Страница 11 из 16
На долю вакуолей растительной клетки может приходиться до 90% ее объема, животной – не более 5%. Компоненты животной клетки занимают следующий относительный объем: ядро 6% гладкая ЭПС+комплекс Гольджи 7% цитозоль 55% шероховатая ЭПС 9% митохондрии 22% лизосомы 1% 1.
Каково строение и функции лизосом, комплекса Гольджи? Почему самые крупные комплексы расположены в клетках желез внутренней секреции? 2. Разъясните взаимодействие клеточных органоидов. 3. Взаимосвязаны ли органоиды движения с перемещением человека? 4. Чем обусловлена яркость цветка фиалки? § 11.
Ядро Ядро играет важнейшую роль в жизнедеятельности клетки. В эукариотической клетке ядро отделено от цитоплазмы, имеет овальную форму и размер от 1 до 100 мкм. Обычное расположение ядра – в центре клетки. В растительных клетках крупные вакуоли вытесняют ядро на периферию. Большинство клеток высших растений и грибов одноядерные.
Часть клеток печени, мышц, костного мозга содержат несколько ядер. В клетках низших растений и простейших количество ядер может достигать десятков и даже сотен. В ядре находятся молекулы ДНК, поэтому оно выполняет в клетках важнейшие функции. В клеточных ядрах хранится генетическая информация всего организма. Ядрышко Субъединицы рибосом рРНК ДНК Здесь она воспроизводится в процессе деления клеток, а затем реализуется клеточными органоидами в обменных процессах: синтезе и расщеплении соединений, поглощении и выделении солей и пр.
Ядро» таким образом, выполняет еще одну важнейшую функцию – регулирует внутриклеточный обмен веществ. Ядро покрыто оболочкой, состоящей из двух мембран, подобных наружной плазматической мембране. Внутренняя – гладкая, а внешняя – шероховатая от множества покрывающих ее рибосом. В местах слияния этих мембран образованы поры диаметром до 0,1 мкм.
Они обеспечивают проникновение белков, углеводов, жиров, нуклеиновых кислот из ядра в цитоплазму и обратно. Главная функция ядерной оболочки – изолировать вещества ядра и цитоплазмы, имеющие различную кислотность и химический состав. Внешняя ядерная мембрана соединяется с канальцами эндоплазматической сети, образуя единую сообщающуюся мембранную систему. Ядрышки.
Ядро заполнено кариоплазмой, в которой располагаются ядрышки и хромосомы. Ядрышки имеют вид округлых телец размером несколько микрометров. Это – «мастерские» по производству рибосом. Обычно их в ядре несколько. В ядрышках происходит синтез рибосомальной РНК (рРНК), поэтому они находятся на участках хромосом, несущих информацию об ее строении.
Ядрышки не являются самостоятельной структурой, а состоят из скоплений рРНК и субъединиц рибосом. В процессе деления хромосомы спирализуются и уплотняются, субъединицы рибосом выходят в цитоплазму, и ядрышки исчезают. После деления они возникают вновь. В состав хромосом входят ДНК и различные белки. В период между делениями клетки – интерфазе – хромосомы имеют вид переплетенных между собой длинных (до 1 см)
и тонких нитей, различимых лишь в электронный микроскоп. Во время деления хромосомы скручиваются в плотные спирали, укорачиваются в тысячи раз, их продолговатые тельца становятся заметными в световой микроскоп. Большинство хромосом разделены особыми перетяжками – центромерами – на два плеча. Со спирализованных хромосом не может считываться информация, поэтому они генетически неактивны.
Важнейший процесс в хромосомах в период интерфазы – синтез ДНК. В основе синтеза лежит удивительная способность ДНК к удвоению (репликации). В результате удваивается и каждая хромосома. В клетках высших животных процесс удвоения набора хромосом занимает несколько часов. В период интерфазы клетка растет, выполняет свои функции в составе организма и готовится к делению.
Она накапливает питательные вещества, увеличивает количество органоидов, удваивает число центриолей. Продолжительность интерфазы бывает самой различной. Нервные и мышечные клетки после завершения эмбрионального развития вовсе перестают делиться. Клетки костного мозга и эпителия кишечника в процессе жизнедеятельности быстро погибают и поэтому непрерывно делятся, восполняя утраченное количество. 1.
В чем состоит главная функция ядра? Каково строение ядра эукариотической клетки? 2. Что представляют собой хромосомы в интерфазе и перед делением? 3. Из чего состоят ядрышки в интерфазе и в процессе деления? 4. Составьте таблицу для сравнения устройства и функций составных частей и органоидов растительной и животной клеток. § 12.
Прокариоты К наиболее примитивной группе организмов – прокариотам – относят бактерии и синезеленые водоросли (цианобактерии). В этих одноклеточных существах отсутствует организованное ядро. Их единственная хромосома не отделена ядерной оболочкой и находится непосредственно в цитоплазме. Прокариотические клетки по своим размерам (1-10 мкм) существенно меньше эукариотических (около 25 мкм) и значительно беднее их по составу.
В клетках прокариот отсутствует целый ряд органоидов: митохондрии, пластиды, эндоплазматическая сеть и комплекс Гольджи. Их очень мелкие рибосомы рассеяны по цитоплазме или прикреплены к наружной мембране. Поверхность клеток прокариот покрыта настолько плотной оболочкой, что фаго- и пиноцитоз для них невозможен. Они поглощают пищу путем адсорбции через клеточную мембрану и не имеют вакуолей.
Бактериальная спора Бактерии имеют самую различную форму: шаровидную – кокки, продолговатую – палочки, и бациллы, извитую – спириллы. В клетках бактерии отсутствует клеточный центр, и поэтому их жгутики сформированы особым образом. Своими основаниями жгутики прикреплены к плазматической мембране специальным белковым комплексом, способным вращать жгутик, сообщая движение клетке.
Жгутики бактерий не покрыты плазматической мембраной. Размножаются прокариоты делением. Дочерние клетки бактерий могут оставаться связанными в характерные группы Стрептококк, вызывающий заболевания у животных и человека, образует длинные цепочки из нескольких клеток; стафилококк, поражающий дыхательные пути, формирует нечто похожее на грозди винограда.
Наличие подобных образований облегчает выявление бактериальной инфекции. При недостатке пищи или избытке ядовитых продуктов обмена в клетке бактерия образует спору: небольшую часть цитоплазмы с хромосомой, отделенную от остального вещества мембраной. Жизнедеятельность бактерии практически прекращается. Споры очень устойчивы, выдерживают сильные колебания температур, интенсивные химические воздействия и сохраняются сотни лет.
Споры палочки сибирской язвы сохраняются более 30 лет. Попадая в благоприятную среду водоемов, они переходят к активной жизнедеятельности и вызывают эпидемии. Схема строения бактерий (слева) и синезеленых водорослей Необходимую для жизни энергию различные бактерии получают или посредством фотосинтеза, или окисляя неорганические соединения, или используют для питания готовые органические вещества мертвых существ, выделения других организмов.
Паразитические бактерии обитают в организмах животных и растений, но некоторые их виды паразитируют на других бактериях. На процессах жизнедеятельности бактерий основаны промышленные способы получения различных спиртов, ацетона, уксусной кислоты, а также кисломолочных продуктов, масла, сыра. В микробиологической промышленности бактерии используют для получения таких биологически активных веществ, как ферменты и антибиотики.
В процессах биологической очистки воды также активно «работают» бактерии. Жизнеспособность бактерий поразительна. Они населяют океанические впадины и вершины гор, прекрасно себя чувствуют в арктическом холоде и в кипятке горячих подземных источников. Кроме хорошей приспособленности к разнообразным условиям, бактерии обладают большой генетической стабильностью.
Ученые десятилетиями пытались получить из одних бактерий другие. Количество мутационных изменений увеличивали излучением и специальной химической средой. Бактерии очень быстро размножаются, образуя новые поколения. За годы экспериментов они прошли эволюционный путь, соответствующий сотням миллионов лет для высших животных. Мутантные штаммы бактерий постоянно возвращались к исходному «дикому» типу.