообразные белки, обеспечивающие клеточный метаболизм.

Пластиды (от греч. plastos вылепленный), цитоплазматические органоиды растительных клеток. Нередко содержат пигменты, обусловливающие окраску пластиды. У высших растений зеленые пластиды хлоропласты, бесцветные лейкопласты, различно окрашенные хромопласты; у большинства водорослей пластиды называют хроматофорами.

ВАКУОЛИ (франц. vacuole, от лат. vacuus пустой), полости в животных и растительных клетках или одноклеточных организмах. Различают пищеварительные и сократительные (пульсирующие) вакуоли, регулирующие осмотическое давление и служащие для выведения из организма продуктов распада.

ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ СЕТЬ Эндоплазматическая сеть, или ЭПС, представляет собой систему расположенных в цитоплазме канальцев, окруженных эндоплазматической мембраной. Канальцы ЭПС могут ветвиться и сливаться друг с другом, образуя единую транспортную сеть клетки. Различают два типа ЭПС: гладкую и шероховатую. На мембране последней расположены многочисленные рибосомы.

Рибосомы Рибосомы - очень мелкие органоиды клетки, образованные рибонуклеиновыми кислотами и белками. Каждая рибосома состоит из двух частиц - малой и большой. Образуются рибосомы в ядрышке, после чего поступают в цитоплазму. Основной функцией рибосом является синтез белков.

Аппарат Гольджи (Гольджи комплекс) (по имени К. Гольджи), органоид клетки, участвующий в формировании продуктов ее жизнедеятельности (различных секретов, коллагена, гликогена, липидов и др.), в синтезе гликопротеидов.

ЛИЗОСОМЫ (от лиз и греч. soma тело), структуры в клетках животных и растительных организмов, содержащие ферменты, способные расщеплять (т. е лизировать отсюда и название) белки, полисахариды, пептиды, нуклеиновые кислоты. Это очень пестрый класс пузырьков размером 0,1-0,4 мкм, ограниченных одиночной мембраной (толщиной около 7 нм), с разнородным содержимым внутри. Они образуются за счет активности эндоплазматического ретикулюма и аппарата Гольджи и в этом отношении напоминают секреторные вакуоли. Основная их роль участие в процессах внутриклеточного расщепления как экзогенных, так и эндогенных биологических макромолекул. Характерной чертой лизосом является то, что они содержат около 40 гидролитических ферментов: протеиназы, нуклеазы, фосфатазы, гликозидазы и др., оптимум действия которых осуществляется при рН5. В лизосомах кислое значение среды создается из-за наличия в их мембранах протоновой «помпы», потребляющей энергию АТФ. Кроме того, в мембраны лизосом встроены белки- переносчики для транспорта из лизосомы в цитоплазму продуктов гидролиза: мономеров расщепленных молекул аминокислот, сахаров, нуклеотидов, липидов. Чтобы не переварить самих себя, мембранные элементы лизосом защищены олигосахаридами, мешающими гидролазам взаимодействовать с ними. Среди различных по морфологии лизосомных частиц выделяют четыре типа: первичные и вторичные лизосомы, аутофагосомы и остаточные тельца. Первичные лизосомы Обычно это мелкие мембранные пузырьки диаметром около 100 нм с бесструктурным содержимым, содержащим активную кислую фосфатазу маркерный фермент для лизосом. Показано, что ферменты лизосом синтезируются, как обычно, в гранулярном ретикулюме, а упаковываются в мембранные пузырьки в аппарате Гольджи. Весь путь образования первичных лизосом очень сходен с образованием секреторных гранул, например, в клетках поджелудочной железы. Вторичные лизосомы Фагоцитарные или пиноцитозные вакуоли, сливаясь с первичными лизосомами, образуют вторичные лизосомы. Начинается процесс расщепления поглощенных клеткой субстратов под действием гидролаз, содержавшихся в первичной лизосоме. Биогенные вещества расщепляются до мономеров, которые транспортируются через мембрану лизосомы в цитоплазму, где они реутилизируются, включаются в различные синтетические и обменные процессы. Разнообразие величины и структуры клеточных лизосом связано в первую очередь с разнообразием вторичных лизосом продуктов слияния эндоцитозных вакуолей с первичными лизосомами. Остаточные тельца Расщепление биогенных макромолекул внутри лизосом может идти не до конца. В этом случае в полости лизосомы накапливаются непереваренные продукты, и вторичная лизосома становится остаточным тельцем (телолизосомой). Их содержимое уплотняется и перестраивается. Часто в остаточных тельцах наблюдается вторичная структуризация непереваренных липидов, которые образуют сложные слоистые структуры. Там же откладываются пигментные вещества. Аутолизосомы По морфологии аутолизосомы (аутофагосомы) относят ко вторичным лизосомам, но внутри этих частиц встречаются фрагменты или даже целые цитоплазматические структуры, такие как митохондрии, пластиды, рибосомы, элементы ретикулюма и т. д. Предполагается, что процесс аутофагоцитоза связан с отбором и уничтожением измененных, «сломанных» клеточных компонентов.

МИТОХОНДРИИ (от греч. mitos нить и chondrion зернышко, крупинка), органеллы животных и растительных клеток. В митохондрии протекают окислительно- восстановительные реакции, обеспечивающие клетки энергией. Число митохондрий в одной клетке от единиц до нескольких тысяч. У прокариот отсутствуют (их функцию выполняет клеточная мембрана).

ЦЕНТРИОЛИ две (иногда более) цилиндрические структуры диаметром ок. 0,15 мкм, образующие клеточный центр всех животных и некоторых растительных клеток. При делении клетки центриоли расходятся к ее полюсам, определяя ориентацию веретена деления.

ЦИТОСКЕЛЕТ Отличительная черта эукариотических клеток - наличие в цитоплазме скелетных образований в виде микротрубочек и пучков белковых волокон. Элементы цитоскелета тесно связаны с наружной цитоплазматической мембраной и ядерной оболочкой, образуют сложные переплетения в цитоплазме.

ЦИТОСКЕЛЕТ Опорные элементы цитоплазмы определяют: Форму клетки Обеспечение внутриклеточных структур Перемещение всей клетки

Эукариотическая клетка. Ядро.

ЯДРО (клеточное ядро), в биологии обязательная часть клетки у многих одноклеточных и всех многоклеточных организмов. Размеры от 1 мкм (у некоторых простейших) до 1 мм (в яйцах некоторых рыб и земноводных). Все организмы нашей биосферы как одноклеточные, так и многоклеточные, подразделяются на эукариот их клетки содержат ядро, и прокариот, клетки которых не имеют морфологически оформленного ядра. Термин «ядро» (лат. nucleus) впервые применил Р. Броун в 1833 году, когда описывал шарообразные структуры, наблюдаемые им в клетках растений.

Ядерный сок Бесструктурная масса, заполняющая промежутки между структурами ядра.

ХРОМАТИН вещество (нуклеопротеид) клеточного ядра, составляющее основу хромосом; окрашивается основными красителями. В процессе клеточного деления конденсируется, образуя компактные структуры хромосомы, видимые в микроскоп. Различают гетерохроматин и эухроматин.

Центромера (от центр и греч. meros часть) (кинетохор), участок хромосомы, удерживающий вместе две ее нити (хроматиды). Во время деления центромеры направляют движение хромосом к полюсам клетки.

ЦЕНТРОМЕРА Хромосомы являются важнейшей составной частью клеточного ядра. В неделящихся клетках они имеют форму тончайших хроматиновых нитей и поэтому не видны. Во время деления нити хроматина спирально накручиваются на особые белки. Так образуются хромосомы. Каждая хромосома состоит из двух спирально свернутых молекул ДНК, или хроматид. В определенных местах хромосомы образуется одна или несколько перетяжек. Одна из них называется первичной, или центромерой.

При изучении хромосом были установлены такие факты. Во всех систематических клетках любого растительного или животного организма число хромосом одинаково. Половые клетки любого вида организмов всегда содержат вдвое меньше хромосом, чем соматические клетки. У всех организмов, относящихся к одному виду, количество хромосом в клетках одинаково.

Кариотип - Совокупность количественных и качественных признаков хромосомного набора.

Хромосомы, одинаковые по форме и размеру и несущие одинаковые гены, называют гомологичными.

Хромосомный набор соматической клетки, при котором каждая хромосома имеет себе пару, называется диплоидным.

Из каждой пары гомологичных хромосом в половые клетки попадает только одна, и поэтому хромосомный набор гамет называют гаплоидным.

ЯДРЫШКО (нуклеоль), плотное тельце внутри ядра клетки. Состоит в основном из рибонуклеопротеидов; участвует в образовании рибосом. Обычно в клетке одно ядрышко, реже несколько или много.

Вывод: Органоиды клетки- различные структуры живой клетки, отвечающие за выполнение определенной функции. Организмы делятся на прокариоты и эукариоты. Прокариоты- просто устроенные организмы, на этом основании их выделяют в самостоятельное царство. Эукариоты- сложноустроенные организмы, их клетки содержат ограниченное оболочкой ядро, а также устроенные «энергетические станции» - митохондрии; в растительных клетках, кроме того, имеются и пластиды. Эти клетки «ядерных» организмов высоко организованы, приспособлены к потреблению кислорода и поэтому могут производить большое количество энергии.