Органоїди клітини. Будова та функції. Еукаріотичні клітини Перші еукаріотичні клітини

Клітини, що утворюють тканини тварин і рослин, значно різняться за формою, розмірами та внутрішньою будовою. Проте вони виявляють подібність у основних процесів життєдіяльності, обміну речовин, у дратівливості, зростанні, розвитку, здатність до мінливості.

Клітини всіх типів містять два основних компоненти, тісно пов'язані між собою, - цитоплазму та ядро. Ядро відокремлено від цитоплазми пористою мембраною та містить ядерний сік, хроматин та ядерце. Напіврідка цитоплазма заповнює всю клітину і пронизана численними канальцями. Зовні вона вкрита цитоплазматичною мембраною. У ній є спеціалізовані структури-органоїди,присутні у клітці постійно, та тимчасові утворення - включення.Мембранні органоїди : зовнішня цитоплазматична мембрана (HЦM), ендоплазматична мережа (ЕПС), апарат Гольджі, лізосоми, мітохондрії та пластиди. У основі будови всіх мембранних органоїдів лежить біологічна мембрана. Всі мембрани мають принципово єдиний план будови і складаються з подвійного шару фосфоліпідів, в який з різних боків вербу різну глибину занурені білкові молекули. Мембрани органоїдів відрізняються один від одного лише наборами білків, що входять до них.

Схема будови еукаріотичної клітини.А – клітина тваринного походження; Б - рослинна клітина: 1 - ядро ​​з хроматином і ядерцем, 2 - цитоплазматична мембрана, 3 - клітинна стінка, 4 - пори в клітинній стінці, через які повідомляється цитоплазма сусідніх клітин, 5 - шорстка ендоплазматична мережа, б - гладка енд - піноцитозна вакуоля, 8 - апарат (комплекс) Гольджі, 9 - лізосома, 10 - жирові включення в каналах гладкої ендоплазматичної мережі, 11 - клітинний центр, 12 - мітохондрія, 13 -вільні рибосоми та полірибосоми, 14

Цитоплазматична мембрана.У всіх клітин рослин, багатоклітинних тварин, у найпростіших та бактерій клітинна мембрана тришарова: зовнішній та внутрішній шари складаються з молекул білків, середній – з молекул ліпідів. Вона обмежує цитоплазму від зовнішнього середовища, оточує всі органоїди клітини і є універсальною біологічною структурою. У деяких клітинах зовнішня оболонка утворена декількома мембранами, які щільно прилягають один до одного. У таких випадках клітинна оболонка стає щільною та пружною та дозволяє зберегти форму клітини, як, наприклад, у евгени та інфузорії туфельки. У більшості рослинних клітин, крім мембрани, зовні є ще товста целюлозна оболонка. клітинна стінка. Вона добре помітна у звичайному світловому мікроскопі та виконує опорну функцію за рахунок жорсткого зовнішнього шару, що надає клітинам чіткої форми.

На поверхні клітин мембрана утворює подовжені вирости - мікроворсинки, складки, вп'ячування та випинання, що у багато разів збільшує всмоктувальну або видільну поверхню. За допомогою мембранних виростів клітини з'єднуються один з одним у тканинах та органах багатоклітинних організмів, на складках мембран розташовуються різноманітні ферменти, що беруть участь в обміні речовин. Відмежовуючи клітину від навколишнього середовища, мембрана регулює напрямок дифузії речовин і одночасно здійснює активне перенесення їх усередину клітини (накопичення) або назовні (виділення). За рахунок цих властивостей мембрани концентрація іонів калію, кальцію, магнію, фосфору в цитоплазмі вища, а концентрація натрію та хлору нижча, ніж у навколишньому середовищі. Через пори зовнішньої мембрани із зовнішнього середовища всередину клітини проникають іони, вода та дрібні молекули інших речовин. Проникнення у клітину щодо великих твердих частинок здійснюється шляхом фагоцитоз(від грец. "Фаго" - пожираю, "пите" - клітина). При цьому зовнішня мембрана в місці контакту з часткою прогинається всередину клітини, захоплюючи частинку в глиб цитоплазми, де вона піддається ферментативному розщепленню. Аналогічним шляхом у клітину потрапляють і краплі рідких речовин; їх поглинання називається піноцитозом(Від грец. "Піно" - п'ю, "цитос" - клітина). Зовнішня клітинна мембрана виконує інші важливі біологічні функції.

Цитоплазмана 85% складається з води, на 10% - з білків, решта обсягу припадає на частку ліпідів, вуглеводів, нуклеїнових кислот і мінеральних сполук; всі ці речовини утворюють колоїдний розчин, близький до консистенції гліцерину. Колоїдна речовина клітини в залежності від її фізіологічного стану та характеру впливу зовнішнього середовища має властивості і рідини, і пружного, щільнішого тіла. Цитоплазма пронизана каналами різної форми та величини, які отримали назву ендоплазматичної мережі.Їхні стінки являють собою мембрани, що тісно контактують з усіма органоїдами клітини і складають разом з ними єдину функціонально-структурну систему для здійснення обміну речовин і енергії та переміщення речовин усередині клітини.

У стінках канальців розташовуються дрібні зернятка-гранули, які називаються рибосомами.Така мережа канальців називається гранулярною. Рибосоми можуть розташовуватися на поверхні канальців розрізнено або утворюють комплекси з п'яти-семи і більше рибосом, які називаються полісомами.Інші канальці гранул не містять, вони становлять гладку ендоплазматичну мережу. На стінках розташовуються ферменти, що у синтезі жирів і вуглеводів.

Внутрішня порожнина канальців заповнена продуктами життєдіяльності клітини. Внутрішньоклітинні канальці, утворюючи складну систему, що гілкується, регулюють переміщення і концентрацію речовин, поділяють різні молекули органічних речовин і етапи їх, синтезу. На внутрішній та зовнішній поверхні мембран, багатих ферментами, здійснюється синтез білків, жирів і вуглеводів, які або використовуються в обміні речовин, або накопичуються в цитоплазмі як включення, або виводяться назовні.

Рибосомизустрічаються у всіх типах клітин - від бактерій до клітин багатоклітинних організмів. Це округлі тільця, що складаються з рибонуклеїнової кислоти (РНК) та білків майже в рівному співвідношенні. До їх складу обов'язково входить магній, присутність якого підтримує структуру рибосом. Рибосоми можуть бути пов'язані з мембранами ендоплазматичної мережі, із зовнішньою клітинною мембраною або вільно лежати у цитоплазмі. Вони здійснюється синтез білків. Рибосоми, крім цитоплазми, зустрічаються в ядрі клітини. Вони утворюються в ядерці і потім надходять до цитоплазми.

Комплекс Гольджіу рослинних клітинах має вигляд окремих тілець, оточених мембранами. У тваринних клітинах цей органоїд представлений цистернами, канальцями та бульбашками. У мембранні трубки комплексу Гольджі з канальців ендоплазматичної мережі надходять продукти секреції клітини, де вони хімічно перебудовуються, ущільнюються, а потім переходять у цитоплазму і використовуються самої клітиною, або виводяться з неї. У цистернах комплексу Гольджі відбувається синтез полісахаридів та їх поєднання з білками, внаслідок чого утворюються глікопротеїди.

Мітохондрії- невеликі тільця паличкоподібної форми, обмежені двома мембранами. Від внутрішньої мембрани мітохондрії відходять численні складки - кристи, з їхньої стінках розташовуються різноманітні ферменти, з допомогою яких здійснюється синтез високоенергетичного речовини - аденозинтрифосфорной кислоти (АТФ). Залежно від активності клітини та зовнішніх впливів мітохондрії можуть переміщатися, змінювати свої розміри, форму. У мітохондріях знайдено рибосоми, фосфоліпіди, РНК та ДНК. З присутністю ДНК у мітохондріях пов'язують здатність цих органоїдів до розмноження шляхом утворення перетяжки або брунькуванням у період розподілу клітини, а також синтез частини мітохондріальних білків.

Лізосоми- дрібні овальні утворення, обмежені мембраною та розсіяні по всій цитоплазмі. Зустрічаються у всіх клітинах тварин та рослин. Вони виникають у розширеннях ендоплазматичної мережі та в комплексі Гольджі, тут заповнюються гідролітичними ферментами, а потім відокремлюються та надходять до цитоплазми. У звичайних умовах лізосоми перетравлюють частинки, що потрапляють в клітину шляхом фагоцитозу, і органоїди відмираючих клітин. Продукти лізису виводяться через мембрану лізосоми в цитоплазму, де вони включаються до складу нових молекул. загибель клітини.

Пластидиє тільки в рослинних клітинах і зустрічаються у більшості зелених рослин. У пластидах синтезуються та накопичуються органічні речовини. Розрізняють пластиди трьох видів: хлоропласти, хромопласти та лейкопласти.

Хлоропласти -зелені пластиди, які містять зелений пігмент хлорофіл. Вони перебувають у листі, молодих стеблах, незрілих плодах. Хлоропласти оточені подвійною мембраною. У вищих рослин внутрішня частина хлоропластів заповнена напіврідкою речовиною, в якій паралельно покладені пластинки. Парні мембрани пластинок, зливаючись, утворюють стоси, що містять хлорофіл (рис. 6). У кожному стосі хлоропластів вищих рослин чергуються шари молекул білка і молекул ліпідів, а між ними розташовуються молекули хлорофілу. Така шарувата структура забезпечує максимум вільних поверхонь та полегшує захоплення та перенесення енергії в процесі фотосинтезу.

Хромопласти -пластиди, у яких містяться рослинні пігменти (червоний чи бурий, жовтий, помаранчевий). Вони зосереджені у цитоплазмі клітин квіток, стебел, плодів, листя рослин і надають їм відповідного забарвлення. Хромопласти утворюються з лейкопластів або хлоропластів внаслідок накопичення пігментів. каротиноїдів.

Лейкопласти-безбарвніпластиди, що у незабарвлених частинах рослин: в стеблах, коренях, цибулинах та інших. У лейкопластах одних клітин накопичуються зерна крохмалю, в лейкопластах інших клітин - олії, білки.

Усі пластиди виникають зі своїх попередників – пропластид. Вони виявлено ДНК, яка контролює розмноження цих органоїдів.

Клітинний центр,або центросома, відіграє важливу роль при розподілі, клітини і складається з двох центріолей . Він зустрічається у всіх клітин тварин і рослин, крім квіткових, нижчих грибів та деяких найпростіших. Центріолі в клітинах, що діляться, беруть участь у формуванні веретена поділу і розташовуються на його полюсах. У клітині, що ділиться, першим ділиться клітинний центр, одночасно утворюється ахроматинове веретено, що орієнтує хромосоми при розбіжності їх до полюсів. У дочірні клітини відходить однією центріолі.

У багатьох рослинних і тваринних клітин є органоїди спеціального призначення: вії,виконують функцію руху (інфузорії, клітини дихальних шляхів), джгутики(Найпростіші одноклітинні, чоловічі статеві клітини у тварин і рослин та ін). Увімкнення -тимчасові елемеати, що виникають у клітині на певній стадії її життєдіяльності внаслідок синтетичної функції. Вони або використовуються або виводяться з клітини. Включеннями є також запасні поживні речовини: у рослинних клітинах-крохмаль, крапельки жиру, блки, ефірні олії, багато органічних кислот, солі органічних та неорганічних кислот; у тварин клітинах - глікоген (у клітинах печінки та м'язах), краплі жиру (у підшкірній клітковині); Деякі включення накопичуються у клітинах як покидьки - як кристалів, пігментів та інших.

Вакуолі -це порожнини, обмежені мембраною; добре виражені у клітинах рослин та є у найпростіших. Виникають у різних ділянках розширень ендоплазматичної мережі. І поступово відокремлюються від неї. Вакуолі підтримують тургорний тиск, у яких зосереджений клітинний чи вакуолярний сік, молекули якого визначають його осмотичну концентрацію. Вважається, що початкові продукти синтезу - розчинні вуглеводи, білки, пектини та ін. - Накопичуються в цистернах ендоплазматичної мережі. Ці скупчення і є зачатками майбутніх вакуолей.

Цитоскелет . Однією з відмінних рис еукаріотичної клітини є розвиток в її цитоплазмі скелетних утворень у вигляді мікротрубочок і пучків білкових волокон. Елементи цитоскелета тісно пов'язані із зовнішньою цитоплазматичною мембраною та ядерною оболонкою, утворюють складні переплетення в цитоплазмі. Опорні елемеїти цитоплазми визначають форму клітини, забезпечують рух внутрішньоклітинних структур та переміщення всієї клітини.

Ядроклітини відіграє основну роль у її життєдіяльності, з його видаленням клітина припиняє свої функції та гине. У більшості тварин клітин одне ядро, але зустрічаються і багатоядерні клітини (печінка та м'язи людини, гриби, інфузорії, зелені водорості). Еритроцити ссавців розвиваються з клітин-попередників, що містять ядро, але зрілі еритроцити втрачають його і живуть недовго.

Ядро оточене подвійною мембраною, пронизаною порами, з яких воно тісно пов'язане з каналами ендоплазматичної мережі та цитоплазмою. Усередині ядра знаходиться хроматин- Спіралізовані ділянки хромосом. У період розподілу клітини вони перетворюються на паличкоподібні структури, добре помітні на світловий мікроскоп. Хромосоми - це складний комплекс білків із ДНК, званий нуклеопротеїдів.

Функції ядра полягають у регуляції всіх життєвих відправлень клітини, що вона здійснює з допомогою ДНК і РНК-матеріальних носіїв спадкової інформації. У ході підготовки до поділу клітини ДНК подвоюється, у процесі мітозу хромосоми розходяться та передаються дочірнім клітинам, забезпечуючи спадкоємність спадкової інформації у кожного виду організмів.

Каріоплазма - Рідка фаза ядра, в якій в розчиненому вигляді знаходяться продукти життєдіяльності ядерних структур

Ядрішко- Відокремлена, найбільш щільна частина ядра. До складу ядерця входять складні білки та РНК, вільні або пов'язані фосфати калію, магнію, кальцію, заліза, цинку, а також рибосоми. Ядро зникає перед початком поділу клітини і знову формується в останній фазі поділу.

Таким чином, клітина має тонку і дуже складну організацію. Велика мережа цитоплазматичних мембран і мембранний принцип будови органоїдів дозволяють розмежувати безліч хімічних реакцій, що одночасно протікають у клітині. Кожна з внутрішньоклітинних утворень має свою структуру і специфічну функцію, але тільки при їх взаємодії можлива гармонійна життєдіяльність клітини. Досконалість структурної організації клітини могла виникнути лише внаслідок тривалої біологічної еволюції, у процесі якої виконувані нею функції поступово ускладнювалися.

Найпростіші одноклітинні форми є і клітину, і організм з його життєвими проявами. У багатоклітинних організмах клітини утворюють однорідні групи – тканини. У свою чергу тканини формують органи, системи та їх функції визначаються загальною життєдіяльністю цілісного організму.

Еукаріоти чи ядерні клітини влаштовані набагато складніше, ніж прокаріоти. Будова еукаріотичної клітини спрямовано здійснення внутрішньоклітинного метаболізму.

Плазмалемма

Зовні будь-яка клітина оточена тонкою еластичною плазматичною мембраною, яка називається плазмалемою. До складу плазмалеми входять органічні речовини, описані у таблиці.

Мал. 1. Будова плазмалеми.

Над плазмалемою клітини рослин знаходиться клітинна стінка, до складу якої входить целюлоза. Вона підтримує форму та обмежує рухливість клітини. Тваринна клітина покрита глікокаліксом, що складається з різних органічних сполук. Головна функція додаткових покриттів – захист.

Через плазмалемму здійснюється транспорт речовин та передача сигналів у вигляді вбудованих білків.

Ядро

Еукаріоти відрізняються від прокаріотів наявністю ядра - мембранної структури, що складається з трьох компонентів:

• двох мембран, що мають пори;
• нуклеоплазми - рідини, що складається з хроматину (містить РНК та ДНК), білка, нуклеїнових кислот, води;
• ядерця - ущільненої ділянки нуклеоплазми.

Мал. 2. Будова ядра.

Ядро контролює всі процеси клітини, а також здійснює:

ТОП-4 статтіякі читають разом з цією

• зберігання та передачу спадкової інформації;
• освіта рибосом;
• синтез нуклеїнових кислот.

Цитоплазма

У цитоплазмі еукаріотів знаходяться різні органели, що здійснюють метаболізм за рахунок постійного руху цитоплазми (циклозу). Їх опис наведено в таблиці будови еукаріотичної клітини.

Для рослинної клітини характерні дві особливі органели, які відсутні у тварин:

• вакуоля - накопичує органічні речовини, воду, підтримує тургор;
• пластиди - Залежно від виду виконують фотосинтез (хлоропласти), накопичують речовини (лейкопласти), забарвлюють квітки та плоди (хромопласти).

У клітинах тварин (відсутні у рослин) знаходиться центросома (клітинний центр), що збирає мікротрубочки, з яких згодом утворюються веретено поділу, цитоскелет, джгутики та вії.

Мал. 3. Рослинна та тваринна клітини.

Еукаріоти розмножуються розподілом – мітозом або мейозом. Мітоз (непрямий поділ) характерний для всіх соматичних (нестатевих) клітин та одноклітинних ядерних організмів. Мейоз – процес утворення гамет.

Що ми дізналися?

З уроку 9 класу біології дізналися коротко про будову та функції еукаріотичної клітини. Еукаріоти - складноорганізовані структури, що складаються з клітинної оболонки, цитоплазми та ядра. У цитоплазмі еукаріотичної клітини знаходяться різні органели (комплекс Гольджі, ЕПС, лізосоми і т.д.), що здійснюють внутрішньоклітинний метаболізм. Крім цього для клітин рослин характерні вакуоля та пластиди, а для тварин – клітинний центр.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 4.1. Усього отримано оцінок: 300.

Будова клітини

Будова клітин

Прокаріотична клітина

Прокаріоти(Від лат. pro

Будова хромосом

Схема будови хромосоми у пізній профазі – метафазі мітозу. 1-хроматиду; 2-центроміри; 3-коротке плече; 4-довге плече.

Хромосоми(ін.-грец. χρῶμα – колір і σῶμα – тіло) – нуклеопротеїдні структури в ядрі еукаріотичної клітини (клітини, що містить ядро), які стають легко помітними у певних фазах клітинного циклу (під час мітозу або мейозу). Хромосоми є високим ступенем конденсації хроматину, що постійно присутній у клітинному ядрі. Вихідно термін був запропонований для позначення структур, що виявляються в еукаріотичних клітинах, але в останні десятиліття все частіше говорять про бактеріальні хромосоми. У хромосомах зосереджена більшість спадкової інформації.

Морфологія хромосом найкраще видно у клітині на стадії метафази. Хромосома складається з двох паличкоподібних тілець – хроматид. Обидві хроматиди кожної хромосоми ідентичні один одному генним складом.

Хромосоми диференційовані за довжиною. Хромосоми мають центромір або первинну перетяжку, дві теломери і два плечі. На деяких хромосомах виділяють вторинні перетяжки та супутники. Рух хромосоми визначає Центромера, що має складну будову.

ДНК центроміри відрізняється характерною послідовністю нуклеотидів та специфічними білками. Залежно від розташування центроміри розрізняють акроцентричні, субметацентричні та метацентричні хромосоми.

Як говорилося вище, деякі хромосоми мають вторинні перетяжки. Вони, на відміну від первинної перетяжки (центроміри), не є місцем прикріплення ниток веретена і не відіграють жодної ролі в русі хромосом. Деякі вторинні перетяжки пов'язані із заснуванням ядерців, у разі їх називають ядерцевими організаторами. У ядерцевих організаторах розташовані гени, відповідальні за синтез РНК. Функція інших вторинних перетяжок ще зрозуміла.

У деяких акроцентричних хромосом є супутники - ділянки, з'єднані з рештою хромосоми тонкою ниткою хроматину. Форма та розміри супутника постійні для цієї хромосоми. У людини супутники є п'ять пар хромосом.

Кінцеві ділянки хромосом, багаті на структурний гетерохроматин, називаються теломерами. Теломери перешкоджають злипання кінців хромосом після редуплікації і тим самим сприяють збереженню їхньої цілісності. Отже, теломери відповідальні існування хромосом як індивідуальних утворень.

Хромосоми, які мають однаковий порядок генів, називають гомологічними. Вони мають однакову будову (довжина, розташування центроміри тощо). Негомологічні хромосоми мають різний генний набір та різну будову.

Дослідження тонкої структури хромосом показало, що вони складаються з ДНК, білка та невеликої кількості РНК. Молекула ДНК несе негативні заряди, розподілені по всій довжині, а приєднані до неї білки – гістони заряджені позитивно. Цей комплекс ДНК із білком називають хроматином. Хроматин може мати різний ступінь конденсації. Конденсований хроматин називають гетерохроматином, деконденсований хроматин – еухроматином. Ступінь деконденсації хроматину відбиває його функціональний стан. Гетерохроматинові ділянки функціонально менш активні, ніж еухроматинові, у яких локалізована більшість генів. Розрізняють структурний гетерохроматин, кількість, якого різниться у різних хромосомах, але розташовується він у навколоцентромірних районах. Крім структурного гетерохроматину, існує факультативний гетерохроматин, який з'являється в хромосомі при надспіралізації еухроматичних районів. Підтвердженням існування цього явища в хромосомах людини є факт генетичної інактивації однієї Х-хромосоми в соматичних клітинах жінки. Його суть полягає в тому, що існує механізм інактивації другої дози генів, що еволюційно сформувався, локалізованих в Х-хромосомі, внаслідок чого, незважаючи на різне число Х-хромосом в чоловічому і жіночому організмах, кількість функціонуючих в них генів зрівняно. Максимально конденсований хроматин під час мітотичного поділу клітин, тоді його можна виявити у вигляді щільних хромосом

Розміри молекул ДНК хромосом величезні. Кожна хромосома представлена ​​однією молекулою ДНК. Вони можуть сягати сотень мікрометрів і навіть сантиметрів. З хромосом людини найбільша – перша; її ДНК має загальну довжину до 7 див. Сумарна довжина молекул ДНК всіх хромосом однієї клітини людини становить 170 див.

Незважаючи на гігантські розміри молекул ДНК, вона досить щільно запакована в хромосомах. Таке специфічне укладання хромосомної ДНК забезпечують білки гістони. Гістони розташовуються за довжиною молекули ДНК як блоків. В один блок входить 8 молекул гістонів, утворюючи нуклеосому (освіта, що складається з нитки ДНК намотаної навколо октамера гістонів). Розмір нуклеосоми близько 10 нм. Нуклеосоми мають вигляд нанизаних на нитку бусинок. Нуклеосоми і ділянки ДНК, що їх з'єднують, щільно упаковані у вигляді спіралі, на кожен виток такої спіралі припадає шість нуклеосом. Так формується структура хромосоми.

Спадкова інформація організму суворо впорядкована за окремими хромосомами. Кожен організм характеризується певним набором хромосом (число, розміри та структура), який називається каріотипом. Каріотип людини представлений двадцятьма чотирма різними хромосомами (22 пари аутосом, Х- та Y-хромосоми). Каріотип – це паспорт виду. Аналіз каріотипу дозволяє виявляти порушення, які можуть призводити до аномалій розвитку, спадкових хвороб або загибелі плодів та ембріонів на ранніх стадіях розвитку.

Довгий час вважали, що каріотип людини складається з 48 хромосом. Однак на початку 1956 було опубліковано повідомлення, згідно з яким число хромосом в каріотипі людини дорівнює 46.

Хромосоми людини різняться за розміром, розташуванням центроміри і вторинних перетяжок. Вперше підрозділ каріотипу на групи було проведено у 1960 р. на конференції у м. Денвері (США). В опис каріотипу людини спочатку було закладено два наступні принципи: розташування хромосом за їх довжиною; угруповання хромосом за розташуванням центроміри (метацентричні, субметацентричні, акроцентричні).

Точна сталість числа хромосом, їх індивідуальність і складність будови свідчать про важливість виконуваної ними функції. Хромосоми виконують функцію головного генетичного апарату клітини. Вони в лінійному порядку розташовані гени, кожен із яких займає строго певне місце (локус) в хромосомі. У кожній хромосомі багато генів, але нормального розвитку організму необхідний набір генів повного хромосомного набору.

Будова та функції ДНК

ДНК- Полімер, мономерами якої є дезоксирибонуклеотиди. Модель просторової будови молекули ДНК у вигляді подвійної спіралі була запропонована в 1953 р. Дж. Вотсоном і Ф. Криком (для побудови цієї моделі вони використовували роботи М. Вілкінса, Р. Франклін, Е. Чаргаффа).

Молекула ДНКутворена двома полинуклеотидными ланцюгами, спірально закрученими друг біля одного разом навколо уявної осі, тобто. являє собою подвійну спіраль (виняток - деякі ДНК-віруси мають одноланцюгову ДНК). Діаметр подвійної спіралі ДНК – 2 нм, відстань між сусідніми нуклеотидами – 0,34 нм, на один оборот спіралі припадає 10 пар нуклеотидів. Довжина молекули може досягати кількох сантиметрів. Молекулярна вага – десятки та сотні мільйонів. Сумарна довжина ДНК ядра клітини людини – близько 2 м. В еукаріотичних клітинах ДНК утворює комплекси з білками та має специфічну просторову конформацію.

Мономер ДНК – нуклеотид (дезоксирибонуклеотид)- складається із залишків трьох речовин: 1) азотистої основи, 2) п'ятивуглецевого моносахариду (пентози) та 3) фосфорної кислоти. Азотисті основи нуклеїнових кислот відносяться до класів піримідинів та пуринів. Піримидинові основи ДНК(мають у складі своєї молекули одне кільце) – тімін, цитозин. Пуринові основи(мають два кільця) - аденін та гуанін.

Моносахарид нуклеотиду ДНК представлений дезоксирибозою.

Назва нуклеотиду є похідною від назви відповідної основи. Нуклеотиди та азотисті основи позначаються великими літерами.

Полінуклеотидний ланцюг утворюється в результаті реакцій конденсації нуклеотидів. При цьому між 3"-вуглецем залишку дезоксирибози одного нуклеотиду та залишком фосфорної кислоти іншого виникає фосфоефірний зв'язок(належить до категорії міцних ковалентних зв'язків). Один кінець полінуклеотидного ланцюга закінчується 5"-вуглецем (його називають 5"-кінцем), інший - 3"-вуглецем (3"-кінцем).

Проти одного ланцюга нуклеотидів розташовується другий ланцюг. Розташування нуклеотидів у цих двох ланцюгах не випадкове, а суворо визначене: проти аденіну одного ланцюга в іншому ланцюгу завжди розташовується тімін, а проти гуаніну - завжди цитозин, між аденіном і тиміном виникають два водневі зв'язки, між гуаніном і цитозином - три водневі зв'язки. Закономірність, згідно з якою нуклеотиди різних ланцюгів ДНК строго впорядковано розташовуються (аденін - тимін, гуанін - цитозин) і вибірково поєднуються один з одним, називається принципом комплементарності. Слід зазначити, що Дж. Вотсон та Ф. Крик дійшли розуміння принципу комплементарності після ознайомлення з роботами Е. Чаргаффа. Е. Чаргафф, вивчивши величезну кількість зразків тканин та органів різних організмів, встановив, що в будь-якому фрагменті ДНК вміст залишків гуаніну завжди точно відповідає змісту цитозину, а аденіну - тиміну ( «правило Чаргафа»), але пояснити цей факт він не зміг.

З принципу комплементарності випливає, що послідовність нуклеотидів одного ланцюга визначає послідовність нуклеотидів іншого.

Ланцюги ДНК антипаралельні (різноспрямовані), тобто. нуклеотиди різних ланцюгів розташовуються в протилежних напрямках, і, отже, навпроти 3"-кінця одного ланцюга знаходиться 5"-кінець іншого. Молекулу ДНК іноді порівнюють із гвинтовими сходами. «Перила» цих сходів - сахарофосфатний остов (залишки дезоксирибози і фосфорної кислоти, що чергуються); «Східці» - комплементарні азотисті основи.

Функція ДНК- Зберігання та передача спадкової інформації.

Репарація («ремонт»)

Репарацієюназивається процес усунення пошкоджень нуклеотидної послідовності ДНК. Здійснюється спеціальними ферментними системами клітини ( ферменти репарації). У процесі відновлення структури ДНК можна виділити такі етапи: 1) ДНК-репаруючі нуклеази розпізнають і видаляють пошкоджену ділянку, в результаті чого в ланцюзі ДНК утворюється пролом; 2) ДНК-полімераза заповнює цей пролом, копіюючи інформацію з другого («хорошого») ланцюга; 3) ДНК-лігаза "зшиває" нуклеотиди, завершуючи репарацію.

Найбільш вивчено три механізми репарації: 1) фоторепарація, 2) ексцизна, або дореплікативна, репарація, 3) постреплікативна репарація.

Зміни структури ДНК відбуваються в клітині постійно під дією реакційно-здатних метаболітів, ультрафіолетового випромінювання, важких металів та їх солей та ін. Тому дефекти систем репарації підвищують швидкість мутаційних процесів, є причиною спадкових захворювань (пігментна ксеродерма, прогерія та ін.).

Будова та функції РНК

РНК- полімер, мономерами якої є рибонуклеотиди. На відміну від ДНК, РНК утворена не двома, а одним полінуклеотидним ланцюжком (виняток - деякі РНК-віруси мають дволанцюгову РНК). Нуклеотиди РНК здатні утворювати водневі зв'язки між собою. Ланцюги РНК значно коротші за ланцюги ДНК.

Мономер РНК – нуклеотид (рибонуклеотид)- складається із залишків трьох речовин: 1) азотистої основи, 2) п'ятивуглецевого моносахариду (пентози) та 3) фосфорної кислоти. Азотисті основи РНК також відносяться до класів піримідинів та пуринів.

Піримидинові основи РНК – урацил, цитозин, пуринові основи – аденін та гуанін. Моносахарид нуклеотиду РНК представлений рибозою.

Виділяють три види РНК: 1) інформаційна(матрична) РНК – іРНК (мРНК), 2) транспортнаРНК – тРНК, 3) рибосомнаРНК – рРНК.

Усі види РНК є нерозгалуженими полінуклеотидами, мають специфічну просторову конформацію і беруть участь у процесах синтезу білка. Інформація про будову всіх видів РНК зберігається у ДНК. Процес синтезу РНК на матриці ДНК називається транскрипцією.

Транспортні РНКмістять зазвичай 76 (від 75 до 95) нуклеотидів; молекулярна маса - 25 000-30 000. На частку тРНК припадає близько 10% від загального вмісту РНК у клітині. Функції тРНК: 1) транспорт амінокислот до місця синтезу білка, до рибосом, 2) трансляційний посередник. У клітині зустрічається близько 40 видів тРНК, кожен із них має характерну лише йому послідовність нуклеотидів. Однак у всіх тРНК є кілька внутрішньомолекулярних комплементарних ділянок, через які тРНК набувають конформації, що нагадує формою лист конюшини. Будь-яка тРНК має петлю для контакту з рибосомою (1), антикодонову петлю (2), петлю для контакту з ферментом (3), акцепторне стебло (4), антикодон (5). Амінокислота приєднується до 3"-кінця акцепторного стебла. Антикодон- Три нуклеотиди, що «пізнають» кодон іРНК. Слід підкреслити, що конкретна тРНК може транспортувати певну амінокислоту, відповідну її антикодону. Специфічність сполуки амінокислоти та тРНК досягається завдяки властивостям ферменту аміноацил-тРНК-синтетазу.

Рибосомні РНКмістять 3000-5000 нуклеотидів; молекулярна маса - 1000000-1500000. На частку рРНК припадає 80-85% від загального вмісту РНК в клітині. У комплексі з рибосомними білками рРНК утворює рибосоми – органоїди, які здійснюють синтез білка. В еукаріотичних клітин синтез рРНК відбувається в ядерцях. Функції рРНК: 1) необхідний структурний компонент рибосом та, таким чином, забезпечення функціонування рибосом; 2) забезпечення взаємодії рибосоми та тРНК; 3) початкове зв'язування рибосоми та кодону-ініціатора іРНК та визначення рамки зчитування; 4) формування активного центру рибосоми.

Інформаційні РНКрізноманітні за вмістом нуклеотидів та молекулярної маси (від 50 000 до 4 000 000). Перед іРНК припадає до 5% від загального вмісту РНК у клітині. Функції іРНК: 1) перенесення генетичної інформації від ДНК до рибосом; 2) матриця для синтезу молекули білка; 3) визначення амінокислотної послідовності первинної структури білкової молекули.

Будова та функції АТФ

Аденозинтрифосфорна кислота (АТФ)- Універсальне джерело та основний акумулятор енергії в живих клітинах. АТФ міститься у всіх клітинах рослин та тварин. Кількість АТФ у середньому становить 0,04% (від сирої маси клітини), найбільша кількість АТФ (0,2–0,5%) міститься у скелетних м'язах.

АТФ складається з залишків: 1) азотистої основи (аденіну); 2) моносахариду (рибози); 3) трьох фосфорних кислот. Оскільки АТФ містить не один, а три залишки фосфорної кислоти, вона відноситься до рибонуклеозидтрифосфатів.

Більшість видів робіт, які у клітинах, використовується енергія гідролізу АТФ. При цьому при відщепленні кінцевого залишку фосфорної кислоти АТФ перетворюється на АДФ (аденозиндифосфорну кислоту), при відщепленні другого залишку фосфорної кислоти - в АМФ (аденозинмонофосфорну кислоту). Вихід вільної енергії при відщепленні як кінцевого, і другого залишків фосфорної кислоти становить по 30,6 кДж. Відщеплення третьої фосфатної групи супроводжується виділенням лише 13,8 кДж. Зв'язки між кінцевим та другим, другим та першим залишками фосфорної кислоти називаються макроергічними (високоенергетичними).

Запаси АТФ постійно поповнюються. У клітинах всіх організмів синтез АТФ відбувається у процесі фосфорилювання, тобто. приєднання фосфорної кислоти до АДФ Фосфорилювання відбувається з різною інтенсивністю при диханні (мітохондрії), гліколізі (цитоплазма), фотосинтезі (хлоропласти).

АТФ є основною сполучною ланкою між процесами, що супроводжуються виділенням і накопиченням енергії, і процесами, що протікають із витратами енергії. Крім цього, АТФ поряд з іншими рибонуклеозидтрифосфатами (ГТФ, ЦТФ, УТФ) є субстратом для синтезу РНК.

Властивості гена

1. дискретність – незмішуваність генів;
2. стабільність – здатність зберігати структуру;
3. лабільність – здатність багаторазово мутувати;
4. множинний алелізм - багато генів існують у популяції у безлічі молекулярних форм;
5. алельність - у генотипі диплоїдних організмів лише дві форми гена;
6. специфічність – кожен ген кодує свою ознаку;
7. плейотропія – множинний ефект гена;
8. експресивність – ступінь виразності гена в ознаці;
9. пенетрантність – частота прояву гена у фенотипі;
10. ампліфікація – збільшення кількості копій гена.

Класифікація

1. Структурні гени - унікальні компоненти геному, що становлять єдину послідовність, що кодує певний білок або деякі види РНК. (Див. також статтю гени домашнього господарства).
2. Функціональні гени – регулюють роботу структурних генів.

Генетичний код- властивий для всіх живих організмів спосіб кодування амінокислотної послідовності білків за допомогою послідовності нуклеотидів.

У ДНК використовується чотири нуклеотиди - аденін (А), гуанін (G), цитозин (С), тимін (T), які в російськомовній літературі позначаються літерами А, Г, Ц та Т. Ці літери становлять алфавіт генетичного коду. У РНК використовуються самі нуклеотиди, крім тіміну, який замінений схожим нуклеотидом - урацилом, який позначається буквою U (У російськомовної літературі). У молекулах ДНК та РНК нуклеотиди вишиковуються в ланцюжки і, таким чином, виходять послідовності генетичних літер.

Генетичний код

Для побудови білків у природі використовується 20 різних амінокислот. Кожен білок є ланцюжком або кількома ланцюжками амінокислот у строго певній послідовності. Ця послідовність визначає будову білка, отже всі його біологічні властивості. Набір амінокислот також універсальний майже всім живих організмів.

Реалізація генетичної інформації в живих клітинах (тобто синтез білка, що кодується геном) здійснюється за допомогою двох матричних процесів: транскрипції (тобто синтезу мРНК на матриці ДНК) та трансляції генетичного коду в амінокислотну послідовність (синтез поліпептидного ланцюга на мРНК). Для кодування 20 амінокислот, а також сигналу стоп, що означає кінець білкової послідовності, достатньо трьох послідовних нуклеотидів. Набір із трьох нуклеотидів називається триплетом. Прийняті скорочення, що відповідають амінокислотам та кодонам, зображені на малюнку.

Властивості

1. Триплетність- Значною одиницею коду є поєднання трьох нуклеотидів (триплет, або кодон).
2. Безперервність- між триплетами немає розділових знаків, тобто інформація зчитується безперервно.
3. Неперекриваність- один і той же нуклеотид не може входити одночасно до складу двох або більше триплетів (не дотримується для деяких генів, що перекриваються, вірусів, мітохондрій і бактерій, які кодують кілька білків, що зчитуються зі зсувом рамки).
4. Однозначність (специфічність)- певний кодон відповідає тільки одній амінокислоті (проте, кодон UGA у Euplotes crassusкодує дві амінокислоти - цистеїн та селеноцистеїн)
5. Виродженість (надмірність)- одній і тій амінокислоті може відповідати кілька кодонів.
6. Універсальність- генетичний код працює однаково в організмах різного рівня складності - від вірусів до людини (на цьому засновані методи генної інженерії; є низка винятків, показаних у таблиці розділу «Варіації стандартного генетичного коду» нижче).
7. Перешкодостійкість- мутації замін нуклеотидів, що не призводять до зміни класу амінокислоти, що кодується, називають консервативними; мутації замін нуклеотидів, що призводять до зміни класу амінокислоти, що кодується, називають радикальними.

Біосинтез білка та його етапи

Біосинтез білка- складний багатостадійний процес синтезу поліпептидного ланцюга з амінокислотних залишків, що відбувається на рибосомах клітин живих організмів за участю молекул мРНК та тРНК.

Біосинтез білка можна розділити на стадії транскрипції, процесингу та трансляції. Під час транскрипції відбувається зчитування генетичної інформації, зашифрованої в молекулах ДНК, і запис цієї інформації молекули мРНК. У ході низки послідовних стадій процесингу з мРНК видаляються деякі фрагменти, непотрібні на наступних стадіях, і відбувається редагування нуклеотидних послідовностей. Після транспортування коду з ядра до рибосом відбувається власне синтез білкових молекул, шляхом приєднання окремих амінокислотних залишків до зростаючого поліпептидного ланцюга.

Між транскрипцією та трансляцією молекула мРНК зазнає ряду послідовних змін, які забезпечують дозрівання функціонуючої матриці для синтезу поліпептидного ланцюжка. До 5-кінця приєднується кеп, а до 3-кінця полі-А хвіст, який збільшує тривалість життя мРНК. З появою процесингу в еукаріотичній клітині стало можливим комбінування екзонів гена для отримання більшого розмаїття білків, що кодується єдиною послідовністю нуклеотидів ДНК, - альтернативний сплайсинг.

Трансляція полягає у синтезі поліпептидного ланцюга відповідно до інформації, закодованої в матричній РНК. Амінокислотна послідовність вибудовується за допомогою транспортнихРНК (тРНК), які утворюють з амінокислотами комплекси – аміноацил-тРНК. Кожній амінокислоті відповідає своя тРНК, що має відповідний антикодон, «відповідний» до кодону мРНК. Під час трансляції рибосома рухається вздовж мРНК, при цьому нарощується поліпептидний ланцюг. Енергією біосинтез білка забезпечується рахунок АТФ.

Готова білкова молекула потім відщеплюється від рибосоми та транспортується у потрібне місце клітини. Для досягнення активного стану деякі білки вимагають додаткової посттрансляційної модифікації.

Причини мутацій

Мутації поділяються на спонтанніі індуковані. Спонтанні мутації виникають спонтанно протягом усього життя організму в нормальних для нього умовах довкілля з частотою близько 10 - 9 - 10 - 12 на нуклеотид за клітинну генерацію.

Індукованими мутаціями називають успадковані зміни геному, що виникають в результаті тих чи інших мутагенних впливів у штучних (експериментальних) умовах або за несприятливих впливів навколишнього середовища.

Мутації з'являються постійно під час процесів, які у живої клітині. Основні процеси, що призводять до виникнення мутацій – реплікація ДНК, порушення репарації ДНК та генетична рекомбінація.

Роль мутацій в еволюції

При істотній зміні умов існування ті мутації, які раніше були шкідливими, можуть бути корисними. Таким чином, мутації є матеріалом природного відбору. Так, мутанти-меланісти (темнозабарвлені особини) у популяціях березової п'ядениці в Англії вперше були виявлені вченими серед типових світлих особин у середині XIX століття. Темне фарбування виникає в результаті мутації одного гена. Метелики проводять день на стовбурах і гілках дерев, зазвичай покритих лишайниками, на тлі яких світле забарвлення маскує. Внаслідок промислової революції, що супроводжується забрудненням атмосфери, лишайники загинули, а світлі стовбури беріз покрилися кіптявою. В результаті до середини XX століття (за 50-100 поколінь) у промислових районах темна морфа майже повністю витіснила світлу. Було показано, що головна причина переважного виживання чорної форми – хижацтво птахів, які вибірково виїдали світлих метеликів у забруднених районах.

Якщо мутація торкається «мовчазних» ділянок ДНК, або призводить до заміни одного елемента генетичного коду на синонімічний, то вона зазвичай ніяк не проявляється у фенотипі (прояв такої синонімічної заміни може бути пов'язаний з різною частотою вживання кодонів). Однак методами генного аналізу такі мутації можна виявити. Оскільки найчастіше мутації відбуваються в результаті природних причин, то в припущенні, що основні властивості довкілля не змінювалися, виходить, що частота мутацій повинна бути приблизно постійною. Цей факт можна використовувати для дослідження філогенії - вивчення походження та споріднених зв'язків різних таксонів, у тому числі й людини. Таким чином, мутації в мовчазних генах служать для дослідників своєрідним «молекулярним годинником». Теорія «молекулярного годинника» виходить також з того, що більшість мутацій нейтральні, і швидкість їх накопичення в даному гені не залежить або слабо залежить від дії природного відбору і тому залишається постійною протягом тривалого часу. Для різних генів ця швидкість, проте, відрізнятиметься.

Дослідження мутацій в мітохондріальній ДНК (успадковується по материнській лінії) та в Y-хромосомах (успадковується по батьківській лінії) широко використовується в еволюційній біології для вивчення походження рас та народностей, реконструкції біологічного розвитку людства.

Будова клітини

Будова клітин

Усі клітинні форми життя землі можна розділити на два надцарства виходячи з будови складових їх клітин - прокаріоти (доядерні) і еукаріоти (ядерні). Прокаріотичні клітини - простіші за будовою, мабуть, вони виникли в процесі еволюції раніше. Еукаріотичні клітини - складніші, виникли пізніше. Клітини, що становлять тіло людини, є еукаріотичними.

Попри різноманіття форм організація клітин всіх живих організмів підпорядкована єдиним структурним принципам.

Живий вміст клітини – протопласт – відокремлено від навколишнього середовища плазматичною мембраною, або плазмалемою. Усередині клітина заповнена цитоплазмою, у якій розташовані різні органоїди та клітинні включення, а також генетичний матеріал у вигляді молекули ДНК. Кожен із органоїдів клітини виконує свою особливу функцію, а разом вони визначають життєдіяльність клітини загалом.

Прокаріотична клітина

Будова типової клітини прокаріотів: капсула, клітинна стінка, плазмалема, цитоплазма, рибосоми, плазміда, пили, джгутик, нуклеоїд.

Прокаріоти(Від лат. pro- Перед, до і грец. κάρῠον - ядро, горіх) - організми, що не володіють, на відміну від еукаріотів, оформленим клітинним ядром та іншими внутрішніми мембранними органоїдами (за винятком плоских цистерн у фотосинтезуючих видів, наприклад, у ціанобактерій). Єдина велика кільцева (у деяких видів - лінійна) дволанцюжкова молекула ДНК, в якій міститься основна частина генетичного матеріалу клітини (так званий нуклеоїд), не утворює комплексу з білками-гістонами (так званого хроматину). До прокаріотів належать бактерії, у тому числі ціанобактерії (синьо-зелені водорості), та археї. Нащадками прокаріотичних клітин є органели еукаріотичних клітин – мітохондрії та пластиди.

Еукаріотична клітина(евкаріоти) (від грец. ευ - добре, повністю і κάρῠον - ядро, горіх) - організми, що володіють, на відміну від прокаріотів, оформленим клітинним ядром, відмежованим від цитоплазми ядерною оболонкою. Генетичний матеріал укладений у кількох лінійних дволанцюгових молекулах ДНК (залежно від виду організмів їх число на ядро ​​може коливатися від двох до декількох сотень), прикріплених зсередини до мембрани клітинного ядра і утворюють у переважній більшості (крім динофлагелят) комплекс з білками-гістонами хроматином. У клітинах еукаріотів є система внутрішніх мембран, що утворюють, крім ядра, ряд інших органоїдів (ендоплазматична мережа, апарат Гольджі та ін.). Крім того, у переважної більшості є постійні внутрішньоклітинні симбіонти-прокаріоти - мітохондрії, а у водоростей та рослин - також і пластиди.

Будова еукаріотичної клітини

Схематичне зображення тваринної клітки. (При натисканні на якусь із назв складових частин клітини, буде здійснено перехід на відповідну статтю.)

Мітохондрії та пластиди мають власну кільцеву ДНК та дрібні рибосоми, за рахунок них роблять самі частину своїх білків (напівавтономні органоїди).

Мітохондрії беруть участь у (окисленні органічних речовин) – постачають АТФ (енергію) для життєдіяльності клітини, є «енергетичними станціями клітини».

Немембранні органоїди

Рибосоми- це органоїди, які займаються. Складаються з двох субодиниць, за хімічним складом – з рибосомної РНК та білків. Субодиниці синтезуються в ядерці. Частина рибосом приєднана до ЕПС, ця ЕПС називається шорстка (гранулярна).

Клітинний центрскладається з двох центріолей, які утворюють веретено поділу під час поділу клітини – мітозу та мейозу.

Вії, джгутикислужать для руху.

Виберіть один, найбільш правильний варіант. До складу цитоплазми клітини входять
1) білкові нитки
2) вії та джгутики
3) мітохондрії
4) клітинний центр та лізосоми

Відповідь

Встановіть відповідність між функціями та органоїдами клітин: 1) рибосоми; 2) хлоропласти. Запишіть цифри 1 та 2 у правильному порядку.
А) розташовані на гранулярній ЕПС
Б) синтез білка
В) фотосинтез
Г) складаються з двох субодиниць
Д) складаються з гран з тілакоїдами
Е) утворюють полісому

Відповідь

Встановіть відповідність між будовою органоїду клітини та органоїдом: 1) апарат Гольджі; 2) хлоропласт. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) двомембранний органоїд
Б) є власна ДНК
В) має секреторний апарат
Г) складається з мембрани, бульбашок, цистерн
Д) складається з тилакоїдів гран і строми
Е) одномембранний органоїд

Відповідь

Встановіть відповідність між характеристиками та органоїдами клітини: 1) хлоропласт; 2) ендоплазматична мережа. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) система канальців, утворених мембраною
Б) органоїд утворений двома мембранами
В) транспортує речовини
Г) синтезує первинну органічну речовину
Д) включає тилакоїди

Відповідь

1. Виберіть один, найбільш правильний варіант. Одномембранні компоненти клітини
1) хлоропласти
2) вакуолі
3) клітинний центр
4) рибосоми

Відповідь

2. Виберіть три варіанти. Які органоїди клітин відокремлені від цитоплазми однією мембраною?
1) комплекс Гольджі
2) мітохондрія
3) лізосома
4) ендоплазматична мережа
5) хлоропласт
6) рибосома

Відповідь

Всі наведені нижче ознаки, крім двох, можна використовувати для опису особливостей будови та функціонування рибосом. Визначте дві ознаки, що «випадають» із загального списку, та запишіть цифри, під якими вони вказані.
1) складаються з триплетів мікротрубочок
2) беруть участь у процесі біосинтезу білка
3) формують веретено поділу
4) утворені білком та РНК
5) складаються з двох субодиниць

Відповідь

Виберіть дві правильні відповіді з п'яти та запишіть у таблицю цифри, під якими вони вказані. Виберіть двомембранні органели:
1) лізосома
2) рибосома
3) мітохондрія
4) апарат Гольджі
5) хлоропласт

Відповідь

Виберіть три відповіді з шести і запишіть цифри, під якими вони вказані. Двомембранними органоїдами рослинної клітини є.
1) хромопласти
2) центріолі
3) лейкопласти
4) рибосоми
5) мітохондрії
6) вакуолі

Відповідь

ЯДРО1-МІТОХОНДРІЯ1-РИБОСОМА1
Проаналізуйте таблицю. Для кожного осередку, позначеного літерами, виберіть відповідний термін із запропонованого списку:
1) ядро
2) рибосома
3) біосинтез білка
4) цитоплазма
5) окисне фосфорилювання
6) транскрипція
7) лізосома

Відповідь

МИТОХОНДРІЯ2-ХРОМОСОМА1-РИБОСОМА2

Проаналізуйте таблицю "Структури еукаріотичної клітини". Для кожного осередку, позначеного буквою, виберіть відповідний термін із запропонованого списку.
1) гліколіз
2) хлоропласти
3) трансляція
4) мітохондрії
5) транскрипція
6) ядро
7) цитоплазма
8) клітинний центр

Відповідь

ЛІЗОСОМА1-РИБОСОМА3-ХЛОРОПЛАСТ1


1) комплекс Гольджі
2) синтез вуглеводів
3) одномембранний
4) гідроліз крохмалю
5) лізосома
6) немембранний

Відповідь

ЛІЗОСОМА2-ХЛОРОПЛАСТ2-РИБОСОМА4

Проаналізуйте таблицю. Для кожного осередку, позначеного літерами, виберіть відповідний термін із запропонованого списку.
1) двомембранний
2) ендоплазматична мережа
3) біосинтез білка
4) клітинний центр
5) немембранний
6) біосинтез вуглеводів
7) одномембранний
8) лізосома

Відповідь

ЛІЗОСОМА3-АГ1-ХЛОРОПЛАСТ3
Проаналізуйте таблицю "Структури клітини". Для кожного осередку, позначеного буквою, виберіть відповідний термін із запропонованого списку.
1) гліколіз
2) лізосома
3) біосинтез білка
4) мітохондрія
5) фотосинтез
6) ядро
7) цитоплазма
8) клітинний центр

Відповідь

ХЛОРОПЛАСТ4-АГ2-РИБОСОМА5

Проаналізуйте таблицю "Структури клітини". Для кожного осередку, позначеного буквою, виберіть відповідний термін із запропонованого списку.
1) окиснення глюкози
2) рибосома
3) розщеплення полімерів
4) хлоропласт
5) синтез білка
6) ядро
7) цитоплазма
8) утворення веретена поділу

Відповідь

АГ3-МІТОХОНДРІЯ3-ЛІЗОСОМА4

Проаналізуйте таблицю "Органоїди клітини". Для кожного осередку, позначеного буквою, виберіть відповідний термін із запропонованого списку.
1) хлоропласт
2) ендоплазматична мережа
3) цитоплазма
4) каріоплазма
5) апарат Гольджі
6) біологічне окиснення
7) транспорт речовин у клітці
8) синтез глюкози

Відповідь

1. Виберіть дві правильні відповіді з п'яти та запишіть у таблицю цифри, під якими вони вказані. Цитоплазма виконує у клітині ряд функцій:
1) здійснює зв'язок між ядром та органоїдами
2) виконує роль матриці для синтезу вуглеводів
3) служить місцем розташування ядра та органоїдів
4) здійснює передачу спадкової інформації
5) служить місцем розташування хромосом у клітинах еукаріотів

Відповідь

2. Визначте два правильні твердження із загального списку, і запишіть цифри, під якими вони вказані. У цитоплазмі відбувається
1) синтез білків рибосом
2) біосинтез глюкози
3) синтез інсуліну
4) окислення органічних речовин до неорганічних
5) синтез молекул АТФ

Відповідь

Виберіть дві відповіді з п'яти і запишіть цифри, під якими вони вказані. Виберіть немембранні органели:
1) мітохондрія
2) рибосома
3) ядро
4) мікротрубочка
5) апарат Гольджі

Відповідь

Наведені нижче ознаки, крім двох, використовуються для опису функцій зображеного органоїду клітини. Визначте дві ознаки, які «випадають» із загального списку, та запишіть цифри, під якими вони вказані.
1) служить енергетичною станцією
2) розщеплює біополімери на мономери
3) забезпечує упаковку речовин із клітини
4) синтезує та накопичує молекули АТФ
5) бере участь у біологічному окисленні

Відповідь

Встановіть відповідність між будовою органоїду та його видом: 1) клітинний центр; 2) рибосома
А) складається з двох перпендикулярно розташованих циліндрів
Б) складається з двох субодиниць
В) утворений мікротрубочками
Г) містить білки, що забезпечують рух хромосом
Д) містить білки та нуклеїнову кислоту

Відповідь

Встановіть послідовність розташування структур в клітині еукаріотів рослини (починаючи зовні)
1) плазматична мембрана
2) клітинна стінка
3) ядро
4) цитоплазма
5) хромосоми

Відповідь

Виберіть три варіанти. Чим мітохондрії відрізняються від лізосом?
1) мають зовнішню та внутрішню мембрани
2) мають численні вирости – кристи
3) беруть участь у процесах визволення енергії
4) у них піровиноградна кислота окислюється до вуглекислого газу та води
5) у них біополімери розщеплюються до мономерів
6) беруть участь в обміні речовин

Відповідь

1. Встановіть відповідність між характеристикою органоїду клітини та її видом: 1) мітохондрія, 2) лізосома. Запишіть цифри 1 та 2 у правильному порядку.
А) одномембранний органоїд
Б) внутрішній вміст – матрикс

Г) наявність христ
Д) напівавтономний органоїд

Відповідь

2. Встановіть відповідність між характеристиками та органоїдами клітини: 1) мітохондрія; 2) лізосома. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) гідролітичне розщеплення біополімерів
Б) окисне фосфорилювання
В) одномембранний органоїд
Г) наявність христ
Д) формування травної вакуолі у тварин

Відповідь

3. Встановіть відповідність між ознакою та органоїдом клітини, для якого він характерний: 1) лізосома; 2) мітохондрія. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) наявність двох мембран
Б) акумулювання енергії в АТФ
В) наявність гідролітичних ферментів
Г) перетравлення органоїдів клітини
Д) утворення травних вакуолей у найпростіших
Е) розщеплення органічних речовин до вуглекислого газу та води

Відповідь

Встановіть відповідність між органоїдом клітини: 1) клітинний центр; 2) скорочувальна вакуоль; 3) мітохондрія. Запишіть цифри 1-3 у правильному порядку.
A) бере участь у розподілі клітин
Б) синтез АТФ
B) виділення надлишок рідини
Г) "клітинне дихання"
Д) підтримка сталості об'єму клітин
Е) бере участь у розвитку джгутиків та вій

Відповідь

1. Встановіть відповідність між назвою органоїдів та наявністю або відсутністю у них клітинної мембрани: 1) мембранні, 2) немембранні. Запишіть цифри 1 та 2 у правильному порядку.
а) вакуолі
Б) лізосоми
В) клітинний центр
г) рибосоми
Д) пластиди
Е) апарат Гольджі

Відповідь

2. Встановіть відповідність між органоїдами клітини та їх групами: 1) мембранні; 2) немембранні. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) мітохондрії
Б) рибосоми
В) центріолі
Г) апарат Гольджі
Д) ендоплазматична мережа
Е) мікротрубочки

Відповідь

3. Які три з перелічених органоїдів є мембранними?
1) лізосоми
2) центріолі
3) рибосоми
4) мікротрубочки
5) вакуолі
6) лейкопласти

Відповідь

1. Усі перелічені нижче структури клітини, крім двох, містять ДНК. Визначте дві структури клітини, які «випадають» із загального списку, та запишіть цифри, під якими вони вказані.
1) рибосоми
2) комплекс Гольджі
3) клітинний центр
4) мітохондрії
5) пластиди

Відповідь

Відповідь

3. Виберіть дві відповіді з п'яти. У яких структурах клітини еукаріотів локалізовані молекули ДНК?
1) цитоплазмі
2) ядрі
3) мітохондріях
4) рибосомах
5) лізосомах

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Де в клітці є рибосоми, крім ЕПС
1) у центріолях клітинного центру
2) в апараті Гольджі
3) у мітохондріях
4) у лізосомах

Відповідь

Які особливості будови та функцій рибосом? Виберіть три правильні варіанти.
1) мають одну мембрану
2) складаються з молекул ДНК
3) розщеплюють органічні речовини
4) складаються з великої та малої частинок
5) беруть участь у процесі біосинтезу білка
6) складаються з РНК та білка

Відповідь

Виберіть три відповіді з шести і запишіть цифри, під якими вони вказані. До структури ядра еукаріотичної клітини входять
1) хроматин
2) клітинний центр
3) апарат Гольджі
4) ядерце
5) цитоплазма
6) каріоплазма

Відповідь

Виберіть три відповіді з шести і запишіть цифри, під якими вони вказані. Які процеси відбуваються у ядрі клітини?
1) утворення веретена поділу
2) формування лізосом
3) подвоєння молекул ДНК
4) синтез молекул іРНК
5) утворення мітохондрій
6) формування субодиниць рибосом

Відповідь

Встановіть відповідність між органоїдом клітини та типом будови, до якої його відносять: 1) одномембранний; 2) двомембранний. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) лізосома
Б) хлоропласт
В) мітохондрія
Г) ЕПС
Д) апарат Гольджі

Відповідь

Встановіть відповідність між характеристиками та органоїдами: 1) хлоропласт; 2) мітохондрія. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) наявність стопок гран
Б) синтез вуглеводів
В) реакції дисиміляції
Г) транспорт електронів, збуджених фотонами
Д) синтез органічних речовин із неорганічних
Е) наявність численних христів

Відповідь

Всі наведені нижче ознаки, крім двох, можна використовувати для опису зображеного на малюнку органоїду клітини. Визначте дві ознаки, що «випадають» із загального списку, та запишіть цифри, під якими вони вказані.
1) одномембранний органоїд
2) містить фрагменти рибосом
3) оболонка пронизана порами
4) містить молекули ДНК
5) містить мітохондрії

Відповідь

Наведені нижче терміни, крім двох, використовуються для характеристики органоїду клітини, позначеного на малюнку знаком питання. Визначте два терміни, які «випадають» із загального списку, та запишіть цифри, під якими вони вказані.
1) мембранний органоїд
2) реплікація
3) розбіжність хромосом
4) центріолі
5) веретено поділу

Відповідь

Встановіть відповідність між характеристиками органоїду клітини та її видом: 1) клітинний центр; 2) ендоплазматична мережа. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) транспортує органічні речовини
Б) утворює веретено поділу
В) складається із двох центріолей
Г) одномембранний органоїд
Д) містить рибосоми
Е) немембранний органоїд

Відповідь

1. Встановіть відповідність між характеристиками та органоїдами клітини: 1) ядро; 2) мітохондрія. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає цифрам.
А) замкнута молекула ДНК
Б) окисні ферменти на кристалах
В) внутрішній вміст – каріоплазма
г) лінійні хромосоми
Д) наявність хроматину в інтерфазі
Е) складчаста внутрішня мембрана

Відповідь

2. Встановіть відповідність між характеристиками та органоїдами клітин: 1) ядро; 2) мітохондрія. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) є місцем синтезу АТФ
Б) відповідає за зберігання генетичної інформації клітини
В) містить кільцеву ДНК
Г) має кристи
Д) має одне або кілька ядерців

Відповідь

Встановіть відповідність між ознаками та органоїдами клітини: 1) лізосома; 2) рибосома. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) складається з двох субодиниць
Б) є одномембранною структурою
В) бере участь у синтезі поліпептидного ланцюга
Г) містить гідролітичні ферменти
Д) розміщується на мембрані ендоплазматичної мережі
Е) перетворює полімери на мономери

Відповідь

Встановіть відповідність між характеристиками та клітинними органоїдами: 1) мітохондрія; 2) рибосома. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) немембранний органоїд
Б) наявність власної ДНК
В) функція – біосинтез білка
Г) складається з великої та малої субодиниць
Д) наявність христ
Е) напівавтономний органоїд

Відповідь

Всі наведені нижче ознаки, крім двох, використовуються для опису зображеної на малюнку структури клітини. Визначте дві ознаки, що «випадають» із загального списку, та запишіть цифри, під якими вони вказані.
1) складається з РНК та білків
2) складається з трьох субодиниць
3) синтезується у гіалоплазмі
4) здійснює синтез білка
5) може прикріплюватись до мембрани ЕПС

Відповідь

© Д.В.Поздняков, 2009-2019

1. Основи клітинної теорії

2. Загальний план будови прокаріотичної клітини

3. Загальний план будови еукаріотичної клітини

1. Основи клітинної теорії

Вперше клітину виявив та описав Р. Гук (1665). У ХІХ ст. у працях Т. Шванна, М. Шлейдена було закладено основи клітинної теоріїбудови організмів. Сучасну клітинну теорію можна висловити у таких положеннях: всі організми складаються з клітин; клітина є елементарною структурною, генетичною та функціональною одиницею живого. Розвиток всіх організмів починається з однієї клітини, тому є елементарною одиницею розвитку всіх організмів. У багатоклітинних організмах клітини спеціалізуються у виконанні певних функцій.

Залежно від структурної організації виділяють такі форми життя: доклітинні (віруси) та клітинні. Серед клітинних форм, виходячи з особливостей організації клітинного спадкового матеріалу, виділяють про- та еукаріотичні клітини.

Віруси- Це організми, що мають дуже малі розміри (від 20 до 3000 нм). Їхня життєдіяльність може здійснюватися тільки всередині клітини організму господаря. Тіло вірусу утворене нуклеїновою кислотою (ДНК або РНК), що міститься в білковій оболонці - капсиді, іноді капсід покритий мембраною.

2. Загальний план будови прокаріотичної клітини

Основні компоненти прокаріотичної клітини: оболонка, цитоплазма. Оболонка складається з плазмалеми та поверхневих структур (клітинна стінка, капсула, слизовий чохол, джгутики, ворсинки).

Плазмалеммамає товщину 7,5 нм і із зовнішньої частини утворена шаром білкових молекул, під яким знаходяться два шари молекул фосфоліпідів, а далі розташовується новий шар молекул білка. У плазмалемме є канали, вистелені білковими молекулами, через ці канали здійснюється транспорт різних речовин, як у клітину, так і з неї.

Основний компонент клітинної стінки- Муреїн. У нього можуть бути вбудовані полісахариди, білки (антигенні властивості), ліпіди. Надає клітині форму, перешкоджає її осмотичного набухання та розриву. Через пори легко проникають вода, іони, дрібні молекули.

Цитоплазма прокаріотичної клітинивиконує функцію внутрішнього середовища клітини, в ній знаходяться рибосоми, мезосоми, включення та молекула ДНК.

Рибосоми– органоїди бобовидної форми, складаються з білка та РНК дрібніші (70S-рибосоми), ніж у еукаріотів. Функція – синтез білка.

Мезосоми– система внутрішньоклітинних мембран, що утворюють складчасті вп'ячування, містять ферменти дихального ланцюга (синтез АТФ).

Увімкнення: ліпіди, глікоген, поліфосфати, білки, запасні поживні речовини.

ДНК молекули.Одна гаплоїдна кільцева дволанцюжкова суперконденсована молекула ДНК. Забезпечує зберігання, передачу генетичної інформації та регуляцію життєдіяльності клітини.

3. Загальний план будови еукаріотичної клітини

Типова клітина еукаріотів складається з трьох складових частин – оболонки, цитоплазми та ядра. Основу клітинної оболонкистановитьплазмалема (клітинна мембрана) івуглеводно-білкова поверхнева структура.

1. Плазмалеммаеукаріот відрізняється від прокаріотичного меншим вмістом білків.

2. Вуглеводно-білкова поверхнева структура.Тварини клітини мають невеликий білковий прошарок (Глікокалікс). У рослин поверхнева структура клітини – клітинна стінкаскладається з целюлози (клітковини).

Функції клітинної оболонки: підтримує форму клітини та надає механічної міцності, захищає клітину, здійснює впізнавання молекулярних сигналів, регулює обмін речовин між клітиною та середовищем, здійснює міжклітинну взаємодію.

Цитоплазмаскладається ізгіалоплазми (основна речовина цитоплазми),органоїдів та включень. У гіалоплазмі містяться 3 типи органоїдів:

двомембранні (мітохондрії, пластиди);

одномембранні (ендоплазматична мережа (ЕПС), апарат Гольджі, вакуолі, лізосоми);

немембранні (клітинний центр, мікротрубочки, мікрофіламенти, рибосоми, включення).

1. Гіалоплазмаявляє собою колоїдний розчин органічних та неорганічних сполук. Гіалоплазма здатна до переміщення всередині клітини. циклозу. Основні функції гіалоплазми: середовище для знаходження органоїдів та включень, середовище для протікання біохімічних та фізіологічних процесів, поєднує всі структури клітини в єдине ціле.

2. Мітохондрії(«енергетичні станції клітин»). Зовнішня мембрана гладка, внутрішня мають складки - кристи. Між зовнішньою та внутрішніми мембранами знаходиться матрикс. У матриксі мітохондрій містяться молекули ДНК, дрібні рибосоми та різні речовини.

3. Пластидихарактерні для рослинних клітин. Розрізняють три види пластид : хлоропласти, хромопласти та лейкопласти.

I. Хлоропласти- Зелені пластиди, в яких здійснюється фотосинтез. Хлоропласт має двомембранну оболонку. Тіло хлоропласту складається з безбарвного білково-ліпідного строми, пронизаною системою плоских мішечків (тилакоїдів) утворених внутрішньою мембраною. Тілакоїди утворюють грани. У стромі містяться рибосоми, крохмальні зерна, молекули ДНК.

II. Хромопластинадають різним органам рослини забарвлення.

III. Лейкопластизапасають поживні речовини. З лейкопластів можливе утворення хромопластів та хлоропластів.

4. Ендоплазматична мережає розгалуженою системою трубочок, каналів і порожнин. Розрізняють негранулярну (гладку) та гранулярну (шорстку) ЕПС. На негранулярній ЕПС знаходяться ферменти жирового та вуглеводного обміну (відбувається синтез жирів та вуглеводів). Награнулярні ЕПС розташовуються рибосоми, що здійснюють біосинтез білка. Функції ЕПС: механічна та формотворча функції; транспортна; концентрація та виділення.

5. Апарат Гольджіскладається з плоских мембранних мішечків та бульбашок. У тваринних клітинах апарат Гольджі виконує секреторну функцію. У рослинних він є центром синтезу полісахаридів.

6. Вакуолізаповнені клітинним соком рослин. Функції вакуолей: запасання поживних речовин та води, підтримання тургорного тиску в клітині.

7 . Лізосоми- дрібні органоїди сферичної форми, утворені мембраною, всередині якої містяться ферменти, білки, що гідролізують, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, жири.

8. Клітинний центр.Функцією клітинного центру є управління процесом поділу клітин.

9. Мікротрубочки та мікрофіламентиразом формують клітинний скелет тварин клітин.

10. Рибосомиеукаріот більші (80S).

11. Вмикання- Запасні речовини, і виділення - тільки в рослинних клітинах.

Ядро- Найважливіша частина еукаріотичної клітини. Воно складається з ядерної оболонки, каріоплазми, ядерців, хроматину.

1. Ядерна оболонказа будовою аналогічна клітинній мембрані, містить пори. Ядерна оболонка захищає генетичний апарат від дії речовин цитоплазми. Здійснює контроль за транспортом речовин.

2. Каріоплазмаявляє собою колоїдний розчин, що містить білки, вуглеводи, солі, інші органічні та неорганічні речовини. У каріоплазмі містяться всі нуклеїнові кислоти: практично весь запас ДНК, інформаційні, транспортні та рибосомальні РНК.

3. Ядрішко -сферичне утворення, містить різні білки, нуклеопротеїди, ліпопротеїди, фосфопротеїди. Функція ядерців - синтез зародків рибосом.

4. Хроматин (хромосоми).У стаціонарному стані (час між поділами) ДНК рівномірно розподілені у каріоплазмі у вигляді хроматину. При розподілі хроматин перетворюється на хромосоми.

Функції ядра: у ядрі зосереджена інформація про спадкові ознаки організму (інформативна функція); хромосоми передають ознаки організму від батьків до нащадків (функція спадкування); ядро узгоджує та регулює процеси в клітині (функція регуляції).