урок 5                   ЯДРО КЛЕТКИ. ПРОКАРИОТЫ

И ЭУКАРИОТЫ

Задачи:

·        Продолжить изучение клеточного уровня организации жизни.

·        Рассмотреть особенности строения и выполняемые функции ядра клетки.

·        Продолжить формирование эво­люционных представлений о развитии органического мира и его делении на прокариотические и эукариотические организ­мы.

·        Повторить материал и проконтролировать знания учащихся по теме «Органоиды клетки».

Оборудование. Демонстрационный материал: таблицы по общей  биологии,  фрагменты  фильма «Клетка», диафильма «Клетка и ее органоиды».

Ход урока:

1.Повторение. Письменная работа с карточками на 10 мин.

1.  Оболочка и органоиды растительной клетки, их
функции.

2.  Оболочка и органоиды животной клетки, их функции.

3.  Чем растительная клетка отличается от животной?
Работа с карточкой у доски

Устное повторение.

 

 

2. Изучение нового материала. Объяснение с помощью  фрагментов фильма, диафильма, кодограммы.

 

Строение и функции ядра клетки.

Большинство клеток  имеет одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки (у ряда простейших). Число ядер может достигать нескольких десятков. Некоторые высокоспециализированные клетки утрачивают ядро (эритроциты млекопитающих и клетки ситовидных трубок у покрытосеменных растений).

Форма и размер ядер клеток разнообразны. Обычно Ядро имеет диаметр от 3 до 10 мкм. В состав ядра входят: ядерная оболочка, кариоплазма (нуклеоплазма, ядерный сок), хроматин, ядрышки.

Ядро отграничего от остальной цитоплазмы ядерной оболочкой, состоя­щей из двух мембран типичного строения. Между мембрана­ми имеется узкая щель, заполненная полужидким веществом. В некоторых местах обе мембраны сливаются друг с другом образуя ядерные поры, через которые происходит обмен ве­ществ между ядром и цитоплазмой. Наружная ядерная мем­брана со стороны, обращенной в цитоплазму, покрыта рибосомами, придающими ей шероховатость, внутренняя мем­брана гладкая.

Ядерная оболочка — часть мембранной системы клетки. Выросты внешней ядерной мембраны соеди-няются с каналами эндоплазматической сети, образуя единую систему сообщающихся каналов.

Кариоплазма — 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 представляет собой округлое плотное тельце, погруженное в ядерный сок. Количество ядрышек зависит от функционального состояния ядра и может колебаться от 1 до 5-7 и более (даже в одной и той же клетке). Ядрышки обнаруживаются только в неделящихся ядрах, во время митоза они исчезают, а после завершения деления возника­ют вновь. Ядрышко не является самостоятельной структу­рой ядра. Оно образуется в результате концентрации в оп­ределенном участке кариоплазмы участков хромосом, не­сущих информацию о структуре рРНК. Они содержат многочисленные копии генов, кодирующих рРНК. По­скольку в ядрышке интенсивно идет процесс синтеза рРНК и формирование субъединиц рибосом, можно говорить, что ядрышко — это скопление рРНК и рибосомальных субъе­диниц на разных этапах формирования.

Хроматином называют глыбки, гранулы и сетевидные структуры ядра, интенсивно окрашивающиеся некоторы­ми красителями и отличающиеся по форме от ядрышка. Хроматин представляет собой молекулы ДНК, связанные с белками — гистонами. В зависимости от степени спирализации различают: эухроматин — деспирализованные (раскрученные) участки хроматина, имеющие вид тонких, неразличимых при световой микроскопии нитей, слабо окрашивающихся и генетически активных; гетерохромп' тин — спирализованные и уплотненные участки хроматина, имеющие вид глыбок или гранул, интенсивно окра­шивающихся и генетически не активных.

Хроматин представляет собой форму существования генетического материала в неделящихся клетках и обеспе­чивает возможность удвоения и реализации заключенной _в нем информации.

 

Главными функциями |ядра являются:

хранение генетической информации и пере­дача ее дочерним клеткам в процессе деления, а также контроль жизнедеятельности клетки путем регуляции синтеза белков.

 

Органоиды

Одномембранные                      двумембранные                         немембранные

Аппарат Гольджи                        пластиды                                       рибосомы

ЭПС                                               митохондрии                               клеточный центр

Вакуоли                                        ядро                                               жгутики и реснички

лизосом

Прокариоты и эукариоты. Первые организмы, появив­шиеся 3,0—3,5 млрд. лет назад, жили в бескислородных условиях, были анаэробными гетеротрофами. Они исполь­зовали органические вещества абиогенного происхожде­ния в качестве питательных веществ, энергию получали за счет бескислородного окисления и брожения.

Замечательным событием стало появление процесса фотосинтеза, когда для синтеза органических веществ ста­ла использоваться энергия солнечного света. Бактериаль­ный фотосинтез на первых этапах не сопровождался вы­делением кислорода (первые фотоавтотрофы, использу­ют углекислый газ как источник углерода и H₂S как источник водорода).

6СО₂ + 6H₂S + Q света = С₆Н₁₂О₆ + 6S₂

Позже, у сине-зеленых, появляется фотосистема, спо­собная расщеплять воду и использовать ее молекулы в качестве доноров водорода. Начинается фотолиз воды, при котором происходит выделение кислорода. Фотосинтез сине-зеленых сопровождается накоплением кислорода в атмосфере и образованием озонового экрана. Кислород в атмосфере остановил процесс абиогенного синтеза органических соединений, но привел к появлению энергетически более выгодного процесса — дыхания. Появляются бактерии, у которых продукты гликолиза под­ергаются дальнейшему окислению с помощью кислоро­да до углекислого газа и воды.

Важным этапом в эволюции клетки стало появление эукариот, при котором произошло обособление ядра, оя деление генетического аппарата клетки от реакций обмена веществ. Различные способы гетеротрофного питания привели к формированию царства Грибов и царства Животные  У грибов в клеточной стенке присутствует хитин, запасные питательные вещества откладываются в форме гликогена, продуктом метаболизма белков является мочевина!

Симбиоз с цианобактериями привел к появлению хлоропластов. Хлоропласты также утратили часть генов и являются полуавтономными органоидами, способными к

самовоспроизведению. Их появление привело к развитию по пути с автотрофным типом обмена веществ и обособлению части организмов в царство Растений. Для растений характерным веществом клеточной стенки является клетчатка, запасное вещество откладывается в форме крахмала, характерно наличие крупных вакуолей, и у высших растений в клеточном центре отсутствуют центриоли. В пользу симбиотического происхождения митохондрий и хлоропластов говорят многие факты. Во-первых, генетический материал представлен одной кольцевой молекулой ДНК (как и у прокариот), во-вторых, их рибосомы по массе, по строению рРНК и рибосомальных белков близки к таковым у аэробных бактерий и сине-зеленых, В-третьих, они размножаются, как прокариоты, и, наконец, механизмы белкового синтеза в митохондриях и бактериях чувствительны к одним антибиотикам (стрептомицину), циклогексимид блокирует синтез белка в цитоплазме. Кроме того, известен один вид амеб, которые не имеют митохондрий и живут в симбиозе с аэробными бактериями, а в клетках некоторых растений обнаружены цианобактерии (сине-зеленые), сходные по строению с хлоропластами.

Дальнейшая эволюция привела к обособлению и со-1 хранению двух империй — Доклеточные и Клеточные. | Доклеточные объединены в царство Вирусы, Клеточные в I два надцарства: Прокариоты (доядерные) и Эукариоты I (ядерные).  Прокариоты входят в царство Дробянок и I