Характерные признаки и строение животной клетки. Сравнительный анализ функционального значения и особенностей работы цитоплазмы и ядра. Роль рибонуклеиновой кислоты в функционировании клетки. Определение числа и формы хромосом у живых организмов.
Аннотация к работе
Но та клетка, которую мы сейчас видим под микроскопом, о строении которой все больше и больше пишут в научных журналах, и раскрытию тайн которой пророчат славу нашему веку, - эта клетка обычно не имеет ничего общего с описанными более 400 лет назад Робертом Гуком клеточками. Когда слово «клетка» произносят в наше время, то под ним подразумевают основную единицу - как бы кирпич, из множества которых, построены все живые организмы. Клетки отличаются друг от друга по величине, (например, в организме человека, кроме клеток размером в несколько микрон, есть клетки с отростками длиной до метра) и по форме: есть клетки в виде шара, призмы. Но любой цитолог (биолог - специалист по исследованию клетки) безошибочно узнает клетку под микроскопом: ведь есть много признаков, которые не разделяют, а объединяют все клетки. Каждая клетка, прежде всего, делится на две части: ядро и цитоплазму - тело клетки, обволакивающее ядро.Сравните, насколько цитоплазма превосходит ядро: как рабочая часть управляющую. Информация, передающаяся из поколения в поколение и определяющая все черты новой клетки, хранится в ДНК, значит - в ядре, а обмен веществ, выработка энергии, синтез новых белковых молекул производится преимущественно в цитоплазме.
План
Оглавление
Введение. Клетка
Цитоплазма и ядро
Цитоплазма
Ядро
Заключение
Список литературы
Введение
Клетка
Каждый из нас знает, что все живые организмы состоят из клеток. Но вот каждый ли представляет себе, какое содержание вкладывает современная наука в это понятие?
Сам термин возник исторически. Но та клетка, которую мы сейчас видим под микроскопом, о строении которой все больше и больше пишут в научных журналах, и раскрытию тайн которой пророчат славу нашему веку, - эта клетка обычно не имеет ничего общего с описанными более 400 лет назад Робертом Гуком клеточками. Когда слово «клетка» произносят в наше время, то под ним подразумевают основную единицу - как бы кирпич, из множества которых, построены все живые организмы.
Клетки отличаются друг от друга по величине, (например, в организме человека, кроме клеток размером в несколько микрон, есть клетки с отростками длиной до метра) и по форме: есть клетки в виде шара, призмы. Различаются они и по функциям - то есть по назначению своей деятельности. Нервная клетка приспособлена к проведению нервного импульса, мышечная - к сокращению, красная кровяная клетка - эритроцит - к переносу кислорода.
Но любой цитолог (биолог - специалист по исследованию клетки) безошибочно узнает клетку под микроскопом: ведь есть много признаков, которые не разделяют, а объединяют все клетки.
Эти признаки характерны для клетки вообще. Что же самое главное в живой клетке?
Прежде всего - обмен веществ. Клетка усваивает вещества, поступающие извне, перерабатывает их для своих нужд, выделяет в окружающую среду ненужное. Другая важная черта - способность клетки производить себе подобные. Это ее свойство обычно называют «наследственностью». И еще: в клетке есть некоторые вещества, которые сейчас не встречаются вне живой природы. Это очень сложно построенные молекулы нуклеиновых кислот и белков.
Все эти черты клетки были известны давно. Но понадобились труды, по крайней мере, трех поколений исследователей, которые привлекли себе в помощь и относительно близкие научные дисциплины (органическую химию, химию изотопов) и такие казалось бы далекие, как оптика, спектроскопия, математический анализ, радиоэлектроника, атомная физика, чтобы стало ясно, как устроены и как действуют различные части клетки.
Цитоплазма и ядро
Каждая клетка, прежде всего, делится на две части: ядро и цитоплазму - тело клетки, обволакивающее ядро. Ядро и цитоплазма работают в тесном контакте друг с другом и друг без друга не могут существовать, однако устроены они не одинаково и задачи у них тоже различны.
Цитоплазма.
Вся цитоплазма пронизана огромным количеством мембран. На поперечном срезе они выглядят как пластины, пузырьки и канальцы. Это эндоплазматическая сеть, составляющая скелет клетки. ЭПС бывает двух типов - гранулированная (шероховатая) и гладкая. На мембранах гранулированной сети располагается множество мельчайших телец - рибосом; в гладкой сети их нет. Основная функция ЭПС - участие в синтезе, накоплении и транспортировке основных органических веществ, вырабатываемых клеткой. Белок синтезируется в гранулированной, а углеводы и жиры - в гладкой ЭПС. Снаружи эндоплазматическая сеть образует внешнюю мембрану, как бы одевающую клетку.
Наружная мембрана окружает клетку тонкой пленкой, состоящей из двух слоев белка, между которыми расположен жировой слой. Она пронизана многочисленными мелкими порами, через которые осуществляется обмен ионами и молекулами между клеткой и средой. Толщина мембраны 7,5-10 нм, диаметр пор 0,8-1 нм. У растений поверх нее образуется оболочка из клетчатки. Основные функции наружной мембраны - ограничивать внутреннюю среду клетки, защищать ее от повреждений, регулировать поступление ионов и молекул, выводить продукты обмена и синтезируемые вещества (секреты), соединять клетки и ткани (за счет выростов и складок). Наружная мембрана обеспечивает проникновение в клетку крупных частиц путем фагоцитоза. Аналогичным образом происходит поглощение клеткой капель жидкости - пиноцитоз (от греч. «пино» - пью).
Внутри мембрана переходит в ядерную оболочку, отделяющую ядро от цитоплазмы. Толщина одиночной клеточной мембраны ничтожно мала. Даже в самые совершенные световые микроскопы она казалась тонкой темной линией, а во многих случаях ее не видели вообще. Электронные микроскопы изменили дело: они показали, что мембрана очень сложна и состоит из нескольких слоев. Загадочный аппарат комплекс Гольджи получил название по имени итальянского ученого, впервые открывшего его в нервных клетках. Он имеет разнообразную форму и состоит из ограниченных мембранами полостей, отходящих от них трубочек и расположенных на их концах пузырьков. Основная функция - накопление и выведение органических веществ, синтезируемых в эндоплазматической сети, образование лизосом. Также это, вероятно, тот аппарат, где изготовляются внутренние мембраны клетки. Такое предположение было высказано в самое последнее время.
Пространство между мембранами заполнено жидкостью, содержащей обломки питательных веществ, аминокислоты, гранулы жира. В этом соке перемещаются сложные органические молекулы, доставляя из одной части клетки в другую энергию, строительные материалы, приказы на синтез белка.
Возле ядра - крошечные структуры: центросомы. Они - часть того аппарата, при помощи которого клетка делится надвое.
Для жизни клетке необходима энергия. Ее приносят в клетку некоторые соединения, в частности, глюкоза. В специальных структурах, находящихся в цитоплазме, - в митохондриях - энергия, заключенная в химических связях этих соединений, извлекается и преобразуется так, чтобы клетке было удобно ее использовать. Словно вскрывая консервную банку и используя ее содержимое, митохондрии в своих многочисленных пластинках перестраивают химические связи и собирают высвободившуюся при этом энергию.
Чтобы питательные вещества, проникшие в клетку, могли быть ею использованы, они должны быть расщеплены на составные части. Это происходит преимущественно в лизосомах - особых тельцах, которые напоминают митохондрии, но устроены гораздо проще их. Лизосомы - это крошечные «желудки», заготовительные цеха клетки. Разрушение питательных веществ - один этап обмена веществ. Другой, очень важный - синтез, построение в клетке длинных и сложных белковых молекул.
Вся цитоплазма клетки усеяна мельчайшими тельцами - рибосомами, которые уже получили и в научной, и в популярной литературе твердое название «фабрик белка». Сами рибосомы состоят тоже из белка и еще из одного сложного химического соединения - рибонуклеиновой кислоты (РНК). Рибонуклеиновой кислоты в клетке имеется несколько видов: один из них входит в состав рибосом, другие подтаскивают к рибосомам аминокислоты - блоки, из которых строятся белки, переносят на рибосомы из ядра конкретные планы строительства отдельных белковых молекул. Словом, на плечах этого неутомимого труженика держится все здание белковых синтезов в клетке.
Количество РНК в клетке велико. Цитоплазма светится красным именно изза содержащейся в ней РНК. А ядру зеленый цвет придает содержащаяся в ней ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота - вещество еще более сложного химического строения, чем РНК). Это в ее структурах записана та информация о синтезе белков, которую считывает РНК и затем переносит на рибосомы.
Ядро.
Ядро - один из важнейших органоидов клетки. От цитоплазмы его отделяет ядерная оболочка, состоящая из двух трехслойных мембран, между которыми располагается узкая полоска из полужидкого вещества. Через поры ядерной оболочки осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Полость ядра заполнена ядерным соком. В нем находятся ядрышко (одно или несколько), хромосомы, ДНК, РНК, белки и углеводы. Ядрышко - крохотное тельце, заключенное внутрь большого ядра. В нем происходит накопление, а по мнению некоторых ученых, и синтез того вида РНК, который затем перемещается в цитоплазму и входит в состав рибосом.
ядро цитоплазма клетка хромосома
Хромосомы видны только в делящихся клетках. В интерфазном (неделящемся) ядре они присутствуют в виде тонких длинных нитей хроматина (соединения ДНК с белком). В них заключена наследственная информация. Число и форма хромосом у каждого вида животных и растений строго определенные. Соматические клетки, из которых состоят все органы и ткани, содержат диплоидный (двойной) набор хромосом (2 n); половые клетки (гаметы) - гаплоидный (одинарный) набор хромосом (n). Диплоидный набор хромосом в ядре соматической клетки создается из парных (одинаковых), гомологичных хромосом.
Вывод
Однако я думаю, что ДНК - все же самая важная часть ядра. Потому что информация, записанная на нитях ДНК, - это как бы мозг, командный пункт клетки. Сравните, насколько цитоплазма превосходит ядро: как рабочая часть управляющую. Конечно, разделение труда не проводится в клетке так строго, но оно без сомнения есть. Информация, передающаяся из поколения в поколение и определяющая все черты новой клетки, хранится в ДНК, значит - в ядре, а обмен веществ, выработка энергии, синтез новых белковых молекул производится преимущественно в цитоплазме.
Клетка - это как бы рубеж между двумя мирами. Вверх от нее: все крупнее и крупнее - группы, объединения, пласты из тысяч клеток, отдельные органы, наконец, весь организм. А вниз - микромир жизни: крупные части клетки, мельчайшие ее структуры, гигантские молекулы, группы атомов… Поиск уводит исследователей далеко вглубь живой материи.
Список литературы
1. Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
2. Беляев Д. К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. 11-е изд., стереотип. М.: Просвещение, 2012.
3. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень / В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин и др. 5-е изд., стереотип. Дрофа, 2010.
4. Агафонова И. Б., Захарова Е. Т., Сивоглазов В. И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. 6-е изд., доп. Дрофа, 2010.