Запомните, что в отличие от клеточной стенки, которая есть только у растительных клеток и у клеток грибов (она придает им плотную, жесткую форму) клеточная мембрана есть у всех клеток без исключения! Этот важный момент объясню еще раз 🙂 У клеток животных имеется только клеточная мембрана, а у клеток растений и грибов есть и клеточная стенка, и клеточная мембрана.
Интегральные (пронизывающие) белки образуют каналы, по которым молекулы различных веществ могут поступать в клетку или удаляться из нее. «Заякоренные» молекулы олигосахаридов на поверхности клетки образуют гликокаликс, который выполняет рецепторную функцию, участвует в избирательном транспорте веществ через мембрану.
Вирусы и бактерии не являются исключением: они взаимодействуют только с теми клетками, на которых есть подходящие к ним рецепторы. Так, вирус гриппа поражает преимущественно клетки слизистой верхних дыхательных путей. Однако, если рецепторов нет, то вирус не может проникнуть в клетку, и организм приобретает невосприимчивость к инфекции. Вспомните врожденный иммунитет: именно по причине отсутствия рецепторов человек не восприимчив ко многим болезням животных.
Итак, вернемся к клеточной мембране. Ее можно сравнить со стенами помещения, в котором, вероятно, вы находитесь. Стены дома защищают его от ветра, дождя, снега и прочих факторов внешней среды. Рискну предположить, что в вашем доме есть окна и двери, которые по мере необходимости открываются и закрываются 🙂 Так и клеточная мембрана может сообщать внутреннюю среду клетки с внешней средой: через мембрану вещества поступают в клетку и удаляются из нее.
Внутрь клетки с помощью осмоса поступает вода. Путем простой диффузии в клетку попадают O2, H2O, CO2, мочевина. Облегченная диффузия характерна для транспорта глюкозы, аминокислот.
Активный транспорт чаще происходит против градиента концентрации, в ходе него используются белки-переносчики и энергия АТФ. Ярким примером является натрий-калиевый насос, который накачивает ионы калия внутрь клетки, а ионы натрия выводит наружу. Это происходит против градиента концентрации, поэтому без затрат энергии (АТФ) не обойтись.
Фагоцитоз был открыт И.И. Мечниковым, который создал фагоцитарную теорию иммунитета. Это теория гласит, что в основе иммунной системы нашего организма лежит явление фагоцитоза: попавшие в организм бактерии уничтожаются фагоцитами (T-лимфоцитами), которые переваривают их.
В ходе эндоцитоза мембрана сильно прогибается внутрь клетки, ее края смыкаются, захватывая бактерию, пищевые частицы или жидкость внутрь клетки. Образуется везикула (пузырек), который движется к пищеварительной вакуоли или лизосоме, где происходит внутриклеточное пищеварение.
Клеточная стенка
Цитоплазма
Постоянное движение цитоплазмы поддерживает связь между органоидами клетки и обеспечивает ее целостность.
Прокариоты и эукариоты
Немембранные органоиды
Очень мелкая органелла (около 20 нм), которая была открыта после появления электронного микроскопа. Состоит из двух субъединиц: большой и малой, в состав которых входят белки и рРНК (рибосомальная РНК), синтезируемая в ядрышке.
Это органоиды движения, которые выступают над поверхностью клетки и имеют в основе пучок микротрубочек. Реснички встречаются только в клетках животных, жгутики можно обнаружить у животных, растений и бактерий.
Одномембранные органоиды
ЭПС представляет собой систему мембран, пронизывающих всю клетку и разделяющих ее на отдельные изолированные части (компартменты). Это крайне важно, так как в разных частях клетки идут реакции, которые могут помешать друг другу, что нарушит процессы жизнедеятельности.
Выделяют гладкую ЭПС и шероховатую ЭПС. Обе они выполняют функцию внутриклеточного транспорта веществ, однако между ними имеются различия. На мембранах гладкой ЭПС происходит синтез липидов, обезвреживаются вредные вещества. Шероховатая ЭПС синтезирует белок, так как имеет на мембранах многочисленные рибосомы (потому и называется шероховатой).
Модифицированные вещества упаковываются в пузырьки и могут перемещаться к мембране клетки, соединяясь с ней, они изливают свое содержимое во внешнюю среду. Можно догадаться, что комплекс Гольджи хорошо развит в клетках эндокринных желез, которые в большом количестве синтезируют и выделяют в кровь гормоны.
В комплексе Гольджи появляются первичные лизосомы, которые содержат ферменты в неактивном состоянии.
В ходе апоптоза ферменты лизосомы изливаются внутрь клетки, ее содержимое переваривается. Предполагают, что нарушение апоптоза в раковых клетках ведет к бесконтрольному росту опухоли.
Пероксисомы (микротельца) содержат окислительно-восстановительные ферменты, которые разлагают H2O2 (пероксид водорода) на воду и кислород. Если бы пероксид водорода оставался неразрушенными, это приводило бы к серьезным повреждениям клетки.
Трудно переоценить значение вакуолей в жизнедеятельности растительной клетки. Вакуоли создают осмотическое давление, придают клетке форму.
Примечательно, что по размеру вакуолей можно судить о возрасте клетки: молодые клетки имеют вакуоли небольшого размера, а в старых клетках вакуоли могут настолько увеличиваться, что оттесняют ядро и остальные органоиды на периферию.
Двумембранные органоиды
Оболочка ядра состоит из двух мембран и пронизана большим количеством ядерных пор, через которые происходит сообщение между кариоплазмой и цитоплазмой. Главными функциями ядра является хранение, защита и передача наследственного материала дочерним клеткам.
Замечу, что хромосомы видны только в момент деления клетки. Хромосомы представляют собой сильно спирализованные молекулы ДНК, связанные с белками.
Хромосомы отличаются друг от друга по строению, форме, размерам. Совокупность всех признаков (форма, число, размер) хромосом называется кариотип. Кариотип может быть представлен по-разному: существует кариотип вида, особи, клетки.
В связи с этим, митохондрия считается полуавтономным органоидом. Вероятнее всего, изначально митохондрии были самостоятельными организмами, однако со временем вступили в симбиоз с эукариотами и стали частью клетки.
Так же, как и митохондрии, пластиды относятся к полуавтономным органоидам: в них имеется кольцевидная ДНК (находится в нуклеоиде), рибосомы.
Пластиды, которые содержат пигменты каратиноиды в различных сочетаниях. Сочетание пигментов обуславливает красную, оранжевую или желтую окраску. Находятся в плодах, листьях, лепестках цветков.
Хромопласты могут развиваться из хлоропластов: во время созревания плодов хлоропласты теряют хлорофилл и крахмал, в них активируется биосинтез каротиноидов.
Не содержат пигментов, образуются в запасающих частях растения (клубни, корневища). В лейкопластах накапливается крахмал, липиды (жиры), пептиды (белки). На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты и запускать процесс фотосинтеза.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Каждый уровень организации характеризуется определенным строением (химическим, клеточным или организменным) и соответствующими свойствами. Каждый следующий уровень обязательно содержит в себе все предыдущие.
Давайте разберем каждый уровень подробно.
8 уровней организации живой природы 1. Молекулярный уровень организации живой природы
Химический состав клеток: органические и неорганические вещества,
Молекулярный уровень затрагивает все биохимические процессы, которые происходят внутри любого живого организма — от одно- до многоклеточных.
На этом уровне жизни изучаются явления, связанные с изменениями (мутациями) и воспроизведением генетического материала, обменом веществ.
Науки, которые изучают живые организмы именно на этом уровне:
Молекулярная биология, молекулярная генетика
2. Клеточный уровень организации живой природы
Включает в себя предыдущий — молекулярный уровень организации.
На этом уровне уже появляется термин «клетка» как «мельчайшая неделимая биологическая система»
Обмен веществ и энергии данной клетки (разный в зависимости от того, к какому царству принадлежит организм);
Синтез специфических органических веществ; регуляция химических реакций; деление клеток; вовлечение химических элементов Земли и энергии Солнца в биосистемы
Науки, изучающие клеточный уровень организации: цитология, генетика, эмбириология
Генетика и эмбриология изучают этот уровень, но это не основной объект изучения.
3. Тканевый уровень организации:
Включает в себя 2 предыдущих уровня — молекулярный и клеточный.
Обмен веществ; раздражимость
Этот уровень можно назвать «многоклеточным» — ведь ткань представляет собой совокупность клеток со сходным строением и выполняющих одинаковые функции.
4. Органный (ударение на первый слог) уровень организации жизни
У одноклеточных органы — это органеллы — есть общие органеллы — характерные для всех эукариотических или прокариотических клеток, есть отличающиеся.
У многоклеточных организмов клетки общего строения и функций объединены в ткани, а те, соответственно, в органы, которые, в свою очередь, объединены в системы и должны слаженно взаимодействовать между собой.
Пищеварение; газообмен; транспорт веществ; движение и др.
Тканевый и органный уровни организации — изучают науки: ботаника,
зоология, анатомия, физиология, медицина
5. Организменный уровень
Включает в себя все предыдущие уровни: молекулярный, клеточный, тканевый уровни и органный.
На этом уровне идет деление Живой природы на царства — животных, растений и грибов.
Характеристики этого уровня: Обмен веществ (как на уровне организма, так и на клеточном уровне тоже )
Обмен веществ; раздражимость; размножение; онтогенез. Нервно-гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности. Обеспечение гармоничного соответствия организма его среде обитания
Науки: анатомия, генетика, морфология, физиология
6. Популяционно-видовой уровень организации жизни
Включает молекулярный, клеточный, тканевый уровни, органный и организменный.
Если несколько организмов схожи морфологически (проще говоря, одинаково устроены), и имеют одинаковый генотип, то они образуют один вид или популяцию.
Генетическое своеобразие; взаимодействие между особями и популяциями; накопление элементарных эволюционных преобразований; выработка адаптации к меняющимся условиям среды
Основные процессы на этом уровне: Взаимодействие организмов между собой (конкуренция или размножение)
Науки, изучающие этот уровень: популяционная генетика, эволюционистика, экология
7. Биогеоценотический уровень организации жизни
На этом уровне уже учитывается почти все:
Пищевое взаимодействие организмов между собой — пищевые цепи и сети
Биологический круговорот веществ и поток энергии, поддерживающие жизнь; подвижное равновесие между живым населением и абиотической средой; обеспечение живого населения условиями обитания и ресурсами
Наука, изучающая этот уровень — Экология
8. Биосферный уровень организации живой природы
Активное взаимодействие живого и неживого (косного) вещества планеты; биологический глобальный круговорот; активное биогеохимическое участие человека во всех процессах биосферы
Он включает в себя: Взаимодействие как живых, так и неживых компонентов природы
(Д) разложение молекулы воды на кислород и водород — хлоропласт;
(Е) отсоединение аминокислоты от тРНК — рибосома.
Каким образом в рибосомах происходит спаривание нуклотидов??
Все перечисленные ниже термины, кроме двух, используют для описания строения хлоропласта. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) двумембранные органоиды;
2) внутренняя мембрана образует полости – тилакоиды, которые объединены в стопки – граны, граны соединены друг с другом пластинками – ламеллами;
3) содержат пигменты хлорофилл и каротиноиды;
4) внутри (между гранами) находится строма;
5) строма содержит: кольцевую молекулу ДНК, рибосомы 70s, все виды РНК, ферменты;
6) образуются путем деления.
1) фотосинтез (синтез глюкозы из углекислого газа и воды с использованием солнечной энергии);
2) временное хранилище запасов крахмала;
3) синтез некоторых собственных белков.
(1) граны – признак хлоропласта;
(2) линейная ДНК – признак выпадает (в хлоропласте – кольцевая ДНК);
(3) рибосомы – признак хлоропласта;
(4) строма – признак хлоропласта;
(5) матрикс – признак выпадает (матрикс – в митохондриях).
Установите соответствие между органоидами клеток и их характеристиками.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
ОРГАНОИДЫ
А) расположены на гранулярной ЭПС
Г) состоят из двух субъединиц
Д) состоят из гран с тилакоидами
Е) образуют полисому
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
1) немембранные органоиды;
2) ультрамикроскопические органоиды (около 20 нм);
3) состоят из двух субъединиц – большой и малой;
4) каждая субъединица образована рРНК и белками;
5) бывают двух видов – 70s (в бактериях, митохондриях, хлоропластах) и 80s (в гиалоплазме эукариот);
6) либо свободные, либо прикреплены к мембранам ЭПС (только у эукариот);
7) несколько рибосом, соединенных с информационной РНК образуют полисому.
Биосинтез белков (сборка полипептидной цепочки из аминокислот).
1) двумембранные органоиды;
2) внутренняя мембрана образует полости – тилакоиды, которые объединены в стопки – граны, граны соединены друг с другом пластинками – ламеллами;
3) содержат пигменты хлорофилл и каротиноиды;
4) внутри (между гранами) находится строма;
5) строма содержит: кольцевую молекулу ДНК, рибосомы 70s, все виды РНК, ферменты;
6) образуются путем деления.
1) фотосинтез (синтез глюкозы из углекислого газа и воды с использованием солнечной энергии);
2) временное хранилище запасов крахмала;
3) синтез некоторых собственных белков.
А) расположены на гранулярной ЭПС — рибосомы;
Б) синтез белка — рибосомы;
В) фотосинтез — хлоропласты;
Г) состоят из двух субъединиц — рибосомы;
Д) состоят из гран с тилакоидами — хлоропласты;
Е) образуют полисому — рибосомы.
Установите соответствие между строением органоида клетки и органоидом.
СТРОЕНИЕ ОРГАНОИДА
ОРГАНОИД
A) двумембранный органоид
Б) есть собственная ДНК
B) имеет секреторный аппарат
Г) состоит из мембраны, пузырьков, цистерн
Д) состоит из тилакоидов гран и стромы
Е) одномембранный органоид
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
1) двумембранные органоиды;
2) внутренняя мембрана образует полости – тилакоиды, которые объединены в стопки – граны, граны соединены друг с другом пластинками – ламеллами;
3) содержат пигменты хлорофилл и каротиноиды;
4) внутри (между гранами) находится строма;
5) строма содержит: кольцевую молекулу ДНК, рибосомы 70s, все виды РНК, ферменты;
6) образуются путем деления.
1) фотосинтез (синтез глюкозы из углекислого газа и воды с использованием солнечной энергии);
Установите соответствие между признаками органоида клетки и органоидом, для которого эти признаки характерны.
ПРИЗНАКИ ОРГАНОИДА
ОРГАНОИДЫ
А) содержит зелёный пигмент
Б) состоит из двойной мембраны, тилакоидов и гран
В) преобразует энергию света в химическую энергию
Г) состоит из двойной мембраны и крист
Д) обеспечивает окончательное окисление питательных веществ
Е) запасает энергию в виде 36 молей АТФ при расщеплении 1 моля глюкозы
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
1) двумембранные органоиды;
2) внутренняя мембрана образует полости – тилакоиды, которые объединены в стопки – граны, граны соединены друг с другом пластинками – ламеллами;
3) содержат пигменты хлорофилл и каротиноиды;
4) внутри (между гранами) находится строма;
5) строма содержит: кольцевую молекулу ДНК, рибосомы 70s, все виды РНК, ферменты;
6) образуются путем деления.
1) фотосинтез (синтез глюкозы из углекислого газа и воды с использованием солнечной энергии);
2) временное хранилище запасов крахмала;
3) синтез некоторых собственных белков.
1) двумембранные органоиды;
2) наружная мембрана гладкая, внутренняя со складками – кристами, на которых расположены дыхательные ферменты;
3) внутри (между кристами) находится матрикс;
4) матрикс содержит: кольцевую молекулу ДНК, рибосомы 70s, все виды РНК, ферменты;
5) образуются путем деления.
1) окисление органических веществ до углекислого газа и воды (цикл Кребса), синтез АТФ (окислительное фосфорилирование) – клеточное дыхание;
2) синтез некоторых собственных белков.
(А) содержит зелёный пигмент — хлоропласт;
(Б) состоит из двойной мембраны, тилакоидов и гран — хлоропласт;
(В) преобразует энергию света в химическую энергию — хлоропласт;
(Г) состоит из двойной мембраны и крист — митохондрия;
(Д) обеспечивает окончательное окисление питательных веществ — митохондрия;
(Е) запасает энергию в виде 36 молей АТФ при расщеплении 1 моля глюкозы — митохондрия.
Все приведенные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для характеристики общих свойств митохондрий и хлоропластов. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) формируют лизосомы
2) являются двумембранными
3) являются полуавтономными органоидами
4) участвуют в синтезе АТФ
5) образуют веретено деления
Общие свойства митохондрий и хлоропластов:
1) двумембранные органоиды;
2) содержат собственную кольцевую ДНК (полуавтономные органоиды);
3) содержат мелкие рибосомы 70s;
4) способны синтезировать собственные белки;
5) синтезируют АТФ (в хлоропласте АТФ образуется в световую фазу фотосинтеза);
6) новые органоиды образуются путем деления.
(1) формируют лизосомы – признак выпадает (функция аппарата Гольджи);
(2) являются двумембранными – общее свойство митохондрий и хлоропластов;
(3) являются полуавтономными органоидами – общий признак митохондрий и хлоропластов;
(4) участвуют в синтезе АТФ – общее свойство митохондрий и хлоропластов;
(5) образуют веретено деления – признак выпадает (функция клеточного центра).
Установите соответствие между характеристикой и органоидом клетки, к которому её относят. К каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКА
ОРГАНОИД КЛЕТКИ
А) первичный синтез углеводов
Б) фиксация неорганического углерода
В) окисление пировиноградной кислоты
Г) образование кислорода при фотолизе воды
Д) клеточное дыхание
Е) окисление глюкозы до углекислого газа и воды
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
1) двумембранные органоиды;
2) наружная мембрана гладкая, внутренняя со складками – кристами, на которых расположены дыхательные ферменты;
3) внутри (между кристами) находится матрикс;
4) матрикс содержит: кольцевую молекулу ДНК, рибосомы 70s, все виды РНК, ферменты;
5) образуются путем деления.
1) окисление органических веществ до углекислого газа и воды (цикл Кребса), синтез АТФ (окислительное фосфорилирование) – клеточное дыхание;
2) синтез некоторых собственных белков.
1) двумембранные органоиды;
2) внутренняя мембрана образует полости – тилакоиды, которые объединены в стопки – граны, граны соединены друг с другом пластинками – ламеллами;
3) содержат пигменты хлорофилл и каротиноиды;
4) внутри (между гранами) находится строма;
5) строма содержит: кольцевую молекулу ДНК, рибосомы 70s, все виды РНК, ферменты;
6) образуются путем деления.
1) фотосинтез (синтез глюкозы из углекислого газа и воды с использованием солнечной энергии);
(Г) образование кислорода при фотолизе воды — хлоропласт;
(Д) клеточное дыхание — митохондрия;
(Е) окисление глюкозы до углекислого газа и воды — митохондрия.
Известно, что хлоропласты — полуавтономные двумембранные органоиды клеток растений, в которых происходит фотосинтез. Выберите из приведённого ниже текста три утверждения, относящиеся к описанию перечисленных выше характеристик хлоропластов.
Запишите в таблицу цифры, под которыми указаны выбранные утверждения.
(1)Хлоропласты — достаточно крупные органоиды, занимающие значительную часть цитоплазмы клетки. (2)Обычно хлоропласты имеют форму двояковыпуклой линзы, благодаря которой на листья поступает определённое количество света. (3)Наружная мембрана гладкая, а внутренняя образует тилакоиды, собранные в граны. (4)Внутреннее полужидкое пространство хлоропласта называется стромой. (5)В строме содержатся хлоропластныемолекулы РНК, пластидная ДНК, состоящая примерно из 100–120 уникальных генов, мелкие рибосомы, крахмальные зёрна, а также ферменты цикла Кальвина. (6)На мембране тилакоидов происходит фотолиз воды, синтез АТФ, восстановление НАДФ 2Н, а в строме — образование глюкозы.
Необходимо выбрать по заданию предложения соответствующие условиям: хлоропласты — полуавтономные двумембранные органоиды клеток растений, в которых происходит фотосинтез.
(3)Наружная мембрана гладкая, а внутренняя образует тилакоиды, собранные в граны. (ДВУМЕМБРАННЫЕ)
(6)На мембране тилакоидов происходит фотолиз воды, синтез АТФ, восстановление НАДФ 2Н, а в строме — образование глюкозы. (ФОТОСИНТЕЗ)
