Хромосомы клетки растения

Продолжительность интерфазы зависит от типа клеток и среднем составляет не менее 90 от общего времени клеточного цикла После окончания интерфазы клетка вступает следующую часть цикла деление. Хромосомный набор клеток Клетки каждого организма содержат определенный набор хромосом, который называют кариотипом от греч карион ядро и типос образец, форма Для каждого вида организмов характерен свой кариотип Хромосомы кариотипов различаются по форме, величине и набору генетической информации Хромосомный набор строго индивидуален для каждого вида организма Так, кариотип человека составляет 23 пары хромосом рис 69, плодовой мушки дрозофилы 4 пары хромосом, одного из видов пшеницы 14. Полностью управлять работой хромосом мы пока еще не научились Это дело будущего Но вмешаться работу их отдельных участков уже умеем Можно удалить тот или иной район хромосом, переменить местами несколько районов, добавить кусочек хромосом от другого близкого организма и меняются отдельные признаки целого организма. Эукариоты Eukaryotes Организмы, у которых I имеется ядро, где содержатся хромосомы 2 цитоплазме присутствуют различные органеллы митохондрии, хлоропласты и К эукариотам относятся животные, растения, грибы, некоторые водоросли.

хромосомы клетки растения

Хромосомы прокариотов имеют меньшую структуру на основе последовательности, чем эукариоты Бактерии обычно обладают одной точкой происхождение дублирования, откуда начинается дублирование, то время как некоторые археи содержат множество точек происхождения дублирования Гены прокариотах часто организованы опероны и обычно не содержат интроны, отличие от эукариотов. Эукариоты клетки с ядрами, обнаруживаемые растениях, дрожжах и животных обладают большими линейными хромосомами, содержащимися клеточном ядре Каждая хромосома имеет одну центромеру, одно или два плеча выступают из центромеры, хотя большинстве обстоятельств эти плечи, как таковые, не видны К тому же большинство эукариотов обладают одним круглым митохондриальным геномом, а некоторые эукариоты могут иметь дополнительные маленькие круглые или линейные цитоплазматические хромосомы. Как и во многих видах с половым воспроизведением, у человека имеются специальные гоносомы половые хромосомы, противоположность аутосомам Это XX у женщин и XY у мужчин. Синдром Тернера X вместо XX или XY При синдроме Тернера женские половые признаки имеются, но недоразвиты Женщины с синдромом Тернера имеют короткое туловище, низкий лоб, аномалии развития глаз и костей и вогнутую грудь. Синдром Вольфа Хиршхорна, который вызван частичным разрушением короткого плеча хромосомы 4 Он характеризуется тяжелой задержкой роста и серьезными проблемами психического здоровья.

хромосомы клетки растения

Итак, мы определили на протяжении статьи, какую роль имеют хромосомы, где они размещены и как строятся Конечно, главное внимание получил геном человека, но были рассмотрены и животные, а также растения Мы знаем, где клетке находятся хромосомы, особенности их расположения, а также возможные трансформации, которые с ними могут происходить Если говорить про геном, то помните, что он может быть и других частях, а не только ядре Но вот на то, какими будут дочерние объекты, влияет именно то, что имеется хромосомах Причем от количества оных не сильно зависят особенности организма Итак, рассказав о том, где находятся хромосомы растительной клетке и организмах животных, считаем, что наша задача была выполнена. Изучение ядра показало, что на различных этапах жизни клетки оно выглядит неодинаково У ядра неделящейся, но растущей клетке иное строение, чем во время деления Строение ядер неделящихся клеток довольно разнообразно В наиболее типичных случаях различают ядре ядерную оболочку и жидкое содержимое ядра, котором часто заметны одно или несколько плотных телец ядрышек Кроме того, ядре можно иногда наблюдать тончайшую сеть переплетающихся нитей. Какое соотношение фенотипов получится при скрещивании двух гетерозигот при полном доминировании генов Ответ запишите виде последовательности цифр порядке из убывания.

Задание 18 Установите соответствие между причиной видообразования и его способом к каждой позиции, данной первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца Причины А Расширение ареала исходного вида Б Стабильность ареала исходного вида В Разделение ареала вида различными преградами Г Многообразие изменчивости особей внутри ареала Д Многообразие местообитаний пределах стабильного ареала Способы видообразования 1 Географическое 2 Экологическое Объяснение причины, связанные с изменением местообитаний стабильность ареала исходного вида, разделение ареала вида различными преградами мы отнесем к геграфическому видообразованию, а все остальные причины к экологическому то, что происходит внутри исходного ареала Правильный ответ. Задание 20 Проанализируйте таблицу Заполните пустые ячейки таблицы, используя понятия и термины, примеры, приведеные списке Для каждой ячейки, обозначенной буквами, выберите соответствующий термин из предложенного списка. Объяснение на рисунке представлен организм класса Паукообразных типа Членистоногих Мы это определили так как данный организм имеет четыре пары ходильных ног, головогрудь и брюшко Пищеварение пауков внеорганизменное, то есть паук ловит своих жертв паутину они прилипают к паутине, затем впрыскивает смесь желудочных ферментов жертву и оставляет ее на некоторое время Затем паук всасывает полупереваренное внутреннее содержимое жертвы. Объяснение рассмотрим строение вегетативной почки покрытосеменного растения.

В брак вступили голубоглазый светловолосый мужчина и дигетерозиготная кареглазая темноволосая женщина Определите генотипы супружеской пары, а также возможные генотипы и фенотипы детей Установите вероятность рождения ребенка с дигомозиготным генотипом. Форма и размеры растительных клеток очень разнообразны и зависят от их положения теле растения и функций, которые они выполняют Плотно сомкнутые клетки чаще всего имеют форму многогранников, что определяется их взаимным давлением, на срезах они обычно выглядят как 4 6угольники Клетки, диаметр которых по всем направлениям приблизительно одинаков, называются паренхимными Прозенхимными называются клетки сильно вытянутые длину, длина превышает их ширину 56 и более раз В отличие от клеток животных, взрослые клетки растений всегда имеют постоянную форму, что объясняется присутствием жесткой клеточной стенки. Помимо конституционных веществ, клетке присутствуют запасные вещества временно выключенные из обмена и отбросы конечные его продукты Запасные вещества и отбросы получили обобщенное название эргастических веществ Эргастические вещества, как правило, накапливаются клеточном соке вакуолей растворенном виде или образуют включения оформленные частицы, видимые световой микроскоп К эргастическим обычно относят вещества вторичного синтеза, изучаемые курсе фармакогнозии, терпеноиды, алкалоиды, полифенольные соединения.

Аппарат Гольджи назван по имени итальянского ученого К Гольджи, впервые описавшего его животных клетках В клетках растений аппарат Гольджи состоит из отдельных диктиосом или телец Гольджи и пузырьков Гольджи Каждая диктиосома представляет собой стопку из 57 и более уплощенных округлых цистерн диаметром около 1 мкм, ограниченных мембраной рис 2 3 По краям диктиосомы часто переходят систему тонких ветвящихся трубок Число диктиосом клетке сильно колеблется от 1050 до нескольких сотен зависимости от типа клетки и фазы ее развития Пузырьки Гольджи различного диаметра отчленяются от краев диктиосомных цистерн или краев трубок и направляются обычно сторону плазмалеммы или вакуоли. Хлорофилл и хлоропласты образуются только на свету Растения, выращенные темноте, не имеют зеленой окраски и называются этиолированными Вместо типичных хлоропластов них образуются измененные пластиды, не имеющие развитой внутренней мембранной системы, этиопласты. Пластиды всех трех типов образуются из пропластид мелких бесцветных телец, которые находятся меристематических делящихся клетках корней и побегов Пропластиды способны делиться и по мере дифференциации превращаются пластиды разного типа.

хромосомы клетки растения

В профазе ядре начинают выявляться хромосомы Сначала они имеют вид клубка из перепутанных нитей Затем хромосомы укорачиваются, утолщаются и располагаются упорядоченно В конце профазы исчезает ядрышко, а ядерная оболочка фрагментируется на отдельные короткие цистерны, неотличимые от элементов эндоплазматической сети, кариоплазма смешивается с гиалоплазмой На двух полюсах ядра появляются скопления микротрубочек, из которых впоследствии образуются нити митотического веретена. Мейоз состоит из двух последовательных делений, каждом из которых можно выделить те же четыре стадии, что и обычном митозе рис. В большинстве случаев хромосомы хорошо видны лишь делящихся клетках начиная со стадии метафазы, когда их можно видеть даже световой микроскоп В этот период удается определить количество хромосом ядре, их размеры, форму и строение Именно такие хромосомы называют метафазными Интерфазные хромосомы часто называют просто хроматином. Строение хромосомы А общий вид хромосомы Б строение удвоившейся хромосомы метафазе митоза 1 хроматида 2 центромера.

В зависимости от расположения центромеры определяют три основных вида хромосом равноплечие плечи равной длины, неравноплечие с плечами разной длины и палочковидные с одним, очень длинным и другим, очень коротким, едва заметным плечом Некоторые хромосомы имеют не только одну центромеру, но еще и вторичную перетяжку, не связанную с прикреплением нити веретена при делении Этот участок ядрышковый организатор, выполняющий функцию синтеза ядрышка ядре. В соматических, то есть телесных, клетках обычно содержится двойной, или диплоидный, набор хромосом Он состоит из пар 2n практически одинаковых по форме и размеру хромосом Такие парные, похожие друг на друга хромосомные наборы называют гомологичными от греч homos равный, одинаковый, общий Они происходят от двух организмов один набор от материнского, а другой от отцовского В таком парном наборе хромосом заключена вся генетическая информация клетки и организма особи Гомологичные хромосомы одинаковы по форме, длине, строению, расположению центромеры и несут одни и те же гены, имеющие одинаковую локализацию Они содержат одинаковый набор генов, хотя и могут различаться их аллелями Таким образом, гомологичные хромосомы содержат очень близкую, но не идентичную наследственную информацию.

Кратное увеличение числа хромосом клетках может возникать под действием высокой или низкой температуры, ионизирующих излучений, химических веществ, а также результате изменения физиологического состояния клетки Механизм действия этих факторов сводится к нарушению расхождения хромосом митозе или мейозе и образованию клеток с кратно увеличенным числом хромосом по сравнению с исходной клеткой Из химических агентов, вызывающих нарушение правильного расхождения хромосом, наиболее эффективен алкалоид колхицин, препятствующий образованию нитей веретена деления клетки Воздействуя разбавленным раствором колхицина на семена и почки, легко получают экспериментальные полиплоиды у растений П может возникать и вследствие эндомитоза удвоения хромосом без деления ядра клетки В случае нерасхождения хромосом митозе митотическая П образуются полиплоидные соматические клетки, при нерасхождении хромосом мейозе мейотическая П половые клетки с измененным, чаще диплоидным, числом хромосом нередуцированные гаметы Слияние таких гамет даёт полиплоидную зиготу тетраплоидную 4 n при слиянии двух диплоидных гамет, триплоидную 3 n при слиянии нередуцированной гаметы с нормальной гаплоидной и. В основе строения животных, как и всех других организмов, лежит клетка Она представляет собой сложную систему, компоненты которой взаимосвязаны посредством разнообразных биохимических реакций Точное строение конкретной клетки зависит от тех функций, которые она выполняет организме.

Определите хромосомный набор клетках заростка и клетках взрослого растения папоротника В результате какого типа деления, и из каких клеток этот хромосомный набор образуется. Морфологию хромосом обычно изучают период метафазы, когда тело их хорошо сформированно и на нем рельефно выделяются структурные элементы Хромосомы хорошо окрашиваются основными красителями гамотоксином, фуксином, сафранином и другими. Устьица образованы специальными клетками эпидермиса, между двумя из которых так называемыми замыкающими клетками устьица имеется отверстие регулируемой величины устьичная щель Через нее осуществляется связь между атмосферой и воздухоносными межклеточными пространствами толщи листа или другого органа, покрытого эпидермисом Замыкающие клетки устьиц под влиянием перемены условий влажности или освещения меняют свою форму, смыкаясь друг с другом или размыкаясь При этом они открывают или, соответственно, закрывают устьичную щель На свету, когда растение фотосинтезирует и нуждается притоке углекислого газа из атмосферы, устьичные щели открыты Ночью они закрываются замыкающие клетки закрывают просветы устьиц и жаркое время дня, что предохраняет растение от большой потери воды, от увядания.

В стебле под покровными тканями находятся клетки луба Луб это система из элементов нескольких тканей проводящей, опорной, основной Важнейший элемент луба ситовидные трубки Они построены из удлиненных клеток, вытянутых вдоль стебля, сочлененных друг с другом концами Это живые, но безъядерные клетки, элементы цитоплазмы которых расположены пристенно Оболочки местах стыка этих клеток имеют многочисленные отверстия, так что перегородки подобны ситу В результате этого смежные клетки сообщаются между собой и тем самым оказываются объединенными длинные трубки, тянущиеся сквозь жилки и черешки листьев, по стеблю и корню.

Большинство специализированных клеток не способно к размножению Однако растение растет всю свою жизнь, и течение всей жизни нем образуются новые клетки Они развиваются из клеток образовательных меристематических тканей Размножение делением является специализацией меристематических клеток, их функцией организме Происшедшие из них клетки развиваются, превращаясь те или иные специализированные клетки клетки ситовидных трубок, клетки пробки, волокна и Образовательная ткань находится разных частях растения например, точках роста на верхушках побегов, корней В толще стебля обычно есть несколько слоев образовательной ткани Под слоем пробки находятся клетки феллогена, которые, делясь, пополняют число клеток пробки, корки Внутрь от луба располагается слой клеток камбия Те из порождаемых ими клеток, которые образуются снаружи от камбия, развиваются клетки луба рис 25 Оказавшиеся внутри, ближе к оси ствола, дают начало клеткам древесины.

В мякоти листа между верхним и нижним эпидермисом находится основная ткань клетки с тонкими оболочками и большим количеством зеленых пластид хлоропластов В этих клетках происходит фотосинтез Верхние слои состоят большей частью из продолговатых клеток, плотно прилегающих друг к другу, это столбчатая паренхима Нижние слои рыхлые, между клетками расположены межклетники пространства, заполненные воздухом это губчатая паренхима Паренхима пронизана ветвящимися жилками, которые построены из пучков механической разнообразные волокна и проводящей ситовидные трубки и водоносные сосуды тканей. Рис 28 Современная обобщённая схема строения растительной клетки, составленная по данным электронномикроскопического исследования разных растительных клеток 1 аппарат Гольджи 2 свободно расположенные рибосомы 3 хлоропласты 4 межклеточные пространства 5 полирибосомы несколько связанных между собой рибосом 6 митохондрии 7 лизосомы 8 гранулированная эндоплазматическая сеть 9 гладкая эндоплазматическая сеть 10 микротрубочки 11 пластиды 12 плазмодесмы, проходящие сквозь оболочку 13 клеточная оболочка 14 ядрышко 15, 18 ядерная оболочка 16 поры ядерной оболочке 17 плазмалемма 19 гиалоплазма 20 тонопласт 21 вакуоли 22 ядро.

В зависимости от характера специализации одни черты строения и работы клетки развиты очень сильно, другие, напротив, мало развиты или вовсе отсутствуют Как мы видели, некоторые клетки, став специализированными, умирают и именно мертвом состоянии начинают выполнять свою специальную функцию многоклеточном организме клетки пробки, древесинные волокна, сосуды. Рассматривая общие черты строения и жизнедеятельности растительных клеток, удобно говорить о некоей типовой клетке, вобравшей себя общие черты разных специализированных клеток Такую клетку, хотя она и не существует чистом виде, можно даже изобразить табл 7, рис 28 Из реальных клеток более других похожи на такую типовую клетки паренхимы листа табл 8, рис. Рис 29 Клетки из черешка листа сахарной свеклы 1 хлоропласты 2 ядро с ядрышком 3 вакуоли 4 цитоплазма 5 митохондрии 6 клеточная оболочка 7 тонопласт. Рис 30 Живая клетка из скорлупы кокосового ореха с ветвистыми каналами и очень толстой одревесневшей оболочкой 1 поровые каналы, заполненные цитоплазмой 2 ядро 3 слоистая оболочка клетки 4 цитоплазма. Эндоплазматический ретикулум органоид цитоплазмы, котором происходит синтез очень многих веществ табл. Различают агранулярный гладкий и гранулярный эндоплазматический ретикулум На наружной поверхности каналов гранулярного ретикулума располагаются многочисленные мелкие органоиды рибосомы, функцией которых является синтез белковых молекул.

Далее, мембраны эндоплазматического ретикулума расчленяют цитоплазму на многочисленные отсеки, благодаря чему клетку нельзя представить как однородный массив, котором перемешаны самые различные вещества Условия одном отсеке могут быть совершенно иными, чем любом другом процессы, нем протекающие, могут идти только нем, тогда как каждом другом происходят иные процессы. Многие из веществ, синтезированных клетке, должны быть сконцентрированы и выделены из клетки либо наружную среду, либо во внутриклеточную вакуоль Кроме того, клетка концентрирует и вещества, поступающие нее из других клеток, например если она откладывает их про запас Эту работу выполняют диктиосомы Обычно растительной клетке имеется несколько диктиосом, и вся их совокупность называется аппаратом или комплексом Гольджи данной клетки Каждая диктиосома представляет собой систему мембран, сложенных стопкой табл 10 срез, рис 32 объемная схема Полости между мембранами, образующими этот органоид, имеют вид то узких щелей, то плоских мешочков цистерн, то пузырьков Форма их меняется ходе работы органоида и, повидимому, зависит от степени наполнения межмембранных пространств выделяемыми и накапливаемыми веществами Сформировавшиеся и разросшиеся пузырьки отделяются от органоида Повидимому, многие клеточные вакуоли, окруженные мембранами тонопластом, являются продуктом деятельности аппарата Гольджи это оторвавшиеся от него и затем увеличившиеся пузырьки.

Пропластиды бесцветные тельца, похожие на митохондрии, но несколько крупнее их В больших количествах они встречаются меристематических клетках Лейкопласты находятся клетках неокрашенных частей растений плодов, семян, корней, эпидермиса листьев Форма их неопределенна Чаще всего встречаются лейкопласты, которых откладывается крахмал он образуется из сахаров Есть лейкопласты, запасающие белки Наименее распространены лейкопласты, заполненные жиром они образуются при старении хлоропластов Существенных различий между лейкопластами и пропластидами. У спирогиры хроматофор имеет вид ленты, спирально вьющейся вдоль стенок клетки у клостридиума это ребристые цилиндры у зигнемы звездчатые тела. Хромопласты возникают либо из пропластид, либо из хлоропластов, либо из лейкопластов Их внутренняя мембранная структура гораздо проще, чем у хлоропластов Гран нет, строма содержит много желтого или оранжевого пигмента Хромопласты содержатся клетках лепестков, плодов, корнеплодов. Таблица 6 Покрытосеменные вверху слева направо колокольчики, пеларгониум, шафран крокус внизу слева астры внизу справа репейник.

При смене диплоидного поколения клеток гаплоидным происходит так называемое редукционное деление ядра мейоз Во время мейоза рис 38 гомологичные хромосомы каждой пары сближаются, тесно прилегают друг к другу по своей длине, перекручиваются Между соприкасающимися гомологичными хромосомами происходит обмен отдельными участками В результате этого часть генов отцовских хромосом переходит состав материнских хромосом, а соответствующие им гены материнских хромосом занимают освободившиеся места отцовских хромосомах явление кроссинговера рис 38А Внешний вид тех и других хромосом результате этого не меняется, но их качественный состав становится иным Отцовская и материнская наследственности перераспределяются и смешиваются Далее ядерная оболочка и ядрышко растворяются, образуется аппарат веретена, такой же, как при митозе Гомологичные хромосомы разъединяются и с помощью нитей веретена расходятся к полюсам клетки У одного полюса оказывается один гаплоидный набор хромосом по одной гомологичной хромосоме из каждой пары, у другого второй гаплоидный набор. Органоиды клетки ядро, митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи, центросомы и другие. Пластиды Встречаются только клетках растений В цветных пластидах хлоропластах идет процесс фотосинтеза образование органических веществ из неорганических В бесцветных пластидах лейкопластах откладывается запас питательных веществ.

Делеция части пятой хромосомы приводит к генетическому нарушению известному как синдром кошачьего крика У людей, пораженных этим заболеванием, зачастую наблюдается задержка умственном развитии, а их плач детском возрасте напоминает кошачий крик.

Кариоплазма является полупрозрачным внутренней средой клетки, которой происходят все биохимические реакции Во время деления клетки ней легко заметить палочковидные структуры хромосомы Обязательные структуры цитоплазмы клеток растений и животных, хлоропластов, митохондрий Основными способами деления клеток человеческом организме являются митоз и мейоз Показаны конденсация хроматина с образованием хромосом, образование веретена деления и равномерное распределение хромосом и центриолей по двум дочерним клеткам А интерфаза, Б профаза, В метафаза Г анафаза, Д телофаза, Е поздняя телофаза В конце метафазы каждая хромосома начинает расщепляться продольной щелью на две новые дочерние хромосомы При мейозе происходит два последовательных митотических деления клеток При этом сохраняется постоянное число хромосом, что обеспечивает передачу наследственной информации от одной клетки другой Какие функции выполняет клетка Ядра таких клеток содержат, как правило, двойной, или диплоидный, набор хромосом Исходно половина хромосом досталась каждой клетке от материнской яйцеклетки и столько же хромосом от сперматозоида отца Но если нее ввести ядро от другой амебы, то она быстро восстанавливается нормальный организм, который способен выполнять все жизненные функции амебы В состав хромосом входят также липиды и минеральные вещества например, ионы Центромеру, к которой прикрепляются нити веретена во время деления при митозе и мейозе, называют кинетохором от греч.

Участок дезоксирибонуклеиновой кислоты образует 1, 75 оборотов вокруг стержневой части и имеет вид эллипсоида приблизительно 10 нанометров длину и 5 6 ширину Присутствие этих структур хромосом ядре служит систематическим признаком клеток эукариотических организмов В дальнейших фазах митоза анафазе и, особенно, телофазе происходит их полное разделение, результате чего каждая хроматида становится отдельной хромосомой Чтобы функции хромосом клетке осуществлялись полной мере, эти единицы наследственности имеют специальное приспособление первичную перетяжку центромеру, которая никогда не спирализуется В зависимости от расположения центромеры, генетики классифицируют хромосомы на равноплечие метацентричные, неравноплечие субметацентричные и акроцентричные Некоторые хромосомы имеют одну или несколько вторичных перетяжек, которые не участвуют митозе, так как к ним не могут присоединяться нити веретена деления, но именно эти участки вторичные перетяжки обеспечивают контроль над синтезом ядрышек органелл, которые отвечают за формирование рибосом Кольцов, Сэттон начале 20го столетия скрупулёзно изучили хромосомы, строение и функции их соматических и половых клетках гаметах.

Потенциально вредоносный механизм, использованный с умом, принес нам огромную пользу Прямо сейчас жизнь вокруг нас буквально кишит огромными толпами невероятно разнообразных вирусов Современные секвенаторы способны полностью прочесть геном конкретного человека лишь за несколько дней и несколько тысяч долларов, и очевидно, что на этом прогресс не остановится Клетка это основа многоклеточного организма, место протекания биохимических и физиологических процессов организме На клеточном уровне конечном итоге происходят все биологические процессы Вторая группа гистонов располагается между нуклеосомами и фиксирует укладку нуклеосомной цепи более высокий уровень структурной организации супернуклеосомную нить Неоднородность метафазных хромосом, как уже упоминалось, можно увидеть даже при световой микроскопии.

Работать вы будете группах, а сейчас мы посмотрим, как вы изучили органоиды клетки Какой органоид остался без нашего внимания Оно может быть шаровидным 520 мкм диаметре, линзовидным, веретеновидным и даже многолопастным клетках паутинных желез некоторых насекомых и пауков Хроматин световом микроскопе выявляется виде тонких нитей, глыбок, гранул Ядрышки имеют диаметр 12 мкм и больше, обычно шаровидной формы одно или несколько, не окружены мембраной Некоторые хромосомы могут иметь вторичные перетяжки, отделяющие от хромосомы спутник Какой процент нуклеотидов с аденином этой молекуле Какие органоиды участвуют упаковке и выносе синтезированных клетке веществ В клетке расщепление белков до аминокислот с участием ферментов происходит. Интерфаза это фаза жизненного цикла между двумя делениями клетки Она характеризуется активными процессами обмена веществ, синтезом белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, накоплением клеткой питательных веществ, увеличением количества всех его органелл, ростом и увеличением объема. Митоз состоит из четырех последовательных фаз, обеспечивающих равномерное распределение генетической информации и всех органоидов между двумя дочерними клетками рис.

Метафаза Во вторую стадию митоза нити веретена деления соединяются с центромерами хромосом и перемешают их экваториальную зону клетки В конце метафазы все хромосомы выстраиваются одной экваториальной плоскости В этом положении они удерживаются микротрубочками веретена деления Микротрубочки связаны с центромерами хромосом Они обеспечивают движение хромосом к экватору и их выстраивание на равном расстоянии от полюсов клетки рис. Иногда встречается и другой вид деления клетки амитоз Амитоз это прямое деление ядра, без образования хромосом и веретена деления При этом наследственная информация распределяется неравномерно Амитоз встречается у некоторых простейших, клетках специализированных тканей хрящи, раковых клетках. Преемственность поколений организмов природе осуществляется за счет воспроизведения Размножение это способность организма воспроизводить себе подобных В природе существует два типа размножения бесполое и половое. Простое деление, или деление надвое, характерно для одноклеточных организмов Из одной клетки путем митоза образуются две дочерние клетки, каждая из которых становится новым организмом рис 8, А Таким способом размножаются все прокариоты, одноклеточные организмы водоросли и простейшие У некоторых простейших, например у паразита малярийного плазмодия, происходит многократное деление исходной клетки и образование многочисленного потомства.

Фрагментация это разделение особи на две и более части, каждая из которых может дать начало новому организму Этот способ основан на регенерации способности организмов восстанавливать недостающие части тела Характерен он для низших беспозвоночных животных кишечнополостных, плоских червей, морских звезд и др Тело животного, разделенное на отдельные части, достраивает недостающие фрагменты Например, при неблагоприятных условиях плоский червь планария распадается на отдельные части, каждая из которых при наступлении благоприятных условий может дать новый организм. Половое размножение это образование нового организма при участии двух родительских особей Новый организм несет наследственную информацию от двух родителей, а образующиеся потомки отличаются генетически друг от друга и своих родителей Этот процесс свойствен всем группам организмов, простейшем варианте он имеет место даже у прокариот. Пахитена Это достаточно длительная стадия, так как именно этот период между конъюгированными хромосомами может происходить обмен отдельными участками кроссинговер рис 9 Между несестринскими хроматидами двух гомологичных хромосом начинается обмен некоторыми генами, что приводит к рекомбинации генов хромосомах Биваленты продолжают укорачиваться и утолщаться. Метафаза I Гомологичные хромосомы попарно виде бивалентов выстраиваются экваториальной зоне клетки над и под плоскостью экватора Образуется метафазная пластинка Центромеры хромосом соединяются с нитями веретена деления.

Образование двух клеток может происходить не всегда Иногда телофаза завершается только формированием двух гаплоидных ядер. Рис 12 Схема жизненных циклов организмов А жизненный цикл низших растений водорослей, грибов мейоз происходит сразу после образования зиготы, взрослое поколение гаплоидное Б жизненный цикл животных В жизненный цикл высших растений, чередование гаплоидного и диплоидного поколения. Стадия созревания На этой стадии происходит мейоз, результате которого окончательно формируются и созревают гаметы с гаплоидным набором хромосом. После роста происходит созревание овоцита 1го порядка Клетка приступает к мейозу, но процесс деления затягивается надолго Например, у млекопитающих деление начинается эмбриональном состоянии, но приостанавливается на профазе I до периода полового созревания самки, на несколько недель, месяцев или лет, зависимости от вида организма Позже под влиянием половых гормонов мейоз продолжается дальше. Первое деление мейоза происходит асимметрично образуются одна крупная клетка овоцит 2го порядка, куда переходят все питательные вещества и органоиды, и одна мелкая клетка первичное полярное, или направительное, тельце которой имеется только ядро. У большинства видов организмов женские и мужские гаметы очень отличаются друг от друга. Рис 14 Строение половых клеток животных А сперматозоида 1 акросома 2 ядро 3 митохондрии 4 центриоли 5 хвост Б яйцеклетки 1 ядро 2 желточные зерна.

В отличие от яйцеклеток сперматозоиды значительно меньше У млекопитающих их размеры варьируют от 0, 001 до 0, 008 мм длина головки. Новое ядро делится на две неравные части Одна, большая часть превращается макронуклеус, а другая микронуклеус Этот процесс напоминает оплодотворение, так как слияние ядер разных организмов нее же происходит и генетическая информация обновляется. После образования бластулы наступает вторая стадия развития зародыша гаструла рис 17, Б Гаструляция начинается с впячивания нижних клеток бластулы внутрь полости В результате образуются два слоя клеток и полость с отверстием бластопором Полость гаструлы гастральная полость дальнейшем превращается кишечную полость. Из мезодермы формируются мышечная и все виды соединительной ткани Из хорды впоследствии формируется хрящевой и костный скелет, а из боковых участков мезодермы образуются мышцы, кровеносная система, сердце, почки, половая система.

Специфичность работы клеток возникает не сразу, а на определенном этапе эмбриогенеза Установлено, что на стадии 4 16 бластомеров зависимости от вида животных каждая клетка может развиться нормальный организм, она обладает равнонаследственностью Далее эта способность постепенно утрачивается У кролика равнонаследственность сохраняется на стадии 4 бластомеров, у тритона 16 бластомеров, у человека на стадии 4, реже 6 бластомеров, что подтверждается рождением 4, редко 6 однояйцовых близнецов Далее бластомеры теряют свойство равнонаследственности и дифференцируются Регуляция деятельности генов происходит на молекулярном уровне за счет регуляторных белков Из цитоплазмы ядро поступают специфические вещества гормоны, которые действуют на регуляторные белки и тем самым активизируют или подавляют активность соответствующих генов В процессе развития специализация клеток является результатом взаимодействия ядра и цитоплазмы, а также действия факторов внешней среды.

Так, организаторами, направляющими развитие нервной трубки, являются клетки мезодермы и хорды Они выделяют специальные вещества, которые действуют на эктодерму и стимулируют развитие нервной трубки Если часть эктодермы на стадии ранней гаструлы пересадить с верхней спинной части вниз на брюшную сторону, то из нее разовьется кожа живота Если же, наоборот, пересадить нижнюю часть эктодермы на верхнюю сторону, то из нее разовьется нервная пластинка Эксперименты по пересадке различных частей зародыша позволили определить роль каждой части эмбриональной индукции. На внутриутробное развитие плода оказывают влияние условия жизни матери Неблагоприятному воздействию могут подвергнуться первичные овоциты еще до наступления беременности Известно, что овоциты 1го порядка закладываются эмбриональном развитии и далее периодически созревают течение всего детородного периода женщины Но чем старше женщина, тем старее и овоциты, а значит, они более подвержены изменению под действием различных факторов, вероятность возникновения какойлибо аномалии них повышена Статистика свидетельствует, что чем старше женщина, тем выше вероятность рождения ребенка с аномалиями Отрицательное воздействие на развитие эмбриона оказывают также различные заболевания вирусного характера, применение некоторых медикаментов антибиотики, гормональные препараты, наркотические вещества, алкоголь Мощным фактором, вызывающим аномалии развития эмбриона, являются рентгеновские лучи и другие ионизирующие излучения.

Онтогенез это процесс индивидуального развития организма, результате которого реализуется его наследственная информация Развитие организма начинается с оплодотворения и продолжается до его смерти За этот период он проходит все стадии образуется результате оплодотворения, рождается, растет, развивается, размножается, стареет и умирает Длительность жизни зависит от индивидуальных наследственных особенностей вида и не зависит от уровня его организации. Онтогенез делится на два периода эмбриональный и постэмбриональный Эмбриональный период начинается с момента оплодотворения и продолжается до рождения организма Постэмбриональное развитие начинается сразу после рождения, когда организм способен существовать самостоятельно. Непрямое развитие протекает с метаморфозом, с превращением во взрослую особь В этом случае родившийся организм личинка не похожа на взрослую особь Личинка приспособлена к активному питанию, передвижению, росту и развитию, но не способна к размножению за редким исключением. Превращение личинки во взрослую особь связано с синтезом специальных гормонов Например, для превращения головастика лягушку необходим гормон щитовидной железы.

У некоторых организмов личиночный период может затягиваться на всю жизнь, и на этой стадии организм может приступить к размножению Например, личинка земноводного амбистомы аксолотль при недостатке гормона щитовидной железы не превращается во взрослую особь, но способна размножаться на этой стадии При добавлении воду гормона развитие идет до конца, и аксолотль превращается амбистому. Процесс индивидуального развития организма заканчивается старением и смертью Старение это общебиологическая закономерность, свойственная всем живым организмам В процессе старения изменяются все системы органов, нарушаются их структура и функции. Поколение с гаплоидным набором хромосом называется гаметофитом На гаметофите образуются гаметы процессе митоза Поколение с диплоидным набором хромосом называется спорофитом, и на нем образуются споры процессе мейоза Гаметофит развивается из гаплоидных спор, а спорофит из диплоидной зиготы, образующейся результате оплодотворения.

Это листостебельное растение, на побегах которого развиваются органы полового размножения антеридии мужские органы и архегонии женские органы В антеридиях процессе митоза образуются сперматозоиды, а архегониях яйцеклетка как правило, одна При наличии воды сперматозоиды проникают архегонии и оплодотворяют яйцеклетку, при этом образуется зигота 2n Из зиготы на гаметофите развивается спорофит 2n виде коробочки на ножке спорогона Спорофит не способен к самостоятельному существованию и питается за счет питательных веществ гаметофита В спорангиях коробочке результате мейоза образуются споры Споры после созревания высыпаются и во влажной среде прорастают, давая начало новым гаметофитам. Мегаспора трижды делится митозом, и образуется восьмиядерный зародышевый мешок Восемь ядер распределяются следующим образом Ближнее к пыльцевходу крупное ядро яйцеклетка, рядом два ядра помельче две сопутствующие клетки синергиды На противоположном полюсе мешка располагаются три ядра антиподы, а центре располагаются два центральных ядра Все ядра гаплоидные Таким образом, женский гаметофит представлен восьмиядерным зародышевым мешком.

При попадании пыльцы на рыльце пестика вегетативная клетка начинает прорастать, образуя пыльцевую трубку и продвигая генеративную клетку к пыльцевходу Два спермия через пыльцевход проникают зародышевый мешок Один спермий сливается с яйцеклеткой, и образуется зигота 2n, из которой развивается зародыш семени Другой спермий сливается с двумя ядрами центральной клетки, результате чего образуется эндосперм 3n семени, котором запасаются питательные вещества. В образовании веретена деления у всех эукариотических клеток принимают участие два рода структур полярные тельца полюсы веретена и кинетохоры хромосом Полярные тельца, или центросомы, являются центрами организации или нуклеации микротрубочек От них своими плюсконцами отрастают микротрубочки, образующие пучки, тянущиеся к хромосомам У клеток животных центросомы включают свой состав и центриоли Но у многих эукариот центриолей нет, а центры организации микротрубочек присутствуют виде бесструктурных аморфных зон, от которых отходят многочисленные микротрубочки Как правило, при организации аппарата деления участвуют две центросомы или два полярных тельца, находящиеся на противоположных концах сложного, веретенообразного тела, состоящего из микротрубочек Второй структурой, характерной для митотического деления клеток, связывающей микротрубочки веретена с хромосомой, являются кинетохоры Именно кинетохоры, взаимодействуя с микротрубочками, ответственны за перемещение хромосом при клеточном делении.

Все эти компоненты, а именно полярные тельца центросомы, микротрубочки веретена и кинетохоры хромосом, встречаются у всех эукариотических клеток, начиная с дрожжей и кончая млекопитающими, и обеспечивают сложный процесс расхождения реплицированных хромосом. Рис 303 Микрофотографии кинетохора, полученные с помощью электронного микроскопа. Параллельно этим процессам наблюдается активация клеточных центров В начале профазы разбираются микротрубочки цитоплазме и начинается бурный рост множества астральных микротрубочек вокруг каждой из удвоившихся диплосом рис 308 Скорость роста микротрубочек профазе почти два раза выше роста интерфазных микротрубочек, но лабильность их 5 10 раз выше цитоплазматических Так, если время полужизни микротрубочек цитоплазме составляет около 5 мин, то во время первой половины митоза всего лишь 15 с Здесь еще большей степени проявляется динамическая нестабильность микротрубочек Все микротрубочки, отходящие от центросом, растут вперед своими плюсконцами. Одно из главных событий телофазы разделение клеточного тела, цитотомия, или цитокинез Выше уже говорилось, что у растений деление клетки происходит путем внутриклеточного образования клеточной перегородки, а у клеток животных путем перетяжки, впячивания плазматической мембраны внутрь клетки.

В большинстве случаев закладка перетяжки при делении клеток животных происходит строго экваториальной плоскости веретена Здесь конце анафазы, начале телофазы, возникает кортикальное скопление микрофиламентов, которые образуют сократимое кольцо см рис 258 В состав микрофиламентов кольца входят актиновые фибриллы и короткие палочковидные молекулы из полимеризованного миозина II Взаимное скольжение этих компонентов приводит к уменьшению диаметра кольца и к появлению вдавления плазматической мембраны, что конце обусловливает перетяжку исходной клетки надвое. После цитотомии две новые дочерние клетки переходят стадию G 1 клеточного периода К этому времени возобновляются цитоплазматические синтезы, происходит реставрация вакуолярной системы, диктиосомы аппарата Гольджи снова концентрируются околоядерной зоне ассоциации с центросомой От центросомы начинается отрастание цитоплазматических микротрубочек и восстановление интерфазного цитоскелета.

Рис 329 Схема строения бактериального жгутика грамотрицательной бактерии Jones, Macnub Жгутиковая нить построена из белка флагеллина Его молекулярная масса колеблется зависимости от вида бактерий 40 60 тыс Глобулярные субъединицы флагеллина полимеризуются спирально закрученные нити так, что образуется трубчатая структура не путать с микротрубочками эукариот с диаметром 1225 нм, полая изнутри Флагеллины не способны к движению Они могут спонтанно полимеризоваться нити с постоянным шагом волны, характерным для каждого вида В живых бактериальных клетках нарастание жгутиков происходит на их дистальном конце вероятно, транспорт флагеллинов осуществляется через полую середину жгутика. В метафазе заканчивается формирование веретена деления, хромосомы приобретают определенную форму того или иного вида растения и собираются одной плоскости экваториальной, на месте бывшего ядра Ахроматиновое веретено постепенно. Процесс от момента образования срединной пластинки до формирования новой клетки называют цитокинезом Дочерние клетки два раза мельче материнских, но затем они растут и достигают размеров материнской клетки. Анафаза I Происходит сокращение нитей ахроматинового веретена, и гомологичные хромосомы каждом биваленте расходятся к противоположным полюсам, причем на каждом полюсе окажется половинное число хромосом материнской клетки, происходит уменьшение редукция числа хромосом и образуются два гаплоидных ядра.

Для каждого вида растений характерно постоянное число хромосом гаплоидном или диплоидном ядре и постоянная их форма Среди высших растений часто встречается явление полиплоидии многократное повторение ядре одного набора хромосом триплоиды, тетраплоиды и. Первый способ классический отдаленная гибридизация, когда зиготе отдаленного гибрида хромосомы одного из видов элиминируют Второй способ основан на методиках культивирования in vitro, где из неоплодотворенных половых клеток с редуцированным набором хромосом можно регенерировать целые растения Гаплоиды высших растений можно получить из эксплантов, взятых на любой стадии развития гаметофита после редукционного деления клеток спорогенной ткани пыльника. Во втором пыльца делится, но клетки, возникшие результате делений, быстро увеличиваются размерах и, разрывая оболочку пыльцевого зерна, образуют каллус В результате дальнейшего морфогенеза из этих каллусных клеток регенерируют растения Последние часто стерильны, но после обработки растений колхицином происходит удвоение числа хромосом, результате чего можно получить фертильные гомозиготы. Полный диплоидный, двойной набор хромосом присущ всем соматическим клеткам, у человека он представлен 44 аутосомами и 2 половыми хромосомами При таком наборе ядрах содержится 22 аутосомы и 1 половая Гаплоидный и диплоидный наборы хромосом могут присутствовать одновременно, при половом процессе.

Хлоропласты от греч хорос зеленый, пластос вылепленный пластиды зеленого цвета, содержащиеся клетках растений и осуществляющие фотосинтез. Наблюдать движение цитоплазмы можно, приготовив микропрепараты листьев или др частей растений При этом клетках есть зелёные пластиды хлоропласты, которые плавно перемещаются вместе с цитоплазмой одном направлении вдоль клеточной оболочки По их перемещению можно судить о движении цитоплазмы Это движение постоянно, но его иногда трудно обнаружить. Потому что между оболочками соседних клеток находится особое межклеточное вещество, которое склеивает клетки между собой. По назначению органеллы подразделяются на органеллы общего назначения митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, рибосомы, центриоли, лизосомы, пластиды и органеллы специального назначения миофибриллы, жгутики, реснички, вакуоли По наличию мембраны органеллы подразделяются на двумембранные митохондрии, пластиды, клеточное ядро, одномембранные эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли и немембранные рибосомы, клеточный центр Внутреннее содержимое мембранных органелл всегда отличается окружающей их гиалоплазмы. Жгутики единичные цитоплазматические выросты на поверхности клеток многих протистов, зооспор и сперматозоидов. Половые хромосомы или гетерохромосомы это хромосомы, несущие гены, определяющие пол живого организма.

Существуют одноклеточные организмы, тело которых целиком состоит из одной клетки К этой группе относятся бактерии и протисты простейшие животные и одноклеточные водоросли Иногда их также называют бесклеточными, но термин одноклеточные употребляется чаще Настоящие многоклеточные животные Metazoa и растения Metaphyta содержат множество клеток. Клеточные стенки и капсулы не участвуют метаболизме, и часто их удается отделить, не убивая клетку Таким образом, их можно считать наружными вспомогательными частями клетки У клеток животных клеточные стенки и капсулы, как правило, отсутствуют. В цитоплазме имеются внутренние мембраны, сходные с наружной и образующие органеллы различного типа Эти мембраны можно рассматривать как складки наружной мембраны иногда внутренние мембраны составляют единое целое с наружной, но часто внутренняя складка отшнуровывается, и контакт с наружной мембраной прерывается Однако даже случае сохранения контакта внутренняя и наружная мембраны не всегда химически идентичны В особенности различается состав мембранных белков разных клеточных органеллах.

Из микротрубочек формируются также фибриллярные структуры, служащие органами движения клетки У некоторых клеток имеются бичевидные выросты, называемые жгутиками, или же реснички их биение обеспечивает движение клетки воде Если клетка неподвижна, эти структуры гонят воду, частицы пищи и другие частицы к клетке или от клетки Жгутики относительно крупные, и обычно клетка имеет только один, изредка несколько жгутиков Реснички гораздо мельче и покрывают всю поверхность клетки Хотя эти структуры свойственны главным образом простейшим, они могут присутствовать и у высокоорганизованных форм В человеческом организме ресничками выстланы все дыхательные пути Попадающие них небольшие частички обычно улавливаются слизью на клеточной поверхности, и реснички продвигают их вместе со слизью наружу, защищая таким образом легкие Мужские половые клетки большинства животных и некоторых низших растений движутся с помощью жгутика.

После того как хромосомы удвоились, каждая из дочерних клеток должна получить полный набор хромосом Простое деление клетки не может этого обеспечить такой результат достигается посредством процесса, называемого митозом Если не вдаваться детали, то началом этого процесса следует считать выстраивание хромосом экваториальной плоскости клетки Затем каждая хромосома продольно расщепляется на две хроматиды, которые начинают расходиться противоположных направлениях, становясь самостоятельными хромосомами В итоге на двух концах клетки располагается по полному набору хромосом Далее клетка делится на две, и каждая дочерняя клетка получает полный набор хромосом. IV Телофаза Как только хромосомы приближаются к противоположным полюсам, сама клетка начинает делиться вдоль плоскости, которой находилась экваториальная пластинка В итоге образуются две клетки Нити веретена разрушаются, хромосомы раскручиваются и становятся невидимыми, вокруг них формируется ядерная мембрана Клетки возвращаются фазу G 1 интерфазы Весь процесс митоза занимает около часа.

Деление самой клетки, называемое цитокинезом, не имеет жесткой связи с митозом Иногда один или несколько митозов проходят без клеточного деления результате образуются многоядерные клетки, часто встречающиеся у водорослей Если из яйцеклетки морского ежа удалить путем микроманипуляций ядро, то веретено после этого продолжает формироваться и яйцеклетка продолжает делиться Это показывает, что наличие хромосом не является необходимым условием для деления клетки. Размножение с помощью митоза называют бесполым размножением, вегетативным размножением или клонированием Его наиболее важный аспект генетический при таком размножении не происходит расхождения наследственных факторов у потомства Образующиеся дочерние клетки генетически точности такие же, как и материнская Митоз это единственный способ самовоспроизведения у видов, не имеющих полового размножения, например у многих одноклеточных Тем не менее даже у видов с половым размножением клетки тела делятся посредством митоза и происходят от одной клетки оплодотворенного яйца, а потому все они генетически идентичны Высшие растения могут размножаться бесполым путем с помощью митоза саженцами и усами известный пример клубника.

В метафазе четыре соединенные хроматиды выстраиваются, образуя экваториальную пластинку, как если бы они были одной удвоенной хромосомой В противоположность тому, что происходит при митозе, центромеры не делятся В результате каждая дочерняя клетка получает пару хроматид, все еще связанных цетромерой Во время второго деления хромосомы, уже индивидуальные, опять выстраиваются, образуя, как и митозе, экваториальную пластинку, но их удвоения при этом делении не происходит Затем центромеры делятся, и каждая дочерняя клетка получает одну хроматиду. В принципе, и гаплоидные, и диплоидные клетки способны размножаться посредством митоза и давать начало взрослым особям Однако у большинства животных, включая человека, только диплоидные клетки, возникшие результате деления зиготы, формируют взрослую особь У наземных растений такую функцию выполняют и гаплоидные, и диплоидные клетки Поскольку при этом гаплоидное поколение чередуется с диплоидным, данное явление получило название чередования поколений У мхов и мохообразных Bryophyta доминантным является гаплоидное поколение, хотя диплоидное тоже довольно хорошо развито и обычно паразитирует на гаплоидном У высших наземных растений Tracheophyta диплоидное поколение доминирует, а гаплоидное очень редуцировано и представлено пыльцой и семяпочками.

Световой микроскоп В изучении клеточной формы и структуры первым инструментом был световой микроскоп Его разрешающая способность ограничена размерами, сравнимыми с длиной световой волны 0, 4 0, 7 мкм для видимого света Однако многие элементы клеточной структуры значительно меньше по размерам. Эндоплазматическая сеть эндоплазматическийретикулум представляет собой разветвленную трехмерную сеть каналов, пузырьков и цистерн, ограниченных мембранами, пронизывающую гиалоплазму Эндоплазматическая сеть клетках, синтезирующих белки, состоит из мембран, несущих на наружной поверхности рибосомы Такая форма получила название гранулярной или шероховатой рис 2 1 Эндоплазматическая сеть, не имеющая рибосом, называется агранулярной или гладкой Агранулярная эндоплазматическая сеть принимает участие синтезе жиров и других липофильных соединений эфирные масла, смолы, каучук. Клетка, элементарная единица живого Клетка отграничена от других клеток или от внешней среды специальной мембраной и имеет ядро или его эквивалент, котором сосредоточена основная часть химической информации, контролирующей наследственность Изучением строения клетки занимается цитология, функционированием физиология Наука, изучающая состоящие из клеток ткани, называется гистологией.

IV Телофаза Как только хромосомы приближаются к противоположным полюсам, сама клетка начинает делиться вдоль плоскости, которой находилась экваториальная пластинка В итоге образуются две клетки Нити веретена разрушаются, хромосомы раскручиваются и становятся невидимыми, вокруг них формируется ядерная мембрана Клетки возвращаются фазу G1 интерфазы Весь процесс митоза занимает около часа.

Каким бы ни было тонкое строение хромосомы, от степени скручивания нитчатых структур зависит ее длина На различных участках одной и той же хромосомы спирализация, компактность ее основных элементов неоди накова, с этим связана различная интенсивность окраски отдельных участ ков хромосомы Участки хромосомы, интенсивно воспринимающие к расители, получили название гетерохроматических состоящих из гетерохроматина, они даже период между делениями клетки остаются компактными, видимыми световой микроскоп Слабо окрашивающиеся участки, деконденсирующиеся периоды между делениями клетки и становящиеся невидимыми, получили название эухроматических состоящих из эухроматина Предполагается, что еухроматин содержит себе гены, а гетерохроматин выполняет по преимуществу структурную функцию Он находится интенсивно спирализованном состоянии и занимает одни и те же участки го мологичных хромосомах, частности составляет участки, прилегающие к центромере и находящиеся на концах хромосом Потеря участков гетеро хроматина может не отражаться на жизнедеятельности клетки Выделяют еще факультативный гетеро хроматин Гуттман Б та ін 2004 Он возникает при спирализации и инактивации двух гомологичных хромосом, так образуется тельце Бара половой хроматин Его образует одна из двух хромосом у женских особей млекопитающих и человека.

Постоянство числа, индивидуальность и сложность строения, авторе продукция и непрерывность после довательных генерациях клеток говорят о большой биологической роли хромосом Действительно хромосомы являются носителями наследственной информации. В химически активной среде пищевого тракта клетки эпителия кишечника быстро изнашиваются и потому непрерывно делятся дважды сутки, клетки роговицы глаза приступают к делению один раз трое суток, а клетки эпителия кожи раз месяц На процесс деления клетка тратит среднем от 1 до 3 часов зависимости от внешних условий освещения, температуры. Апоптоз может быть спровоцирован внешними факторами химическим воздействием или облучением На этом основано действие некоторых препаратов и специальных излучателей, вызывающих апоптоз раковых клеток Спровоцированный апоптоз иногда приводит к опасным последствиям Так, продолжительное нарушение кровообращения сердечной мышцы приводит к разрушению лишь небольшой части ее клеток, но их гибель вызывает апоптоз многих соседних клеток и как следствие обширный инфаркт миокарда.

Цитокинез Процесс деления ядра называется кариокинезом, а деления содержимого клетки цитокинезом Весь процесс деления делится от нескольких минут до 3 часов, зависимости от типа клеток Стадия деления клетки несколько раз по времени короче ее интерфазы Окончательное разделение надвое клетках животных осуществляется перетяжкой В растительных клетках из середины к краям разрастается мембрана, на которой затем появляется плотная клеточная стенка Органоиды митохондрии, рибосомы, комплекс Гольджи и др распределяются между дочерними клетками примерно равных количествах. При утрате геноме целой пары гомологичных хромосом возникает нулисомик. При гибридизаци клеток искусственно объединяют целые соматические клетки с образованием гибридного генома имеющего хромосомы всех гибридизирующихся клеток. При клеточной реконструкции новая жизнеспособная клетка создаётся из отдельных фрагментов различных клеток ядра цитоплазмы. Метод культуры клеток растений состоит том что отдельная клетка или ткань помещённая питательную среду начинает размножаться образуя первоначально недифференцированную ткань каллус, которая при переносе более сложную питательную среду селективную даёт целое жизнеспособное растение пригодное для посадки получаемые зародши растений стерильны что позволяет при размножении ими культурных растений добиваться увеличения их продуктивности до 30 теряемых за счёт поражения традиционного посадочного материала спорами грибов микроорганизмами вирусами и проч.

Целое растение можно получить и из протопластов растительных клеток под которыми понимают клетки у которых искусственно с помощью гидролитических ферментов пектиназы и целлюлазы удалена целлюлознопектиновая клеточная стенка а содержимое клетки остаётся покрытолишь плазматической мембраной протопласты получают из клеток листьев корней лепестков пылцы плодов. В искусственных условиях выращиваются клетки лекарственных растений способные к биосинтезу ценных медицинских веществ тонизирующих женьшеня, антисклеротических стероидных и др ресурсы дикорастущих растений исчезают или истощаются а потребность них увеличивается производство веществ на основе культивируемых клеток растений не требует посевных площадей не зависит от сезонных и климатических факторов совершенно безвредно для окружающей среды. Полученные гибридные протопласты объединяют ценные признаки растений разных видов и могут обладать ценными качествами устойчивостью к заболеваниям и неблагоприятным условиям среды повышенным содержанием ценных веществ высокой продуктивностью и и стать основой новых сортов и форм решить эту проблему традиционными методами селекции практически невозможно. Активный ил сложный комплекс разных мокрорганизмов и водорослей способные поглощать из загрязнённых вод различные примеси и использоварь их а процессе своей жизнедеятельности. Биоконверсия это превращение веществ образовавшихся результате обмена веществ структурно родственные соединения под действием микроорганизмов.

Из соломы и опилок можно производить биомассу которая содержит до 20 белка при переработке 25 млн тонн соломы получается столько кормового продукта сколько его содеоржится 2, 5 млн тонн фуражного зерна. Иммобилизованные ферменты обусловили создание и широкое применение искусственной почки выделение незаменимых аминокислот из смеси органических соединений утилизации пищевых отходов стерилизации продуктов питания получении пищевых углеводов из сахарной свёклы и тростника лечении закупорок сосудов и сердечнососудистых заболеваний и С помощью иммобилизированных клеток микроорганизмов например дрожжей возможно получение спирта из глюкозы причём процесс происходит на протяжении трёх месяцев без подзарядки. Биология совокупность или система наук о живых системах Понятие живые системы здесь важно подчеркнуть, поскольку жизнь не существует сама по себе, а является свойством определенных систем. Возникновение буддизма обусловлено духовным кризисом, который имел место Индии середине I тыс до Р Х Господствовавшая тогда ведическобрахманистская религия с ее принципом элитарности кастовая система стала порождать сомнения обществе. Включения это непостоянные клеточные структуры, представляют собой отложения веществ временно не участвующих обмене веществ клетки По химическому составу и по функциям включения могут быть различными.

Лизосомы мелкие сферические органоиды, стенки которых образованы одинарной мембраной содержат литические расщепляющие ферменты Сначала лизосомы, отшнуровавшиеся от комплекса Гольджи, содержат неактивные ферменты При определенных условиях их ферменты активизируются При слиянии лизосомы с фагоцитозной или пиноцитозной вакуолью образуется пищеварительная вакуоль, которой происходит внутриклеточное переваривание различных веществ. Место хранения генетической информации ядро Там же происходит её воспроизводство путём удвоения. Оформленное ядро присутствует клетке только периоде между её делениями интерфазе Во время деления клетки оболочка ядра распадается, исчезает ядрышко, а хроматин спирализуется и преобразуется хромосомы Ядерная оболочка состоит из 2 близко расположенных мембран наружной и внутренней Между ними находится пространство Наружная мембрана переходит мембрану эндоплазматической сети, к ней могут быть прикреплены рибосомы Через определенное расстояние обе мембраны сливаются друг с другом, образуя отверстия ядерные поры Число пор может изменяться зависимости от активности ядра.

У растительной клетки над клеточной мембраной располагается толстая и прочная клеточная оболочка из полисахаридов целлюлоза, пектин, гемицеллюлоза Молекулы целлюлозы клеточной стенке располагаются параллельно друг другу и соединены между собой большим количеством водородных связей Целлюлоза придает клеточной стенке прочность Пространство между молекулами целлюлозы заполнено другими углеводами, имеющими рыхлую структуру Благодаря им клеточная оболочка во время роста клеток может растягиваться Клеточная оболочка имеет поры Через них из клетки клетку проходят тяжи цитоплазмы плазмодесмы Через плазмодесмы происходит обмен веществами между соседними клетками У животных клеток клеточная оболочка и плазмодесмы отсутствуют Клеточная мембрана покрыта очень тонким слоем углеводов, входящим состав гликокаликса. В клетках высших растений отсутствуют центриоли, а клеточный центр представлен только микротрубочками В клетках низших растений, как и клетках животных, центриоли имеются. В растительных клетках углеводы запасаются виде крахмала, а животных клетках виде гликогена. У некоторых бактерий имеются органоиды движения один или несколько жгутиков, которые закреплены с помощью базального тельца, расположенного под мембраной. Клеточная теория одно из наиболее важных биологических обобощений, согласно которому все организмы имеют клеточное строение.

Появление розовых цветков при скрещивании белоцветковой и красноцветковой примул При скрещивании белого и серого кроликов может появиться черное потомство. У растений новые виды достаточно легко могут образовываться с помощью полиплоидии мутации удвоения хромосом Возникшая таким образом новая форма будет репродуктивно изолирована от родительского вида, но благодаря самооплодотворению сможет оставить потомство Для животных такой способ видообразования неосуществим, так как они не способны к самооплодотворению Среди растений есть немало примеров близкородственных видов, отличающихся друг от друга кратным числом хромосом, что указывает на их происхождение путем полиплоидии Так, у картофеля, есть виды с числом хромосом, равным 12, 24, 48 и 72 у пшениц с 14, 28 и 42 хромосомами. Эта работа, несомненно, относится к числу блестящих достижений современной биологии. Основные фазы клеточного цикла интерфаза и митоз Определение понятия митоз как непрямого деления клетки, наиболее распространенного способа репродукции эукариотических клеток Характеристика и особенности процессов деления амитоза и мейоза. Эпителиальная ткань, ее регенерационная способность Соединительные ткани, участвующие поддержании гомеостаза внутренней среды Клетки кровы и лимфы Поперечнополосатые и сердечные мышечные ткани Функции нервных клеток и тканей животных организмов.

Размножение, или способность к самовоспроизведению, одно из основных свойств всех живых организмов от бактерий до млекопитающих и цветковых растений Благодаря нему обеспечивается существование каждого вида, поддерживается преемственность между родительскими особями и их потомством Формы размножения организмов разнообразны и будут рассмотрены ниже.

Митоз представляет собой универсальный способ деления клеток растений и животных, основная сущность которого состоит точном распределении удвоенных хромосом между обеими образующимися дочерними клетками Подготовка клетки к делению занимает, как мы видим, значительную часть интерфазы, и митоз начинается только тогда, когда подготовка ядре и цитоплазме полностью заканчивается Весь процесс подразделяют на четыре фазы Во время первой из них профазы центриоли делятся и начинают расходиться противоположные стороны Вокруг них из цитоплазмы образуются ахроматиновые нити, которые вместе с центриолями образуют ахроматиновое веретено Когда закончится расхождение центриолей, вся клетка оказывается полярной, обе центриоли располагаются у противоположных полюсов, а средняя плоскость может быть названа экватором Нити ахроматинового веретена сходятся у центриолей и широко располагаются на экваторе, по форме напоминают веретено Одновременно с образованием цитоплазме веретена ядро начинает разбухать, и нем четко выделяется клубок утолщенных нитей хромосом На протяжении профазы происходит спирализация хромосом, которые при этом укорачиваются и утолщаются Профаза заканчивается растворением ядерной оболочки, а хромосомы оказываются лежащими цитоплазме В это время видно, что все хромосомы уже двойные.

После окончания конъюгации хромосомы расходятся и наступает метафаза первого деления созревания, внешне сходная с метафазой митоза, но расхождение хромосом происходит иначе, чем при митозе 4 Во время анафазы мейоза к противоположным полюсам расходятся гомологичные, уже удвоившиеся хромосомы Таким образом, из каждой пары гомологичных хромосом дочернюю клетку попадает только одна 5 Если учесть, что каждая пара гомологичных хромосом на схеме одинаковой величины состоит из одной отцовской, а другой материнской, которые обозначены на схеме различными цветами, то станет ясно, что после деления сперматоцит попадает либо отцовская, либо материнская хромосома. Совершенствование полового процесса привело к появлению его разновидностей Предельным случаем гетерогамии является оогамный половой процесс, при котором очень крупная и неподвижная гамета называется яйцеклеткой Ещё одним способом, который можно рассматривать как вариант, при котором сочетаются признаки полового и бесполого размножения, является партеногенез Гомологичные хромосомы попарно виде бивалентов выстраиваются экваториальной зоне клетки над и под плоскостью экватора Обе клетки или ядра после непродолжительного перерыва одновременно приступают ко второму делению мейоза К полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды, которые теперь становятся хромосомами.

Происходящие мейозе перекрест хромосом, обмен участками, а также независимое расхождение каждой пары гомологичных хромосом определяют закономерности наследственной передачи признака от родителей потомству. Они растут клонах и объединены между собой цитоплазматическими мостиками Таким образом, результате процесса сперматогенеза из одного диплоидного сперматоцита порядка образуются 4 зрелых гаплоидных сперматозоида Клетки, мигрирующие яичник и располагающиеся его строме, называют оогониями В начале развития яичников эти клетки размножаются митозом и число их возрастает На препаратах их идентифицируют по лептотене и зиготене как клетки с тонкими нитевидными хромосомами ядрах Ооцит порядка вступает во второе мейотическое деление, но оно доходит только до стадии метафазы и останавливается до тех пор, пока не произойдет оплодотворение, что обычно случается редко.

Таким образом, полиплоиды возникают 1 при нарушении митоза клеток соматической ткани процессе развития организма митотическая полиплоидия, 2 при нарушении мейоза, приводящего к неправильному расхождению хромосом и образованию диплоидных нередуцированных гамет слияние таких гамет процессе оплодотворения дает начало организму с умноженным набором хромосом мейотическая полиплоидия Причиной нерасхождения хромосом, приводящей к возникновению гетероплоидии, могут быть как внешние, так и внутренние физиологические и генетические факторы Почему профазе митоза происходит растворение ядерной оболочки Почему направительные тельца, образующиеся при созревании женских половых клеток, обязательно должны иметь мелкие размеры Назовите зародышевый листок позвоночного животного, обозначенный на рисунке цифрой При любых формах бесполого размножения все потомки имеют разные генотипы Почему для сохранения ценных гетерозиготных особей используют вегетативное размножение Почему методы полиплоидии и искусственного мутагенеза, применяемые селекции растений, не применимы селекции животных Жизнь клетки от одного деления до следующего деления или до смерти называется клеточным, или жизненным, циклом клетки.

У большинства позвоночных животных второе деление мейоза приостанавливается на стадии метафазы мейоза а образование яйцеклетки завершается лишь после оплодотворения На заостренном кольце располагается специализированный пузырек акросома, который является производным аппарата Гольджи Яйцеклетка животных округлая крупная неподвижная клетка, содержащая ядро, все органоиды и много питательных веществ виде желтка В каком случае при гаметогенезе клетка делится несимметрично. Клетки грибов покрыты клеточной стенкой, отличающейся по химическому составу от клеточных стенок растений Она содержит качестве основных компонентов хитин, полисахариды, белки и жиры Запасным веществом клеток грибов и животных является гликоген. Физические свойства воды так как молекулы воды полярны, то вода обладает свойством растворять полярные молекулы других веществ Вещества, растворимые воде, называются гидрофильными Вещества, нерастворимые воде называются гидрофобными. Вода может находиться трех агрегатных состояниях жидком, твердом и газообразном. Биологические функции воды Вода обеспечивает передвижение веществ клетке и организме, поглощение веществ и выведение продуктов метаболизма В природе вода переносит продукты жизнедеятельности почвы и к водоемам.

Соединения азота служат источником минерального питания, синтеза белков, нуклеиновых кислот Атомы фосфора входят состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов, а также костей позвоночных, хитинового покрова членистоногих Ионы кальция входят состав вещества костей они также необходимы для осуществления мышечного сокращения, свертывания крови. А6 Выберите группу химических элементов, обязательно входящую состав белков. Белки это биологические гетерополимеры, мономерами которых являются аминокислоты Белки синтезируются живых организмах и выполняют них определенные функции. Молекула белка сложной конфигурации виде глобулы шарика, приобретает третичную структуру Прочность этой структуры обеспечивается гидрофобными, водородными, ионными и дисульфидными SS связями. Некоторые белки имеют четвертичную структуру, образованную несколькими полипептидными цепями третичными структурами Четвертичная структура так же удерживается слабыми нековалентными связями ионными, водородными, гидрофобными Однако прочность этих связей невелика и структура может быть легко нарушена При нагревании или обработке некоторыми химическими веществами белок подвергается денатурации и теряет свою биологическую активность Нарушение четвертичной, третичной и вторичной структур обратимо Разрушение первичной структуры необратимо.

Основные термины и понятия, проверяемые экзаменационной работе аппарат Голъджи, вакуоль, клеточная мембрана, клеточная теория, лейкопласты, митохондрии, органоиды клетки, пластиды, прокариоты, рибосомы, хлоропласты, хромопласты, хромосомы, эукариоты, ядро. Сравнительная характеристика эукариотических и прокариотических клеток. Окислительное фосфорилирование или клеточное дыхание происходит, на внутренних мембранах митохондрий, которые встроены молекулыпереносчики электронов В ходе этой стадии освобождается большая часть метаболической энергии Молекулыпереносчики транспортируют электроны к молекулярному кислороду Часть энергии рассеивается виде тепла, а часть расходуется на образование. С1 Объясните причины утомляемости спортсменовмарафонцев на дистанциях, и как она преодолевается. Данный процесс происходит внутри тилакоидов складках внутренней мембраны хлоропластов Из тилакоидов формируются граны стопки мембран. Роль хемосинтеза Бактерии хемосинтетики, разрушают горные породы, очищают сточные воды, участвуют образовании полезных ископаемых. Каждый этап биосинтеза катализируется соответствующим ферментом и обеспечивается энергией. Метафаза В этой фазе хорошо видны хромосомы, состоящие из двух хроматид Они выстраиваются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку.

А5 В чем заключается биологический смысл удвоения хромосом интерфазе митоза. У мхов и папоротников спермии развиваются антеридиях, у покрытосеменных растений они образуются пыльцевых трубках. В1 Биологическое значение мейоза заключается поддержании постоянства видового числа хромосом создании условий для комбинативной изменчивости произвольном расхождении родительских хромосом по гаметам сохранении родительской наследственной информации без изменений увеличении числа хромосом клетке сохранении полезных признаков организма при размножении. Растение, как и всякий живой организм, состоит из клеток, причем каждая клетка порождается тоже клеткой Клетка это простейшая и обязательная единица живого, это его элемент, основа строения, развития и всей жизнедеятельности организма. Существуют растения, построенные из однойединственной клетки К ним относятся одноклеточные водоросли и одноклеточные грибы Обычно это микроскопические организмы, но есть и довольно крупные одноклеточные длина одноклеточной морской водоросли ацетабулярии достигает 7 см Большинство растений, с которыми мы сталкиваемся повседневной жизни, это многоклеточные организмы, построенные из большого числа клеток Например, одном листе древесного растения их около 20 000 000 Если дерево имеет 200 000 листьев а это вполне реальная цифра, то число клеток во всех них составляет 4 000 000 000 000 Дерево целом содержит еще раз 15 больше клеток.

Устьица образованы специальными клетками эпидермиса, между двумя из которых так называемыми замыкающими клетками устьица имеется отверстие регулируемой величины устьичная щель Через нее осуществляется связь между атмосферой и воздухоносными межклеточными пространствами толщи листа или другого органа, покрытого эпидермисом Замыкающие клетки устьиц под влиянием перемены условий влажности или освещения меняют свою форму, смыкаясь друг с другом или размыкаясь При этом они открывают или, соответственно, закрывают устьичную щель На свету, когда растение фотосинтезирует и нуждается притоке углекислого газа из атмосферы, устьичные щели открыты Ночью они закрываются замыкающие клетки закрывают просветы устьиц и жаркое время дня, что предохраняет растение от большой потери воды, от увядания. В стебле под покровными тканями находятся клетки луба Луб это система из элементов нескольких тканей проводящей, опорной, основной Важнейший элемент луба ситовидные трубки Они построены из удлиненных клеток, вытянутых вдоль стебля, сочлененных друг с другом концами Это живые, но безъядерные клетки, элементы цитоплазмы которых расположены пристенно Оболочки местах стыка этих клеток имеют многочисленные отверстия, так что перегородки подобны ситу В результате этого смежные клетки сообщаются между собой и тем самым оказываются объединенными длинные трубки, тянущиеся сквозь жилки и черешки листьев, по стеблю и корню.

Втретьих, сходство связано с тем, что все живые клетки, какую бы специальную функцию они ни несли организме, прежде всего должны обеспечивать собственную жизнь Клетки поглощают питательные вещества, перерабатывают их, добывая энергию и строя собственное тело, дышат, освобождаются от ненужных веществ, борются с различными повреждениями, реагируют на изменения внешних условий, перестраивая свою жизнедеятельность, растут Все эти процессы у разных клеток осуществляются сходно и с помощью однотипных структур, общих по плану строения не только для разных растительных клеток, но и для клеток растений и животных Надо сказать, что выполнение любой специальной функции клетки основывается на ее общих свойствах Та или иная черта, способность, присущая всем клеткам, у специализированной клетки развивается особенно сильно и обеспечивает выполнение клеткой ее основной, специальной функции Те общие черты, без которых невозможно выполнение этой специальной функции, клетке сохраняются, а остальные могут утратиться Мертвые специализированные клетки крайний, предельный случай этого Специальная функция таких клеток связана с их оболочкой протопласт нужен лишь до тех пор, пока он создает оболочку после этого он отмирает, и вся клетка состоит только из неживой оболочки, которая и работает на нужды растения.

Оболочка, или клеточная стенка, это защитное образование Под оболочкой находится цитоплазма Самый наружный ее слой, примыкающий к оболочке, поверхностная клеточная мембрана плазмалемма Она представляет собой комбинацию слоев жироподобных и белковых молекул Такие мембраны называются липопротеиновыми липос жир, протеин белок Мембрана подобной конструкции отграничивает цитоплазму от вакуолей, эта мембрана называется тонопластом Многие органоиды клетки построены из липопротеиновых мембран Однако каждом случае мембрана построена из жироподобных веществ липидов и белков, присущих именно данной мембране Качественное разнообразие липидов и особенно белков колоссально, отсюда огромное разнообразие мембран, отличающихся по свойствам, и пределах одной клетки, и разных клетках. Лизосомы довольно мелкие около 0, 5 мк диаметре округлые тельца еще один органоид цитоплазмы Они покрыты оболочкой липопротеиновой мембраной Содержимое лизосом ферменты, переваривающие белки, углеводы, нуклеиновые кислоты и липиды Оболочка лизосомы препятствует выходу ферментов из органоида гиалоплазму, противном случае последняя переваривалась бы этими ферментами. Содержимое ядра зернистое основное вещество ядерный сок, или нуклеоплазма, котором помещаются более плотные структуры хромосомы и ядрышко Ядрышко представляет собой аппарат синтеза материала рибосом и место их сборки из этого материала.

Таблица 10 Структура растительной клетки Гранулярная эндоплазматическая сеть цитоплазме развивающегося корневого волоска редиса Raphanus sativus Электронная микрофотография увел 103000 М Ф Даниловой эс каналы эндоплазматической сети рибосомы митохондрия. Основа мембраны двойной слой фосфолипидов, обеспечивающих барьерную функцию Их гидрофобные хвосты направлены внутрь мембраны, а полярные головки ориентированы наружу Липид холестерин придает мембране жесткость Белки обеспечивают выполнение большинства функций мембран Они могут располагаться на поверхности, быть погруженными на разную глубину или пронизывать мембрану насквозь Углеводы мембран входят состав гликолипидов или гликопротеинов, с ними связаны рецепторные функции Молекулы, входящие состав мембраны, способны перемещаться ее плоскости. Подмембранный комплекс характерен только для эукариотических клеток, он состоит из элементов цитоскелета Из них построены клеточные органы движения жгутики и реснички и их базальные тельца Основные функции участие поддержке и изменении формы клеток у животных, расположении и функционировании некоторых молекул плазмалеммы. Цитоскелет обеспечивает упорядоченное расположение органелл клетки, поддерживает ее форму и обеспечивает движение В состав цитоскелета входят микронити и микротрубочки.

Строение хромосомы лучше всего видно метафазе митоза Она представляет собой палочковидную структуру и состоит из двух сестринских хроматид 3 удерживаемых центромерой кинетохором области первичной перетяжки 1 которая делит хромосому на 2 плеча 2 Иногда бывает вторичная перетяжка 4, результате которой образуется спутник хромосомы. Деление клеток биологический процесс, лежащий основе размножения и индивидуального развития всех живых организмов, процесс увеличения числа клеток путем деления исходной клетки. Мейозу предше ствует интерфаза поэтому вступают мейоз хромосомы двухроматидные. Различают два вида иммунитета наследственный и приобретенный иммунитет биологическим видом иммунитет.

Часто эпидермальные клетки образуют выросты волоски рис 24 Иногда это многоклеточные образования, других случаях каждый волосок представляет собой отросток одной клетки, лежащей общем слое эпидермиса Они играют защитную, опорную например, у вьющихся или стелющихся растений, выделительную роль Важны корневые волоски трубчатые выросты эпидермальных клеток корня Они увеличивают всасывающую поверхность последнего Подсчитано, что на 14 млн боковых корней одного растения ржи развивается до 14 млрд корневых волосков Площадь поверхности корней составляет при этом 232 м2, а волосков 400 м2 Эпидермис многих семян или плодов образует волоски, способствующие расселению семян, а тем самым растений Часто волоски использует и человек Пример этого хлопок, представляющий собой эпидермальные волоски семян хлопчатника его волоски имеют толстые целлюлозные оболочки и достигают длину. В мякоти листа между верхним и нижним эпидермисом находится основная ткань клетки с тонкими оболочками и большим количеством зеленых пластид хлоропластов В этих клетках происходит фотосинтез Верхние слои состоят большей частью из продолговатых клеток, плотно прилегающих друг к другу, это столбчатая паренхима Нижние слои рыхлые, между клетками расположены межклетники пространства, заполненные воздухом это губчатая паренхима Паренхима пронизана ветвящимися жилками, которые построены из пучков механической разнообразные волокна и проводящей ситовидные трубки и водоносные сосуды тканей.

Снаружи растительная клетка покрыта оболочкой неодинаковой по толщине и строению у разных клеток Образующие ее вещества вырабатываются цитоплазме и откладываются снаружи от нее, постепенно создавая оболочку Этими веществами прежде всего являются крупномолекулярные полисахариды пектин, гемицеллюлоза и небольших количествах целлюлоза Они образуют так назынаемую первичную оболочку Она довольно эластична, по мере роста клетки растягивается и тоже растет, а потому не препятствует росту клетки Однако она создает определенную прочность клетки и способна защитить ее от механических повреждений Есть клетки, которые лишены такой первичной оболочки, это некоторые клетки, служащие для бесполого и полового размножения зооспоры и гаметы водорослей и низших грибов, мужские гаметы высших растений У многих клеток имеется не только первичная, но еще и вторичная оболочка Она образуется под первичной и построена главным образом из целлюлозы Целлюлоза это полисахарид, молекулы которого образуют тончайшие нити микрофибриллы В оболочке нити целлюлозы погружены аморфное вещество, состоящее из пектиновых соединений У одних клеток эти микрофибриллы целлюлозы расположены поперек длины клетки, кольцами благодаря этому такие клетки могут растягиваться длину, но не ширину например, клетки сосудов стебля У других нити лежат продольно клетки с такой оболочкой эластичны при растягивании поперек, но очень жестки на продольное растяжение У третьих они расположены наискось, образуя спираль эпидермальные волоски семян хлопчатника, лубяные волокна Все это напоминает железобетонные конструкции, причем нити целлюлозы играют здесь роль железных прутьев, а пектиновые вещества роль цемента Клетки, имеющие вторичную оболочку, весьма прочны Они образуют механические, опорные ткани растения Иногда вторичная оболочка играет и роль склада питательных продуктов образующие ее вещества могут превращаться другие, более простые, которые расходуются как питание.

Часть цитоплазмы, которую погружены органоиды и которая пока что представляется бесструктурной, называется основным веществом цитоплазмы или гиалоплазмой Гиалоплазма это отнюдь не пассивный наполнитель, а активно работающая часть цитоплазмы В ней протекает ряд жизненно необходимых химических процессов, ее состав входят многие белкиферменты, при помощи которых эти процессы осуществляются. Жизнь клетки состоит непрерывной химической работе, которая своей совокупности называется обменом веществ Но существу, клетка представляет собой химический завод, вырабатывающий большой ассортимент продукции и самостоятельно добывающий энергию, необходимую для ее производства Ее продукцией являются вещества, которые необходимы и ей самой для поддержания ее собственной жизни для построения своего тела при росте и развитии, для замены своих сносившихся частей, и для создания дочерних клеток при размножении, и для нужд других клеток организма.

Во многих клетках обнаружены органоиды, названные микротрубочками Само их название говорит об их формеэто трубочки с каналом внутри Внешний их диаметр порядка 250А Иногда это двойные трубочки две одиночные, лежащие бок о бок друг с другом и имеющие общую стенку, которая разделяет их полости Стенки микротрубочек построены из белковых молекул Считают, что микротрубочки связаны с сократительной двигательной активностью цитоплазмы и ее образований Из них, как из строительных деталей, построены, повидимому, сократительные структуры жгутика органоида, при помощи которого перемещаются некоторые одноклеточные и колониальные водоросли, а также клетки, служащие для размножения многих низших растений Из микротрубочек во время деления клетки образуются нити веретена, о котором речь будет идти дальше В период деления микротрубочки собираются группы и образуют эти нити По окончании деления нити вновь распадаются на отдельные микротрубочки В клетках или их частях, которые лишены плотной оболочки, микротрубочки, возможно, выполняют опорную функцию, составляя внутренний скелет клетки.

Различают 3 типа пластид бесцветные лейкопласты зеленые хлоропласты окрашенные другие цвета хромопласты Пластиды каждого типа имеют свое строение и несут свои, им присущие функции Однако возможны переходы пластид из одного типа другой Так, позеленение клубней картофеля вызывается перестройкой их лейкопластов хлоропласты В корнеплоде моркови лейкопласты переходят хромопласты Пластиды всех трех типов образуются из пропластид. Хлоропласты способны перемещаться по клетке На слабом свету они располагаются под той стенкой клетки, которая обращена к свету При этом они обращаются к свету своей большей поверхностью Если свет слишком интенсивен, они поворачиваются к нему ребром и выстраиваются вдоль отенок, параллельных лучам света При средних освещенностях хлоропласты занимают положение, среднее между двумя крайними В любом случае достигается один результат хлоропласты оказываются наиболее благоприятных для фотосинтеза условиях освещепия Такие перемещения хлоропластов фототаксис это проявление одного из видов раздражимости у растений.

Клеточные белки являются ферментами Ферменты определяют течение всех реакций, составляющих суть жизнедеятельности клеток От наличия тех или иных ферментов зависит образование и превращения всех других веществ клетки, будь то жиры, углеводы, алкалоиды, смолы и Это, свою очередь, формирует все свойства клетки, отличающие ее от клеток других растений, клеточных ядрах которых закодирован состав другого набора ферментов Вот почему сведения о составе всех белков, которые могут образоваться клетке, это информация о всех свойствах клетки и организма Дальше мы увидим, что эта информация наследственная, что она полном объеме передается от клетки к клетке при их размножении и от материнского растения к дочерним.

Амитоз от греч а отриц частица и митоз прямое деление интерфазного ядра путем перешнуровывания без преобразования хромосом При амитозе не происходит равномерное расхождение хроматид к полюсам И это деление не обеспечивает образование генетически равноценных ядер и клеток По сравнению с митозом амитоз более кратковременный и экономичный процесс Амитотическое деление может осуществляться несколькими способами Наиболее распространенный тип амитоза это перешнуровывание ядра на две части Этот процесс начинается с разделения ядрышка Перетяжка углубляется, и ядро разделяется надвое После этого начинается разделение цитоплазмы однако это происходит не всегда Если амитоз ограничивается только делением ядра, то это приводит к образованию дву и многоядерных клеток При амитозе может также происходить почкование и фрагментация ядер. Динамика митоза У клеток, вступивших дел ение, фаза собственно митоза занимает относительно короткое время, вс его около 0, 1 времени клеточного цикла Так, клеточный цикл эпителиальных клеток кишечника мыши длится около 2022ч, на митоз же приходится вс его.

Процесс митотического дел ения клеток подразделяют на следующие основные фазы профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза рис 309314 Митоз представляет собой непрерывный процесс и смена фаз происходит постепенно одна их них незаметно переходит другую Единственная фаза, которая имеет реальное начало, это анафаза начало движения хромосом к полюсам Длительность по времени отдельных фаз митоза различна, наиболее короткой является анафаза табл. Профаза В конце G2периода клетке начинают происходить значительные перестройки Точно определить, когда наступает профаза не удается Критерием для начала этой фазы митоза служит появление ядрах нитчатых структур митотических хромосом В профазе сестринские хроматиды связаны друг с другом с помощью белковкогезинов, которые образуют эти связи еще Sпериоде, во время удвоения хромосом К поздней профаза связь между сестринскими хроматидами сохраняется только зоне кин етохоров В профазных хромосомах уже имеются зрелые кин етохоры, которые не связаны с микротрубочками. Одновременно с разборкой цитоплазматических микротрубочек профазе происходит дезорганизация эндоплазматического ретикулума он распадается на мелкие вакуоли и аппарата Гольджи, который теряет свою околоядерную локализацию, распадается на отдельные диктиосомы, без порядка разбросанные цитоплазме. В конечном итоге, совершая небольшие перемещения сторону то одного, то другого полюса хромосомы занимают срединное положение веретене и выстраиваются метафазную пластинку см рис.

Метафаза завершается обособлением друг от друга сестринских хроматид Их плечи лежат параллельно друг другу, между ними хорошо видна их разделяющая щель Между хроматидами сохраняется контакт центромерных участках. Собственно расхождение хромосом слагается из двух процессов расхождение хромосом за счёт кин етохорных пучков микротрубочек, процесс носит название анафаза А, расхождение хромосом вместе с полюсами за счёт удлин ения межполюсных микротрубочек анафаза В рис. После остановки хромосом у полюсов они дополнительно расходятся за счёт удаления полюсов друг от друга анафаза В, при этом происходит наращивание длину концов межполюсных микротрубочек Последовательность анафаз А и В и их вклад процесс расхождения хромосом различна у разных объектов Так, у млекопитающих стадии А и В протекают практически одновременно У простейших В анафаза может приводить к 15кратному увеличению длины веретена В растительных клетках стадия В отсутствует. Перетяжка при дел ении клеток животных происходит строго экваториальной плоскости веретена При этом конце анафазы, начале телофазы, образуется кортикальное скопление микрофиламентов, которые образуют сократимое кольцо рис 258 В состав микрофиламентов кольца входят актиновые фибриллы и короткие палочковидные молекулы из полимеризованного миозина II Взаимное скольжение этих компонентов приводит к уменьшению диаметра кольца и к появлению вдавления плазматической мембраны, а затем к перетяжке исходной клетки надвое.

Самоорганизация системы микротрубочек Для образования веретена дел ения из микротрубочек крайне важно наличие как центров организации микротрубочек, так и хромосом. Похожие процессы происходят при образовании митотических веретен растительных клетках. Если необходимо, например, получить солеустойчивые растения, то составляется специальная питательная среда для культивирования клеток растений с повышенным содержанием солей NaCl и высеиваются на эти среды чашках Петри тысячи растительных клеток Большинство таких клеток, не выдерживая высокие концентрации солей, гибнет, но отдельные выживают и из них, как наиболее солеустойчивых, могут регенирировать целые растения Это один из примеров селекции на клеточном уровне, когда отбору подвергаются не растения, а клетки, из которых потом воспроизводятся растения. Под генной инженерией обычно понимают искусственный перенос нужных генов от одного вида живых организмов бактерий, животных, растений другой вид, часто очень далекий во своему происхождению Чтобы осуществить перенос генов или трансгенез, необходимо выполнить следующие сложные операции.

Что растения состоят из клеток, было изве стно еще во второй половине XVII когда для биологических исследований впервые стали применять микроскоп Крупнейшие ученые то го времени англичане Роберт Гук и Неемия Грю, итальянец Марчелло Мальпиги, рас сматривая под микроскопом различные части растений, заметили, что растения состоят из клеточек, пузырьков Однако они видели только оболочки мертвых клеток и не имели представления о том, что находится живой клетке. Клеточное строение животных стало изве стно значительно позже, а к общему заключе нию о строении клетки и к выводу о том, что тела всех растений и животных состоят из клеток, ученые пришли только 30х годах XIX Это было связано с усовершенствованием микроскопа и развитием техники микроскопиче ских исследований Особенно большое значение имели работы чешского ученого Яна Пуркинье и немецких ученых Шванна и Шлейдена. За последние сто лет изучение клетки про двинулось далеко вперед и привело к ряду круп нейших открытий Если микроскопы при жизни Шванна увеличивали сотни раз, то современ ные оптические микроскопы увеличивают до трех тысяч раз и дают возможность видеть предметы величиной две десятых микрона мик рон равен 0, 001 мм Это почти предел того, что можно видеть под микроскопом Однако послед нее время сконструированы особые электронные.

Внутри клетки находится полужидкая цитоплазма Цитоплазмой называется вещество клетки, не считая ядра У большинства расти тельных клеток она заполняет не всю клетку, а располагается преимущественно у стенок В цитоплазме находится округлое или оваль ное тело ядро клетки Цитоплазма и ядро важнейшие части всякой живой, спо собной к размножению клетки И цитоплазма, и ядро состоят из сложного сочетания различ ных веществ, среди которых главную роль игра ют сложнейшие органические вещества белки. Еще более разнообразны формой и строе нием клетки животного организма Некоторые из них похожи на растительные клетки, как, например, клетки так называемых эпите лиальных тканей Эти ткани обра зуют кожные покровы животных или выстилают изнутри их кишечник и другие органы. Посмотрите, как разнообразны различные клетки животного организма Мускульная ткань внутренних органов, например ки шечника, состоит из гладких му скульных клеток Эти клетки имеют форму удлиненных, веретеновидных волокон Внутри каждой клетки расположены тончай шие волоконца, способные сокращаться Железистые клетки формой похожи на эпителиальные, но них образуются и выде ляются наружу различные вещества, например слюна из клеток слюнных желез, жир из сальных желез кожи Поэтому цитоплазме желе зистых клеток заметны скопления выделяе мого ими вещества секрета Нервные клетки чаще имеют звездчатую или гру шевидную форму Их ветвящиеся отростки служат для контакта с другими нервными клетками.

Каждое животное начинает свое существо вание с одной яйцевой клетки, и на ранних стадиях развития зародыш состоит только из клеток Все неклеточные и межклеточные обра зования организме развиваются позже за счет тех или иных клеток Клетки тканей живот ном организме отделены одна от другой Клетки растений обычно связаны между собой плазмати ческими мостиками плазмодесмами Связь меж ду клетками осуществляется также диффузией растворенных веществ из клетки клетку. Очень любопытно, что животном орга низме есть такие ткани, которых отдельные клетки неразличимы Замечательным приме ром может служить мышечная ткань скелетных мышц человека, всех позвоночных животных, некоторых моллюсков и насекомых. Итак, тела растений и животных состоят из многих клеток, симпластов межклеточных веществ Клетки представляют собой основные биологические единицы строении тела жи вотных и растений Во всех клетках происхо дят важнейшие жизненные процессы, и прежде всего процесс обмена веществ Различные клет ки организме приспособлены к различным видам жизнедеятельности Однако живой ор ганизм не простая совокупность кле ток Все клетки, ткани и органы тесно связаны между собой и составляют единое целое Именно пото му, что различные клетки специализиро ваны различных на правлениях, они не могут жить без дру гих клеток. Как же пополняется число эритроцитов крови Эритроциты образуются так назы ваемых кроветворных органах, а именно костном мозгу, результате размножения осо бых клеток, имеющих ядра.

Чтобы понять процесс размножения кле ток, необходимо ознакомиться подробнее со строением клеточного ядра, так как его роль делении клеток особенно велика. Изучение ядра показало, что на различных этапах жизни клетки оно выглядит неодина ково У ядра неделящейся, но растущей клет ки иное строение, чем во время деления Строе ние ядер неделящихся клеток довольно разно образно В наиболее типичных случаях раз личают ядре ядерную оболочку и жидкое содержимое ядра, ко тором часто заметны одно или несколько плотных телец ядрышек Кроме того, ядре можно иногда наблюдать тончайшую сеть переплетающихся нитей. Немного позже клубок становится более рыхлым, и отчетливо видно, что он действи тельно состоит из отдельных нитей 2 Эти нити получили название хромосом, что переводе с греческого означает окрашиваю щиеся тельца Следует сказать, что при изу чении ядра применяют особые краски, которые поразному окрашивают разные части ядра На следующей стадии деления клетки хромо сомы становятся короче и толще 3, 4 При этом обнаружено замечательное явление ока залось, что клетке каждого вида растения или животного определенное количество хро мосом.

На протяжении почти 300 лет развития ми кроскопической техники 1 строение клетки изу чалось проходящем свете Чтобы сделать видимой клетке частицу, которая измеряется тысячными долями миллиметра микронами, луч света должен пройти через нее и изменить свою силу и окраску Для этого необходимо расположить клетки очень тонким слоем А для того чтобы лучше были видны их части, следует выкрасить эти части специальными красками Самый простой способ увидеть клетки изготовить мазок крови С помощью мазков изучают состав кровяных клеток, чтобы врач мог судить о состоянии здоровья человека. Удалось выяснить, что среди зерен, находи мых цитоплазме, всегда присутствуют осо бые зерна, очевидно, жизненно необходимые клетке Их причислили к постоянным рабочим частям клетки органоидам и назвали митохондриями от греческих слов митос нить, хондрос зерно Но как изучать строение этих крошек, если их попереч ник не превышает полумикрона и микроскоп они почти не видны. О том, чтобы выделить рабочие части клеток ядра и органоиды и изучать их работу по отдельности, мечтали многие ученые Трудность заключалась следующем измельчение тканей с целью выделения изолированных клеточных частиц всегда приводило к их разрушению Но вот однажды качестве среды, которой разрушали ткани, применили раствор сахара И что же Оказалось, что клеточные части, ядро и митохондрии, сильно измельченных до полной однородности тканях, не разрушаясь, сохраняются растворе сахара.

Все живые организмы способны расти Большинство растений растут всю жизнь, а животные до определенного возраста Росторганизмов результатделения клеток Каждая новая клетка возникает только путем деления ранее существовавших клеток. После того, как деление завершилось, дочерние клетки растут, достигают размера материнской клетки и опять делятся. Изучая внутреннее строение растения, ученые заметили, что не все клетки одинаковы Например, клетки, располагающиеся на поверхности растения, защищают от испарения, охлаждения, инфекции Эти клетки обладают твердой плотной оболочкой. Таким образом, клетка это единая взаимосвязанная система органелл, обеспечивающая жизнедеятельность клетки, сохранение и реализацию наследственной информации Одновременно шло изучение половых клеток и механизма оплодотворения у животных и растений В 1975г впервые обнаружено слияние ядра сперматозоида с ядром яйцеклетки у иглокожих О Гертвиг, а 1880 1884гг у растений Н Н Горожанкин, Э Страсбургер. Основным способом размножения соматических клеток является митоз непрямое деление, который обеспечивает дочерние клетки идентичной с материнской клеткой генетической информацией. Будет способствовать пониманию генетических процессов рассмотрение фаз митоза профазы, метафазы, анафазы и телефазы.

Будет способствовать пониманию генетических процессов также рассмотрение вопросов микро и макроспоро и гаметогенеза сходство и различие этих процессов у растений и животных, опыления и оплодотворения. От клеток других эукариот животных и грибов их отличают следующие особенности наличие пластид, целлюлозопектиновая жесткая клеточная стенка, хорошо развитая система вакуолей с клеточным соком, отсутствие центриолей при делении. У молодых, вновь образовавшихся клеток полость заполнена густой цитоплазмой Многочисленные очень мелкие вакуоли слабо заметны, стенка клетки тонкая Постепенно накапливается клеточный сок, число вакуолей уменьшается, а их объем увеличивается Ядро окружено цитоплазматическим мешком, который тяжами соединен с постенным слоем цитоплазмы. Протопласт Его химический состав очень сложен и постоянно изменяется Каждая клетка характеризуется своим химическим составом зависимости от физиологических функций, поэтому обычно устанавливают суммарный состав протопласта. При потере электрического заряда коллоидные частицы слипаются Частичная потеря зарядов и воды ведет к переходу состояние геля, котором преобладает дисперсная фаза. Цитоплазма обязательная часть живой клетки, где происходят все процессы клеточного обмена, исключая синтез нуклеиновых кислот, совершающийся ядре Основу цитоплазмы составляет ее матрикс, или гиалоплазма.

С помощью мембран осуществляется компартментация протопласта подразделение на изолированные отсеки, органеллы Компартментация обеспечивает специализацию отдельных участков цитоплазмы Благодаря мембранам миниатюрном общем объеме одновременно может идти синтез различных веществ из одних и тех же предшественников. В органеллах каждого типа создаются оптимальные условия для работы, отличные от условий других органеллах. Тонопласт внутренняя вакуолярная мембрана, играет барьерную роль, определяя во многом физиологические свойства клетки. Митохондрии Округлые или цилиндрические, реже нитевидные органеллы, видимые световой микроскоп Длина их достигает 10 мкм, диаметр 0, 2 1. Здесь происходит синтез белков внутренних мембран митохондрий Рис 4 Число митохондрий увеличивается только результате их деления перешнуровкой. Пропластиды способны делиться Из них на свету листьях, незрелых плодах, наружных частях стебля формируются хлоропласты, глубине стебля и подземных органах бесцветные лейкопласты Из хлоропластов и иногда лейкопластов образуются хромопласты. Хлоропласты это органеллы фотосинтеза Слово фотосинтез буквально означает создание под действием света Фотосинтез это проходящий хлоропластах под действием солнечного света процесс, результате которого из диоксида углерода и воды образуются углеводы и выделяется кислород.

В клетках высших растений хлоропласты расположены постенном слое цитоплазмы таким образом, что одна из плоских сторон обращена к освещенной стенке клетки Положение хлоропластов меняется зависимости от освещенности при прямом солнечном свете они отходят к боковым стенкам. Лейкопласты могут превращаться хлоропласты позеленение верхней части корнеплода моркови, оказавшейся на поверхности почвы или хромопласты Хлоропласты могут при помещении растения темноту также превратиться лейкопласты Процесс этот обратим. Совокупность признаков хромосомного набора число, размер, форма хромосом, характерная для вида, получила название кариотип Постоянство кариотипа каждого вида поддерживается процессе деления Иногда возникают ядра с набором хромосом, равным 3n, 4n и Их называют полиплоидными. Функции ядра Ядро центральная органелла клетки, носитель основных наследственных свойств, закодированных хромосомах Оно управляет жизнью клетки, определяя и регулируя синтез белков. Все клеточные процессы обмен веществ, рост, развитие, деятельность остальных органелл процессы ферментативные От состава и количества ферментов зависят направление и скорость химических реакций клетке. Ферменты имеют белковую природу, следовательно, передача наследственных свойств от клетки к клетке и состоит первую очередь передаче сведений о тех белках, которые клетке предстоит синтезировать ее жизни. Хэм А Кормак Д Гистология, 1 М 1982 Албертс Б Брей Д Льюс Дж Рэфф М Робертс К Уотсон Дж Молекулярная биология клетки, 1.

Совокупность хромосом, содержащихся хроматине, называют хромосомным набором Число хромосом соматических клетках диплоидное 2n, отличие от половых клеток, имеющих гаплоидный набор хромосом. Перечислим основные органеллы, характерные и для клеток животных, и для клеток растений. Клетка прокариот устроена значительно проще клеток животных и растений Снаружи она покрыта клеточной стенкой, выполняющей защитные, формирующие и транспортные функции Жёсткость клеточной стенки обеспечивает муреин Иногда бактериальная клетка покрыта сверху капсулой или слизистым слоем.

К доклеточным формам жизни относятся 1 дрожжи 2 пеницилл 3 бактерии 4 вирусы Растительная клетка от клетки гриба отличается строением 1 ядра 2 митохондрий 3 клеточной стенки 4 рибосом На видовую принадлежность клетки указывает 1 форма ядра 2 количество хромосом 3 строение мембраны 4 первичная структура белка Выберите признаки, отличающие царство Бактерии от остальных царств органического мира Наружная мембрана гладкая, а на внутренней имеются выросты крестообразной формы с дыхательными ферментами Обеспечивает процессы по синтезу питательных веществ белков, жиров, углеводов Обеспечивает циркуляцию и доставку питательных веществ внутри клетки Можно ли считать эти даты зарождением цитологии как науки Какие открытия были сделаны на каждом этапе развития цитологии Когда цитология сформировалась как экспериментальная наука Живое содержимое клеток растений и животных слагается из цитоплазмы и ядра, которые вместе образуют протоплазму В ней присутствуют также нерастворимые отходы обменных процессов и запасные питательные вещества Ответствечает за циклоз, амёбовидное движение, деление клетки и движение пигмента хроматофорах Обеспечивает механические свойства клетки эластичность, способность к слиянию, ригидность.

А для того, чтобы поддерживать необходимую концентрацию химических веществ, она должна быть физически отделена от внешней среды Содержимое клетки, а также многих внутриклеточных структур ограничивают биологические мембраны тончайшие пленки, состоящие основном из белков и липидов Конечно, клеточная оболочка, которая является достаточно сложным образованием, состоящим из наружного слоя и прилегавшей к цитоплазме плазматической мембраны, или плазмалеммы Биологические мембраны живых организмов имеют сходное структурные особенности и свойства Общепризнанной настоящее время является жидкостномозаичная модель строения мембраны Капля жидкого мыла, как и капля жира, не смешивается с водой а растекается по ее поверхности тончайшей пленкой Двойные слои мембраны пластичны и текучи, как оболочка мыльного пузыря, но вместе с тем и не бесформенны Если мыльный пузырь разрезать микроножом, то получится не две половинки, а два целых пузыря, только поменьше.

Наличие этих компонентов обусловлено необходимостью растений поддерживать форму, при отсутствии скелета У растений он происходит основном за счет увеличения размера вакуолей и растяжения клеток, то время как у животных происходит увеличение объема цитоплазмы, а вакуоль вовсе отсутствует Эта энциклопедия представляет собой сложный мультимедийный продукт, котором содержится история кошек происхождение, как они стали домашними, их описание, жизнь и повадки диких и домашних кошек, советы по уходу за домашними кошками Цитоплазма, состоит из густого тягучего вещества, котором располагаются все другие части клетки Ученики В 19 веке одним из важнейших открытий была сформулирована Клеточная теория Учитель Клетка это удивительный и загадочный мир, который существует каждом организме Вакуоль крупная полость с клеточным соком, поддерживает тургорное давление клетке серый по цвету, органоид выполнен Хлоропласты зеленые пластиды которых осуществляется синтез углеводов ярко зеленые органоиды по цвету Оборудование таблица Различные формы клеток, Растительная клетка, Животная клетка портрет Роберта Гука Живые организмы могут быть одноклеточными, например, бактерии, простейшие, некоторые водоросли, грибы, или многоклеточными, таких животных большинство Давайте вспомним, из каких органоидов состоит растительная клетка. В многоклеточных организмах клетки образуют однородные группы ткани Учитель отвечает на все вопросы учащихся и проводит корректировку знаний по данной теме.

В клетках некоторых тканей при их развитии происходит незавершенный митоз материал хромосом ядрах удваивается, хромосомы делятся пополам, но, вместо того чтобы образовать два ядра, остаются исходном ядре С этого момента оно заключает себе не диплоидный, а тетраплоидный четверной набор хромосом Процесс, ведущий к подобному удвоепию хромосом внутри одного ядра, называется эндомитозом внутренним митозом Если он происходит с одним ядром дважды, то оно становится октоплоидпьтм восьмикратным набором и Клетки, ядра которых несут себе больше двух наборов хромосом, называются полиплоидными, многоплоидными Полиплоидия клеток ряде случаев повышает их жизнеспособность, поскольку каждый ген дублируется несколькими другими такими же генами Однокачественные гены действуют унисон, и повреждение какогонибудь из них пе ведет к выпадению определяемого им признака, так как компенсируется работой остальных однородных генов Во многих случаях полиплоидные клетки крупнее и богаче содержимым, чем диплоидные Выведены сорта полиплоидных культурных растений, которые обладают повышенными хозяйственными качествами. Полученный амфидиплоид является аллополиплоидом, клетках которого содержатся полные соматические наборы хромосом каждого из видов рис 130 Фертильность восстанавливается результате бивалентной конъюгации каждом геноме.

Механизмы полиплоидии заключаются том, что они являются результатом извращений одного или более митотических делений клеток зародыша или результатом нерасхождения период мейоза всего набора хромосом, ведущего к образованию диплоидных гамет Нерасхождение хромосом у женщин имеет место 80 случаев, а у мужчин оно наблюдается 20 случаев, причем оно отмечается как первом, так и во втором мейотических делениях. Считают, что человек является самым гетерозиготным видом В соответствии с законами расщепления и независимого перераспределения генов, открытыми Г Менделем, одиночная половая клетка человека содержит лишь половину гаплоидное число хромосом и генов, представленных соматических клетках организма диплоидном наборе Если, например, какойлибо индивидуум является гетерозиготным организмом по трем парам генов Аа, Вв и Сс, то его половые клетки несут лишь половину таких генов А, В, С или а, с Следовательно, потомству такого индивида будет передана также половина генов родительского организма, например, генов А, В и С Между тем разные половые клетки одного и того же родителя несут разные наборы хромосом, а оплодотворение той или иной клетки является делом случая Поэтому от одних и тех же родителей дети наследуют разные наборы генов как от одного, так и от другого родителя, вследствие чего братья и сестры всегда имеют разные генотипы, а следовательно и разные фенотипы Одинаковые генотипы и фенотипы, как уже отмечено выше, присущи лишь монозиготным близнецам.

Осуществляют расщепление веществ, поглощенных результате фагоцитоза и пиноцитоза Биополимеры расщепляются до мономеров, которые поступают клетку и используются на ее нужды Например, они могут быть использованы для синтеза новых органических веществ или могут подвергаться дальнейшему расщеплению для получения энергии. Лейкопласты бесцветные пластиды, расположены клетках бесцветных тканей Тилакоиды неразвиты В лейкопластах накапливается крахмал, липиды и белки. Обеспечивает локализацию размещение генетического материала определенном месте клетки. Она выполняет функцию объединения всех органоидов клетки, является средой для прохождения всех химикобиологических процессов клетке, обеспечивает ее механические свойства. Нарушение целостности мембраны, а тем более ее удаление, приведет к вытеканию внутреннего содержимого клетки и ее гибели. Кроме фагоцитов, путем фагоцитоза питаются некоторые простейшие например, амеба обыкновенная.

Эухроматин соответствует менее скрученным участкам хромосом, которые под электронным микроскопом видны как мелкодисперсный зернистый материал, а под световым микроскопом как светлоокрашенные базофильные участки Негистоновые белки также ассоциированы с хроматином, однако их расположение значительно менее понятно В этой структуре нуклеосомы скручены вокруг оси, причем на каждый виток приходится по шесть нуклеосом, результате чего образуется 30нанометровое хроматиновое волокно В светлоокрашенных ядрах с небольшим количеством глыбок гетерохроматина имеется большая поверхность Д Н К, доступная для транскрипции генетической информации Эта глыбка хроматина представляет собой половой хроматин и является одной из двух Ххромосом, присутствующих клетках у особей женского пола Существенный прогресс изучении хромосом был достигнут после разработки методов, которые включают индукцию деления клеток, остановку митотического деления клеток метафазе и разрушение разрыв клеток Ядро также не способно к самостоятельному существованию, поэтому можно сказать, что ядро и цитоплазма образуют взаимозависимую систему Несмотря на активный обмен веществ между ядром и цитоплазмой, ядерная оболочка отграничивает ядерное содержимое от цитоплазмы, делая возможным существование особой внутриядерной среды, отличной от окружающей цитоплазмы Положение вторичной перетяжки, ее длина постоянны для каждого вида хромосом В качестве примера ниже приведены диплоидные числа хромосом ядрах соматических клеток некоторых видов организмов.

Теломеры предохраняют концы хромосом от слипания и тем самым обеспечивают сохранение их целостности Важным свойством хромосом является их способность к удвоению самовоспроизведению Генетические функции хромосом до начала 40х годов века большинство исследователей связывали с белками В соматических, то есть телесных, клетках обычно содержится двойной, или диплоидный, набор хромосом Такие парные, похожие друг на друга хромосомные наборы называют гомологичными от греч Однако процессе существования вида его кариотипе вследствие мутаций могут произойти изменения хромосом Третичная структура образуется на основе элементов вторичной структуры, образуемой с помощью водородных связей внутри одной молекулы Это короткие некодирующие последовательности, которые входят состав прицентромерного гетерохроматина.

Гетерохроматин это спирализованные сегменты хромосом, лишённые активности При повышении синтетической активности клетки, предполагающей интенсификацию процессов транскрипции, количество эухроматина увеличивается, а содержание гетерохроматина уменьшается Хроматиновая фибрилла с помощью негистоновых белков укладывается петли Число хромосом клетках разных видов организмов колеблется от двух до нескольких сотен Генетика кошки, 1993 Как правило, эукариотическая клетка имеет одно ядро Между мембранами узкая щель, заполненная полужидким веществом Строение хромосомы 5 центромера 6 вторичная перетяжка 7 спутник 8 хроматиды 9 теломеры Специфический для определенного вида по числу и структуре набор хромосом получил название кариотипа Графическое изображение кариотипа, показывающие его структурные особенности, называется идиограммой Второй объединение нескольких нуклеосом до 10 бусину называется нуклеомерный.

Таким образом, клетки подавляющего большинства живых организмов имеют оформленное, сложно устроенное ядро, цитоплазму с обязательными органоидами и оболочку Некоторые вирусы могут образовывать кристаллы наподобие неживого вещества, но, проникнув клетки, они проявляют все признаки живого Вирусная нуклеиновая кислота начинает реплицироваться цитоплазме клетки и использует ее рибосомы для синтеза своих специфических белков Вирусы служат удобным объектом при расшифровке генетического кода и широко используются работах по генной инженерии Обнаруженная зависимость между отклонениями половом развитии и хромосомными аномалиями дает ключ к пониманию механизма определения пола Однако может случиться, что какаянибудь клетка получит сразу обе половинки или, наоборот, не получит ни одной такая клетка способна дать затем начало целой линии клеток, у которых эта хромосома будет представлена избыточном или недостаточном числе На схеме изображены возможные последствия такого нерасхождения при образовании сперматозоидов оплодотворенная яйцеклетка получит либо две Ххромосомы и одну хромо сому, либо только одну Ххромосому. Снаружи клетка окружена оболочкой, основу которой составляет плазматическая мембрана, или плазмалемма см рис 2, имеющая типичное строение и толщину 7, 5. К мембранным органоидам эукариотической клетки относят эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, митохондрии, лизосомы, пластиды.

В состав аппарата Гольджи входят полости, ограниченные мембранами и расположенные группами по 510 крупные и мелкие пузырьки, расположенные на концах полостей Все эти элементы составляют единый комплекс. Микротрубочки и микрофиламенты нитевидные структуры, состоящие из различных сократительных белков и обуславливающие двигательные функции клетки Микротрубочки имеют вид полых цилиндров, стенки которых состоят из белков тубулинов Микрофиламенты представляют собой очень тонкие, длинные, нитевидные структуры, состоящие из актина и миозина. Ядро, как правило, имеет шаровидную или овальную форму, реже может быть сегментированным или веретеновидном В состав ядра входят ядерная оболочка и кариоплазма, содержащая хроматин хромосомы и ядрышки. Все живые организмы на Земле представляют собой открытые системы способные активно организовывать поступление энергии и вещества извне Энергия необходима для осуществления жизненно важных процессов, но прежде всего для химического синтеза веществ, используемых для построения и восстановления структур клетки и организма Живые существа способны использовать только два вида энергии световую энергию солнечного излучения и химическую энергию связей химических соединении по этому признаку организмы делятся на две группы фототрофы и хемотрофы.

Главным источником структурных молекул является углерод В зависимости от источников углерода живые организмы делят на две группы автотрофы использующие не органический источник углерода диоксид углерода, и гетеротрофы использующие органические источники углерода. Метаболизм представляет собой совокупность взаимосвязанных и сбалансированных процессов, включающих разнообразные химические превращения организме Реакции синтеза, осуществляющиеся с потреблением энергии, составляют основу анаболизма пластического обмена или ассимиляции. Пластический обмен, или ассимиляция, представляют собой совокупность реакций, обеспечивающих синтез сложных органических соединений клетке Гетеротрофные организмы строят собственные органические вещества из органических компонентов пищи Гетеротрофная ассимиляция сводится, по существу, к перестройке молекул. Неорганические вещества углекислый газ, вода фотосинтез, хемосинтез Простые органические молекулы аминокислоты, жирные кислоты, моносахара биологические синтезы Макромолекулы тела белки, жиры, углеводы. Когда репродуктивная клетка гетерозиготного типа SW подвергается мейозу, Sген одна хромосома относит одну клетку и Wген другая хромосома относит во вторую клетку Результат то, что получаются два тина женских клеток, произведенных равных количествах, одна содержит S, а другая содержит W То же самое верно и отношении мужских клеток.

Вы стра и ва ние би ва лен тов эк ва то ри аль ной плос ко сти клет ки, при креп ле ние нитей ве ре те на де ле ния одним кон цом к цен три о лям, дру гим к цен тро ме рам хро мо. Де мон таж ядер ных мем бран, рас хож де ние цен три о лей к раз ным по лю сам клет ки, фор ми ро ва ние нитей ве ре те на де ле. Вы стра и ва ние дву ро ма тид ных хро мо сом эк ва то ри аль ной плос ко сти клет ки ме та фаз ная пла стин ка, при креп ле ние нитей ве ре те на де ле ния одним кон цом к цен три о лям, дру гим к цен тро ме рам хро мо. А нель зя на пи сать, что споры об ра зу ют ся ре зуль та те мей о ти че ско го де ле ния, путем сли я ния жен ских и муж ских гамет, на жен ском га ме то фи те об ра зу ет ся спо ро фит ко ро боч ка, где об ра зу ют ся споры. В таб ли це Срав ни тель ная ха рак те ри сти ка ми то за и мей о за этом по со бии на пи са но к каж до му по лю су от хо дит Вот имен но здесь и за кра ды ва ет ся ошиб. Но, мне ка жет ся ни че го слож но дан ном во про се нет Нужно за пом нить один. Если на пи ши те подру го му, с по яс не ни ем, и Вам не за счи та ют, смело по да вай те на апел ля.

 

© Copyright 2017-2018 - articles-study

 
Обращение к пользователям