Презентація - "СТРУКТУРА КЛІТИНИ"

Структура клітини. Біологія 9

Методи дослідження клітин. Типи мікроскопії; Клітинні мембрани; Структура еукаріотичної клітини: цитоплазма;Структура еукаріотичної клітини: основні клітинні органели;Ядро, його структурна організація та функції; Типи клітин та їхня порівняльна характеристика. План урока:

ЗНО 2021

Методи дослідження клітин. Типи мікроскопіїМетоди цитологіїСвітлова мікроскопія. У 1590 році був створений перший мікроскоп (братами Янсен). На початку XVII століття були створені перші мікроскопи, в яких збільшення зображення створювалося за рахунок використання системи лінз. У 1665 році англійський фізик і ботанік Роберт Гук застосував мікроскоп для дослідження живих організмів (він розглядав гілку бузини) і побачив клітини (насправді це були клітинні стінки, проте Гук ввів назву «клітина»). У 1696 році Антоні ван Левенгук у своїй книзі «Таємниці природи, відкриті за допомогою найдосконаліших мікроскопів» описав еритроцити, сперматозоїди, мікроорганізми (тому ван Левенгук і вважається основоположником біологічної мікроскопії).

Світловий мікроскоп був основною «зброєю» біологів у XVIII — XIX ст. У даний час вони теж широко застосовуються, проте за їх допомогою неможливо вивчати об'єкти, розмір яких є менше довжини світлової хвилі (400 — 800 нм), оскільки світлова хвиля не може бути відображена дуже маленьким предметом (вона просто обігне його).

На початку 30-х років XX століття був створений електронний мікроскоп, який дав біологам можливість побачити складові частини клітин розміром усього 1 нм. В електронному мікроскопі замість променя світла — пучок електронів, які здатні відбиватися від найдрібніших об'єктів.

Сучасні методи флуоресцентної і конфокальної мікроскопії дозволяють отримувати мікроскопічні зображення з максимальною роздільною здатністю. Скануючий електронний мікроскоп дає можливість отримувати об'ємні зображення предметів.

Для виділення і вивчення окремих органоїдів клітини використовується метод ультрацентрифугування: клітини у пробірках обертають з дуже великою швидкістю в особливих приладах — центрифугах. Оскільки різні складові частини клітин мають різні масу, розміри і густину, вони під дією відцентрової сили осідають на дно пробірки з різними швидкостями. Таким методом виділяють мітохондрії, рибосоми та деякі інші органели клітини. У розпорядженні вчених зараз є також цілий ряд хімічних і фізичних методів, що дозволяють проводити дослідження на молекулярному рівні, у зв'язку з чим активно розвивається наука — молекулярна біологія.

Клітинна теорія. Виникнення і подальший розвиток мікроскопії призвело до створення клітинної теорії у 1839 році двома німецькими дослідниками Матіасом Шлейденом і Теодором Шванном. Маттіас Шлейден. Теодор Шванн

Етапи створення клітинної теорії1665 р Роберт Гук — ввів назву «клітина».1696 р. — публікація Антонія Левенгука про мікробів та інших мікроскопічних об'єктів, побачених ним у мікроскоп.1833 р. — Роберт Броун описав ядро ​​рослинної клітини.1839 р. — Маттіас Шлейден і Теодор Шванн відкрили ядерце і висунули основні положення клітинної теорії. У подальшому клітинна теорія розвивалася завдяки новим відкриттям.1859 р. — принцип Рудольфа Вірхова: «кожна клітина — з клітини» (М. Шлейден і Т. Шванн помилково вважали, що клітини в організмі утворюються з неклітинної речовини).1880 р. — Уолтер Флеммінг описав хромосоми і процеси, що відбуваються під час поділу клітини (мітоз).1892 г. — Ілля Мечников відкрив явище фагоцитозу. XX століття стало століттям розквіту біології, особливо таких наук, як цитологія, генетика, ембріологія, біохімія, біофізика. Без створення клітинної теорії цей розвиток був би неможливим. З 1903 р стала розвиватися генетика. З 1930 р стала активно розвиватися електронна мікроскопія, що дозволило вченим детально вивчити клітинні органели.

Основні положення сучасної клітинної теорії: Усі прості і складні організми складаються з клітин, здатних до обміну з навколишнім середовищем речовинами, енергією, біологічної інформацією. Клітина — елементарна структурна, функціональна і генетична одиниця живих організмів. Клітина — елементарна одиниця розмноження і розвитку живого. У багатоклітинних організмах клітини диференційовані за будовою і функціями. Вони об'єднані у тканини, органи і системи органів. Клітина являє собою елементарну, відкриту живу систему, здатну до саморегуляції, самовідновлення і відтворення. Подібність у будові клітин різних організмів, спільність їх основних властивостей підтверджують спільність їх походження і дозволяють зробити висновок про єдність органічного світу.

Будова клітини. Наука, що вивчає будову і функції клітин, називається цитологія. Клітина — елементарна структурна і функціональна одиниця живих організмів.

Клітинні мембрани. Поверхневий апарат клітини. Поверхневий апарат клітини захищає внутрішній вміст від несприятливих впливів довкілля і забезпечує обмін речовин між клітиною і навколишнім середовищем.

У 1972 році Сеймуром Джонатаном Сінгером та Гартом Ніколсоном була запропонована рідинно-мозаїчна модель мембрани: Будова мембран є однаковою у всіх клітин. Основу мембрани становить подвійний шар молекул ліпідів, у якому розташовані численні молекули білків. Деякі білки знаходяться на поверхні ліпідного шару, інші — пронизують обидва шари ліпідів наскрізь.

Дифузія. Транспорт речовин через мембрани. Транспортні властивості мембрани характеризуються вибірковою проникливістю: деякі сполуки можуть проникати через неї, інші — ні.

Пасивний транспорт. Якщо речовина рухається через мембрану з області з високою концентрацією у бік низької концентрації (тобто за градієнтом концентрації цієї речовини) без витрати енергії, то такий транспорт називається пасивним, або дифузією. Розрізняють два типи дифузії: проста та полегшена. Проста дифузія характерна для невеликих нейтральних молекул (H2 O, CO2, O2), а також низькомолекулярних органічних речовин (бензен, спирт). При простій дифузії розчинені у позаклітинній рідині невеликі молекули послідовно розчиняються у мембрані, а потім — у внутрішньоклітинній рідині. При цьому швидкість проникнення через мембрану визначається мірою гідрофобності молекули, тобто її ліпідорозчинністю.

Існує декілька механізмів полегшеної дифузії: Транспорт речовин за участю рухомих білків — переносників, які на одній поверхні мембрани приєднують транспортовану речовину, а на іншій — вона вивільнюється. Перенесення речовин за рахунок зміни конфігурації внутрішніх білків, що перетинають мембрану, наприклад, коли молекула білка повертається навколо своєї осі

Активний транспорт речовин через мембрану. Активний транспорт — це рух йонів або молекул через мембрану проти градієнтів концентрацій за рахунок енергії гідролізу АТФ.Є три основні типи активного транспорту йонів: Кальцієвий (𝐶𝑎2+) насос;  Натрій — Калієвий насос — 𝑁𝑎+/𝐾+; Протонний насос — 𝐻+ АТФаза. 

Існує ще один механізм транспорту речовин через мембрани — цитоз. Ендоцитоз — це процес надходження речовин до клітини. Він може відбуватися у вигляді фагоцитозу (перенесення твердих частинок) і піноцитозу (перенесення рідин разом з розчиненими у ній речовинами). Шляхом цитозу сполуки не лише потрапляють до клітини, але і виводяться з неї (наприклад гормони, нейрогормони, травні ферменти, тощо). Цей процес називають екзоцитозом. Ендоцитоз. Екзоцитоз

Структура еукаріотичної клітини: цитоплазма. Цитоплазма. Цитоплазма — це увесь внутрішній вміст клітини, за винятком ядра.

До складу цитозолю (гіалоплазми) входять як органічні (білки, амінокислоти, вуглеводи, ліпіди, різні типи РНК), так і неорганічні (катіони металів (наприклад, катіони Кальцію та Калію), йони Гідрогену, аніони карбонатної та ортофосфатної кислот, розчинений кисень, тощо) речовини. Цитоплазма перебуває у постійному русі, пересуваючи із собою різні речовини, включення та органоїди. Цей рух називається циклозом.

Основні функції цитоплазми:об'єднує органели та забезпечує їх взаємодію;у ній відбувається процеси обміну речовин;забезпечує транспорт речовин;регулює швидкість усіх біохімічних процесів у клітині;забезпечує синтез білків. Органелами клітин називають структури, які мають характерну будову і виконують певні функції.1) Ядрішко 2) Ядро 3) Рибосома 4) Везикула 5) Шорстка ендоплазматична мережа 6) Апарат Гольджі 7) Цитоскелет 8) Гладка ендоплазматична мережа 9) Мітохондрія 10) Вакуоль 11) Циоплазма

Клітинні включення. Включення — це непостійні утвори у цитоплазмі, представлені у вигляді гранул, крапельок чи кристаликів, які служать для забезпечення життєдіяльності клітини, або з'являються в результаті її функціонування. Види клітинних включень: Трофічні;Секреторні;Екскреторні;Пігментні;Неспецифічні включення. Зерна крохмалю у бульбах картопліГемоглобін в еритроцитах крові

Структура еукаріотичної клітини: основні клітинні органели. Одномембранні клітинні органели. Ендоплазматична сітка (ЕПС) міститься в усіх еукаріотичних клітинах. Це система мембранних трубочок, канальці та їх потовщень, сполучених із зовнішньою цитоплазматичною мембраною та зовнішньою ядерною оболонкою. Ендоплазматична сітка бере участь у синтезі білків клітини і транспортуванні речовин всередині клітини.

У комплексі Гольджі накопичуються речовини, які клітина синтезує для потреб усього організму і які виводяться з клітини назовні. Комплекс Гольджі складається з пучків мембранних мішечків, пов'язаних з ними трубочок, які містять пухирці на кінцях.

Лізосоми є травними ферментами, які «упаковуються» у мембранні пухирці, відокремлюються і розносяться по цитоплазмі, і виконують функцію внутрішньоклітинного розщеплення макромолекул. Лізосоми містяться лише у клітинах грибів і тварин. Вакуолі — резервуари води і розчинених у ній речовин. У рослинних клітинах є великі вакуолі, що заповнені клітинним соком, і займають значну частину об'єму клітини (до 90 %). У тваринних клітинах немає великих вакуолей. Проте присутні тимчасові травні, видільні та скоротливі вакуолі, які становлять до 5 % об'єму клітини. Лізосома -12, Вакуоль – 2.

Двомембранні та немембранні клітинні органели. Мітохондрії — енергетичні органели клітин. Вони перетворюють поживні речовини в енергію (АТФ), беруть участь у диханні клітини, у них здійснюються процеси кисневого етапу енергетичного обміну. Пластиди — органели, характерні лише для рослинних клітин та деяких одноклітинних тварин. У клітинах вищих рослин міститься від 10 до 200 пластид, розміром 3 — 10 мкм.

Немембранні органели. До немембранних органел належать:рибосоми — універсальні немебранні органели сферичної форми, які формуються в ядреці з білків та РНК, основною функцією є матричний синтез білків;клітинний центр — ділянка цитоплазми, яка перебуває, як правило, біля ядра і бере участь в утворенні веретена поділу;органели руху — псевдоподії, джгутики, війки, тощо. Амеба звичайна. Евглена зеленаІнфузорія-туфелька

Ядро, його структурна організація та функціїЯдро, його структурна організація та функціїЯдро містить генетичну інформацію і управляє життєдіяльністю клітини.Існує два типи ядер:генеративні — забезпечують зберігання і передачу спадкової інформації;вегетативні — регулюють біосинтез білка. Ядерце являє собою щільне округле тіло всередині ядра. Зазвичай, у ядрі клітини буває від одного до семи ядерець. Їх добре видно між поділами клітини, а під час поділу ядерця руйнуються.

Будова і функцій компонентів ядра:поверхневий апарат — складається з двох мембран: зовнішньої та внутрішньої, що пронизані порами з поросомами; забезпечує вибіркову проникливість, контролює обмін речовин між ядром та цитоплазмою. Ядерна оболонка називається каріолемою;ядерний матрикс — ниткоподібні опорні структури; забезпечує впорядковане розташування нуклеїнових кислот та регуляцію процесів;хроматин — ДНК, низькомолекулярні білки; основна функція — утворення хромосом та збереження інформації;ядерце — округлі, ущільнені ділянки ядра, що складаються з 80 % білка та 10 — 15 % РНК.

Типи клітин та їхня порівняльна характеристика. Прокаріотичні та еукаріотичні клітини. Характерною ознакою, за якою клітини живих організмів можна розділити на два основні типи, є наявність у клітині ядра. За цією ознакою клітини поділяють на еукаріотичні — які містять у своєму складі ядро та прокаріотичні — не мають ядра. Прокаріотичні клітини

Бактеріальні (прокаріотичні) клітини мають наступні, характерні для них, структури — щільну клітинну стінку, одну кільцеву молекулу ДНК (нуклеоїд), рибосоми.

Еукаріотичні клітини. Еукаріотичні клітини містять ядро, яке координує життєдіяльність клітини. У ньому міститься спадковий апарат клітини, і численні органели, які виконують різноманітні функції. Більшість еукаріотичних клітин є аеробами, тобто використовують під час енергетичного обміну кисень повітря. Рослина к-на Тварина к-та Грибна к-на

Клітини рослин: містять характерні лише для них пластиди — хлоропласти, лейкопласти і хромопласти;оточені щільною клітинною стінкою з целюлози;мають вакуолі з клітинним соком. Порівняльна характеристика клітин представників різних Царств

Дякую за увагу !!!