В лизосомах клетки, как и в митохондриях, происходит. Морфобиологическая характеристика основных органелл клетки (рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, эндоплазматический ретикулум)

Катаболическая система клетки

К катаболической системе клетки относятся: лизосомы, микротельца (пероксисомы, глиоксисомы) и митохондрии.

5.1. Первичные лизосомы образуются в комплексе Гольджи. Они представляют собой мелкие (0,2-1 мкм) округлые тельца, покрытые элементарной мембраной, и содержащие до 30-ти различных гидролитических ферментов. При поступлении в цитоплазму эндосом происходит слияние их

Рис. Строение лизосомы

с первичными лизосомами, ферменты которых активируются, и образуют фагосомы (вторичные лизосомы), в них происходит расщепление сложных органических соединений до более простых (белков до аминокислот и т.д.).

Рис. Строение митохондрии .

5.2. Митохондрия имеет две мембраны - наружную и внутреннюю. Внутренняя мембрана образует впячивания в полость митохондрии, которые называются кристы. На кристах митохондрий расположены сферические тельца на ножках - АТФ-сомы. Между кристами располагается матрикс, который содержит автономную систему биосинтеза

Рис. АТФ-сомы на кристах митохондрий

белка (кольцевые молекулы ДНК и рибосомы). Основные функции митохондрий: синтез АТФ, специфических белков и стероидных гормонов.

5.3. Энергетический обмен, или диссимиляция, включает три этапа:

I – подготовительный;

II - бескислородный (анаэробный, гликолиз);

III – кислородный (аэробный).

Первичным источником энергии на Земле является Солнце. Его световая энергия аккумулируется зелеными растениями в процессе фотосинтеза в химических связях сложных органических соединений. Гетеротрофные организмы способны усваивать только этот вид энергии.

Подготовительный этап протекает в пищеварительной системе организмов и в лизосомах клеток и заключается в том, что сложные органические соединения расщепляются до более простых: белки до аминокислот, полисахариды до моносахаридов, жиры до глицерина и жирных кислот. Высвобождающаяся энергия рассеивается в виде тепла.

Анаэробный этап протекает в цитоплазме клеток. При гликолизе моносахариды, аминокислоты и жирные кислоты распадаются до пировиноградной или молочной кислот. При анаэробном расщеплении 1 молекулы глюкозы образуется 2 молекулы АТФ. В гликолизе участвует 10 ферментов цитоплазмы.

Аэробный этап энергетического обмена протекает в митохондриях.Образовавшаяся в процессе гликолиза пировиноградная кислота, соединяется с коферментом А и в таком виде (Ацетил КоА) поступает в матрикс митохондрий. Митохондрии содержат 3 группы ферментов: цикла Кребса (матрикс), тканевого дыхания (кристы) и окислительного фосфорилирования (АТФ-сомы). Ацетил Ко А поступает в цикл Кребса, ферменты которого (дегидрогеназы) постепенно отщепляют от его молекулы атомы водорода, образуя в итоге диоксид углерода. Диоксид углерода выделяется из митохондрии. Атомы водорода расщепляются на протоны и электроны, которые поступают в систему ферментов тканевого дыхания, где в процессе перехода в электронтранспортной цепи (электронный каскад) накапливаются по разные стороны мембран (протоны - на наружной, а электроны - на внутренней поверхности). При достижении критического потенциала (около 200 мВ) протоны проходят через специальные каналы в АТФ-сомах, содержащие ферменты окислительного фосфорилирования. В этот момент электроны отдают свою энергию для присоединения остатков фосфорной кислоты к АМФ с образованием АДФ и к АДФ с образованием АТФ. Электроны, отдавшие энергию, соединяются с протонами, образуя атомы водорода. Водород, соединяясь с кислородом, образует воду. Таким образом, конечным акцептором электронов является кислород.

Морфобиологическая характеристика основных органелл клетки (рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, эндоплазматический ретикулум).

1. Рибосомы

· Строение : ультрамикроскопические органеллы, округлой или грибовидной формы, состоящие из 2х частей – субъединиц. Они не имеют мембранного строения и состоят из белка и р-РНК. Субъединицы образуются в ядрышке. Объединяются вдоль молекулы и-РНК в цепочки – полирибосомы – в цитоплазме.

· Функции : универсальные органеллы всех клеток животных и растений. Находятся в цитоплазме в свободном состоянии или на мембранах ЭПС; кроме того, что содержатся в митохондриях и хлоропластах. В рибосомах синтезируются белки по принипу матричного синтеза; образуется полипептидная цепочка – первичная стурктура молекулы белка.

2. Митохондрии

· Строение : микроскопические органеллы имеющие 2х мембранное строение. Внешняя мембрана – гладкая, внутренняя – обретает выросты (кристы). В полужидком веестве митохондрии находятся ферменты: рибосомы, ДНК, РНК. Размножаются делением.

· Функции : являются дыхательным и энергетическим центром клетки.

3. Комплекс Гольджи

· Строение : микроскопические 1 мембранные органеллы, состоящие из цепочки плоских цистерн, по краям которых ответвляются трубочки, отделяющие мелкие пузырьки. Имеют 2 полюса: строительный и секреторный.

· Функции : в цистернах накапливаются продукты синтеза, распада и вещества, поступившие в клетку, а также вещества, которые выводятся из клетки. Упакованные в пузырьки, они поступают в цитоплазму: одни используются, другие выводятся наружу. В растительной клетки участвуют в построении клеточной стенки.

4. Лизосомы

· Строение : микроскопические 1 мембранные органеллы, округлой формы. Их число зависит от жизнедеятельности клетки и ее физиологического состояния. В лизосомах находятся лизирующие (растворяющие) ферменты, синтезированные на рибосомах. Обособляются от диктиосом в виде пузырьков.

· Функции : переваривание пищи, попавшей в животную клетку при фагоцитозе, защитная функция. В клетках любых организмов осуществляет автолиз (саморастворение органелл, особенно в условиях пищевого или кислородного голодания. У растений органеллы растворяются при образовании пробковой ткани, сосудов древесины, волокон.

5. Эндоплазматический ретикулум или эндоплазматическая сеть

· Строение : ультрамикроскопическая система мембран, образующая трубочки, канальцы, цистерны, пузырьки. Строение мембран универсальное (как и наружной), вся сеть объединена в единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки и наружной клеточной мембраной. Гранулярная ЭПС несет рибосомы, а гладкая лишена.

· Функции : обеспечивает транспорт веществ как внутри клетки, так и между соседними клетками. Делит клетку на отельные секции в которых одновременно происходят различные физиологические процессы и химические реакции. Гранулярная ЭПС участвует в синтезе белка. В каналах ЭПС молекулы белка приобретают вторичную, третичную и четвертичную структуры, синтезируются жиры и транспортируется АТФ.

(Ответы в конце теста)

А1. Для выявления изменений, происходящих в живой клетке в процессе митоза, используется метод

1) центрифугирования

2) пересадки генов

3) меченых атомов

4) микроскопии

А2. Сходство строения и жизнедеятельности клеток всех организмов свидетельствует об их

1) родстве

2) многообразии

3) эволюции

4) приспособленности

А3. В лизосомах клетки, как и в митохондриях, происходит

1) фотосинтез

2) хемосинтез

3) энергетический обмен

4) пластический обмен

А4. Хромосомный набор в соматических клетках у женщины состоит из

1) 44 аутосом и двух Х-хромосом

2) 44 аутосом и двух Y-хромосом

3) 44 аутосом и X- и Y-хромосом

4) 22 пар аутосом и X- и Y-хромосом

А5. К прокариотам относятся

1) водоросли

2) простейшие

4) цианобактерии

А6. В основе бесполого размножения животных лежит процесс

3) гаметогенеза

4) оплодотворения

А7. Сколько типов гамет формируются у родительского организма с генотипом ааВb при сцепленном наследовании?

А8. Какой закон проявится в наследовании признаков при скрещивании организмов с генотипами: Аа х Аа?

1) единообразия

2) расщепления

3) сцепленного наследования

4) независимого наследования

А9. Альбинизм (появление белых листьев) у растений табака является результатом

1) недостатка света

2) нарушения гаметогенеза

3) генной мутации

4) модификационной изменчивости

А10. Основная задача систематики – изучение

1) этапов исторического развития организмов

2) отношений организмов и окружающей среды

3) приспособленности организмов к условиям обитания

4) многообразия организмов и установление их родства

А11. Подземный побег отличается от корня наличием у него

2) зоны роста

3) сосудов

А12. Главный признак, по которому растения объединяют в семейства, – особенности строения

2) цветка и плода

3) листьев и стебля

4) корневой системы

А13. Артериальная кровь в сердце не смешивается с венозной у

1) большинства пресмыкающихся

2) птиц и млекопитающих

3) хвостатых земноводных

4) бесхвостых земноводных

А14. Полуподвижное соединение костей позвоночника обеспечивают

1) хрящевые прослойки

2) костные отростки

3) костные швы

4) суставные поверхности

А15. Процесс распознавания и уничтожения лейкоцитами чужеродных белков лежит в основе

1) иммунитета

2) свёртываемости крови

3) кроветворной функции костного мозга

4) гуморальной регуляции

А16. Изменение содержания сахара в крови происходит в результате нарушения деятельности

1) гипофиза

2) поджелудочной железы

4) щитовидной железы

А17. Больному дифтерией вводят противодифтерийную сыворотку, которая содержит

1) фибриноген

2) ослабленные микробы

3) готовые антитела

4) гемоглобин

А18. Руководствуясь только генетическим критерием, нельзя определить вид, так как

1) ареалы разных видов совпадают

2) набор хромосом у разных видов может совпадать

3) разные виды обитают в сходных условиях

4) особи разных видов сходны внешне

А19. Генетическую неоднородность особей в популяции усиливает

1) мутационная изменчивость

2) географическая изоляция

3) борьба за существование

4) искусственный отбор

А20. К каким доказательствам эволюции относят сходство стадий индивидуального развития зародышей животных?

1) эмбриологическим

2) палеонтологическим

3) сравнительно-анатомическим

4) молекулярно-генетическим

А21. К ароморфным изменениям у предков земноводных относят появление

2) легочного дыхания

3) обтекаемой формы тела

4) покровительственной окраски

А22. Как называются факторы, определяющие пределы выживаемости вида?

1) абиотические

2) антропогенные

3) оптимальные

4) ограничивающие

А23. Сходство искусственной и естественной экосистем состоит в том, что они

2) имеют одинаковую продуктивность биомассы растений

3) не могут существовать без участия человека

А24. Непрерывный поток химических элементов из неживой природы в живую природу и обратно, осуществляемый в результате жизнедеятельности организмов, называют

1) цепями питания

2) пищевыми связями

3) биогенной миграцией атомов

4) правилом экологической пирамиды

А25. В комплексе Гольджи происходит

1) образование АТФ

2) окисление органических веществ

3) накопление синтезируемых в клетке веществ

4) синтез молекул белка

А26. Какое число нуклеотидов в иРНК кодирует последовательность расположения 14 аминокислот в белке?

А27. Определите число хромосом в телофазе митоза в клетках эндосперма семени лука (в клетках эндосперма триплоидный набор хромосом), если клетки корешков лука содержат 16 хромосом.

А28. В диплоидном наборе мягкой пшеницы 42 хромосомы. Полученный на её основе новый сорт имеет 84 хромосомы вследствие

1) изменения нормы реакции

2) цитоплазматической мутации

3) хромосомных перестроек

4) геномной мутации

А29. Отдаленные гибриды обычно бесплодны, так как у них

1) клетки не делятся митозом

2) в клетках не происходит репликация ДНК

3) гаметы различаются по размеру

4) нарушена конъюгация хромосом в мейозе

А30. Какое приспособление у растений способствует уменьшению испарения воды?

1) ярусное расположение растений в сообществе

2) мозаичное расположение листьев на стебле

3) расположение устьиц на нижней стороне листа

4) наличие фотосинтезирующей ткани

А31. Энергия, используемая человеком в процессе жизнедеятельности, освобождается в клетках при

1) окислении органических веществ

2) биосинтезе белка

3) расщеплении полимеров до мономеров

4) переносе питательных веществ кровью

А32. Железы смешанной секреции – это

1) печень и потовые

2) слюнные и слёзные

3) поджелудочная и половые

4) щитовидная и гипофиз

А33. Дрейф генов – это

1) случайное изменение частот встречаемости их аллелей в популяции

2) перемещение особей из одной популяции в другую

4) результат естественного отбора

А34. Верхняя граница жизни биосферы определяется высокой концентрацией

1) углекислого газа

2) паров воды

3) тепловых лучей

4) ультрафиолетовых лучей

Ответом к заданиям этой части (В1–В8) является последовательность цифр.

В заданиях В1–В3 выберите три верных ответа из шести.

В1. Укажите особенности модификационной изменчивости.

1) возникает внезапно

2) проявляется у отдельных особей вида

3) изменения обусловлены нормой реакции

4) проявляется сходно у всех особей вида

5) носит адаптивный характер

6) передаётся потомству

В2. Зрительный анализатор включает

1) белочную оболочку глаза

2) рецепторы сетчатки

3) стекловидное тело

4) чувствительный нерв

5) кору затылочной доли

6) хрусталик

В3. Какие признаки характеризуют движущий отбор?

1) действует при относительно постоянных условиях жизни

2) устраняет особей со средним значением признака

3) способствует размножению особей с измененным генотипом

4) сохраняет особей с отклонениями от средних значений признака

5) сохраняет особей с установившейся нормой реакции признака

6) способствует появлению мутаций в популяции

В заданиях В4–В6 к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

В4. Установите соответствие между признаком организма и царством, к которому он относится.

В5. Установите соответствие между функцией нервной системы человека и отделом, который эту функцию выполняет.

В6. Установите соответствие между характеристикой автотрофного питания и его типом.

В7. Расположите кровеносные сосуды в порядке уменьшения в них скорости движения крови.

1) верхняя полая вена

3) плечевая артерия

4) капилляры

В8. Установите последовательность эволюционных процессов на Земле в хронологическом порядке.

1) возникновение прокариотических клеток

2) образование коацерватов в воде

3) возникновение эукариотических клеток

4) выход организмов на сушу

5) появление многоклеточных организмов

Ответы.

«Жизнедеятельность клетки» - Обмен веществ и дыхание. Цели урока: Ознакомиться с основными процессами жизнедеятельности клетки. Развитие – строение клетки усложняется. Питание - в клетку поступают питательные вещества. Ненужные вещества. Жизнедеятельность клетки. Основные процессы жизнедеятельности клетки. Питательные вещества.

«Клетки» - Основные части клетки-. С ядром – эукариотическая клетка. Клетки различаются: Энергетическая станция клетки. Клетка – структурная и функциональная единица всего живого. Цитоплазма. Митохондрия. Лейкопласты - бесцветные пластиды. Мельчайшие структуры клетки. Хромопласты - желтые, красные, коричневые пластиды.

«Изучение клетки» - Таблица 2.Расчет увеличения микроскопа. Главные части клетки. Микроскоп – прибор для изучения объектов маленького размера. Виды клеток. Половые клетки. Жизнедеятельность клетки. Современные увеличительные приборы. Нервная клетка Мышечная клетка Эпителиальная клетка. Приготовление микропрепарата. Микроскоп.

«Прокариотическая клетка» - Размножение бактерий. Профилактика заболеваний. Биотехнология позволила получать бактерии со свойствами прежде не бывалыми. Бактерии в природе. Некоторые бактерии постоянно живут в организме человека (в пищеварительной системе). Кол-во бактерий в 1см3 воды. БИОТЕХНОЛОГИЯ. химическая бионика. 1. Сравнительная характеристика клеток.

«Деление клетки 6 класс» - Жизненный цикл клетки: (Заполните схему). Опишите состояние клетки. Хромосомы не видны, потому что … Удвоение хромосомы. Способы деления клеток. В чём секрет такого деления? Фазы митоза. Интерфаза Удвоение органоидов, удвоение хромосом, образование органических веществ. Клетка перед делением. Значение митоза.

Митохондрии являются органоидами всех эукариотических клеток. Они характеризуются обилием внутренних мембран. Две мембраны - внешняя и внутренняя - отделяют их от цитоплазмы. Мембраны образуют в митохондриях большие внутренние компартменты, в которых происходят реакции окислительного фосфорилирования. В результате этих процессов энергия реакций окисления преобразуется в энергию, заключенную в молекулах АТФ. При этом митохондрии исключительно эффективно используют для окисления сахара и жирные кислоты.

Митохондрии (греч. mitos-нить, chondros-зерно) занимают в эукариотических клетках значительную часть цитоплазмы. Подсчеты показывают, что на одну печеночную клетку приходится около тысячи митохондрий. Это примерно 20% общего объема цитоплазмы и около 30-35% общего количества белка в клетке. В ооцитах насчитывается до 300000 митохондрий, в гигантских амебах до 500000. В клетках зеленых растений митохондрий меньше, чем в клетках животных.

Митохондрии были описаны еще в конце прошлого века, так как их размеры довольно велики, то они сопоставимы с размерами бактериальной клетки, и хорошо различимы с помощью светового микроскопа. В типичном случае митохондрии представляют собой цилиндр диаметром 0,5 мкм и длиной до 1 мкм. Однако у разных организмов длина митохондрий колеблется в значительных пределах от 7 до 10 мкм. В клетках дрожжей, клетках мышечной ткани, у трипаносом присутствуют разветвленные паукообразные митохондрии. Они обладают достаточно высокой плотностью, благодаря чему их можно наблюдать в живых клетках. Такие наблюдения с помощью микрокиносьемки показывают, что форма митохондрий в живых клетках весьма изменчива, это необыкновенно подвижные и пластичные органоиды. В течение минуты они могут изменить свою цилиндрическую форму 15-20 раз, принимая вид пузырьков, гантелей, теннисной ракетки, они могут изгибаться и выпрямляться.

Локализация митохондрий в клетках определяется двумя факторами. Во-первых, она зависит от расположения других органоидов и включений. В растительных дифференцированных клетках митохондрии отодвигаются к периферии клетки центральной вакуолью, в клетках меристемы они располагаются более-менее равномерно. В делящихся клетках митохондрии располагаются также периферически, их вытесняет веретено деления. Ориентацию митохондрий могут определять микротрубочки цитоплазмы. Во-вторых, митохондрии скапливаются в энергозависимых участках клетки. В скелетных мышцах - между миофибрилл, в сперматозоидах плотно обвивают жгутик, у простейших, снабженных ресничками, митохондрии лежат у основания ресночек под плазматической мембраной. В нервных клетках - около синапсов, где происходит передача нервных импульсов. В секреторных клетках митохондрии связаны с зонами шероховатой ЭПС.

Реальная возможность понять тонкое строение митохондрий и их функций появилась только после 1948 г., когда были разработаны методы выделения митохондрий из клеток и началось их биохимическое исследование. Каждая митохондрия окружена двумя высокоспециализированными мембранами, играющими основную роль в ее работе. Эти мембраны образуют два изолированных митохондриальных компартмента - межмембранное пространство и внутренний матрикс. Внутренняя мембрана образует многочисленные кристы, увеличивающие ее общую поверхность.

Матрикс содержит высококонцентрированную смесь сотен различных ферментов, необходимых для окисления пирувата, жирных кислот, и ферментов цикла лимонной кислоты. 67% всего белка митохондрий приходится на матрикс. В матриксе содержится собственная ДНК, представленная несколькими идентичными молекулами и близка к бактериальной по составу нуклеотидов, кроме того она тоже кольцевая как у бактерий. Матрикс митохондрий включает и специфические митохондриальные рибосомы. По своим свойствам они также близки к бактериальным (70S).

Присутствие ДНК, рибосом и ферментов, участвующих в работе митохондриального генома, говорит о некоторой автономности митохондрий.

В митохондриях происходит синтез АТФ на основе окисления органических субстратов и фосфорилирования АДФ. Высвобождение энергии при аэробном окислении пищи называется дыханием.