Доклад-сообщение Ядро клетки (9 класс биология)

Ядро и организмы

Доклад-сообщение Ядро клетки (9 класс биология)

Реферат

«Ядрои организмы»

1.Ядрои его структурныекомпоненты

Ядро –постоянныйкомпонент всехклеток многоклеточныхрастений иживотных, атакже простейшихи одноклеточныхводорослей.Большинствоклеток имеетодно ядро. Однакоесть клеткис двумя, тремяи даже с несколькимидесятками илисотнями ядер.Такие клеткиназываютсямногоядернымии встречаются,например, средиодноклеточныхорганизмов,а также в печении костном мозгепозвоночныхживотных.

Формаядра и частоего размерызависят отформы клетки.Обычно в шаровидныхклетках ядроимеет округлуюформу, а в клетках,вытянутых вдлину, ядротакже удлиненнойформы.

Различаютдва состоянияядра: делящеесяи неделящееся.Мы рассмотримособенностистроения ифункции неделящихсяядер.

В нихразличаютядерную оболочку,ядерный сок,или кариоплазму(«карион» –ядро, греч.),хроматин иядрышки. Хромосомыформируютсятолько в делящихсяядрах, но иногдаони видны и впромежуткемежду делениями.

Ядернаяоболочка. Отцитоплазмыядро отделеноядерной оболочкой,которая хорошовидна в световоймикроскоп вформе контура,ограничивающегоядро. Наэлектронномикроскопическойфотографии,где ядернаяоболочка состоитиз двух мембран:наружной ивнутренней.Каждая из мембранимеет типичноетрехслойноестроение, такоеже, как наружнаяцитоплазматическаямембрана имембраны другихорганоидов.

Ядернаяоболочка несплошная: в нейимеются многочисленныепоры, которыенастолько малы,что видны лишьс помощьюэлектронногомикроскопа.Диаметр пороколо 300–500 А. Черезпоры осуществляетсяобмен веществмежду цитоплазмойи ядром. Наружнаямембрана ядернойоболочки тесносвязана сэндоплазматическойсетью. Во времяделения ядрав большинствеклеток ядернаяоболочка разрушается.

Ядерныйсок (кариоплазма).Ядерный сок– это веществополужидкойконсистенции,которое находитсяпод ядернойоболочкой изаполняет всюполость ядра.В ядерном сокерасполагаютсяядрышки и хроматин,а в последнеевремя с помощьюэлектронногомикроскопав нем обнаруженырибосомы.

Хроматин.В неделящихсяядрах хроматинчасто бываетвиден в формеотдельныхглыбок небольшихразмеров илинитей. Этихроматиновыеструктурысодержатдезоксирибонуклеиновуюкислоту (ДНК)и белок.

Хроматин– это тот материал,из которогообразуютсяхромосомы приделении ядер.В делящихсяядрах ДНКсосредоточенаименно в хромосомах.ДНК – важнейшаячасть ядра. Вэтом веществезаключенанаследственнаяинформация,передающаясяиз поколенияв поколениеу каждого видаорганизмов.

Ядрышко.Ядрышко представляетсобой плотноеокруглое тельце,располагающеесяв ядерном соке.

В ядрах разныхклеток, а такжеи в ядре однойи той же клеткив разные моментыее жизнедеятельностиколичествоядрышек, ихформа и размерымогут бытьразными.

Частов ядрах содержитсялишь 1–2 ядрышка,но их можетбыть 5–7 и более.Ядрышки имеютсятолько в неделящихсяядрах; во времяделения ониисчезают, а вядрах дочернихклеток образуютсязаново.

В составядрышка входятРНК и белки.Важнейшаяфункция ядрышказаключаетсяв том, что в немпроисходитформированиерибосом, которыезатем выходятиз ядра в цитоплазму.Это значит, чторибосомы,располагающиесяна мембранахэндоплазматическойсети и свободнолежащие в цитоплазме,образуютсяв ядрышке. Рибосомы,находящиесяв ядрышке,осуществляютсинтез белков.

Взаимодействиеядра и цитоплазмы.Цитоплазмаи ядро клеткинаходятся втеснейшейвзаимосвязидруг с другом.Если из клеткиудалить ядро,то цитоплазманеизбежнопогибнет. Всвою очередьядро не можетсуществоватьбез цитоплазмыдаже в течениекороткоговремени.

Дляжизни клеткинеобходимовзаимодействиеядра, цитоплазмыи всех ее органоидовкак единогоцелого. Любоеповреждениевызывает вконечном итогегибель клетки.В ней нет структурныхкомпонентов,способных кпродолжительномусамостоятельномусуществованию.

Клетка – этоэлементарнаяцелостная живаясистема.

2. Одноклеточныеорганизмы

Вотличиеот клетокмногоклеточныхорганизмов,образующихразнообразныеорганы и ткани,одноклеточныеорганизмы(простейшие,одноклеточныеводоросли,бактерии) имеютмного своеобразныхчерт строения.Прежде всего,тело их состоитлишь из однойклетки. А любойодноклеточныйорганизм одновременнопредставляетсобой и клетку,и целый организм,ведущий самостоятельноесуществование.

Простейшиеи одноклеточныеводоросли.Простейшие,или одноклеточные,животные (амебы,эвглены, инфузориии др.), а такжеодноклеточныеводоросли(хламидомонада,хлорелла и др.)имеют типичноеклеточноестроение: ониобладают ядром,ограниченнымядерной оболочкой,у них хорошоразвиты и всеорганоиды,известные дляклеток многоклеточныхорганизмов.

Многие формы,относящиесяк этим двумгруппам одноклеточных,имеют хорошоразвитые органоидыдвижения в видересничек ижгутиков, имеютротовое отверстие,через котороепища проходитвнутрь клетки(вспомните, какпитается инфузориятуфелька), идругие органоиды,обеспечивающиевсе процессыжизнедеятельностиэтих организмов.

Все эти приспособленияобеспечиваютсамостоятельноесуществованиепростейшихв разнообразныхусловиях внешнейсреды.

Бактерии.Бактериальныеклетки характеризуются,прежде всего,наиболее мелкимиразмерами.Некоторыебактерии сокруглой формойтела достигаютлишь 0,2 мкм вдиаметре.

По рядупризнаковстроениябактериальныеклетки отличаютсяот клеток простейшихи многоклеточныхорганизмов.К таким признакамотносится впервую очередьотсутствиетипичного ядра,которое у бактерийлишено ядернойоболочки.

Ядерныеэлементы, содержащиеДНК, располагаютсянепосредственнов цитоплазмеи часто имеютнеправильнуюразветвленнуюформу.

У бактерийорганоидыцитоплазмы,например,эндоплазматическаясеть, митохондрии,имеют болеепростое строение,чем в клеткахдругих организмов.

Все этослужит доказательствомболее простогостроениябактериальныхклеток по сравнениюс простейшимии клеткамимногоклеточныхорганизмов.

Несмотря насравнительнуюпростоту строения,бактерии –организмы,находящиесяна клеточномуровне организации.

Они, подобнопростейшими одноклеточнымводорослям,представляютобширную группуклеток-организмов,ведущих самостоятельноесуществованиеи приспособленныхк разнообразнымсредам обитания.

3. Неклеточныеорганизмы

Детальноеизучение тонкойструктурыклеток показало,что клеточнаятеория нашлаблестящееподтверждениев строении всехмногоклеточныхи одноклеточныхорганизмов.Лишь одна группаживых существне может бытьохвачена клеточнойтеорией, таккак организмы,принадлежащиек ней, не имеютклеточногостроения ипредставляют,поэтому неклеточнуюформу существованияживой материи.

Вирусы.Неклеточныеорганизмы носятназвание вирусов(«вирус» – ядлат.). Электронномикроскопическоеизучение показало,что по строениювирусы сильноотличаютсяот клеток.Существованиевирусов открылрусский ученыйД. И Ивановскийв 1892 г. Вирусызначительноменьше бактерии.Например, размерывируса гриппа800 А.

 Вирусы способныжить и размножатьсятолько в клеткахрастений, животныхи человека ине могут вестисамостоятельноесуществование.Вирусы вызываютмногие опасныезаболеванияи приносят вредздоровью человекаи ущерб народномухозяйству.Вирусы – возбудителитаких заболеваний,как грипп, корь,полиомиелит,оспа. Они вызываюти заболеваниярастений, напримермозаичнуюболезнь табака.

Листья больныхрастений становятсяпестрыми, таккак вирусытабачной мозаикиразрушаютхлоропластыи участки листас разрушеннымихлоропластамистановятсябесцветными.Известны такжевирусы, которыепоселяютсяв клетках бактерий.Такие вирусыназываютсябактериофагамиили простофагами («фагос»– пожирающий,греч.).

Бактериофагиполностьюразрушаютбактериальныеклетки и потомумогут бытьиспользованыдля лечениябактериальныхзаболеваний,например дизентерии,брюшного тифа,холеры.

Строениевирусов наиболеедетально изученона примерахвируса табачноймозаики ибактериофагов.Вирус табачноймозаики существуетв форме отдельныхчастиц, каждаяиз которыхимеет палочковиднуюформу и представляетсобой цилиндрс полостьювнутри. Стенкацилиндра образованамолекуламибелка, а внутри,под этой белковойоболочкой,располагаетсятяж РНК, свернутыйв форме спирали.

В длинучастицы вирусадостигают 3000А, и поэтому ихможно видетьтолько с помощьюэлектронногомикроскопа.Частицы вирусапоселяютсяв клетках листьевтабака и частообразуют скопленияв виде кристалловшестиграннойформы. Эти кристаллывидны в световоймикроскоп.

Строениебактериофагарассмотримна примереформ, которыепоселяютсяв клетках кишечнойпалочки. Такойбактериофагпо форме теланапоминаетголовастика.

Длинаего около 2000А. Тело бактериофагасостоит изголовки, хвостикаи несколькиххвостовыхотростков.Снаружи головкаи хвостик покрытыбелковой оболочкой.Внутри головкинаходится ДНК,а внутри хвостикапроходит канал.

Когда бактериофагпроникает вклетку кишечнойпалочки, тосначала онприкрепляетсяк ее поверхности,а затем растворяетоболочку бактериив том месте,где произошлоприкрепление.ДНК бактериофагапроходит вканал хвостикаи впрыскиваетсяв клетку бактериичерез отверстие,образовавшеесяв ее оболочке.

Дальше у кишечнойпалочки, зараженнойбактериофагом,начинаетсинтезироватьсяДНК бактериофага,а не собственнаяДНК бактерии,и в конечномитоге бактерияпогибает.

Таковостроение вирусов,которое действительносильно отличаетсяот строенияклеток. Этодает нам правосчитать, чтовирусы – неклеточныесущества. Ихстроение значительнопроще строенияклетки.

Эволюцияклетки. Существованиеорганизмов,не имеющихклеточногостроения, служитподтверждениемтого, что клеткине всегда былитакими, какимимы их видим иизучаем сейчас,а прошли длительныйпуть эволюции.

Вероятно, впроцессе развитияжизни сначалапоявилиськакие-то неклеточныеорганизмы,строение которыхбыло значительнопроще, чем строениесамых простых,известных намсейчас одноклеточныхорганизмов.Затем, на следующемэтапе развитияпоявилиськлеточной формысуществованияживой материи.

Это, по всейвероятностибыли какие-тоеще очень простоорганизованныеодноклеточныеформы, которыена следующей,более высокойступени эволюциидали началомногоклеточныморганизмам.

4. Химическийсостав клетки.Вода. Неорганическиесоставные части

Живаяклетка характеризуетсяактивной химическойдеятельностью.В ней одновременнопротекаюттысячи химическихреакций.

Веществаиз внешнейсреды беспрерывнымпотоком поступаютв клетку, ибеспрерывноже отработанныепродукты уносятсяиз клетки вокружающуюсреду.

В однихучастках клеткивещества подвергаютсяглубокомураспаду, в другихучастках изпростых низкомолекулярныхвеществ образуютсясложные высокомолекулярныесоединения.

Химическаядеятельностьклетки являетсяосновой еежизни, главнымусловием ееразвития ифункционирования.

Химическийсостав клетки.У разных клетокобнаруживаетсясходство нетолько в строении,но и в химическомсоставе. Этоуказывает наобщностьпроисхожденияклеток.

Данныеоб элементарномсоставе клетокпредставленына таблице.

Кислород65 –75Магний0,02 –0,03
Углерод15 –18Натрий0,02 –0,03
Водород8 –10Кальций0,04 –2,00
Азот1,5 –3,0Железо0,01 –0,015
Калий0,15 –0,4Цинк0,0003
Сера0,15 –0,2Медь0,0002
Фосфор0,20 –1,00Йод0,0001
Хлор0,05 –0,10Фтор0,0001

Как видноиз таблицы, всостав клетоквходит многоразличныхэлементов. Из104 элементовпериодическойсистемы Менделеевав клетках обнаруженооколо 60. Следуетподчеркнуть,что живая клеткасостоит из техже элементов,что и неживыеобъекты. Этоуказывает насвязь и единствоживой и неживойприроды.

Элементы,входящие всостав клетки,удобно разделитьна три группы.В первую группувходят 4 элемента:кислород, углерод,водород и азот.этих элементовв клетке наиболеевелико. На ихдолю приходитсяпочти 98% всегосостава клетки.

Следующуюгруппу образуютэлементы, содержаниекоторых в клеткеисчисляетсядесятыми исотыми долямипроцента. Такихэлементов 8:калий, сера,фосфор, хлор,магний, натрий,кальций и железо.В сумме онисоставляютпримерно 1,9%. Ктретьей группеотносятся всеостальныеэлементы.

Онисодержатсяв клетке висключительномалых количествах(менее 0,01%). Их называют,поэтому микроэлементами.

На атомномуровне различиймежду химическимсоставоморганическогои неорганическогомира нет. Различияобнаруживаютсяна более высокомуровне организации– на молекулярном.Конечно, не всесоединения,содержащиесяв клетке, специфичныдля живой природы.

Такие вещества,как вода и соли,распространеныи вне живого.Но в организмахи продуктахих жизнедеятельностиуже давно обнаруженоприсутствиебольшого числауглеродсодержащихсоединений,характерныхтолько дляорганизмов.Эти соединенияи называются,поэтому органическими.

основных химическихсоединений,обнаруженныхв клетках,представленона таблице.

Вода70 –85Нуклеиновыекислоты1 –2
Белки10 –20АТФи другиенизкомолекулярныеорганическиевещества0,1 –0,5
Жиры1 –5
Углеводы0,2 –2,0Неорганическиевещества1,0 –1,5

Вода.Из таблицывидно, – чтосреди веществклетки на первомместе стоитвода. воды в разныхклетках колеблется;обычно онасоставляетоколо 80% их массы.Высокое содержаниеводы в клетке– необходимоеусловие еежизненнойактивности.Чем выше содержаниеводы в клетке,тем интенсивнееее жизнедеятельность.

Так, в быстрорастущихклетках эмбрионовчеловека иживотных содержитсяоколо 95% воды.В клетках взрослогоорганизма водыдо 80%, а к старостиснижается до60%. Высокоактивныеклетки мозгасодержат около85% воды, а в малоактивныхклетках жировойткани содержаниеводы не превышает40%. Смерть в результателишения водынаступаетраньше, чем ототсутствияпищи.

Потеряболее 20% массыза счет водыдля человекасмертельна.

Роль водыв клетке великаи многообразна.Вода определяетмногие физическиесвойства клеток– их объем,упругость.Весьма существеннароль воды какрастворителя.Многие веществапоступают вклетки в водномрастворе, и вводном же раствореотработанныепродукты выводятсяиз клеток.

Большинствохимическихреакций, протекающихв клетке, можетидти тольков водном растворе.Далее воданепосредственноучаствует вомногих химическихреакциях клетки.Так, например,расщеплениебелков, жиров,углеводов идругих веществпроисходитв результатехимическоговзаимодействияэтих веществс водой.

Наконец,вода играетсущественнуюроль в распределениии отдаче теплав клетке.

Биологическаяроль водыопределяетсяособенностямиее внутримолекулярнойструктуры,полярностьюее молекул,способностьюобразовыватьводородныесвязи. Этимисвойствамиобъясняется,в частности,высокая удельнаятеплоемкостьводы, что, имеетзначение длярегуляции теплав клетке.

Приохлажденииили повышениитемпературывнешней средытепло поглощаемсяили выделяетсяблагодаряразрыву илиновообразованиюводородныхсвязей междумолекуламиводы. Такимобразом, колебаниятемпературывнутри клетки,несмотря нарезкие ее измененияво внешнейсреде, смягчаются.Особенностямивнутримолекулярнойструктуры водыобъясняютсяи ее выдающиеся'свойства какрастворителя.

В воде растворяютсяочень многиевещества: соли,различныеорганическиевещества –белки, углеводыи т.д. Веществорастворяетсяв том случае,если энергияпритяжениямолекул водык молекуламвещества оказываетсябольше, чемэнергия притяжениямежду молекуламиводы.

Вещества,у которых энергияпритяженияк воде высокаяи, следовательно,растворимостьособенно большая,называютсягидрофильными(«гидро» – вода,«филео» – люблю,греч.). Существуетбольшая группавеществ, трудноили практическипочти совсемнерастворимыхв воде. К. нимотноситсябольшинствонеполярныхвеществ: жиры,липоиды, каучук,парафин и др.

Энергия притяжениямолекул водык неполярныммолекуламоказываетсяменьшей, чемэнергия водородныхсвязей. Вещества,у которых энергияпритяженияк воде особеннослабая и растворимостьсоответственноочень низкая,называютсягидрофобными,(«гидро» – вода,«фобос» – страх,греч.).

Нерастворимостьгидрофобныхвеществ в водеиспользуетсяклеткой: в составклеточныхмембран входятнеполярныевещества (липоиды),ограничивающиепереход водыиз наружнойсреды в клеткуи обратно, атакже из однихучастков клеткив другие.

Неорганическиесоставные частиклетки. Изхимическихэлементов,входящих всостав клеток,часть участвуетв построенииорганическихсоединений,другая частьнаходится ввиде неорганическихвеществ. Изуглерода, водородаи кислородасостоят углеводыи жиры.

Во всебелки и нуклеиновыекислоты, кромеэтих элементов,входит азот.Многие белкисодержат серу.

Фосфор – составнаячасть нуклеиновыхкислот, железовходит в составгемоглобина,магний содержитсяв хлорофилле,йод участвуетв построениимолекулы тироксина(гормона щитовиднойжелезы), кобальтвходит в составвитамина B12и т.д.

Из неорганическихвеществ клеткибольшая частьнаходится ввиде солей.Наиболее важныиз катионов:К+, Na+, Ca2+и Mg2+, изанионов: НРО24-,Н2РО4 – С1-,НСО3~.

катионов ианионов в клеткеи в среде ееобитания, какправило, резкоразлично. Так,внутри клеткидовольно высокаяконцентрациякалия и оченьмалая натрия.Напротив, всреде, окружающейклетку, – в плазмекрови, в морскойводе – малокалия и довольновысокая концентрациянатрия.

В мышечныхклетках калияв 30 раз больше,чем в крови,натрия же в 10раз меньше, чемв крови. Покаклетка жива,это различиев концентрацииК+ и Na+ междуклеткой и средойстойко удерживается.После смертиклетки содержаниеК+ и Na+ вклетке и средебыстро выравнивается.

Наличие в клеткеи в окружающейсреде неорганическихионов имеетважное значениедля нормальногофункционированияклетки. Приотсутствииионов клеткаутрачиваетвозбудимостьи погибает.

Минеральныевещества содержатсяв клетке нетолько в растворенном,но и в твердомсостоянии; вчастности,прочность итвердостькостной ткани,а также раковинмоллюсковобязаны присутствиюв них нерастворимогофосфорнокислогокальция.

Если всреде, окружающейклетку, содержатсяв недостаточномколичествеэлементы Р, Fe,Mg, микроэлементыI, Co, Znи др., то нарушаетсяобразованиеважных соединений:нуклеиновыхкислот, гемоглобина,хлорофилла,тироксина,витамина B12и т.д. – ив результатевозникаютразличныезаболевания,задержка ростаи развития.

Списоклитературы

АзимовА. Краткая историябиологии. М.,1997.

Кемп П.,Армс К. Введениев биологию.М., 2000.

ЛиббертЭ. Общая биология.М., 1978 Льоцци М.История физики.М., 2001.

Найдыш В.М. Концепциисовременногоестествознания.Учебное пособие.М., 1999.

НебелБ. Наука обокружающейсреде. Как устроенмир. М., 1993.

Источник: https://xreferat.com/10/1826-1-yadro-i-organizmy.html

Строение клетки. Клеточная мембрана. Ядро. урок. Биология 10 Класс

Доклад-сообщение Ядро клетки (9 класс биология)

Тема: Основы цитологии

Урок: Строение клетки. Ядро клетки

Ядро необходимо для жизнедеятельности клетки, оно регулирует её активность. Это связано с тем, что в ядре содержится генетическая информация в виде молекулы ДНК (рис. 1). В ядре локализовано более 90% клеточной ДНК.

Рис. 1. Наследственная информация клетки: ядро, содержащее хроматин, хроматин, суперспирализованный в хромосому и участок ДНК (входящей в состав хроматина), содержащий значащую последовательность нуклеотидов

Ядро имеет шаровидную форму диаметром около 10 микрон (рис. 2).

Рис. 2. Ядро: размеры и строение

Ядро состоит из ядерной оболочки, нуклеоплазмы или ядерного сока, в котором располагается хроматин, и одного или нескольких ядрышек (рис. 2).

В световом микроскопе оболочка, окружающая ядро, представляется одинарной, поэтому её в свое время назвали ядерной мембраной. Позже, однако, выяснилось, что эта ядерная оболочка состоит из двух мембран. Наружная переходит непосредственно в ЭПС (рис.

3), и, подобно ЭПС, может быть усеяна рибосомами, в которых идет синтез белка.

Ядерная оболочка пронизана ядерными порами, через них происходит обмен различными веществами между ядром и цитоплазмой, например, выход в цитоплазму мРНК, рибосомных субчастиц, или поступление в ядро рибосомных белков, нуклеотидов и молекул, регулирующих активность ДНК.

Рис. 3. Положение ядра в клетке

Поры имеют определенную структуру, представляющую собой результат слияния наружной и внутренней мембран ядерной оболочки. Содержимое ядра представляет собой гелеобразный матрикс, это нуклеоплазма или ядерный сок. В ядерном соке располагается хроматин и одно, или несколько ядрышек. В нуклеоплазме также располагаются различные ионы, белки – ферменты и нуклеотиды.

Хроматин состоит из многих витков ДНК, присоединённых к белкам основной природы – гистонам. Гистоны и белки объединены в структуру, по виду напоминающую бусины, их называют нуклеосомами. Перед делением клетки ДНК плотно скручиваются, образуя хромосомы.

Во время метафазы под микроскопом хромосомы выглядят, как удлинённые палочковидные тельца, состоящие из двух плеч, которые разделены между собой центромерой.

Если рассмотреть содержимое клеточного ядра в промежутке между делениями в интерфазе, то окажется, что нити хроматин скручены, так как только в таком состоянии могут функционировать гены, участки молекулы ДНК которых ответственны за синтез того или иного белка. ().

Ядрышки внутри ядра – хорошо заметная структура. В них происходит синтез рРНК и сборка субъединиц рибосом, которые затем выходят через ядерные поры в цитоплазму, и формируют уже зрелые рибосомы, на которых происходит синтез белка (рис. 4)

Рис. 4. Ядрышко – место транскрипции – этапа реализации наследственной информации в ядре

Хромосомный набор называется кариотипом (рис. 5).

Рис. 5. Кариотип человека – мужчины (в правом нижнем углу хромосомы ХУ) – фотографии анафазных хромосом

Кариотип – это набор хромосом, содержащийся в клетках тела, характерный для какого-либо вида живых существ. Кариотип неповторим. Даже если число хромосом в клетках каких-то двух видов будет одинаковым, например, у картофеля и шимпанзе по 48 хромосом в клетке, то их форма и строение все равно будет различными.

В любом многоклеточном организме существует два типа клеток, а именно половые и соматические клетки (Схема 1).

Схема 1.

Клетки тканей любого многоклеточного организма называются соматическими. Ядра таких клеток содержат диплоидный полный или двойной набор хромосом (рис. 6), который обозначается 2n.

Рис. 6. Кариотип диплоидных и гаплоидных клеток

Исходно одна половина достается от материнской яйцеклетки, а вторая – от отцовского сперматозоида. Парные (одинаковые по величине, форме и строению) хромосомы получили название гомологичных хромосом (рис. 7).

Рис. 7. Восстановление диплоидного набора хромосом при слиянии гамет

Исключение составляют половые хромосомы (рис. 8), например, у всех млекопитающих – это X, доставшаяся от матери, и одна из двух X или Y, доставшаяся от отца.

Рис. 8. Половые хромосомы и наследование пола

При образовании половых клеток в каждую попадает одна хромосома из пары гомологичных. То есть, если у человека в соматических клетках содержится 46 хромосом, то в половых клетках – 23 хромосомы. Диплоидный набор восстанавливается при оплодотворении.

Не существует зависимости между количеством хромосом и уровнем организации данного организма. Некоторые примитивные организмы могут иметь большее количество хромосом (см. видео). У канарейки 80 хромосом, у курицы 78, у хвоща 216, а вот у человека всего 46 хромосом.

Давайте охарактеризуем функции ядра.

Во-первых, это хранение и передача наследственной информации, поскольку в ядре содержится молекула ДНК.

Во-вторых, это реализация наследственной информации, связанная с участием в синтезе белка.

В ядре клетки находятся хромосомы, которые содержат молекулу ДНК – хранилище наследственной информации, поэтому ядро играет ведущую роль в наследственности. Данное важное положение доказано рядом точных опытов.

Приведем один из них. В Средиземном море обитает несколько видов одноклеточных зеленых водорослей – ацетабулярий. Они состоят из тонких стебельков, на верхних концах которых располагаются шляпки. По форме шляпок различают виды ацетабулярий (см. видео). В нижнем конце стебелька ацетабулярии находится ядро.

У ацетабулярии одного вида искусственно удалили шляпку и ядро, а к стебельку подсадили ядро, извлеченное из ацетабулярии другого вида (Рис. 9).

Рис. 9. Последовательность опытов с ацетабулярией, которые доказывают функциональное значение ядра

Через некоторое время на водоросли с подсаженным ядром образовалась шляпка, характерная для того вида, которому принадлежало пересаженное ядро.

Таким образом, именно в ядре содержится наследственная информация, которая определяет признаки и свойства данного организма.

Данное явление представляет собой одну из форм хромосомной патологии, при которой кариотип человека составляет не 46 хромосом, а 47 (рис. 10).

Рис. 10. Кариотип мужчины с синдромом Дауна – трисомией 21 хромосомы

Таким заболеванием страдают как мальчики, так и девочки. Данный синдром был назван в честь английского врача Дж. Дауна (рис. 11). Именно он стал первым человеком, который смог описать данную патологию.

Рис. 11

Это достаточно распространённая врожденная патология на сегодняшний день. В первую очередь, она связана с возрастом матери. После 35 лет увеличивается риск появления именно детей с синдромом Дауна.

У детей с синдромом Дауна череп круглой формы, разрез глаз косой, затылок скошен (см. видео). Подрастая, дети с синдромом Дауна становятся приземистыми. Руки, ноги у них короче, чем у обычных людей.

Кроме этого, дети с синдромом Дауна склонны к избыточному весу. Если говорить о психическом развитии, то, как правило, они отстают в психическом развитии и развиваются как бы в замедленной съемке. То есть они, в принципе, могут освоить школьную программу до 4 класса, но осваивают её в течение 8 – 10 лет.

Как правило, у большинства взрослых больных наблюдаются те или иные признаки умственной отсталости. Конечно, многое зависит от тяжести заболевания, многие больные занимаются творчеством, и даже пишут книги (рис. 12).

Рис. 12. Люди, страдающие синдромом Дауна, способны к нормальной адаптации в обществе

Лечение детей с синдромом Дауна – это терапия с применением витаминов, а также лекарственных препаратов, ускоряющих психическое развитие, занятия с грамотными педагогами и логопедами (см. видео).

Также ребенку необходимо помочь сформировать все основные навыки, а именно: речь, моторику, слух и зрение.

Клонирование является воспроизведением того или иного объекта в каком-то количестве копий.

Естественно, копии должны содержать идентичный набор генетического материала, то есть одинаковое количество наследственных формаций.

Если говорить о клонировании, то первые работы по клонированию были осуществлены в 40-х годах XX века, в России. Их осуществил русский эмбриолог Георгий Викторович Лопашов (Рис. 13).

Рис. 13

Он разработал эффективный метод пересадки ядра в яйцеклетку лягушки.

В августе 1948 года ученый написал статью и послал её в журнал общей биологии, но, к сожалению, в то же время состоялась всем известная печальная сессия ВАСХНИЛ, на которой были утверждены идеи Лысенко, и статью, которую уже приняли к набору, отклонили.

О работе Лопашова забыли, а в 50-е годы американские эмбриологи Бриггс и Кинг осуществили аналогичные опыты, и приоритет открытия достался им. В дальнейшем исследователь Гордон (Рис. 14) усовершенствовал методику удаления из яйцеклетки ядра и помещения туда ядра из других специализированных клеток.

Рис. 14

Он начал пересаживать ядра из клеток взрослого организма, в частности, из эпителия кишечника. Гордон добился того, что яйцеклетка с чужим ядром развивалась до достаточно поздних стадий (рис. 15).

Рис. 15. Схема клонирования лягушки путем пересадки ядра одной лягушки в яйцеклетку другой

В его экспериментах до 1-2% особей проходили стадию метаморфоза и превращались во взрослых лягушек.

Однако долгое время все попытки применить вышеописанный метод для клонирования млекопитающих были безуспешными. И только в 1997 году было опубликовано сообщение, в котором сотрудники Рослинского института (Шотландия) под руководством Яна Вильмута клонировали млекопитающее – овечку Долли.

Суть использованного метода заключалась в следующем. Яйцеклетки извлекали из овец породы «шотландская черномордая», помещали в искусственную питательную среду с добавлением телячьей сыворотки при 37OC и провели операцию энуклеации (удаление собственного ядра). После этого возникла задача обеспечения яйцеклетки генетической информацией от организма, который надлежало клонировать.

Для достижения этой цели использовали разные клетки донора, но наиболее удобными оказались диплоидные клетки молочной железы взрослой беременной овцы породы фин-дорсет. Эти клетки сливали с яйцеклеткой, лишенной ядра. Яйцеклетку затем активировали к развитию посредством электрического удара. Развивающийся зародыш помещали в матку приемной матери, где он развивался до своего рождения (рис.

16).

Рис. 16. Схема клонирования овцы

В дальнейшем были проведены успешные эксперименты по клонированию различных млекопитающих. Клонировали не только маленьких млекопитающих, таких как мышь, но и коз, свиней, коров. Надо сказать, что методика клонирования находится еще в стадии разработки, так как большое количество клонированных животных живут с различными патологиями или уродствами.

Домашнее задание

1. Что такое ядро? Каковы его функции в клетке?

2. Из чего состоит ядро? Как строение ядра связано с его функциями?

3. Что такое кариотип?

4. Какие хромосомные болезни вам известны? Каковы их признаки?

5. Каким образом было доказано значение ядра в жизнедеятельности клетки?

6. Какие организмы были клонированы путем пересадки ядра соматической клетки в яйцеклетку реципиента?

7. Допустимо ли клонировать ткани и органы для пересадки?

8. Оцените морально-этическую сторону клонирования.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов (Источник).

2. Антропогенез (Источник).

3. Первый канал (Источник).

4. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов (Источник).

5. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов (Источник).

6. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов (Источник).

7. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов (Источник).

8. Learn.genetics.utah.edu (Источник).

9. Learn.genetics.utah.edu (Источник).

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. – 304 с.

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. – 388 с. 

4. Агафонова И. Б., Захарова Е. Т., Сивоглазов В. И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. – 384 с. 

Источник: https://interneturok.ru/lesson/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/stroenie-kletki-kletochnaya-membrana-yadro

Лекция № 8. Ядро. Хромосомы

Доклад-сообщение Ядро клетки (9 класс биология)

Как правило, эукариотическая клетка имеет одно ядро, но встречаются двуядерные (инфузории) и многоядерные клетки (опалина). Некоторые высоко­специализи­рованные клетки вторично утрачивают ядро (эритроциты млекопитающих, ситовидные трубки покрытосеменных).

Форма ядра — сферическая, эллипсовидная, реже лопастная, бобовидная и др. Диаметр ядра — обычно от 3 до 10 мкм.

Строение ядра:
1 — наруж­ная мембрана; 2 — внут­ренняя мемб­рана; 3 — поры; 4 — ядрышко; 5 — гетеро­хроматин; 6 — эухро­матин.

Ядро отграничено от цитоплазмы двумя мембранами (каждая из них имеет типичное строение). Между мембранами — узкая щель, заполненная полужидким веществом. В некоторых местах мембраны сливаются друг с другом, образуя поры (3), через которые происходит обмен веществ между ядром и цитоплазмой.

Наружная ядерная (1) мембрана со стороны, обращенной в цитоплазму, покрыта рибосомами, придающими ей шероховатость, внутренняя (2) мембрана гладкая.

Ядерные мембраны являются частью мембранной системы клетки: выросты наружной ядерной мембраны соединяются с каналами эндоплазматической сети, образуя единую систему сообщающихся каналов.

Кариоплазма (ядерный сок, нуклеоплазма) — внутреннее содержимое ядра, в котором располагаются хроматин и одно или несколько ядрышек. В состав ядерного сока входят различные белки (в том числе ферменты ядра), свободные нуклеотиды.

Ядрышко (4) представляет собой округлое плотное тельце, погруженное в ядерный сок. Количество ядрышек зависит от функционального состояния ядра и варьирует от 1 до 7 и более. Ядрышки обнаруживаются только в неделящихся ядрах, во время митоза они исчезают.

Ядрышко образуется на определенных участках хромосом, несущих информацию о структуре рРНК. Такие участки называются ядрышковым организатором и содержат многочисленные копии генов, кодирующих рРНК. Из рРНК и белков, поступающих из цитоплазмы, формируются субъединицы рибосом.

Таким образом, ядрышко представляет собой скопление рРНК и рибосомальных субъединиц на разных этапах их формирования.

Хроматин — внутренние нуклеопротеидные структуры ядра, окрашивающиеся некоторыми красителями и отличающиеся по форме от ядрышка. Хроматин имеет вид глыбок, гранул и нитей.

Химический состав хроматина: 1) ДНК (30–45%), 2) гистоновые белки (30–50%), 3) негистоновые белки (4–33%), следовательно, хроматин является дезоксирибонуклеопротеидным комплексом (ДНП). В зависимости от функционального состояния хроматина различают: гетерохроматин (5) и эухроматин (6).

Эухроматин — генетически активные, гетерохроматин — генетически неактивные участки хроматина. Эухроматин при световой микроскопии не различим, слабо окрашивается и представляет собой деконденсированные (деспирализованные, раскрученные) участки хроматина.

Гетерохроматин под световым микроскопом имеет вид глыбок или гранул, интенсивно окрашивается и представляет собой конденсированные (спирализованные, уплотненные) участки хроматина. Хроматин — форма существования генетического материала в интерфазных клетках. Во время деления клетки (митоз, мейоз) хроматин преобразуется в хромосомы.

Функции ядра: 1) хранение наследственной информации и передача ее дочерним клеткам в процессе деления, 2) регуляция жизнедеятельности клетки путем регуляции синтеза различных белков, 3) место образования субъединиц рибосом.

Хромосомы

Хромосомы — это цитологические палочковидные структуры, представляющие собой конденсированный хроматин и появляющиеся в клетке во время митоза или мейоза.

Хромосомы и хроматин — различные формы пространственной организации дезоксирибонуклеопротеидного комплекса, соответствующие разным фазам жизненного цикла клетки.

Химический состав хромосом такой же, как и хроматина: 1) ДНК (30–45%), 2) гистоновые белки (30–50%), 3) негистоновые белки (4–33%).

Основу хромосомы составляет одна непрерывная двухцепочечная молекула ДНК; длина ДНК одной хромосомы может достигать нескольких сантиметров.

Понятно, что молекула такой длины не может располагаться в клетке в вытянутом виде, а подвергается укладке, приобретая определенную трехмерную структуру, или конформацию.

Можно выделить следующие уровни пространственной укладки ДНК и ДНП: 1) нуклеосомный (накручивание ДНК на белковые глобулы), 2) нуклеомерный, 3) хромомерный, 4) хромонемный, 5) хромосомный.

В процессе преобразования хроматина в хромосомы ДНП образует не только спирали и суперспирали, но еще петли и суперпетли. Поэтому процесс формирования хромосом, который происходит в профазу митоза или профазу 1 мейоза, лучше называть не спирализацией, а конденсацией хромосом.

Хромосомы: 1 — метацентрическая; 2 — субметацентрическая; 3, 4 — акроцентрические. Строение хромосомы: 5 — центромера; 6 — вторичная перетяжка; 7 — спутник; 8 — хроматиды; 9 — теломеры.

Метафазная хромосома (хромосомы изучаются в метафазу митоза) состоит из двух хроматид (8). Любая хромосома имеет первичную перетяжку (центромеру) (5), которая делит хромосому на плечи. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку (6) и спутник (7). Спутник — участок короткого плеча, отделяемый вторичной перетяжкой.

Хромосомы, имеющие спутник, называются спутничными (3). Концы хромосом называются теломерами (9). В зависимости от положения центромеры выделяют: а) метацентрические (равноплечие) (1), б) субметацентрические (умеренно неравноплечие) (2), в) акроцентрические (резко неравноплечие) хромосомы (3, 4).

Соматические клетки содержат диплоидный (двойной — 2n) набор хромосом, половые клетки — гаплоидный (одинарный — n).

Диплоидный набор аскариды равен 2, дрозофилы — 8, шимпанзе — 48, речного рака — 196.

Хромосомы диплоидного набора разбиваются на пары; хромосомы одной пары имеют одинаковое строение, размеры, набор генов и называются гомологичными.

Кариотип — совокупность сведений о числе, размерах и строении метафазных хромосом. Идиограмма — графическое изображение кариотипа.

У представителей разных видов кариотипы разные, одного вида — одинаковые. Аутосомы — хромосомы, одинаковые для мужского и женского кариотипов.

Половые хромосомы — хромосомы, по которым мужской кариотип отличается от женского.

Хромосомный набор человека (2n = 46, n = 23) содержит 22 пары аутосом и 1 пару половых хромосом. Аутосомы распределены по группам и пронумерованы:

Половые хромосомы не относятся ни к одной из групп и не имеют номера. Половые хромосомы женщины — ХХ, мужчины — ХУ. Х-хромосома — средняя субметацентрическая, У-хромосома — мелкая акроцентрическая.

В области вторичных перетяжек хромосом групп D и G находятся копии генов, несущих информацию о строении рРНК, поэтому хромосомы групп D и G называются ядрышкообразующими.

Функции хромосом: 1) хранение наследственной информации, 2) передача генетического материала от материнской клетки к дочерним.

  • Перейти к лекции №7 «Эукариотическая клетка: строение и функции органоидов»

  • Перейти к лекции №9 « Строение прокариотической клетки. Вирусы»

  • Смотреть оглавление (лекции №1-25)

Источник: https://licey.net/free/6-biologiya/21-lekcii_po_obschei_biologii/stages/262-lekciya__8_yadro_hromosomy.html

Referat-i-doklad
Добавить комментарий