Презентація - "Структура клітини"

СТРУКТУРА КЛІТИНИБіологія 9

Зміст: Що таке клітина та як її вивчають; Типи організації клітин; Особливості будови клітин еукаріотів; Особливості будови клітин прокаріотів; Особливості життєдіяльності прокаріотів;

Що таке клітина та як її вивчають. Одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні організми. Клітина — структурна та функціональна одиниці будови організмів.Є організми, що складаються лише з однієї клітини (більшість бактерій, певні представники водоростей, грибів тощо). Їх називають одноклітинними. Організми, які складаються з багатьох клітин (тварини, вищі рослини, багато представників водоростей та грибів), називають багатоклітинними.Існують і колоніальні організми — біологічні системи, що складаються з однотипних одноклітинних або багатоклітинних організмів, слабо диференційованих один з одним, які зазвичай мають спільний обмін речовин та системи регуляції. Їхні клітини зазавичай функціонують незалежно одна від одної. До таких організмів належать корали. Колоніальні організми не слід плутати з колоніями організмів, коли певна кількість особин тісно пов’язані між собою просторово, а часто — і функціонально.

Будова світлового мікроскопа. Щоб ознайомитися з будовою клітини і розглянути її складові частини, потрібно використовувати збільшувальне обладнання, одним з яких є світловий мікроскоп. Перші мікроскопи були схожі на збільшувальне скло, і в них використовувалося лише одне скло або лінза з полірованого гірського кришталю. Одним із перших творців (1610 р.) мікроскопа вважають фізика і математика Галілео Галілея. Галілео Галілей. Астроном і математик

Те, що організми складаються з клітин, встановив англійський учений Роберт Гук. Він досліджував зріз крізь покривну тканину деревної рослини (її називають корок) і побачив, що вона складається з окремих комірок. Учений назвав їх клітинами. Так було започатковано науку цитологію. Роберт Гук. Мікроскоп Гука (гравюра з «Мікрографії») роботи Крістофера Кока. Перше зображення живих клітин: малюнок з «Мікрографії» Гука (1665)

Цитологія — фундаментальна біологічна наука, яка вивчає будову та функції клітини, як найменшої структурно-функціональної одиниці живого. Традиційним методом дослідження клітин є світлова (оптична) мікроскопія. Великі технічні можливості і кращу якість зображення можна отримати за допомогою мікроскопа із двома лінзами. Створення такого приладу пов'язано з ім'ям англійського фізика Роберта Гука (1665 р.). Цей мікроскоп збільшував у 30 разів. Мікроскоп Роберта Гука

Для свого часу чудової майстерності у виготовленні мікроскопів досяг нідерландський купець Антоні ван Левенгук (1632 – 1723 рр.). Він умів виробляти лінзи, що збільшують до 200 – 270 разів. Лінзи закріплювалися на спеціальному штативі, тому що, для досягнення такого збільшення, важливо щоб досліджуваний об'єкт знаходився точно навпроти лінзи і на певній відстані від неї. За своє життя Левенгук виготовив більш, ніж 200 мікроскопів. Антоні ван Левенгук. Будова сучасного світлового мікроскопа

Призначення складових частин мікроскопа:основа і штатив — основа мікроскопа, до якої кріпляться всі інші частини, утворюють корпус;макро- та мікроґвинти — за їхньою допомогою можна отримати чітке зображення об’єкта дослідження;окуляр та об’єктив — збільшують об'єкт дослідження;предметний столик — на ньому розміщують препарати з об'єктами дослідження;затискачі — прикріплюють досліджуваний об'єкт до предметного столика;електролампа або дзеркало — джерело променів світла, які спрямовують на об'єкт дослідження, регулюються за допомогою діафрагми.

Типи організації клітин. Клітинна теорія. Клітина — це структурна і функціональна одиниця будь-якого живого організму. Усі живі організми поділяють за цією ознакою на одноклітинні та багатоклітинні. Основні положення клітинної теорії:клітина — основна одиниця будови, функціонування й розвитку всіх живих організмів, найменша одиниця живого, здатна до самовідтворення, саморегуляції та самовідновлення;клітини всіх одноклітинних та багатоклітинних організмів подібні за будовою, хімічним складом, життєдіяльністю та обміном речовин;розмножуються клітини шляхом свого поділу, кожна нова клітина утворюється в результаті поділу материнської;у складних багатоклітинних організмах клітини, спеціалізовані за будовою та функціями, утворюють тканини; із тканин складаються органи, які тісно взаємопов'язані та підпорядковані нервовій і гуморальній регуляціям.

Прокаріотичні та еукаріотичні клітини. Клітина рослин. Клітина тварин. Клітина грибів. Клітина бактерій. Прокаріоти – НЕ МАЮТЬ ЯДРА !Еукаріоти — мають чітко сформоване ядро !

Будова ядра клітин. Ядро містить генетичну інформацію і управляє життєдіяльністю клітини. Внутрішній вміст ядра отримало назву каріоплазми, або ядерного соку. У ньому розташовані хроматин і ядерце. Хроматин являє собою нитки ДНК. Якщо клітина починає ділитися, то нитки хроматину щільно накручуються спіраллю на особливі білки, як нитки на котушку. Такі щільні утворення добре видно у мікроскоп і називаються хромосомами. Ядерце являє собою щільне округле тіло всередині ядра. Основна функція ядерець — синтез РНК і білків, з яких формуються особливі органели — рибосоми.

Особливості будови клітин еукаріотів. Будова еукаріотичної клітини та функції її органел. Зовні в рослинних клітин є клітинна стінка, яка складається з целюлозних волокон і виконує три важливі функції:опорну — підтримує сталу форму клітини;захисну — захищає клітину від механічних пошкоджень;транспортну — передає речовини від клітини до клітини. В клітинах тварин немає клітинної стінки. Клітинні стінки є у грибів (з хітину), бактерій (з муреїну) та рослин (з целюлози). Структура клітинної стінки рослинної клітини

Структура рослинної клітини

Під клітинною стінкою є мембрана. Її можна порівняти з кордоном, через який не всі речовини вільно надходять усередину клітини. Тому мембрана має вибіркову проникність. Також мембрана має спеціальні рецептори, які можуть отримувати інформацію із зовнішнього середовища. Цитоплазма — в'язка речовина, що заповнює клітину зсередини і зв'язує всі її структурні елементи між собою. Вона пронизана мікротрубочками та білковими нитками, які неможливо побачити в оптичний мікроскоп. Їх можна дослідити лише під електронним мікроскопом за дуже великого збільшення. Саме ці структури формують цитоскелет клітини. Цитоплазма еукаріот перебуває в постійному русі й має досить складний хімічний склад. Деякі органічні речовини в ній накопичуються про запас у вигляді клітинних включень, які є непостійними компонентами клітини. Вони можуть мати форму зерен та крапель.

Вакуоля — одномембранна органела рослинної клітини, яка заповнена клітинним соком — водним розчином із органічними та неорганічними речовинами, що живлять клітину. У рослин є одна велика вакуоля, заповнена клітинним соком, що займає майже всю клітину. Вона запасає поживні речовини, забезпечує збереження форми клітини та бере участь у формуванні осмотичного тиску. В тваринних клітинах вакуолі виконують різні функції, значно менших розмірів або взагалі відсутні. Мітохондрії в клітині забезпечують ефективне отримання енергії в процесі розщеплення вуглеводів. Мітохондрія вкрита двома мембранами, простір між якими заповнений рідиною. Зовнішня мембрана гладка, внутрішня має складки — кристи, на поверхні яких розміщені ферменти, що допомагають розщеплювати складні речовини до простих. Мітохондрій немає в прокаріотичних організмів.

Особливості будови клітин прокаріотів. Будова клітин прокаріотів. Клітина різних груп організмів мають особливості. Бактеріальні клітини влаштовані простіше. Вони не мають ядра і мембранних органел — мітохондрій, пластид, ендоплазматичної сітки та інших. Клітина прокаріотів оточена плазматичною мембраною. Її будова та функції такі самі, як і в клітинах еукаріотів. Плазматична мембрана може утворювати гладенькі або складчасті вгини в цитоплазму, на яких можуть бути розташовані рибосоми (які мають таку саму будову і виконують ті самі функції, що й у еукаріотів), пігменти, що беруть участь у фотосинтезі тощо. У цитоплазмі можна помітити й різноманітні включення.

Зазвичай над плазматичною мембраною розташована клітинна стінка, поверх якої може розміщуватися слизова капсула. Клітина бактеріїСтруктура клітини бактерії — одної з двох груп прокаріотичного життя.

Зазвичай над плазматичною мембраною розташована клітинна стінка, поверх якої може розміщуватися слизова капсула. У цитоплазмі прокаріотів міститься молекула ДНК (нуклеоїд) — спадковий матеріал клітини. У певному місці вона прикріплена до плазматичної мембрани. Клітини прокаріотів можуть мати джгутики (один, декілька або багато) за допомогою яких вони пересуваються в рідкому середовищі. Прокаріоти, які не мають джгутиків, можуть пересуватись, змінюючи форму клітини. Крім джгутиків, поверхня клітин бактерій має нитчасті та трубчасті утвори, які забезпечують прикріплення до субстрату.

Морфологія клітини. Типові форми бактеріальних клітин. Більшість бактерій мають або сферичну форму — так звані коки (від грецького слова kókkos — зерно або ягода), або паличкоподібну — так звані бацили (від латинського слова bacillus — паличка). Деякі паличкоподібні бактерії (вібріони) дещо зігнуті, а інші формують спіральні завитки (спірохети). Вся ця різноманітність форм бактерій визначається структурою їхньої клітинної стінки та цитоскелету[30]. Ці форми важливі для функціонування бактерій, оскільки вони можуть впливати на здатність бактерій отримувати поживні речовини, прикріплятися до поверхонь, рухатися і рятуватися від хижаків

Розміри клітин прокаріотів зазвичай становлять тисячні або сотні частки міліметра. Форма їхніх клітин може бути різноманітною. Клітини кулястої форми мають назву коки, паличкоподібної — бацили, комоподібної — вібріони, спірально закрученої — спірили, довгої та тонкої спірально закрученої клітини — спірохети тощо. Коки, що зібрані у вигляді грон, називають стафілококами, ниток — стрептококами тощо. Стафілококи та стрептококи є прикладом колоніальних форм. Стрептокок. Бацили

Особливості життєдіяльності прокаріотів. Групи прокаріотів. АрхеїПрокаріоти населяли Землю дуже давно. Саме від них беруть початок еукаріотичні організми. Виділяють дві великі групи прокаріотів — бактерії та археї, що мають суттєві відмінності на молекулярному і клітинному рівнях. Прокаріоти опанували всі основні середовища існування на нашій планеті. Деякі з них можуть мешкати навіть у водоймах з високою температурою (до +100 °С і вище), за умов високого тиску (до 700 атмосфер) або здатні витримувати тривалі посушливі періоди тощо. Нині відомо понад 6 тисяч видів різних представників прокаріотів. Але реальне число видів цих мікроорганізмів значно більше. Це пояснюється тим, що багато з них мають такі дрібні розміри, що вивчати їх за допомогою світлового мікроскопа важко, тому вчені застосовують електронний мікроскоп.

Бактерії — це прокаріоти (доядерні), переважно одноклітинні організми. Вони настільки дрібні, що їх можна побачити тільки в мікроскоп при дуже великому збільшенні. Бактерії надзвичайно поширені. Вони можуть бути в повітрі, воді, гарячих джерелах, на дні океану, на різних поверхнях, у ґрунті, усередині або на поверхні живих організмів тощо.

Археї — це група мікроскопічних організмів, які відрізняються від бактерій своїми генетичними та біохімічними особливостями. Їхні форми можуть бути різноманітними — сферичними, паличкоподібними, спіральними, трикутними, прямокутними тощо. Багато дослідників вважають архей найдавнішими організмами на Землі. Археї можуть утворювати колонії, клітини багатьох видів мають джгутики. На відміну від бактерій, археї не здатні розщеплювати складні органічні сполуки, а можуть засвоювати лише прості. Серед архей є представники, здатні як до фотосинтезу, так і до синтезу органічних речовин з неорганічних без участі світлової енергії; є й такі, які споживають готові органічні сполуки. Серед них є й аероби, й анаероби.

БактеріїПредставники бактерій різноманітніші за архей. Їхні клітини можуть мати різні розміри та різну форму. Серед бактерій є й багатоклітинні види (наприклад, деякі види ціанобактерій). Довжина клітини найбільшого представника бактерій — мешканця осадів на дні океану — тіомаргарити намібієнзіс — сягає майже 1 мм.

За способом живлення бактерії поділяють на гетеротрофів і автотрофів. Автотрофні бактерії створюють органічні речовини з води, вуглекислого газу і мінеральних солей, використовуючи для цього енергію Сонця. Гетеротрофні бактерії споживають готові органічні речовини для свого росту і розвитку. Серед гетеротрофів є паразитичні, сапротрофні та симбіотичні бактерії. Серед автотрофів — ціанобактерії (фотосинтезуючі бактерії) та хемосинтезуючі бактерії.2. За потребою в кисні бактерії поділяють на дві групи:аеробні бактерії використовують для життєдіяльності вільний кисень атмосфери;анаеробні бактерії ростуть в середовищі без кисню. При несприятливих умовах бактерії здатні стискатися, втрачати воду й переходити в стан спокою. Деякі бактерії в несприятливих умовах утворюють спори, які характеризуються високою стійкістю. Археї спор не утворюють.

Різноманітність бактерій. Гетеротрофні бактеріїЗа способом живлення бактерії поділяють на гетеротрофів і автотрофів. Серед гетеротрофів є паразитичні, сапротрофні та симбіотичні бактерії. Серед автотрофів — ціанобактерії (фотосинтезуючі бактерії) та хемосинтезуючі бактерії. Бактерії-паразити живуть за рахунок інших живих організмів, часто викликаючи захворювання (наприклад, карієсний стрептокок, туберкульозна паличка, золотистий стафілокок, хелікобактер, холерний вібріон) . Одні з них можуть викликати захворювання тварин і людини (чума, висипний тиф, туберкульоз, перитоніт, менінгіт, ангіна, ботулізм, холера, правець, дифтерія), інші — захворювання рослин (гнилі, бактеріальний рак, бактеріальне в’янення, бактеріальна плямистість).

Сапротрофні бактерії — організми, які отримують необхідні для життєдіяльності речовини, руйнуючи залишки мертвих рослин і тварин, або відмерлі частини рослин і тварин, поглинаючи розчинні органічні сполуки (наприклад, маслянокислі бактерії, бактерії гниття). Вони не можуть самостійно виробляти необхідні їм для життєдіяльності сполуки. Бактерії-симбіонти — гетеротрофні бактерії, які в процесі еволюції набули здатності до симбіозу з вищими рослинами — бульбочкові бактерії (азотфіксуючі), що живуть на коренях бобових рослин. Вони поглинають азот із ґрунту й повітря та роблять його доступним для рослин, а ті у відповідь постачають бактеріям вуглеводи й мінеральні солі.

ЦіанобактеріїАвтотрофні бактерії — це бактерії, які можуть синтезувати органічні речовини з неорганічних у результаті фото- або хемосинтезу (нітрифікуючі, залізо- та сіркобактерії). Явище хемосинтезу відкрив у 1887 році український вчений Сергій Виноградський. Ціанобактерії — це прокаріотичні одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні організми без джгутиків та війок. Слизова капсула вкриває клітинну стінку, під якою знаходиться напівпроникна мембрана. У цитоплазмі вільно плаває ДНК–нуклеоїд, дуже дрібні рибосоми, газові вакуолі та одномембранні органели з хлорофілом. Хлоропластів у них немає. У таких зелених «мішечках» із хлорофілом здійснюється процес фотосинтезу, тому вони є автотрофними організмами.

Більшість видів ціанобактерій — мешканці прісних водойм, вони також можуть мешкати в морях, у вологому ґрунті або навіть на зволожених скелях. Деякі здатні співіснувати з іншими організмами (грибами у складі лишайників, рослинами, тваринами), забезпечуючи їх продуктами фотосинтезу. Також вони вступають у симбіоз із грибами, вищими рослинами та найпростішими. Розмножуються вегетативно (поділом, частинами тіла) та нестатево (формуючи спори). Серед представників найбільш поширеними є спіруліна, носток, глеокапса, глеобактер. Спіруліну вживають в їжу як біодобавку, а також вона є джерелом харчового білка. Ціанобактерії використовують як корм для худоби, органічні добрива, у виробництві паперу, лаків та фарб. Спіруліна. Носток. Глеокапса

ХемобактеріїПрокаріоти мають низку унікальних процесів життєдіяльності. Серед них є представники автотрофних бактерій, які здійснюють хемосинтез, утворення метану, азотфіксацію — процеси, які властиві лише прокаріотам. Окремі групи прокаріот можуть окиснювати сполуки сірки, заліза або амоніак для отримання енергії. При цьому вони самостійно утворюють органічні речовини з вуглекислого газу та води. Такий процес називають хемосинтез. Прокаріоти, що здійснюють хемосинтез, отримують назви від того, які сполуки вони окиснюють: сіркобактерії, залізобактерії, нітрифікувальні бактерії та інші. Прикладами азотфіксаторів є азотобактер, бульбочкові бактерії та ціанобактерії.

Азотфіксація — засвоєння та перетворення азоту атмосфери та нітрогенумісні сполуки, доступні для використання живими організмами. У природі існують взаємовигідні відносини між бактеріями, рослинами та грибами. Бактерії утворюють різноманітні симбіози з рослинами. У коренях бобових рослин живуть бульбочкові бактерії, які здійснюють азотфіксацію. Вони постачають рослинам доступні для них сполуки Нітрогену, а рослини натомість живлять бактерії вуглеводами — продуктами фотосинтезу. Тому такий симбіоз є взаємовигідним і дуже важливим для екосистем і сільського господарства. Колообіг Нітрогену в природі

Дякую за увагу !!!