الخلية هي وحدة بنية ونشاط الحياة ونمو وتطور الكائنات الحية. مجموعة متنوعة من الخلايا. الخصائص المقارنةخلايا النباتات والحيوانات والبكتيريا والفطريات

يسمى العلم الذي يدرس بنية ووظيفة الخلايا علم الخلية . هناك مجموعتان منظمتان كبيرتان من الخلايا - بدائية النواة و حقيقيات النوى . خلايا بدائية النواةلا تحتوي على نواة حقيقية (البكتيريا ، الطحالب الخضراء المزرقة / cyanoea). تحتوي الخلايا حقيقية النواة على نواة (كائنات أخرى باستثناء الفيروسات).

يميز علم اللاهوت النظامي ممالك الكائنات الحية التالية: البكتيريا ، الفطريات ، النباتات ، الحيوانات. أسباب هذا التقسيم هي طرق تغذية هذه الكائنات وهيكل الخلايا.

الخلايا البكتيريةلها الهياكل التالية - جدار خلية مورين كثيف ، جزيء DNA دائري واحد (نووي) ، ريبوسومات ، ميزوسومات (طيات غشائية) ، دنا دائري صغير (بلازميدات). وفقًا لطريقة التغذية ، تنقسم البكتيريا إلى ذاتية التغذية (تنقسم إلى فوتوتروفس ،تتغذى بالضوء ، و التغذية الكيميائية ،مدعوم بالطاقة من المركبات غير العضوية ) و غيرية التغذية (تتغذى على المواد العضوية من الكائنات الحية الأخرى ) .

تحتوي الخلايا النباتية على بلاستيدات مميزة فقط منها - البلاستيدات الخضراء (الخضراء) ، والبلاستيدات الخضراء (البيضاء) والكروموبلاستيدات (الأحمر والأصفر والأزرق) ؛ جدار الخلية من السليلوز ، ولها فجوات كبيرة مع نسغ الخلية. أثناء انقسام الخلية ، تتشكل لوحة الطور من غشاء الخلية ، الذي يفصل الكروموسومات. المادة الاحتياطية هي النشا. لديهم نمو غير محدود ، لا يوجد مفهوم "نظام الأعضاء". Autotrophs ، نادرًا ما تختلط التغذية (الصورة وغيرية التغذية).

لا تحتوي الخلايا الحيوانية على جدران خلوية كثيفة. هم محاطون غشاء الخليةيتم من خلالها تبادل المواد مع البيئة. الفجوات صغيرة (مقلصة وهضمية) ، يوجد مركز خلوي يمد الكروموسومات أثناء الانقسام. المادة الاحتياطية هي الجليكوجين. النمو محدود ، عدد الأعضاء محدد بدقة. مغاير التغذية.

الخلايا الفطرية مغطاة بجدار خلوي ، مثل النباتات ، ولكنها مصنوعة من الكيتين ، مثل أصداف الحيوانات. النمو غير محدود. مغاير التغذية. المادة الاحتياطية هي قطرات الجليكوجين والدهون.

2.3 التنظيم الكيميائي للخلية. العلاقة بين هيكل ووظائف المواد غير العضوية و المواد العضوية(البروتينات ، الأحماض النووية ، الكربوهيدرات ، الدهون ، ATP) التي تتكون منها الخلية. تبرير العلاقة بين الكائنات على أساس التحليل التركيب الكيميائيخلاياهم

2.3.1. مواد غير عضويةالخلايا

يتم تقسيم جميع العناصر الموجودة في الخلية ، وفقًا لمحتواها في الخلية ، إلى مجموعات:

المغذيات الكبيرة – H ، O ، N ، C، (biogens، معظمتتكون المادة الحية منها) ، Mg ، Na ، Ca ، Fe ، K ، P ، Cl ، S ؛

أثر العناصر- B ، Ni ، Cu ، Co ، Zn ، Mb ، إلخ ؛

عناصر فائقة الصغر- U ، Ra ، Au ، Pb ، Hg ، Se ، إلخ.

مركبات الخلية غير العضوية - ماءو غير عضويالأيونات.

تحدث جميع التفاعلات الكيميائية الحيوية في المحاليل المائية.

الخصائص الفيزيائيةماء: نظرًا لأن جزيئات الماء قطبية ، فإن الماء له خاصية إذابة الجزيئات القطبية للمواد الأخرى. تسمى المواد القابلة للذوبان في الماء محبة للماء. تسمى المواد غير القابلة للذوبان في الماء مسعور (الدهون والشموع والمنشطات).

يتمتع الماء بسعة حرارية عالية. تضمن خاصية الماء هذه الحفاظ على توازن الحرارة في الجسم.

درجة غليان الماء أعلى من العديد من المواد الأخرى. تحمي خاصية الماء هذه الجسم من الحرارة الزائدة.

تحدد الروابط الهيدروجينية لزوجة الماء والتصاق جزيئاته بجزيئات المواد الأخرى. بسبب قوى التصاق الجزيئات ، يتم إنشاء فيلم على سطح الماء ، له خاصية مثل التوتر السطحي.

الوظائف البيولوجية للمياه. يضمن الماء حركة المواد في الخلية والجسم ، وامتصاص المواد وإفراز منتجات التمثيل الغذائي. في الطبيعة ، تحمل المياه الفضلات إلى التربة والأجسام المائية.

أيونات غير عضوية. تشمل الأيونات غير العضوية للخلية: الكاتيونات K + ، Na + ، Ca 2+ ، Mg 2+ ، NH 3 + والأنيونات Cl - ، NO 3 - ، H 2 PO 4 - ، NCO 3 - ، HPO 4 2-.

الفرق بين عدد الكاتيونات والأنيونات (Na + ، كا + ، Cl -) على السطح وداخل الخلية يوفر نشوء جهد فعل ، والذي يكمن وراء الإثارة العصبية والعضلية.

الأنيونات فوسفوريالأحماض تخلق نظام عازلة الفوسفات، والحفاظ على الرقم الهيدروجيني للبيئة داخل الخلايا في الجسم عند مستوى 6.9.

ينشئ حمض الكربونيك وأنيوناته نظامًا عازلًا للبيكربونات ويحافظ على الرقم الهيدروجيني للوسط خارج الخلية (بلازما الدم) عند 7.4.

تعمل مركبات النيتروجين كمصدر للتغذية المعدنية وتوليف البروتينات والأحماض النووية. ذرات الفوسفور هي جزء من الأحماض النووية ، الفسفوليبيد ، وكذلك عظام الفقاريات ، الغطاء الكيتيني لمفصليات الأرجل. أيونات الكالسيوم هي جزء من مادة العظام. كما أنها ضرورية لتنفيذ تقلص العضلات وتجلط الدم.

أمثلة على المهام

2.5 التمثيل الغذائي: التمثيل الغذائي للطاقة والبلاستيك ، علاقتهما. الإنزيمات ، طبيعتها الكيميائية ، دورها في التمثيل الغذائي. مراحل استقلاب الطاقة. التخمر والتنفس. التمثيل الضوئي ، أهميته ، الدور الكوني. مراحل البناء الضوئي. ردود الفعل الخفيفة والمظلمة لعملية التمثيل الضوئي ، علاقتهما. التخليق الكيميائي. دور بكتيريا التخليق الكيميائي على الأرض

2.5.1. استقلاب الطاقة والبلاستيك ، علاقتهما

التمثيل الغذائي (التمثيل الغذائي)هي مجموعة من العمليات المترابطة من التوليف والانقسام مواد كيميائيةتحدث في الجسم. مقسمة إلى بلاستيك ( الابتنائية والاستيعاب) ، تتشكل المواد وتستهلك الطاقة ، وتبادل الطاقة ( هدم ، تبديد) ، اضمحلال المواد مع إطلاق الطاقة.

تستخدم الكائنات الحية الطاقة الضوئية والكيميائية لنشاط حياتهم. نباتات خضراء - التغذية الذاتية ، - تجميع المركبات العضوية في عملية التمثيل الضوئي ، باستخدام الطاقة ضوء الشمس. مصدر الكربون هو ثاني أكسيد الكربون. العديد من بدائيات النوى ذاتية التغذية تحصل على الطاقة في هذه العملية التخليق الكيميائي- أكسدة المركبات غير العضوية. بالنسبة لهم ، يمكن أن تكون مركبات الكبريت والنيتروجين والكربون مصدرًا للطاقة. مغاير التغذية استخدام مصادر الكربون العضوي ، أي تتغذى على المواد العضوية الجاهزة. بين النباتات ، قد يكون هناك تلك التي تتغذى بطريقة مختلطة ( التغذية المختلطة) - ندية ، فينوس صائدة الذباب أو حتى غير متجانسة - رافليسيا. من ممثلي الحيوانات أحادية الخلية ، تعتبر الأوجلينا الخضراء مختلطة.

الإنزيمات ، طبيعتها الكيميائية ، دورها في التمثيل الغذائي. تعتبر الإنزيمات دائمًا بروتينات محددة - محفزات. كقاعدة عامة ، يقومون بتحفيز نوع معين من التفاعل. يتم شرح السمات المحددة لجزيء الإنزيم من خلال هيكله وخصائصه. يحتوي جزيء الإنزيم على مركز نشط ، يتوافق التكوين المكاني مع التكوين المكاني للمواد التي يتفاعل معها الإنزيم. بعد التعرف على ركيزة الإنزيم ، يتفاعل معها ويسرع تحولها.

يعتمد نشاط الإنزيمات على درجة الحرارة وحموضة الوسط وكمية الركيزة التي يتفاعل معها. مع ارتفاع درجة الحرارة ، يزداد نشاط الإنزيم. ومع ذلك ، هذا يحدث في حدود معينة ، لأن. بما يكفي درجات حرارة عاليةيتم تغيير طبيعة البروتين. تختلف البيئة التي يمكن أن تعمل فيها الإنزيمات من كل مجموعة. هناك إنزيمات نشطة في الحمضية أو ضعيفة بيئة حمضيةأو قلوية أو ضعيفة البيئة القلوية. تنشط الإنزيمات في بيئة حمضية عصير المعدةفي الثدييات. في بيئة قلوية ضعيفة ، تكون إنزيمات العصارة المعوية نشطة. إنزيم البنكرياس الهضمي نشط في بيئة قلوية. تنشط معظم الإنزيمات في بيئة محايدة.

2.5.2. استقلاب الطاقة في الخلية (تبديد)

تبادل الطاقة- هذه مجموعة من التفاعلات الكيميائية للتحلل التدريجي للمركبات العضوية ، مصحوبة بإطلاق الطاقة ، والتي يتم إنفاق جزء منها على تخليق ATP.

المرحلة الأولى – تحضيري . في الجهاز الهضميكائنات متعددة الخلايا يتم إجراؤها الانزيمات الهاضمة. في الكائنات أحادية الخلية ، تكون إنزيمات من الجسيمات الحالة. الخطوة الأولى هي تفكك البروتينات. إلى الأحماض الأمينية والدهون إلى الجلسرين و أحماض دهنية، السكريات إلى السكريات الأحادية ، والأحماض النووية إلى النيوكليوتيدات.هذه العملية تسمى الهضم. يتم تبديد الطاقة المتولدة على شكل حرارة ولا يتم تخزينها.

المرحلة الثانية – نقص الأكسجين (تحلل السكر ). يكمن معناه البيولوجي في بداية الانهيار التدريجي وأكسدة الجلوكوز مع تراكم الطاقة على شكل جزيئين ATP. يحدث تحلل السكر في سيتوبلازم الخلايا. يتكون من عدة تفاعلات متتالية لتحويل جزيء الجلوكوز إلى جزيئين من حمض البيروفيك (البيروفات) واثنين من جزيئات ATP ، حيث يتم تخزين بعض الطاقة المنبعثة أثناء تحلل السكر: C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2P \ u003d 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP. يتم تبديد باقي الطاقة على شكل حرارة.

في الخميرة وخلايا النبات ( مع نقص الأكسجين) ينقسم البيروفات إلى الإيثانولوثاني أكسيد الكربون. هذه العملية تسمى التخمير الكحولي .

الطاقة المخزنة في تحلل السكر صغيرة جدًا بالنسبة للكائنات الحية التي تستخدم الأكسجين في التنفس. هذا هو السبب في أن عضلات الحيوانات ، بما في ذلك البشر ، تحت الأحمال الثقيلة ونقص الأكسجين ، يتكون حمض اللاكتيك (C 3 H 6 O 3) ، والذي يتراكم في شكل اللاكتات. هناك ألم في العضلات. في الأشخاص غير المدربين ، يحدث هذا بشكل أسرع من الأشخاص المدربين.

المرحلة الثالثة – الأكسجين تتكون من عمليتين متتاليتين - دورة كريبس ، التي سميت على اسم هانز كريبس الحائز على جائزة نوبل ، والفسفرة المؤكسدة. معناه يكمن في حقيقة أن تنفس الأكسجينيتأكسد البيروفات إلى المنتجات النهائية - ثاني أكسيد الكربون والماء ، ويتم تخزين الطاقة المنبعثة أثناء الأكسدة في شكل 36 جزيء ATP. الفسفرة التأكسدية أو التنفس الخلوي يحدث على الأغشية الداخلية للميتوكوندريا. يتم تبديد جزء من الطاقة على شكل حرارة ، ويتم إنفاق جزء منه على تكوين ATP.

التفاعل الكلي لعملية التمثيل الغذائي للطاقة:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 \ u003d 6CO 2 + 6H 2 O + 38ATP. (2 ATP في مرحلة تحلل السكر + 36 في مرحلة التنفس الخلوي)

2.5.3. التمثيل الضوئي والتركيب الكيميائي

بدأ البحث في مجال التمثيل الضوئي في عام 1630 بتجارب الهولندي فان هيلمونت. لقد أثبت أن النباتات لا تحصل على مواد عضوية من التربة ، ولكنها تخلقها بمفردها. أثبت جوزيف بريستلي عام 1771 "تصحيح" الهواء بالنباتات. تم وضعها تحت غطاء زجاجي ، وتمتص ثاني أكسيد الكربون المنبعث من شعلة مشتعلة.

البناء الضوئي- هذه هي عملية تكوين المركبات العضوية من ثاني أكسيد الكربون (CO 2) والمياه باستخدام الطاقة الضوئية وتحدث في البلاستيدات الخضراء للنباتات الخضراء والأصباغ الخضراء لبعض بكتيريا التمثيل الضوئي.

تحتوي البلاستيدات الخضراء وطيات الغشاء السيتوبلازمي لدائيات النوى على صبغة خضراء - الكلوروفيل. يمكن لجزيء الكلوروفيل أن يتحمس بفعل أشعة الشمس ويتبرع بإلكتروناته وينقلها إلى مستويات طاقة أعلى. لا تتراجع الإلكترونات ، ولكن يتم التقاطها بواسطة ناقلات الإلكترون (NADP + - نيكوتيناميد الأدينين فوسفات ثنائي النوكليوتيدات). في الوقت نفسه ، يتم إنفاق الطاقة المتراكمة من قبلهم في وقت سابق جزئيًا على تكوين ATP.

"مرحلة الضوء"هي المرحلة التي يتم فيها تحويل الطاقة الضوئية التي يمتصها الكلوروفيل إلى طاقة كهروكيميائية في سلسلة نقل الإلكترون. نفذت في الضوء ، في أغشية حبيبية بمشاركة البروتينات الحاملة و سينسيز ATP.

عندما يكون الكلوروفيل متحمسًا ، يقوم جزيئه بفصل الهيدروكسيل عن الماء ، ويفصل إلكترونًا عنه ، ويعود إلى الحالة الأرضية. 4 هيدروكسيل يشكل جزيء ماء ، ويعود مرة أخرى إلى الدورة والأكسجين ، وهو ثانويةالبناء الضوئي. بمرور الوقت ، تتراكم البروتونات داخل الثايلاكويد ، لأن. لا يشاركون في التحلل الضوئي (تقسيم الضوء بمساعدة الكلوروفيل) من الماء. يتم تشكيل فرق محتمل. بعد الوصول إلى مستوى معين ، يتم تشغيل قناة في غشاء الثايلاكويد - ATP - synthase. يمرر البروتونات إلى السدى (الفضاء الداخلي) للبلاستيدات الخضراء. على حساب طاقة الإرسال ، يتم تصنيع ATP. يتم التقاط البروتونات نفسها بواسطة NADP.

نتائج تفاعلات الضوء هي: التحلل الضوئي للماء مع تكوين الأكسجين الحر ، تخليق ATP ، تقليل NADP + إلى NADP H. وبالتالي ، فإن الضوء مطلوب فقط لتخليق ATP و NADP-H.

"المرحلة المظلمة"- عملية تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى جلوكوز في السدى (المسافة بين الحبيبات) من البلاستيدات الخضراء باستخدام طاقة ATP و NADP H.

يرتبط جزيء ثاني أكسيد الكربون بسكر مكون من خمسة كربون ، ثم ينقسم إلى سكريين من ثلاثة كربون. يتم تقليل التحولات الإضافية للمواد إما إلى إزالة الكربون أو لتمديد السلسلة. يحدث هذا في دورة كالفين ، التي تتيح الوصول إلى تخليق أنواع عديدة من المواد ، وخاصة الجلوكوز.

معادلة التمثيل الضوئي الشاملة هي -

أهمية التمثيل الضوئي. في عملية التمثيل الضوئي ، يتكون الأكسجين الحر ، وهو أمر ضروري لتنفس الكائنات الحية ، من الأكسجين - شاشة الأوزون للحماية من الأشعة فوق البنفسجية ، ويضمن التمثيل الضوئي إنتاج المواد العضوية ، ويقلل من تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

التخليق الكيميائي- تكوين مركبات عضوية من غير عضوية نتيجة طاقة المركبات غير العضوية (نيتروجين ، حديد ، كبريت). هناك عدة أنواع من تفاعلات التخليق الكيميائي:

1) أكسدة الأمونيا إلى النيتروجين و حمض النيتريكالبكتيريا الآزوتية:

2) تحويل الحديدوز إلى بكتيريا الحديد ثلاثية التكافؤ:

3) أكسدة كبريتيد الهيدروجين إلى كبريت أو حمض الكبريتيك بواسطة بكتيريا الكبريت

تقوم المواد الكيميائية الاصطناعية بتدمير الصخور وتنقية المياه العادمة والمشاركة في تكوين المعادن.

2.6. التخليق الحيوي للبروتينات والأحماض النووية. طبيعة المصفوفة للتفاعلات الحيوية. المعلومات الجينية في الخلية. الجينات والشفرة الجينية وخصائصها

الجينهي وحدة للمعلومات الوراثية للكائن الحي.

الكود الجيني - تطابق ثلاثي النوكليوتيدات (على أكواد الرنا المرسال) مع الأحماض الأمينية. الشفرة الوراثية ثلاثية ، عالمية لجميع الكائنات الحية على الأرض ، تتحلل (يتم تشفير كل حمض أميني بأكثر من كودون واحد). بين الجينات هناك علامات الترقيم ، وقف الكودونات.

تخليق البروتينهو نوع من تبادل البلاستيك يتم فيه نقل المعلومات من الجينوا إلى البروتينات. يجب التعبير عن المعلومات الجينية المأخوذة من الحمض النووي والمترجمة إلى رمز جزيء i-RNA ، أي تتجلى في خصائص كائن حي معين. يتم تحديد هذه العلامات بواسطة البروتينات. يحدث التخليق الحيوي للبروتين على الريبوسومات في السيتوبلازم. هذا هو المكان الذي يأتي فيه الرنا المرسال من نواة الخلية. يسمى تخليق mRNA على جزيء DNA النسخ، ثم يسمى تخليق البروتين على الريبوسومات إذاعة.يوجد في نهاية جزيء t-RNA منصة لربط حمض أميني ، ويوجد في الجزء العلوي مجموعة ثلاثية من النيوكليوتيدات مكملة لثلاثة توائم محددة - كودون على الرنا المرسال. هذا الثلاثي يسمى Anticodon.

يتحرك الريبوسوم على طول الرنا المرسال ، ويحول ثلاثة نيوكليوتيدات عندما يصل حمض أميني جديد ، ويطلق سراحهم لمضاد جديد. نتيجة لذلك ، تتشكل رابطة الببتيد بين الأحماض الأمينية.

يستمر تخليق البروتين حتى يتم العثور على أحد أكواد التوقف الثلاثة - UAA أو UAG أو UGA - على الريبوسوم. يحتوي جزيء واحد من الرنا المرسال على عدة ريبوسومات تتشكل متعدد الروح.

تفاعلات تركيب المصفوفة. تشمل تفاعلات تركيب المصفوفة تكرارتوليف DNA و i-RNA على DNA ( النسخ) ، وتخليق البروتين على mRNA ( إذاعة) ، وكذلك تخليق RNA أو DNA على RNA للفيروسات (النسخ العكسي).

تكرار الحمض النووي. الجزيء قادر على المضاعفة الذاتية (النسخ المتماثل). يمكن تصحيح الأخطاء في نسخ المعلومات بواسطة جزيء DNA ( بصلح).

على كل من خيوط الحمض النووي التي تشكلت بعد كسر روابط الهيدروجين ، بمشاركة إنزيم بوليميريز DNA ، يتم تصنيع خيط ابنة من الحمض النووي. يكمن المعنى البيولوجي للتكرار في النقل الدقيق للمعلومات الوراثية من الجزيء الأصل إلى الجزيء الطفل.

الخلية هي الوحدة الجينية للكائنات الحية. الكروموسومات وهيكلها (شكلها وحجمها) ووظائفها. عدد الكروموسومات وثبات نوعها. ملامح الخلايا الجسدية والجرثومية. دورة حياة الخلية: الطور البيني والانقسام. الانقسام الخيطي هو انقسام الخلايا الجسدية. الانقسام الاختزالي. مراحل الانقسام والانقسام الاختزالي. تطور الخلايا الجرثومية في النباتات والحيوانات. أوجه التشابه والاختلاف بين الانقسام والانقسام الاختزالي وأهميتها. انقسام الخلية هو الأساس لنمو الكائنات الحية وتطورها وتكاثرها. دور الانقسام الاختزالي في ضمان ثبات عدد الكروموسومات في الأجيال

الكروموسومات- الهياكل الخلوية التي تخزن وتنقل المعلومات الوراثية. يتكون الكروموسوم من الحمض النووي والبروتين. مركب من البروتينات المرتبطة بأشكال الحمض النووي الكروماتينية. الكروموسوم هو هيكل على شكل قضيب ويتكون من شقيقتين الكروماتيداتالتي عقدها السنترومير في المنطقة انقباض أولي. تسمى المجموعة ثنائية الصبغيات (المزدوجة) من الكروموسومات في الكائن الحي النمط النووي .

كل نوع من الكائنات الحية له عدد وشكل وتكوين ثابت للكروموسومات. يوجد 46 كروموسومًا في النمط النووي البشري - 44 كروموسومًا (نفس الشيء لكلا الجنسين) و 2 كروموسوم جنسي. الذكور غير متجانسة (كروموسومات الجنس XY) والإناث متجانسة (كروموسومات الجنس XX).

دورة حياة الخلية. الطور البيني. الانقسام المتساوي.

دورة حياة الخلية- هذه هي فترة حياتها من الانقسام إلى الانقسام.

دورة الخليةمقسمة إلى الطور البينيمصحوبًا بنسخ وتوزيع دقيق للمواد الوراثية و الانقسام المتساوي- الانقسام السليم للخلايا بعد مضاعفة المكونات الخلوية الأخرى.

الطور البينيهي الفترة بين قسمين. خلال هذه الفترة ، تستعد الخلية للانقسام. تتضاعف كمية الحمض النووي في الكروموسومات.

بحلول نهاية الطور البيني ، يتكون كل كروموسوم من كروماتيدات ، والتي ستصبح كروموسومات مستقلة أثناء الانقسام.

الانقسام المتساوييحدث فقط في الخلايا حقيقية النواة. نتيجة للانقسام الفتيلي ، تتلقى كل نواة ابنة ناتجة نفس مجموعة الجينات التي كانت تمتلكها الخلية الأم. يمكن أن تدخل كل من النوى ثنائية الصيغة الصبغية وحيدة الصيغة الصبغية الانقسام. أثناء الانقسام الفتيلي ، يتم الحصول على نوى من نفس النوع مثل الأصل. يتكون الانقسام المتساوي من عدة مراحل متتالية:

الطور الأول. يتباعد المريكز المضاعف إلى أقطاب مختلفة للخلية (أجزاء مركز الخلية). تمتد الأنابيب الدقيقة منها إلى مراكز الكروموسومات ، وتشكل مغزلًا للانقسام. تتكاثف الكروموسومات ويتكون كل كروموسوم من كروماتيدات.

الطورية. في هذه المرحلة ، تكون الكروموسومات المكونة من كروماتيدات مرئية بوضوح. يصطفون على طول خط الاستواء للخلية ، ويشكلون لوحة الطور.

طور. تتباعد الكروماتيدات نحو أقطاب الخلية بنفس السرعة. الأنابيب الدقيقة تقصر.

Telophase. تقترب كروماتيدات الابنة من أقطاب الخلية. الأنابيب الدقيقة تختفي. تتفكك الكروموسومات وتعود إلى الشكل الخيطي. تشكلت المغلف النووي، النواة ، الريبوسومات.

انقسام السيتوبلازم- عملية انقسام السيتوبلازم. يُسحب غشاء الخلية في الجزء المركزي للخلية إلى الداخل. يتشكل ثلم الانشطار ، مع تعمقه ، تنقسم الخلية.

الانقسام الاختزالي. الانقسام الاختزالي هو عملية انقسام نوى الخلية ، مما يؤدي إلى خفض عدد الكروموسومات إلى النصف وتكوين الأمشاج. نتيجة للانقسام الاختزالي ، تنتج خلية ثنائية الصبغة (2 ن) أربعة خلايا أحادية العدد(ن).

يتكون الانقسام الاختزالي من قسمين متتاليين يسبقهما تكرار واحد للحمض النووي في الطور البيني.

الأحداث الرئيسية لمرحلة التقسيم الأول للانقسام الاختزالي هي كما يلي:

- يتم دمج الكروموسومات المتجانسة على طول الطول أو ، كما يقولون ، مترافقة. أثناء الاقتران ، تتشكل أزواج الكروموسوم - ثنائي التكافؤ (رباعي التكافؤ) ؛

- نتيجة لذلك ، يتم تكوين مجمعات تتكون من كروموسومين متماثلين أو أربعة كروماتيدات ؛

- في نهاية الطور الأولي ، يحدث تقاطع (تقاطع) بين الكروموسومات المتجانسة: تتبادل الكروموسومات مناطق متجانسة مع بعضها البعض. إنه عبور يضمن تنوع المعلومات الجينية التي يتلقاها الأطفال من والديهم.

في الطورأنا الكروموسومات تصطف على طول خط الاستواء للمغزل. السنتروميرات تواجه القطبين.

الطور الأول - تقصر خيوط المغزل ، تتباعد الكروموسومات المتجانسة ، المكونة من كروماتيدات ، إلى أقطاب الخلية ، حيث يتم تشكيل مجموعات أحادية العدد من الكروموسومات (مجموعتان لكل خلية). في هذه المرحلة ، تحدث عمليات إعادة التركيب الكروموسومية ، مما يزيد من درجة تباين النسل.

Telophase I - تتشكل الخلايا مع مجموعة أحادية العددالكروموسوماتومضاعفة كمية الحمض النووي. يتكون الغلاف النووي. تحتوي كل خلية على كروماتيدات 2 أخت متصلة بواسطة centromere.

يتكون القسم الثاني من الانقسام الاختزالي من الطور الثاني ، الطور الثاني ، الطور الثاني ، الطور الثاني ، والتحرك الخلوي.

الأهمية البيولوجيةالانقسام الاختزالييتكون من تكوين الخلايا التي تشارك في التكاثر الجنسي ، وفي الحفاظ على الثبات الجيني للأنواع ، وكذلك في تكوين الأبواغ في نباتات أعلى. تتشكل أبواغ الطحالب والسراخس وبعض مجموعات النباتات الأخرى عن طريق الانقسام الاختزالي. الانقسام الاختزالي هو أساس التباين التوليفي في الكائنات الحية. يمكن أن تؤدي انتهاكات الانقسام الاختزالي لدى البشر إلى أمراض مثل مرض داون ومتلازمة صرخة القط وما إلى ذلك.

تطور الخلايا الجنسية.

تسمى عملية تكوين الخلايا الجرثومية التولد الجيني. في الكائنات متعددة الخلايا ، يتم تمييز تكوين الحيوانات المنوية - تكوين الخلايا الجرثومية الذكرية وتكوين البويضات - تكوين الخلايا الجرثومية الأنثوية.

تكوين الحيوانات المنوية- عملية تحويل السلائف ثنائية الصبغيات للخلايا الجرثومية - الحيوانات المنويةفي الحيوانات المنوية.

1. تنقسم الحيوانات المنوية إلى خليتين ابنتيتين - الخلايا المنوية من الدرجة الأولى.

2. تنقسم الخلايا المنوية من الدرجة الأولى عن طريق الانقسام الاختزالي (الانقسام الأول) إلى خليتين ابنتيتين - الخلايا المنوية من الدرجة الثانية.

3. الخلايا المنوية من الدرجة الثانية تبدأ الانقسام الانتصافي الثاني ، ونتيجة لذلك يتم تكوين 4 نطفة أحادية الصيغة الصبغية.

4. بعد التمايز ، تتحول الحيوانات المنوية إلى حيوانات منوية ناضجة.

في الطحالب والسراخس ، تتطور الحيوانات المنوية في antheridia ؛ في كاسيات البذور ، تتشكل في أنابيب حبوب اللقاح (عند الانقسام عن طريق الانقسام ، يتم تكوين نطافين منويتين أحاديتين الصبغيات من خلية مولدة أحادية الصيغة الصبغية).

تكوّن البويضات- تكوين البيض عند الاناث. في الحيوانات ، يحدث في المبايض. في منطقة التكاثر توجد ovogonia - خلايا جرثومية أولية تتكاثر عن طريق الانقسام.

من ogonium بعد الانقسام الانتصافي الأول ، تتشكل البويضات من الدرجة الأولى.

بعد الانقسام الانتصافي الثاني ، تتشكل البويضات من الدرجة الثانية ، والتي تتكون منها بيضة واحدة وثلاثة أجسام اتجاهية ، ثم تموت بعد ذلك. البيض غير متحرك وله شكل كروي. إنها أكبر من الخلايا الأخرى وتحتوي على احتياطي العناصر الغذائيةلتنمية الجنين.

في الطحالب والسراخس ، يتطور البيض في الأرغونيوم ، في النباتات المزهرة - في البويضات الموضعية في مبيض الزهرة.

القسم 3
مثل الجسم النظام البيولوجي

3.2 تكاثر الكائنات الحية وأهميتها. طرق التكاثر ، أوجه التشابه والاختلاف بين التكاثر الجنسي واللاجنسي. استخدام التكاثر الجنسي واللاجنسي في الممارسة البشرية. دور الانقسام الاختزالي والتخصيب في ضمان ثبات عدد الكروموسومات في الأجيال. طلب التلقيح الاصطناعيفي النباتات والحيوانات

التكاثر- هذا هو تكاثر أفراد متشابهين وراثيًا من نوع معين ، مما يضمن استمرارية واستمرارية الحياة.

هناك أشكال التكاثر التالية:

التكاثر اللاجنسي. هذا الشكل من التكاثر هو سمة لكل من الكائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا. ومع ذلك ، فإن التكاثر اللاجنسي هو الأكثر شيوعًا في البكتيريا والنباتات والفطريات في الممالك. بين الحيوانات ، تتكاثر هذه الطريقة بشكل رئيسي من الأوليات والأمعاء.

هناك عدة طرق للتكاثر اللاجنسي:

- انقسام بسيط للخلية الأم إلى خليتين أو أكثر. هذه هي الطريقة التي تتكاثر بها جميع البكتيريا والأوليات.

- التكاثر الخضري بأجزاء الجسم هو سمة من سمات الكائنات متعددة الخلايا - النباتات ، الإسفنج ، تجاويف الأمعاء ، بعض الديدان. يمكن أن تتكاثر النباتات نباتيًا عن طريق العقل والطبقات ونسل الجذور وأجزاء أخرى من الجسم.

- البراعم - أحد خيارات التكاثر الخضري هو سمة من سمات الخميرة والحيوانات متعددة الخلايا المعوية.

عادةً ما يوفر التكاثر اللاجنسي زيادة في عدد النسل المتجانسة وراثيًا ، لذلك غالبًا ما يستخدمه مربي النباتات للحفاظ على خصائص مفيدةأصناف.

التكاثر الجنسي عملية يتم فيها دمج المعلومات الجينية من شخصين. يمكن أن يحدث الجمع بين المعلومات الجينية عندما الاقتران (الاتصال المؤقت للأفراد لتبادل المعلومات ، كما يحدث في الشركات العملاقة) والجماع (اندماج الأفراد للإخصاب)في الحيوانات أحادية الخلية ، وكذلك أثناء الإخصاب في ممثلي الممالك المختلفة. حالة خاصةالتكاثر الجنسي التوالد العذري(التطور من بيضة غير مخصبة) في بعض الحيوانات (حشرات المن ، نحل بدون طيار). يحدث التكاثر الجنسي في كاسيات البذور عن طريق الإخصاب المزدوج. الحقيقة هي أن حبوب اللقاح أحادية الصيغة الصبغية تتشكل في العضو الآخر من الزهرة. تنقسم نوى هذه الحبوب إلى قسمين - توليدي ونباتي. بمجرد وصمة المدقة ، تنبت حبوب اللقاح ، وتشكل أنبوب حبوب اللقاح. تنقسم النواة المولدة مرة أخرى مكونة حيوانين منويين. يخترق أحدهما المبيض ويخصب البويضة والآخر يندمج مع نواتين قطبيتين. الخلايا المركزيةالجنين لتشكيل السويداء ثلاثي الصبغيات.

أثناء التكاثر الجنسي ، يشكل الأفراد من الجنسين الأمشاج. تنتج الإناث البويضات ، وينتج الذكور الحيوانات المنوية ، وينتج الأفراد ثنائيو الجنس (الخنثى) كلاً من البويضات والحيوانات المنوية. في معظم الطحالب ، تندمج خليتان متماثلتان من الخلايا الجرثومية. ينتج عن اندماج الأمشاج أحادية الصيغة الصبغية الإخصاب وتشكيل زيجوت ثنائي الصبغة. يتطور البيضة الملقحة إلى فرد جديد.

النسل يحمل تركيبات وراثية جديدة تميزهم عن والديهم وعن بعضهم البعض.

3.3 تطور الجنين وانتظامه المتأصل. تخصص الخلايا وتكوين الأنسجة والأعضاء. التطور الجنيني وما بعد الجنيني للكائنات الحية. دورات الحياةوتناوب الأجيال. أسباب ضعف نمو الكائنات الحية

التكوُّن. التكوُّن - هذا هو التطور الفردي للكائن الحي من لحظة تكوين الزيجوت حتى الموت. يميز غير مباشرو مستقيمالتولد. التنمية غير المباشرة(التحول) يحدث في الديدان المفلطحة والرخويات والحشرات والأسماك والبرمائيات. تمر أجنةهم بعدة مراحل في نموهم ، بما في ذلك مرحلة اليرقات. التطوير المباشريحدث في شكل غير اليرقات أو داخل الرحم. وهي تشمل جميع أشكال البيوض ، وتطور أجنة الزواحف والطيور والثدييات البويضات ، وكذلك تطور بعض اللافقاريات (الأجنحة ، والعناكب ، وما إلى ذلك). تطور داخل الرحميحدث في الثدييات ، بما في ذلك البشر. في الجنينتميز فترتين الخلايا الجنينية - من تكوين البيضة الملقحة للإفراج عن أغشية البيض و بعد الجنين من لحظة الولادة حتى الموت. الفترة الجنينية متعددة الخلايايتكون من المراحل التالية:

الزيجوت.

بلاستولا- مراحل تطور الجنين متعدد الخلايا بعد سحق البيضة الملقحة. لا يزداد حجم الزيجوت في عملية التفجير ، ويزداد عدد الخلايا التي يتكون منها ؛ مراحل تكوين جنين ذو طبقة واحدة ، مغطى الأديم، وتشكيل تجويف الجسم الأساسي - القيلة الأرومية;

المعدة- مراحل تكوين الطبقات الجرثومية - الأديم الظاهر ، الأديم الباطن (في تجويف الأمعاء والإسفنج من طبقتين) والأديم المتوسط ​​(في ثلاث طبقات في الحيوانات متعددة الخلايا الأخرى). في الحيوانات المعوية ، يتم تكوين خلايا متخصصة في هذه المرحلة ، مثل اللسع ، والأعضاء التناسلية ، والجلد العضلي ، وما إلى ذلك. تسمى عملية تكوين المعدة المعدة.

نيرولا- مراحل زرع الأعضاء الفردية.

النسيج وتكوين الأعضاء- مرحلة ظهور الفروق الوظيفية والمورفولوجية والكيميائية الحيوية النوعية بين الخلايا الفردية وأجزاء من الجنين النامي. يمكن التمييز بين الحيوانات الفقارية في عملية تكوين الأعضاء:

أ) تكوين الخلايا العصبية - عملية تكوين الأنبوب العصبي (الرأس و الحبل الشوكي) من الطبقة الجرثومية للأديم الظاهر وكذلك جلدوأجهزة الرؤية والسمع.

ب) تكوين الأوتار - عملية التكوين من الأديم المتوسطالحبال والعضلات والكلى والهيكل العظمي ، الأوعية الدموية;

ج) عملية التشكيل من الأديم الباطنالأمعاء والأعضاء ذات الصلة - الكبد والبنكرياس والرئتين. التطور المتتالي للأنسجة والأعضاء ، يحدث تمايزها بسبب الحث الجنيني- تأثير بعض أجزاء الجنين على نمو أجزاء أخرى. هذا بسبب نشاط البروتينات التي يتم تضمينها في العمل في مراحل معينة من تطور الجنين.

فترة ما بعد الجنينمقسمة إلى الخطوات التالية:

- في الواقع بعد الجنين (قبل البلوغ) ؛

- فترة البلوغ (التنفيذ وظائف الإنجاب);

- الشيخوخة والموت.

في رجل المرحلة الأوليةتتميز فترة ما بعد الجنين نمو مكثفأعضاء وأجزاء الجسم وفقًا للنسب المحددة. بشكل عام ، تنقسم فترة ما بعد الجنين إلى الفترات التالية:

- الرضع (من الولادة حتى 4 أسابيع) ؛

- الصدر (من 4 أسابيع إلى سنة) ؛

- مرحلة ما قبل المدرسة (حضانة ، وسط ، كبير) ؛

- المدرسة (في وقت مبكر ، في سن المراهقة) ؛

- الإنجاب (الشباب حتى 45 سنة ، البالغين حتى 65 سنة) ؛

- ما بعد الإنجاب (كبار السن حتى 75 سنة والشيخوخة - بعد 75 سنة).

طرق العمل ميتشورين

قام I. V. Michurin ، وهو مربي محلي ، بتربية حوالي 300 صنف أشجار الفاكهة، والجمع بين صفات الفاكهة الجنوبية وبساطة النباتات الشمالية.

طرق العمل الأساسية:

- التهجين البعيد للأصناف البعيدة جغرافيا ؛

- الاختيار الفردي الصارم ؛

- "تربية" الهجينة بسبب ظروف النمو القاسية ؛

- "إدارة الهيمنة" باستخدام طريقة التوجيه - تطعيم نبات هجين إلى نبات بالغ ينقل خصائصه إلى الصنف المولود.

التغلب على عدم العبور في التهجين البعيد:

- طريقة النهج الأولي - تم تطعيم قطع من نوع واحد (الرماد الجبلي) على تاج الكمثرى. بعد بضع سنوات ، تم تلقيح أزهار روان بواسطة حبوب لقاح الكمثرى. لذلك تم الحصول على مزيج من الرماد الجبلي والكمثرى.

- طريقة الوسيط - تهجين بخطوتين. تم تهجين اللوز مع خوخ ديفيد شبه المزروع ، ثم تم تهجين الهجين الناتج مع صنف. حصلت على "الخوخ الشمالي".

- التلقيح بواسطة حبوب اللقاح المختلطة (الخاصة وشخص آخر). ومن الأمثلة على ذلك إنتاج نبات السيرابادوس cerapadus ، وهو مزيج من الكرز والكرز.

3.8.3. مراكز منشأ النباتات المزروعة

أكبر عالم روسي - عالم الوراثة ن. قدم فافيلوف مساهمة كبيرة في تربية النباتات. وجد أن جميع النباتات المزروعة التي تزرع اليوم في مناطق مختلفة من العالم لها مناطق جغرافية معينة

مراكز المنشأ. تقع هذه المراكز في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية ، أي حيث نشأت الزراعة المزروعة. ن. خص فافيلوف 8 مراكز من هذا القبيل ، أي 8 مجالات مستقلة لإدخال ثقافة النباتات المختلفة.

عادة ما يتم تمثيل تنوع النباتات المزروعة في مراكز أصلها بعدد كبير من الأصناف النباتية والعديد من المتغيرات الوراثية.

قانون المتسلسلة المتماثلة للوراثة المتغيرة.

1. تتميز الأنواع والأجناس القريبة من الناحية الجينية بسلسلة مماثلة من التباين الوراثي مع انتظام بحيث يمكن ، بمعرفة عدد الأشكال داخل نوع واحد ، توقع حدوث أشكال متوازية في الأنواع والأجناس الأخرى. أقرب الموجود وراثيا في نظام مشتركالأنواع والأجناس ، الأكثر اكتمالًا هو التشابه في سلسلة تنوعها.

2. تتميز فصائل كاملة من النباتات ، بشكل عام ، بدورة معينة من التباين ، تمر عبر جميع الأجناس والأنواع التي تتكون منها الأسرة.

تم تقديم هذا القانون من قبل N.I. فافيلوف بناءً على الدراسة كمية ضخمةالأنواع والأجناس ذات الصلة وراثيا. وكلما اقتربت العلاقة بين هذه المجموعات التصنيفية وداخلها ، زاد التشابه الجيني لديهم. المقارنة مع بعضها البعض أنواع مختلفةوأجناس الحبوب ، ن. وجد فافيلوف ومعاونوه أن جميع الحبوب لها خصائص متشابهة ، مثل تفرع الأذن وكثافتها ، وظهور القشور ، إلخ. مع العلم بهذا ، ن. اقترح فافيلوف أن مثل هذه المجموعات لها تنوع وراثي مشابه: "إذا تمكنت من العثور على شكل غير جيد من القمح ، يمكنك أيضًا العثور على شكل غير مؤكد من الجاودار". معرفة الطبيعة المحتملة للتغييرات في الممثلين نوع معين، الأجناس ، العائلات ، يمكن للمربي البحث عن قصد ، وإنشاء أشكال جديدة وإما التخلص من الأفراد أو إنقاذهم بالتغييرات الجينية اللازمة.

3.9 التكنولوجيا الحيوية ، الخلية والهندسة الوراثية ، الاستنساخ. دور نظرية الخلية في تكوين وتطوير التكنولوجيا الحيوية. أهمية التكنولوجيا الحيوية في تنمية التربية والزراعة والصناعة الميكروبيولوجية والحفاظ على جينات الكوكب. الجوانب الأخلاقية لتطوير بعض الأبحاث في مجال التكنولوجيا الحيوية (استنساخ البشر ، تغييرات موجهة في الجينوم)

3.9.1. الهندسة الخلوية والوراثية. التكنولوجيا الحيوية

هندسة الخلايا هي اتجاه في العلوم وممارسات التربية التي تدرس طرق تهجين الخلايا الجسدية التي تنتمي إليها أنواع مختلفة، وإمكانية استنساخ الأنسجة أو الكائنات الحية الكاملة من خلايا مفردة.

زراعة الأنسجة- تستخدم للحصول في المختبر على أنسجة نباتية أو حيوانية ، وأحيانًا كائنات كاملة. في إنتاج المحاصيل ، يتم استخدامه لتسريع إنتاج خطوط ثنائية الصبغيات نقية بعد معالجة الأشكال الأصلية بالكولشيسين.

الهندسة الوراثية - تغيير مصطنع هادف في النمط الجيني للكائنات الدقيقة من أجل الحصول على مزارع ذات خصائص محددة سلفًا.

الخلية هي وحدة بنية ونشاط الحياة ونمو وتطور الكائنات الحية. مجموعة متنوعة من الخلايا. الخصائص المقارنة لخلايا النباتات والحيوانات والبكتيريا والفطريات

الخلايا البكتيرية ، الخلايا الفطرية ، الخلايا النباتية ، الخلايا الحيوانية ، الخلايا بدائية النواة ، الخلايا حقيقية النواة.

يسمى العلم الذي يدرس بنية ووظيفة الخلايا علم الخلية . لقد قلنا بالفعل أن الخلايا يمكن أن تختلف عن بعضها البعض في الشكل والهيكل والوظيفة ، على الرغم من أهميتها العناصر الهيكليةمعظم الخلايا متشابهة. يميز علماء الأحياء مجموعتين نظاميتين كبيرتين من الخلايا - بدائية النواة و حقيقيات النوى . لا تحتوي الخلايا بدائية النواة على نواة حقيقية وعدد من العضيات. (انظر قسم بنية الخلية.)تحتوي الخلايا حقيقية النواة على نواة يقع فيها الجهاز الوراثي للجسم. الخلايا بدائية النواة هي خلايا البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة. خلايا جميع الكائنات الحية الأخرى حقيقية النواة.

كل كائن حي يتطور من خلية. هذا ينطبق على الكائنات الحية التي ولدت نتيجة لكل من أساليب التكاثر اللاجنسي والجنسي. هذا هو السبب في أن الخلية تعتبر وحدة لنمو وتطور الجسم.

يميز علم اللاهوت النظامي الحديث ممالك الكائنات الحية التالية: البكتيريا ، الفطريات ، النباتات ، الحيوانات. أسباب هذا التقسيم هي طرق تغذية هذه الكائنات وهيكل الخلايا.

الخلايا البكتيريةلها الهياكل التالية المميزة لها - جدار خلوي كثيف ، جزيء DNA دائري واحد (نوكليوتيد) ، ريبوسومات. تفتقر هذه الخلايا إلى العديد من العضيات المميزة للنباتات والحيوانات حقيقية النواة خلايا الفطر. وفقًا لطريقة التغذية ، تنقسم البكتيريا إلى التغذية الذاتية , التغذية الكيميائيةو غيرية التغذية. تحتوي الخلايا النباتية على بلاستيدات مميزة فقط منها - البلاستيدات الخضراء ، والبلاستيدات البيضاء ، والبلاستيدات ؛ إنها محاطة بجدار خلوي كثيف من السليلوز ، ولديها أيضًا فجوات مع نسغ الخلية. جميع النباتات الخضراء هي كائنات ذاتية التغذية.

لا تحتوي الخلايا الحيوانية على جدران خلوية كثيفة. وهي محاطة بغشاء خلوي يتم من خلاله تبادل المواد مع البيئة.

الخلايا الفطرية مغطاة بجدار خلوي يختلف في التركيب الكيميائي عن جدران الخلايا النباتية. يحتوي على الكيتين والسكريات والبروتينات والدهون كمكونات رئيسية. الجليكوجين هو المادة الاحتياطية للخلايا الفطرية والحيوانية.

أمثلة على المهام

الجزء أ

أ 1. أي مما يلي يتوافق مع نظرية الخلية

1) الخلية هي الوحدة الأولية للوراثة

2) الخلية هي وحدة التكاثر

3) تختلف خلايا جميع الكائنات الحية في بنيتها

4) خلايا جميع الكائنات الحية لها تركيبة كيميائية مختلفة

أ 2. تشمل أشكال الحياة ما قبل الخلوية ما يلي:

1) الخميرة 3) البكتيريا

2) البنسليوم 4) الفيروسات

A3. تختلف الخلية النباتية عن الخلية الفطرية في التركيب:

1) حبات 3) جدار الخلية

2) الميتوكوندريا 4) الريبوسومات

A4. تتكون الخلية الواحدة من:

1) فيروس الأنفلونزا والأميبا

2) عيش الغراب وكتان الوقواق

3) بلاناريا وفولفوكس

4) حذاء euglena أخضر و infusoria

A5. تحتوي الخلايا بدائية النواة على:

1) النواة 3) جهاز جولجي

2) الميتوكوندريا 4) الريبوسومات

أ 6. يشار إلى انتماء النوع للخلية من خلال:

1) شكل النواة

2) عدد الكروموسومات

3) هيكل الغشاء

4) التركيب الأساسي للبروتين

أ 7. دور نظرية الخلية في العلم

1) الافتتاح نواة الخلية

2) فتح الخلية

3) تعميم المعرفة حول بنية الكائنات الحية

4) اكتشاف آليات التمثيل الغذائي

الجزء ب

في 1. حدد الميزات الخاصة بـ زرع الخلايا

1) لديك الميتوكوندريا والريبوزومات

2) جدار خلية السليلوز

3) هناك البلاستيدات الخضراء

4) مادة احتياطي - الجليكوجين

5) مادة احتياطي - نشا

6) النواة محاطة بغشاء مزدوج

في 2. حدد الميزات التي تميز مملكة البكتيريا عن بقية ممالك العالم العضوي.

1) طريقة غيرية التغذيةتَغذِيَة

2) طريقة التغذية ذاتية التغذية

3) وجود نواة

4) نقص الميتوكوندريا

5) لا لب

6) وجود الريبوسومات

VZ. ابحث عن تطابق بين السمات الهيكلية للخلية والمملكة التي تنتمي إليها هذه الخلايا

الجزء ج

C1. أعط أمثلة على الخلايا حقيقية النواة التي لا تحتوي على نواة.

C2. اثبت ذلك نظرية الخليةلخص عددًا من الاكتشافات البيولوجية وتوقع اكتشافات جديدة.

التنظيم الكيميائي للخلية. علاقة تركيب ووظائف المواد العضوية وغير العضوية (البروتينات ، الأحماض النووية ، الكربوهيدرات ، الدهون ، ATP) التي تتكون منها الخلية. تبرير العلاقة بين الكائنات الحية بناءً على تحليل التركيب الكيميائي لخلاياها

المصطلحات والمفاهيم الرئيسية المختبرة في ورقة الامتحان: القواعد النيتروجينية ، موقع الإنزيم النشط ، المحبة للماء ، الكراهية للماء ، الأحماض الأمينية ، ATP ، البروتينات ، البوليمرات الحيوية ، تمسخ الصبغة ، الحمض النووي ، الديوكسيريبوز ، التكامل ، الدهون ، المونومر ، النيوكليوتيد ، رابطة الببتيد ، البوليمر ، الكربوهيدرات ، الريبوز ، الحمض النووي الريبي ، الإنزيمات.

جدار الخليةالبكتيريا قابلة للاختراق: من خلالها ، تنتقل العناصر الغذائية بحرية إلى الخلية ، وتدخل المنتجات الأيضية بيئة. جدار الخلية- متأصل في معظم البكتيريا (باستثناء الميكوبلازما والأكوليبلازما وبعض الكائنات الحية الدقيقة الأخرى التي ليس لها جدار خلوي حقيقي). لديها عدد من الوظائف ، في المقام الأول توفير الحماية الميكانيكية و شكل دائمالخلايا ، ترتبط الخصائص المستضدية للبكتيريا إلى حد كبير بوجودها. جدار الخلية للبكتيريا - الهيكل قوي جدًا ويسمح للخلية بالحفاظ على شكلها ؛ هذا بسبب وجود مورينا- جزيء مبني من سلاسل متوازية من عديد السكاريد متشابكة على فترات منتظمة بواسطة سلاسل قصيرة من الأحماض الأمينية.

في كثير من الأحيان ، يتم إنتاج طبقة واقية إضافية من المخاط أعلى جدار الخلية في البكتيريا - كبسولة.

كبسولةيمنع البكتيريا من الجفاف. تحتوي الكبسولة على سموم. يمكن أن يكون سمك الكبسولة أكبر بعدة مرات من قطر الخلية نفسها ، ولكنها قد تكون صغيرة جدًا.

على سطح بعض البكتيريا هناك طويلة الأسواط(واحد أو اثنان أو أكثر) أو زغابات رفيعة قصيرة. يمكن أن يكون طول السوط أكبر بعدة مرات من حجم جسم البكتيريا. تتحرك البكتيريا بمساعدة الأسواط والزغابات.

ينظم الغشاء السيتوبلازمي دخول المغذيات إلى الخلية وإطلاق المنتجات الأيضية إلى الخارج ، ويشارك في استقلاب الخلية. لها بنية نموذجية: طبقة ثنائية الجزيء من الدهون الفوسفورية مع بروتينات مدمجة. يتم تمثيل بروتينات الغشاء بشكل أساسي ببروتينات هيكلية ذات نشاط إنزيمي. عادة ، فإن معدل نمو الغشاء السيتوبلازمي يفوق معدل نمو جدار الخلية. يؤدي هذا إلى حقيقة أن الغشاء غالبًا ما يشكل عدة غزوات (غزوات) أشكال متعددة - الميزوزومات(المشاركة في استقلاب الطاقة ، تكوين البوغ ، تشكيل الحاجز بين الخلايا أثناء الانقسام)

في خلايا بكتيريا التمثيل الضوئي ، توجد تشكيلات غشاء داخل الهيولى - كروماتوفور ، والتي تضمن تدفق التمثيل الضوئي البكتيري.

على عكس الآخرين الكائنات الحية وحيدة الخليةلا تحتوي البكتيريا على نواة: لا يتم فصل مادتها النووية عن السيتوبلازم بواسطة غشاء ويتم توزيعها في السيتوبلازم.

نوكليويد.جزيء الحمض النووي له بنية نموذجية. يتكون من سلسلتين عديد النوكليوتيدات تشكلان حلزونًا مزدوجًا. على عكس حقيقيات النوى ، فإن الحمض النووي له بنية دائرية وليست خطية. يتم التعرف على جزيء الحمض النووي البكتيري مع كروموسوم واحد حقيقي النواة. ولكن إذا كان الحمض النووي في حقيقيات النوى في الكروموسومات مرتبطًا بالبروتينات ، فإن الحمض النووي في البكتيريا لا يشكل معقدات بالبروتينات.

يرتكز الحمض النووي البكتيري تذكر الذكرياتفي الوسط.

تحتوي خلايا العديد من البكتيريا على عناصر وراثية غير كروموسومية - البلازميدات. إنها جزيئات DNA دائرية صغيرة يمكنها التكاثر بشكل مستقل عن الحمض النووي الصبغي. من بينها ، يتميز العامل F - وهو بلازميد يتحكم في العملية الجنسية. (انظر أيضًا التكنولوجيا الحيوية ، إنتاج الأنسولين)

الريبوسومات.أصغر من الريبوسومات حقيقية النواة ، يحدث تخليق البروتين فيها. تقع الريبوسومات بحرية في السيتوبلازم ولا ترتبط بالأغشية (كما في حقيقيات النوى). تتميز البكتيريا بـ 70S ريبوسومات تتكون من وحدتين فرعيتين: 30S و 50S. الريبوسومات الخلايا البكتيريةيتم تجميعها في polysomes تتكون من عشرات الريبوسومات.