Подобно тому, как организм животного или растения состоит из отдельных органов и их систем, клетка состоит из органоидов. Рассматривая органоиды клетки и их функции, важно отметить внешнее строение клетки. Снаружи «единица жизни» покрыта мембраной, которая служит разграничительным барьером, отделяя внешнюю среду от внутреннего содержимого клетки. При этом мембрана выполняет защитную и разграничительную функции, а также принимает раздражители внешней среды (рецепторная функция) и осуществляет транспорт веществ.
Органоиды клетки - постоянные клеточные структуры, клеточные органы, обеспечивающие выполнение специфических функций в процессе жизнедеятельности клетки - хранение и передачу генетической информации, перенос веществ, синтез и превращения веществ и энергии, деление, движение и др.
К органоидам клеток эукариот относятся:
хромосомы,
клеточная мембрана,
митохондрии,
комплекс Гольджи,
эндоплазматическая сеть,
рибосомы,
микротрубочки,
микрофиламенты,
лизосомы;
В животных клетках присутствуют также центриоли, микрофибриллы, а в
растительных - свойственные только им пластиды.
Иногда к органоидам клеток эукариот относят и ядро в целом.
Прокариоты лишены большинства органоидов, у них имеются лишь клеточная мембрана
и рибосомы, отличающиеся от цитоплазматических рибосом клеток эукариот.
В специализированных эукариотных клетках могут быть сложные структуры, в основе
которых находятся универсальные органоиды, например микротрубочки и центриоли -
главные компоненты жгутиков и ресничек. Микрофибриллы лежат в основе тоно- и
нейрофибрилл. Специальные структуры одноклеточных, например жгутики и реснички
(построены так же, как у клеток многоклеточных), выполняют функцию органов
движения.
Чаще в современной литературе термины «органоиды» и «органеллы» употребляют как
синонимы.
Существование клетки и ее компонентов было бы невозможным, если бы внутри она не была заполнена специальной жидкостью – цитоплазмой. Именно цитоплазма производит транспорт веществ внутри клетки подобно крови и лимфе в нашем организме. При этом цитоплазма создает эффект межклеточного взаимодействия за счет различного рода отростков, ресничек, ворсинок. Часть подобных отростков (например, жгутики или реснички) могут выполнять двигательную функцию, иные выросты клетки к движению не способны.
Митохондрия – один из важнейших органоидов клетки, участвующий в процессах дыхания «единицы жизни» и преобразующий различные формы энергии в тот вид, который доступен для клетки. По сути, митохондрии – это энергетическая база клетки, а потому количество данных органоидов зависит от тех функций, которые выполняет клетка, и, соответственно, от ее потребностей в энергетических ресурсах. Примечательно, что митохондрии содержат собственную цепочку ДНК, в которой сосредоточено до 2% ДНК самой клетки.
Иной органоид, участвующий в процессе метаболизма, - рибосома. Именно данный элемент клетки производит синтез белка. Важно отметить, что белки присутствуют во всех клетках человеческого организма, за исключением эритроцитов. Рибосомы свободно располагаются в цитоплазме, а сам процесс синтеза белка связан с явлением транскрипции – копированием той информации, которая записана в ДНК.
Органоиды клетки и их функции не имели бы никакого смысла в природе, если бы
в клетке отсутствовало ядро. Этот органоид примечателен тем, что в нем
содержится очень важное вещество – хроматин, которое является основой для
формирования хромосом. Именно хромосомы передают наследственную информацию о
клетке при размножении. Поэтому хроматин образован ДНК и небольшим количеством
РНК. Кроме этого, в состав ядра входит ядрышко – тело, в котором происходит
синтез новых рибосом. Размеры ядрышка варьируются в зависимости от того,
насколько интенсивно проходит синтез белка в клетке.
В заключение отметим, что, рассматривая органоиды клетки и их функции, очень
сложно выявить какой-то один «орган единицы жизни», который можно было бы
назначить главным. Условно таким органоидом выбирают ядро, как у человека
главным органом считают сердце. В реальности все органоиды поддерживают
множество химических, физических и биологических процессов, благодаря чему и
происходит выполнение клеткой комплекса различных функций, которые объединяют
под общим понятием жизни.
Строение и функции клеточных органоидов
Клеточные органоиды | Строение | Функции |
I. Мембранные органоиды | ||
Эндоплазматическая сеть (ЭПС), или ретикулум. | Сложная система каналов и полостей различной формы (трубочки, цистерны), пронизывающая всю цитоплазму и контактирующая с наружной клеточной мембраной, ядерной мембраной и другими мембранными структурами клетки. Имеет одномембранное строение. | Соединяет все клеточные мембранные структуры в единую систему. Является поверхностью, на которой происходят все внутриклеточные процессы. Пространственно разделяет клетку. По системе каналов осуществляется транспорт веществ. |
а) Шероховатая или гранулярная эндоплазматическая сеть. | Мембраны покрыты мелкими гранулами – рибосомами. | Синтез полипептидов, их частичная модификация и транспорт. |
б) Гладкая, или агранулярная, эндоплазматическая сеть. | Мембраны лишены рибосом, но здесь скапливаются ферменты липидного, углеводного обмена. | Синтез липидов, стероидов, углеводов, их транспорт. |
Комплекс Гольджи (или пластинчатый комплекс, или аппарат Гольджи). Есть почти во всех клетках (исключение – эритроциты, сперматозоиды). Располагается обычно около ядра; клетка может иметь один или несколько комплексов Гольджи. | Система уложенных в стопку уплощенных мембранных мешочков – цистерн, трубочек и связанных с ними пузырьков. | Транспорт веществ, главным образом белков и липидов, поступающих из эндоплазматической сети, предварительная их химическая перестройка, накопление, упаковка в пузырьки, формирование лизосом. |
Лизосомы. Встречаются во всех клетках, рассеяны по цитоплазме. | Одномембранные пузырьки разнообразной формы и размеров; содержат различные протеолитические ферменты (около 40). | Участвуют во внутриклеточном пищеварении, т.е. расщеплении крупных молекул. Могут разрушать и структуры самой клетки, вызывая ее гибель – аутолиз. |
Митохондрии. Встречаются почти во всех клетках (кроме зрелых эритроцитов млекопитающих). В разных типах клеток может быть от 50 до 500 митохондрий. | Двумембранные органеллы различной формы (овальные, палочковидные).
Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует многочисленные складки –
кристы. На кристах находятся ферменты, участвующие в синтезе АТФ. Внутреннее содержание митохондрий – матрикс – содержит одну кольцевую молекулу ДНК, РНК, рибосомы, белки, фосфолипиды. |
Синтез молекул АТФ – универсального источника энергии для всех биохимических процессов клетки. Синтез стероидных гормонов. |
Пластиды – органеллы, характерные только для растительных клеток и
встречающиеся во всех живых клетках зеленых растений. Все типы пластид
образуются из своих предшественников – пропластид. Отсутствуют только у спермиев некоторых высших растений (например, кукуруза). |
Двумембранные органеллы, обычно овальной формы, в которых помимо фотосинтеза протекают многие промежуточные стадии обмена веществ (синтез пуринов и пиримидов, большинства аминокислот, всех жирных кислот и т.д.) | Различают три вида пластид (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты), для каждого из которых характерна своя функция. |
Хлоропласты. | Наружная мембрана – гладкая, внутренняя образует впячивания или мешочки – тиллакоиды. Тиллакоиды собраны в стопки (напоминают стопки монет) – по 50 штук. Такие стопки называются граны. В мембранах тиллакоидов находится хлорофилл. Внутреннее содержимое – строма – содержит 1 кольцевую молекулу ДНК, РНК, белки. | В хлоропластах осуществляется фотосинтез. Кроме того, пигмент хлорофилл окрашивает листья, молодые стебли, незрелые плоды в зеленый цвет. |
Хромопласты – нефотосинтезирующие пластиды, встречаются в цитоплазме клеток цветков, стеблей, плодов, листьев, придавая им соответствующую окраску. | Хромопласты имеют более простое строение (почти отсутствуют тиллакоиды). Содержат разные пигменты – каротиноиды – красные, желтые, оранжевые, коричневые. | Запас питательных веществ. |
Лейкопласты – бесцветные пластиды, располагаются в неокрашенных частях растений (корни, клубни, корневища и т.д.). | Лейкопласты также более просто организованы, лишены пигментов, либо пигменты в них находятся в неактивной форме. | В лейкопластах одних клеток запасаются зерна крахмала – это аминопласты (клубни картофеля). В лейкопластах других – жиры – липидопласты (орехи, подсолнечник), или белки – протеинопласты (в некоторых семенах). |
II. Органоиды, не имеющие мембранного строения | ||
Рибосомы встречаются во всех типах клеток (включая и прокариотические). Могут свободно лежать в цитоплазме или соединяться с мембранами ЭПС. Есть в митохондриях, пластидах. | Небольшие сферические тельца, образованные двумя неравными субъединицами – большой и малой, которые состоят из 3-4 молекул рибосомальной РНК и более 50 молекул белков. В рибосомах всегда есть и ионы магния, поддерживающие их структуру. | Синтез полипептидных цепочек (второй этап синтеза белка – трансляция). |
Клеточный центр, или центросома. Встречается почти во всех клетках животных (кроме некоторых видов простейших) и некоторых растений. Отсутствует у цветковых и низших грибов. | Состоит из двух центриолей, расположенных перпендикулярно друг
другу.
Центриоль – небольшая цилиндрическая органелла, стенку которой
образует 9 групп (триплетов) из трех слившихся микротрубочек. Содержат моль ДНК, способны к самоудвоению. |
Клеточный центр принимает участие в образовании веретена деления (ахроматинового веретена). Центриоли образуют базальные тельца ресничек, жгутиков. |
Микротрубочки и микрофиламенты. | Сложная система нитей, пронизывающая всю цитоплазму. Нити формируются из молекул различных сократительных белков (миозин, тубулин и др.). | Вместе с некоторыми другими элементами формируют цитоскелет клетки. Обеспечивают внутриклеточное движение органелл, а также движение клеток, сокращение мышечных волокон, формируют нити митотического веретена. |
Помимо органелл общего назначения некоторые эукариотические клетки содержат еще
специализированные органеллы, характерные только для определенных типов клеток.
К таким органоидам специального назначения относятся реснички и жгутики,
выполняющие функцию движения (например, у простейших – инфузорий, эвглены или у
мужских половых клеток), а также микроворсинки, сократительные вакуоли и
некоторые другие органоиды.
Рецепторы или фоторецепторы и прочие мелкие, молекулярного уровня, структуры, органоидами не называют. Граница между молекулами и органоидами очень нечеткая. Так, рибосомы, которые обычно однозначно относят к органоидам, можно считать и сложным молекулярным комплексом. Все чаще к органоидам причисляют и другие подобные комплексы сравнимых размеров и уровня сложности - протеасомы, сплайсосомы и др. В то же время сравнимые по размерам элементы цитоскелета (микротрубочки, толстые филаменты поперечнополосатых мышц и т. п.) обычно к органоидам не относят. Степень постоянства клеточной структуры - тоже ненадежный критерий ее отнесения к органоидам. Так, веретено деления, которое хотя и не постоянно, но закономерно присутствует во всех эукариотических клетках, обычно к органоидам не относят, а везикулы, которые постоянно появляются и исчезают в процессе обмена веществ - относят. Во многом набор органоидов, перечисляемый в учебных руководствах, определяется традицией.
Клеточные структуры: митохондрии, пластиды, органоиды движения, включения. Ядро
Клеточные органеллы, их строение и функции
Органеллы |
Строение |
Функции |
Митохондрии |
Микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Внешняя мембрана гладкая, внутренняя образует различной формы выросты – кристы. В матриксе митохондрии (полужидком веществе) находятся ферменты, рибосомы, ДНК, РНК. |
Универсальная органелла является дыхательным и энергетическим центром. В процессе кислородного (окислительного) этапа в матриксе с помощью ферментов происходит расщепление органических веществ с освобождением энергии, которая идет на синтез АТФ на (кристах). |
Лейкопласты |
Микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Внутренняя мембрана образует 2–3 выроста. Форма – округлая. Бесцветны. |
Характерны для растительных клеток. Служат местом отложения запасных питательных веществ, главным образом крахмальных зерен. На свету их строение усложняется, и они преобразуются в хлоропласты. Образуются из пропластид. |
Хлоропласты |
Микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Наружная мембрана гладкая. Внутренняя мембрана образует систему двухслойных пластин – тилакоидов стромы и тилакоидов гран. В мембранах тилакоидов гран между слоями молекул белков и липидов сосредоточены пигменты – хлорофилл и каротиноиды. В белково-липидном матриксе находятся собственные рибосомы, ДНК, РНК. |
Характерны для растительных клеток органеллы фотосинтеза, способные создавать из неорганических веществ (CO2 и H2O) при наличии световой энергии и пигмента хлорофилла органические вещества – углеводы и свободный кислород. Синтез собственных белков. Могут образовываться из пластид или лейкопластов, а осенью перейти в хлоропласты (красные и оранжевые плоды, красные и желтые листья). |
Хромопласты |
Микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Собственно хромопласты имеют шаровидную форму, а образовавшиеся из хлоропластов, принимают форму кристаллов каратинондов, типичную для данного вида растения. Окраска красная, оранжевая, желтая. |
Характерны для растительных клеток. Придают лепесткам цветков окраску, привлекательную для насекомых-опылителей. В осенних листьях и зрелых плодах отделяющихся от растений, содержатся кристаллические каротиноиды?– конечные продукты обмена. |
Клеточный центр |
Ультрамикроскопическая органелла немембранного строения. Состоит из двух центриолей. Каждая имеет цилиндрическую форму, стенки образованы девятью триплетами трубочек, а в середине находится однородное вещество. Центриоли расположены перпендикулярно друг другу. |
Принимает участие в делении клеток животных и низших растений. В начале деления (в профазе) центриоли расходятся к разным полюсам клетки. От центриолей к центромерам хромосом отходят нити веретена деления. В анафазе эти нити притягивают хроматиды к полюсам. После окончания деления центриоли остаются в дочерних клетках. Удваиваются и образуют клеточный центр. |
Клеточные включения (непостоянные структуры) |
Плотные в виде гранул включения, имеющие мембрану (например, вакуоли). |
|
Органоиды движения |
Реснички – многочисленные цитоплазмические выросты на поверхности мембраны. |
Удаление частичек пыли (реснитчатые эпителии верхних дыхательных путей), передвижение (одноклеточные организмы). |
Жгутики – единичные цитоплазматические выросты на поверхности клетки. |
Передвижение (сперматозоиды, зооспоры, одноклеточные организмы). |
|
Ложные ножки (псевдоподии) – амебовидные выступы цитоплазмы. |
Образуются у животных в разных местах цитоплазмы для захвата пищи, для передвижения. |
|
Миофибриллы – тонкие нити до 1 см. длиной и больше. |
Служат для сокращения мышечных волокон, вдоль которых они расположены. |
|
Цитоплазма, осуществляющая струйчатое и круговое движение. |
Перемещение органелл клетки по отношению к источнику света (при фотосинтезе), тепла, химического раздражителя. |
Схема состав и функции клеточных включений
Фагоцитоз – захват плазматической мембраной твёрдых частиц и втягивание их внутрь.
Плазматическая мембрана образует впячивание в виде тонкого канальца, в который попадает жидкость с растворёнными в ней веществами. Этот способ называют пиноцитозом .
Ядро
Все организмы, имеющие клеточное строение без оформленного ядра называются прокариотами . Все организмы, имеющие клеточное строение с ядром называются эукариотами .
Ядерные структуры, их строение и функции
Структуры |
Строение |
Функции |
Ядерная оболочка |
Двухслойная пористая. Наружная мембрана переходит в мембраны ЭС. Свойственна всем клеткам животных и растений, кроме бактерий и сине-зеленых, которые не имеют ядра. |
Отделяет ядро от цитоплазмы. Регулирует транспорт веществ из ядра в цитоплазму (РНК и субъединицы рибосом) и из цитоплазмы в ядро (белки, жир, углеводы, АТФ, вода, ионы). |
Хромосомы (хроматин) |
В интерфазной клетке хроматин имеет вид мелкозернистых нитевидных структур, состоящих из молекул ДНК и белковой обкладки. В делящихся клетках хроматиновые структуры спирализуются и образуют хромосомы. Хромосома состоит из двух хроматид, и после деления ядра становится однохроматидной. К началу следующего деления у каждой хромосомы достраивается вторая хроматида. Хромосомы имеют первичную перетяжку, на которой расположена центромера; перетяжка делит хромосому на два плеча одинаковой или разной длины. У ядрышковых хромосом есть вторичная перетяжка. |
Хроматиновые структуры – носители ДНК. ДНК состоит из участков – генов, несущих наследственную информацию и передающихся от предков к потомкам через половые клетки. Совокупность хромосом, а, следовательно, и генов половых клеток родителей передается детям, что обеспечивает устойчивость признаков, характерных для данной популяции, вида. В хромосомах синтезируется ДНК, РНК, что служит необходимым фактором передачи наследственной информации при делении клеток и построении молекул белка. |
Ядрышко |
Шаровидное тело, напоминающее клубок нити. Состоит из белка и РНК. Образуется на вторичной перетяжке ядрышковой хромосомы. При делении клеток распадается. |
Формирование половинок рибосом из рРНК и белка. Половинки (субъединицы) рибосом через поры в ядерной оболочке выходят в цитоплазму и объединяются в рибосомы. |
Ядерный сок (кариолимфа) |
Полужидкое вещество, представляющее коллоидный раствор белков, нуклеиновых кислот, углеводов, минеральных солей. Реакция кислая. |
Участвует в транспорте веществ и ядерных структур, заполняет пространство между ядерными структурами; во время деления клеток смешивается с цитоплазмой. |
Схема строения ядра клетки
Функции ядра клетки:
- регуляция процессов обмена веществ в клетке;
- хранение наследственной информации и ее воспроизводство;
- синтез РНК;
- сборка рибосом.
Выводы по лекции
- В митохондриях происходит расщепление органических веществ с освобождением энергии, которая идет на синтез АТФ.
- Важную роль играют пластиды в обеспечении процессов жизнедеятельности растительной клетки.
- К органоидам движения относят клеточные структуры: реснички, жгутики, миофибриллы.
- Все клеточные организмы делятся на прокариоты (безъядерные) и эукариоты (с ядром).
- Ядро представляет собой структурный и функциональный центр, координирующий ее обмен веществ, руководящий процессами самовоспроизведения и хранения наследственной информации.
Вопросы для самоконтроля
- Почему митохондрии образно называют "силовыми станциями" клетки?
- Какие структуры клетки способствуют ее движению?
- Что относится к клеточным включениям? Какова их роль?
- Каковы функции ядра в клетке?
Самостоятельная работа
Темы рефератов, докладов:
- Исторический очерк. "Изучение строения клетки".
- Выдающийся биолог Р. Гук.
- Выдающийся биолог А. Левенгук.
- Выдающиеся биологи Т. Шванн и М. Шлейден.
- Выдающийся биолог Р. Вирхов.
У прокариотической клетки нет внутренних перегородок. Она состоит из одного отсека, отделенного от внешней среды цитоплазмой. Эукариотическая клетка разделена мембранами на отсеки - компартменты. Каждый компартмент является органеллой. Каждая органелла выполняет свою функцию. Клетка разделяется на отделы с помощью мембран.
Цитоплазматическая мембрана - важная составляющая клетки. Отграничивает ее от внешней среды. Если не будет мембраны, клеточное содержимое сольется с окружающей средой. Мембрана проницаема для воды и избирательно проницаема для других веществ. Не каждое вещество может проникнуть в клетку. Чем меньше молекула вещества, тем легче ему проникнуть в клетку. Крупным молекулам буквально приходится выстраиваться в очередь.
Мембрана состоит она из липидного бислоя и белков (сделать рисунок). Мембранные белки разделяются на переферические(находятся на поверхности клетки. Обеспечивают связь мембраны с цитоскелетом или являются ферментами), интегральные (пронизывают мембрану насквозь. С их помощью происходит перенос веществ в клетку и из нее), заякоренные (открыты недавно. Их функция уточняется).
Ядро - место формирования ДНК и РНК. Содержит основную часть генетической информации.
ЭПС (эндоплазматическая сеть) - непрерывная трехмерная сеть канальцев и цистерн. Начинается как выпячивание внешней мембраны ядра и заканчивается у цитоплазматической мембраны. Различают гладкий и шероховатый ретикулум. На шероховатом находятся рибосомы. Это место синтеза большинства белков и липидов клетки. Гладкий используется для перемещения синтезированных веществ.
Аппарат Гольджи - им заканчивается ЭПР. Аппарат Гольджи состоит из отдельных пузырьков и телец. Получает от ЭПР белки и липиды, сортирует их и направляют к органоидам.
Митохондрия - симбиотический организм. Предшественницей была бактерия. Имеется собственные ДНК, рибосомы, двойная мембрана. Внутренняя мембрана имеет большое количество впячиваний - крист. Осуществляет процесс дыхания в клетке. Синтезирует АТФ из АДФ и обеспечивает таким образом клетку энергией.
Лизосома - Небольшое тельце, ограниченное от цитоплазмы одинарной мембраной. В ней находятся литические ферменты, способные расщепить все биополимеры. Основная функция- автолиз - то есть расщепление отдельных органоидов, участков цитоплазмы клетки.
Пероксисомы- или микротельца. Округлой формы. Содержат одну мембрану, не содержат ДНК и рибосом. Утилизируют кислород в клетке. (кислород очень вреден для клетки. Кислородом отбеливают)
Рибосомы - мельчайшие органоиды. Находятся в ЭПР, цитоплазме, хлоропластах, митохондриях. Синтезируют белки, необходимые клетке, отдельным органоидам.
Цитоскелет - трехмерная сеть нитей, которая пронизывает клетку. Поддерживает форму клетки, не позволяет органоидам перемещаться, защищает их от повреждения, является амортизатором. Состоит из микротрубочек и более мелких микрофиламентов. (рисунок. Физиология растений, стр 43) Микротрубочки построены из белка тубулина, микрофиламенты - из актина. Могут собираться и разбираться.
Растительная клетка, кроме всего перечисленного, содержит:
Клеточная стенка- твердая оболочка растительной клетки. Придает форму клетке. Защищает от повреждений. Она прозрачна, пропускает солнечный свет и воду. В ней есть поры, которые обеспечивают взаимосвязь клеток. Состоит из целлюлозы и матрикса. В матриксе содержится гемицеллюлоза и пектиновые вещества.
Вакуоль - органоид, отделенный от цитоплазмы. Вакуоль заполнена клеточным соком. Вакуоль обеспечивает хранение различных веществ - ионов, пигментов, органических кислот; лизис веществ, защита от травоядных, т.к. в ней может находится большое количество токсичных веществ; обеспечивает пигментацию - пигменты находятся в вакуоли; изолирование токсичных веществ.
Пластиды- найдены только в клетках высших растений и водорослей. Предшественницей была цианобактерия, которая стала симбиотическим организмом. Имеет двойную мембрану. Внутри находится кольцевая молекула ДНК, рибосомы. Выделяют: 1)хлоропласты- зеленые пластиды, в которых осуществляется фотосинтез. (рисунок)
2) Хромопласты - желтые, оранжевые и красные пластиды.
- Продолжить изучение клеточного уровня организации жизни.
- Продолжить формирование знаний о строении эукариотической клетки на основе изучения особенностей строения её структур.
- Объяснить особенности строения мембранных и немембранных компонентов клетки.
Продолжить формирование умения выявлять взаимосвязь строения и функций органоидов клетки.
Обеспечить понимание учащимися мембранного характера организации клетки.
Оборудование:
- компьютер;
- компьютерный проектор;
- экран.
Компьютерная презентация: Приложение.
1. Организационный момент.
2. Постановка проблемы.
Эукариотические клетки самых разнообразных организмов – от простейших до высших растений и животных – отличаются сложностью и разнообразием строения. Слайд 3, 4.
3. Изучение новой темы.
Цитология – наука, изучающая строение и функции клеток. В основе строения клетки лежит мембранный принцип организации. Органоиды являются структурными специализированными отделами клетки. Слайд 4, 5.
На основе работы с текстом и рисунками учебника, компьютерной презентацией учащиеся заполняют таблицу.
Строение и функции органоидов клетки.
Название органоида | Строение | Функции |
Познакомимся с основными органоидами клетки.
Слайд 10. Эндоплазматическая сеть (ЭПС) – структура сетевого строения, которая находится в глубоких слоях цитоплазмы. Представляет собой систему мембран, формирующих цистерны и каналы, соединенных друг с другом. Различают два вида ЭПС: шероховатая , содержащая на своей поверхности рибосомы, и гладкая , мембраны которой рибосом не несут.
Функции: разделяет цитоплазму клетки на изолированные отсеки; осуществляет синтез и расщепление углеводов и липидов (гладкая ЭПС) и обеспечивает синтез белка (шероховатая ЭПС); накапливает в каналах и полостях, а затем транспортирует к органоидам клетки продукты биосинтеза.
Слайд 11. Комплекс Гольджи обнаружил в 1898г. К. Гольджи. Представляет собой стопку уплощенных цистерн с расширенными краями, с которой связана система мелких одномембранных пузырьков. Каждая стопка обычно состоит из 4 – 6 цистерн. Число стопок Гольджи в клетке колеблется от одной до несколько сотен.
Важнейшая функция комплекса Гольджи – выведение из клетки различных продуктов секреции (ферментов, гормонов); здесь происходит синтез полисахаридов и липидов; созревание белков; образование лизосом.
Слайд 12. Лизосомы – мелкие одномембранные органоиды клетки, представляющие собой пузырьки диаметром 0,2 – 0,8мкм, содержащие до 60 гидролитических ферментов, активных в слабокислой среде. Образование лизосом происходит в аппарате Гольджи. Лизосомы присущи клеткам одноклеточных и многоклеточных организмов, а также клеткам растительных организмов.
Главная функция лизосом – расщеплять поступающие в клетку питательные вещества. Иногда с участие лизосом происходит саморазрушение клетки. Этот процесс называется автолизом. Обычно это происходит при некоторых процессах дифференцировки (например, замена хрящевой ткани костной; исчезновение хвоста у головастика лягушек).
Слайд 13. Митохондрии – двухмембранные органоиды эукариотической клетки, обеспечивающие организм энергией. Длина митохондрий 1,5 – 10 мкм, диаметр – 0,25 – 1,00 мкм. Количество митохондрий в клетке колеблется в широких пределах, от 1 до 100 тыс., и зависит от её метаболической активности. Число митохондрий может увеличиваться путём деления, так как эти органоиды имеют собственную ДНК. Наружная мембрана митохондрий гладкая, внутренняя мембрана образует многочисленные складки – кристы . Внутреннее пространство митохондрий заполнено матриксом . В матриксе много белков, ферментов, фосфолипидов, молекул ДНК, имеющих кольцевую структуру, немного рибосом.
Функции митохондрий: участвуют в обмене веществ, так как содержат ферменты; участвуют в процессе дыхания, синтезе молекул АТФ; осуществляют синтез белка, так как имеют свою ДНК.
Слайд 14. Пластиды – органоиды, присущие только растительным клеткам. Различают три основных типа пластид: лейкопласты – бесцветные пластиды в клетках неокрашенных частей растений, хромопласты – окрашенные пластиды обычно желтого, красного и оранжевого цвета и зелёные пластиды – хлоропласты . Хлоропласты высших растений имеют размеры 5 – 10 мкм и по форме напоминают двояковыпуклую линзу. Наружная мембрана гладкая, а внутренняя имеет складчатую структуру – ламеллы . Совокупность ламелл хлоропласта называют стромой . Ламеллы могут образовывать локальные расширения, имеющие вид уплощенных круглых мешочков – тилакоидов . Тилакоиды располагаются стопками, один над другим, напоминая стопки монет. Эти стопки называют гранами . Пигмент хлорофилл располагается внутри мембран тилакоидов.
Поскольку пластиды имеют общее происхождение, между ними возможны взаимопревращения. Наиболее часто происходит превращение лейкопластов в хлоропласты (позеленение клубней картофеля на свету), обратный процесс происходит в темноте. При пожелтении листьев и покраснении плодов хлоропласты превращаются в хромопласты.
Основная функция хлоропластов – фотосинтез, т.е. в хлоропластах на свету осуществляется синтез органических веществ из неорганических за счет преобразования солнечной энергии в энергию молекул АТФ. Пластиды способны к автономному делению, как и митохондрии.
Слайд 15. Рибосомы – немембранные округлые органоиды, встречающиеся в клетках всех организмов, имеющие диаметр 20нм и состоящие из двух субъединиц неравного размера – большой и малой. В состав рибосом входят белки и рибосомальные РНК (р-РНК). Молекулы р-РНК составляют 50 – 63% массы рибосомы и образуют её структурный каркас. Рибосомы могут свободно располагаться в цитоплазме, в матриксе хлоропластов и митохондрий, на каналах шероховатой ЭПС, или объединяться в и-РНК по 5 – 70 штук. В последнем случае их называют полирибосомами. Субъединицы рибосомы эукариот образуются в ядрышке. Объединение субъединиц в целую рибосому, происходит в цитоплазме во время биосинтеза белка.
Функция рибосом – синтез белка.
Слайд 16. Вывод. Клетка – основная структурная и функциональная единица живых организмов.
4. Закрепление изученного материала.
Слайд 17. Тест.
- Какие органоиды обеспечивают биосинтез белков?
- Какие органоиды отвечают за обеспечение клеткой энергией?
- Какие органоиды отвечают за расщепление органических веществ?
- Какие органоиды получили название «экспортная система клетки»?
- Какие органоиды есть только у растительной клетки?
- Органоид, отвечающий за хранение и передачу наследственной информации?
- Что такое фагоцитоз?
- Что такое пиноцитоз?
Слайд 18. Ответы.
- Рибосомы.
- Митохондрии.
- Лизосомы.
- Комплекс Гольджи.
- Пластиды.
- Ядро.
- Захват плазматической мембраной твердых частиц.
- Захват плазматической мембраной капель жидкости.
Слайд 19. Домашнее задание.
§ 8 – 9, заполнить таблицу «Строение и функции органоидов клетки».
Литература:
- Беляев Д.К. Общая биология, учебник для 10-11 классов. М.: Просвещение, 2004.
- Гаврилова А.Ю. Биология 10 класс для преподавателей. Волгоград: Учитель, 2005.
- Пименов А.В. Уроки биологии в 10 классе. Ярославль: Академия развития, 2003.
- Биология 1С: Репетитор.
- ЦОР «Открытая биология».