Prokariotinės ir eukariotinės ląstelės: sandara, skirtumai. Eukariotinės ir prokariotinės ląstelės: savybės, funkcijos ir struktūra Skiriamieji eukariotinių ir prokariotinių ląstelių bruožai
Ląstelė yra elementarus struktūrinis ir funkcinis visų organizmų sandaros ir gyvybės vienetas, turintis savo medžiagų apykaitą ir galintis savarankiškai egzistuoti, savaime daugintis. Organizmai, susidedantys iš vienos ląstelės, vadinami vienaląsčiais. Daugelį pirmuonių (sarkodų, žvynelių, sporozojų, blakstienų) ir bakterijų galima priskirti vienaląsčiams organizmams. Kiekvienoje jos sudėties ląstelėje yra iki 80% vandens, o tik likusi dalis patenka į sausųjų medžiagų masę.
Ląstelių sandaros ypatumai
Visi ląstelių formos gyvybę, remiantis struktūrinėmis juos sudarančių ląstelių ypatybėmis, galima suskirstyti į du tipus (superkaralystes):
1. Prokariotai (ikibranduoliniai) – tie, kurie atsirado anksčiau evoliucijos procese ir yra paprastesnės sandaros. Tai vienaląsčiai gyvi organizmai, kurie neturi gerai susiformavusio ląstelės branduolio ir kitų vidinių membraninių organelių. Vidutinis ląstelės skersmuo yra 0,5-10 mikronų. Ji turi vieną apskritą DNR molekulę, esančią citoplazmoje. Turi paprastą dvejetainį skilimą. Šiuo atveju dalijimosi velenas nesusidaro;
2. Eukariotai (branduoliniai) – kurių vėliau atsirado daugiau sudėtingos ląstelės. Visi organizmai, išskyrus bakterijas ir archėjus, yra branduoliniai. kiekviena branduolinė ląstelė yra branduolys. Vidutinis ląstelės skersmuo yra 10-100 mikronų. Paprastai turi keletą linijinių DNR molekulių (chromosomų), esančių branduolyje. Jis skirstomas į mejozę arba mitozę. Sudaro padalijimo verpstę.
Savo ruožtu eukariotus taip pat galima suskirstyti į du tipus (karalystes):
1. Augalų ląstelės;
2. Gyvūnų ląstelės.
Struktūriniai bruožai gyvūnų ląstelė galima pamatyti aukščiau esančiame paveikslėlyje. Ląstelę galima suskirstyti į šias dalis:
1. Ląstelių membrana;
2. Citoplazma arba citazolas;
3. Citoskeletas;
4. Centrioliai;
5. Golgi aparatas;
6. Lizosoma;
7. Ribosoma;
8. Mitochondrijos;
11. Šerdis;
12. Branduolys;
13. Peroksisomas.
Augalų ląstelės struktūrines ypatybes taip pat galima pamatyti aukščiau esančiame paveikslėlyje. Ląstelę galima suskirstyti į šias dalis:
1. Ląstelių membrana;
2. Citoplazma arba citazolas;
3. Citoskeletas;
4. Poros;
5. Golgi aparatas;
6. Centrinė vakuolė;
7. Ribosoma;
8. Mitochondrijos;
9. Grubus endoplazminis tinklas;
10. Lygus endoplazminis tinklas;
11. Šerdis;
12. Branduolys.
Eukariotinių ir prokariotinių ląstelių struktūros ypatumai
Galima parašyti visą straipsnį apie eukariotinių ir prokariotinių ląstelių struktūrines ypatybes, bet vis tiek pasistengsime išskirti tik svarbias dalis ir išanalizuoti skirtumą tarp vienos superkaralystės nuo kitos. Mes pradedame apibūdinti skirtumą pereidami prie esmės.
| Lyginamoji langelių lentelė | ||
|---|---|---|
| Palyginimas | Prokariotinė ląstelė (priešbranduolinė) | eukariotinė ląstelė (branduolinė) |
| Ląstelių dydis | 0,5-10 µm | 10-100 µm |
| DNR molekulė | Viena apvali molekulė, rasta citoplazmoje | Branduolyje yra keletas linijinių DNR molekulių |
| ląstelių dalijimasis | paprastas dvejetainis | mejozė arba mitozė |
| ląstelių sienelės | Susideda iš polimerinių baltymų-angliavandenių molekulių | Turi augalų ląstelės sudarytas iš celiuliozės. Gyvūnai neturi ląstelių. |
| ląstelės membrana | Yra | Yra |
| Citoplazma | Yra | Yra |
| EPR* | Ne | Yra |
| Goldžio kompleksas | Ne | Yra |
| Mitochondrijos | Ne | Yra |
| Vakuolės | Ne | Dauguma ląstelių turi |
| citoskeletas | Ne | Yra |
| Centriolė | Ne | Turi gyvūnų ląstelių |
| Ribosomos | Yra | Yra |
| Lizosomos | Ne | Yra |
| Šerdis | Branduolinė sritis be branduolinės membranos | Apgaubta membrana |
* EPR – endoplazminis tinklas
1. Prisiminkite daugiabranduolių ląstelių pavyzdžius.
Atsakymas. Daugiabranduolė ląstelė Ląstelių tipas, turintis daug branduolių. Branduoliai susidaro, kai ląstelėje pakartotinai dalijasi tik branduolys, o ląstelė kaip visuma ir jos membrana išlieka nepakitusios. Tokios ląstelės susideda, pavyzdžiui, iš ruožuotų raumenų skaidulų; jie sudaro audinį, žinomą kaip sincitas (lizdas). Daugiabranduolės ląstelės taip pat randamos kai kuriuose dumbliuose ir grybuose.
2. Kokios formos gali būti bakterijos?
Atsakymas. Pagal morfologijos ypatumus išskiriamos šios bakterijų grupės: kokos (daugiau ar mažiau sferinės), bacilos (stiebelės ar cilindrai suapvalintais galais), spirilės (standžios spiralės) ir spirochetos (plonos ir lanksčios į plauką panašios formos). Kai kurie autoriai yra linkę sujungti paskutines dvi grupes į vieną – spirilę.
Klausimai po §18
1. Kokia yra bakterijų DNR forma?
Atsakymas. Vienintelė prokariotinėse ląstelėse randama žiedinė DNR molekulė, sutartinai vadinama bakterine chromosoma, yra ląstelės centre, tačiau ši DNR molekulė nėra apsupta membranos ir yra tiesiai citoplazmoje tvirtai susuktų spiralių pavidalu.
2. Ar gali bakterijos daugintis lytiškai?
Atsakymas. lytinis dauginimasis prokariotuose jis yra daug rečiau paplitęs nei nelytinis, tačiau tai labai svarbu, nes keisdamosi genetine informacija, bakterijos viena kitai perduoda atsparumą neigiamam poveikiui (pavyzdžiui, vaistams). Lytinio proceso metu bakterijos gali apsikeisti tiek bakterijų chromosomos dalimis, tiek specialiomis mažomis žiedinėmis dvigrandėmis DNR molekulėmis – plazmidėmis. Keitimasis gali vykti per citoplazminį tiltą tarp dviejų bakterijų arba per virusus, kurie paima vienos bakterijos DNR dalis ir perkelia jas į kitas bakterijų ląsteles, kurias užkrečia.
3. Kada bakterijos formuoja sporas ir kokia jų funkcija?
Atsakymas. Į ne palankiomis sąlygomis(šaltis, karštis, sausra ir kt.) daugelis bakterijų sugeba formuoti sporas. Sporuliacijos metu aplink bakterijų chromosomą susidaro specialus tankus apvalkalas, o likęs ląstelės turinys miršta. Spora gali išlikti neaktyvi dešimtmečius, o esant palankioms sąlygoms, iš jos vėl išdygsta aktyvi bakterija. Neseniai vokiečių mokslininkai pranešė, kad jiems pavyko „atgaivinti“ bakterijų sporas, kurios susiformavo prieš 180 milijonų metų, kai išdžiūvo senovės jūros!
4. Kas yra mezosomos ir kokias funkcijas jos atlieka?
Atsakymas. Prokariotų ląstelių membrana į ląstelę sudaro daugybę išsikišimų – mezosomų. Juose yra fermentų, kurie užtikrina metabolines reakcijas prokariotinėje ląstelėje.
Apsvarstykite 3 lentelę. Pabrėžkite pagrindinius prokariotinių ir eukariotinių ląstelių skirtumus.
Atsakymas. Eukariotai yra gyvų organizmų karalystė. Išvertus iš graikų kalbos, „eukariotas“ reiškia „turintis branduolį“. Atitinkamai, šių organizmų sudėtyje yra branduolys, kuriame užkoduota visa genetinė informacija. Tai apima grybus, augalus ir gyvūnus.
Prokariotai yra gyvi organizmai, kurių ląstelėse nėra branduolio. būdingi atstovai prokariotai yra bakterijos ir cianobakterijos.
Eukariotai ir prokariotai labai skiriasi vienas nuo kito. Taigi vidutinis eukariotinės ląstelės skersmuo siekia iki 40 mikronų ir daugiau, o prokariotinės – 0,3-5,0 mikronų mm.
Prokariotai turi žiedinę DNR, kuri yra nukleoide. Ši ląstelės sritis yra atskirta nuo likusios citoplazmos membrana. DNR neturi nieko bendra su RNR ir baltymais, nėra chromosomų.
Eukariotinių ląstelių DNR yra linijinė, išsidėsčiusi branduolyje, kuriame yra chromosomos.
Prokariotai daugiausia dauginasi per paprastą padalijimą, o eukariotai dalijasi pagal mitozę, mejozę arba jų derinį.
Eukariotinės ląstelės turi organeles, kurioms būdingas jų pačių genetinis aparatas: mitochondrijos ir plastidai. Jie yra apsupti membrana ir turi galimybę daugintis dalijantis.
Prokariotinėse ląstelėse taip pat randama organelių, tačiau jų skaičius mažesnis ir neapribotas membrana.
Eukariotų žvyneliai turi gana sudėtingą struktūrą. Kai kurie prokariotai taip pat turi žvynelius, jie yra įvairūs ir paprastos struktūros.
Animacijos scenarijus O 9 9 - L- 7
„Eukariotinių ir prokariotinių ląstelių palyginimas“.
1 ekranas.
Laboratorinis darbas: „Eukariotinių ir prokariotinių ląstelių palyginimas“.
(1 pav.) 
(2 pav.)
2 ekranas
Įranga: stalas, ant stalo:
Mikroskopo audinio servetėlė paruošti bakterijų ir eukariotinių ląstelių mikropreparatai
Eukariotinių ir prokariotinių ląstelių sandaros lentelės
3 ekranas.
(Viršutinė ekrano eilutė) Laboratorija: „Eukariotinių ir prokariotinių ląstelių palyginimas“.
Tikslas: Susipažinti su dviejų lygių ląstelėmis, ištirti bakterinės ląstelės sandarą, palyginti bakterijų ir pirmuonių ląstelių sandarą.
4 ekranas. (Viršutinė ekrano eilutė) Eukariotai.
Teksto demonstravimas + balso vaidyba
(3 pav.) (4 pav.) (5 pav.)
Eukariotai arba branduoliniai (iš graikų kalbos eu – geras ir karionas – šerdis) – organizmai, kurių ląstelėse yra aiškiai apibrėžtas branduolys. Eukariotams priklauso vienaląsčiai ir daugialąsčiai augalai, grybai ir gyvūnai, tai yra visi organizmai, išskyrus bakterijas. eukariotinės ląstelės skirtingos karalystės skiriasi keliais būdais. Tačiau daugeliu atžvilgių jų struktūra yra panaši. Kokios yra eukariotinių ląstelių savybės? Iš ankstesnių pamokų žinote, kad gyvūnų ląstelės neturi ląstelių membranos, kurią turi augalai ir grybai, nėra plastidų, kuriuos turi augalai ir kai kurios bakterijos. Vakuolės gyvūnų ląstelėse yra labai mažos ir nestabilios. Aukštesniuose augaluose centriolių nerasta.
5 ekranas. (Viršutinė ekrano eilutė) Prokariotai.
Teksto demonstravimas + balso vaidyba
(6 pav.)
Prokariotinės arba ikibranduolinės ląstelės (iš lot. pro – vietoj, priekyje ir karionas) neturi susiformavusio branduolio. Jų branduolinė medžiaga yra citoplazmoje ir nėra nuo jos atskirta membrana. Prokariotai yra seniausi primityvūs vienaląsčiai organizmai. Tai apima bakterijas ir cianobakterijas. Jie dauginasi paprasto dalijimosi būdu. Prokariotuose citoplazmoje yra viena žiedinė DNR molekulė, kuri vadinama nukleoidine arba bakterine chromosoma, kurioje užfiksuojama visa bakterinės ląstelės paveldima informacija. Ribosomos yra tiesiai citoplazmoje. Prokariotinės ląstelės yra haploidinės. Juose nėra mitochondrijų, Golgi komplekso, EPS. Juose ant plazmos membranos atliekama ATP sintezė. Prokariotinės ląstelės, taip pat eukariotinės ląstelės, uždengtas plazmos membrana. Viršuje yra ląstelės sienelė ir gleivinė kapsulė. Nepaisant santykinio paprastumo, prokariotai yra tipiškos nepriklausomos ląstelės.
6 ekranas (
Teksto demonstravimas + įgarsinimas: „Prieš praktinis darbas Jūs turite perskaityti vadovą“.
Sakiniai rodomi paeiliui virš paveikslėlio.
1. Mikroskopu ištirkite paruoštus eukariotinių ląstelių mikropreparatus: amebą, chlamidomoną ir mukorą.
2. Ištirkite gatavą prokariotinės ląstelės mikropreparatą mikroskopu.
3. Apsvarstykite lenteles su eukariotinių ir prokariotinių ląstelių sandara.
4. Užpildykite lentelę, pažymėdami, kad yra organoidas „+“, o „-“ nėra. Parašykite, kurie organizmai yra prokariotai ir eukariotai.
Lyginamosios charakteristikos prokariotai ir eukariotai
| ženklai | prokariotai | eukariotų |
| Dekoruotos šerdies buvimas | ||
| Citoplazma | ||
| Mitochondrijos | ||
| Ribosomos | ||
| Kokie organizmai yra |
7 ekranas ( Viršutinė eilutė) Laboratorija: eukariotinių ir prokariotinių ląstelių palyginimas.
| Demonstracija | Balso vaidyba |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atsiranda mikroskopas ir paruošti augalų audinių mikropreparatai. Ranka servetėle nuvalo veidrodį, tada pasirodo akis, žiūrinti į okuliarą. Rankos ant objekto stalo padeda paprastos amebos preparatą, tada sukasi besisukantis stalas, objektyvas sustoja, padidinamas objektyvo vaizdas ir ant jo esantys skaičiai (x8), lęšis grįžta į pradinį dydį. Rankos suka veidrodį. narkotikų padidėjimas. Priartinkite ir parodykite amebos mikropreparatą
Pasirodo paruoštas chlamidomono preparatas. Rankos deda narkotikus ant scenos. Akis nukreipta į okuliarą. Priartinkite ir parodykite ląstelės struktūrą.
Vaistas pašalinamas, mikroskopas pašalinamas. Pasirodo gatavas vaistas Mucor. Rankos deda narkotikus ant scenos. Akis nukreipta į okuliarą. Priartinkite ir parodykite ląstelės struktūrą.
Vaistas pašalinamas, mikroskopas pašalinamas. Pasirodo paruoštas bakterinės ląstelės preparatas. Rankos deda narkotikus ant scenos. Akis nukreipta į okuliarą. Priartinkite ir parodykite ląstelės struktūrą.
Atsiranda lentelės su eukariotinių ląstelių struktūra
Ir prokariotai
Pasirodo užrašų knygelė ir rašiklis. Viena ranka paima sąsiuvinį, atidaro jį ir užpildo lentelę.
Išvesties tekstas: Prokariotinės ląstelės viduje nėra organelių, apsuptų membranomis, t.y. jame nėra endoplazminio tinklo, mitochondrijų, plastidžių, Golgi komplekso, branduolio. Prokariotai dažnai turi judėjimo organelius – žvynelius ir blakstienas. Eukariotai turi branduolį ir organelius, sudėtingesnę struktūrą, kuri rodo evoliucijos procesą. | Paruoškite savo mikroskopą. Mikroskopu apžiūrėkite paruoštus eukariotinių ląstelių mikropreparatus. Apsvarstykite lenteles su eukariotinių ir prokariotinių ląstelių struktūra. Užpildykite lentelę, atkreipdami dėmesį į organoido „+“ buvimą ir „-“ nebuvimą. Parašykite, kurie organizmai yra prokariotai ir eukariotai. Išvada: ar yra esminių skirtumų tarp prokariotų ir eukariotų? Ką tai gali pasakyti? |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(14 pav.)1 pastaba
Visi žinomi vienaląsčiai ir daugialąsčiai organizmai yra suskirstyti į dvi grupes - prokariotai ir eukariotai.
Gyvūnų ląstelėms, daugumos augalų ir grybų rūšių ląstelėms būdingas visoms ląstelėms būdingas tarpfazinis branduolys ir organelės. Šie organizmai vadinami branduoliniai arba eukariotai.
Kita, mažesnė organizmų grupė, turbūt senesnės kilmės, vadinama prokariotai (ikibranduoliniai). Tai bakterijos ir melsvadumbliai (cianobakterijos), kuriems trūksta tikrojo branduolio ir daugybės citoplazminių organelių.
Prokariotinės ląstelės
Prokariotinės ląstelės turi gana paprastą struktūrą. Prokariotinė ląstelė neturi tikrojo branduolio, branduolio ar chromosomų. Vietoj ląstelės branduolys yra lygiavertis - nukleoidas(į branduolį panašus darinys), neturintis apvalkalo ir susidedantis iš vienos apskritos DNR molekulės, susietos su labai mažu baltymo kiekiu. Šis klasteris nukleino rūgštys ir baltymai, esantys citoplazmoje, o ne atskirti nuo jos membrana.
2 pastaba
Būtent ši savybė yra lemiama dalijant ląsteles į prokariotines (ikibranduolines) ir eukariotines (branduolines).
Prokariotinės ląstelės neturi vidinių membranų, išskyrus plazmalemos įdubimus. Tai reiškia, kad jiems trūksta organelių, tokių kaip mitochondrijos, endoplazminis tinklas, chloroplastai, lizosomos ir Golgi kompleksas, kurie yra apsupti membrana ir yra eukariotinėse ląstelėse. Vakuolių taip pat nėra. Iš organelių yra tik mažesnės ribosomos nei eukariotinėse ląstelėse.
Prokariotinės ląstelės yra padengtos tankia ląstelės sienele ir dažnai su gleivine kapsule.
dalis ląstelių sienelėsįskaitant mureinas. Jo molekulė susideda iš lygiagrečių polisacharidų grandinių, susietų viena su kita trumpomis peptidų grandinėmis.
Plazminė membrana gali nukristi į citoplazmą, susiformuoti mezosomos. Redokso fermentai yra ant mezosomų membranų, o fotosintetiniuose prokariotuose jie turi ir atitinkamų pigmentų (bakterijose – bakteriochlorofilą, cianobakterijose – chlorofilą a ir fikobilinus). Dėl šios priežasties tokios membranos gali atlikti mitochondrijų, chloroplastų ir kitų organelių funkcijas. Nelytinis prokariotų dauginimasis atliekamas paprastu ląstelių dalijimu per pusę.
eukariotinės ląstelės
Visos eukariotinės ląstelės yra suskirstytos į skyrius - reakcijos erdves - daugybe membranų. Šiuose skyriuose įvairios cheminės reakcijos vyksta nepriklausomai viena nuo kitos vienu metu.
Ląstelėje pagrindinės funkcijos pasiskirsto tarp branduolio ir įvairių organelių – mitochondrijų, ribosomų, Golgi komplekso ir kt.. Branduolys, plastidai ir mitochondrijos nuo citoplazmos atskirti dviejų membranų membrana. Ląstelės branduolyje yra genetinė medžiaga. Augaliniai chloroplastai daugiausia atlieka saulės energijos gaudymo ir fotosintezės metu pavertimo chemine angliavandenių energija funkciją, o mitochondrijos gamina energiją skaidydami angliavandenius, riebalus, baltymus ir kitus organinius junginius.
Eukariotinių ląstelių citoplazmos membranų sistemos apima endoplazminį tinklą ir Golgi kompleksą, kurie yra būtini įgyvendinimui. gyvenimo procesai ląstelės. Lizosomos, peroksisomos ir vakuolės taip pat atlieka specifines funkcijas.
Tik nemembraninės kilmės chromosomos, ribosomos, mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai.
Eukariotinės ląstelės dalijasi mitozės būdu.
| Ląstelių struktūros | eukariotinė ląstelė | prokariotinė ląstelė |
| citoplazminė membrana | Yra | Yra; membranos invaginacijos sudaro mezosomas |
| Šerdis | Turi dviejų membranų membraną, turi vieną ar daugiau branduolių | Ne; yra branduolio ekvivalentas - nukleoidas - citoplazmos dalis, kurioje yra DNR, neapsupta membrana |
| genetinė medžiaga | Linijinės DNR molekulės, susijusios su nugaromis | Žiedinės DNR molekulės, nesusijusios su baltymais |
| Endoplazminis Tinklelis | Yra | Ne |
| Golgi kompleksas | Yra | Ne |
| Lizosomos | Yra | Ne |
| Mitochondrijos | Yra | Ne |
| plastidai | Yra | Ne |
| Centrioliai, mikrovamzdeliai, mikrofilamentai | Yra | Ne |
| Flagella | Jei yra, jie susideda iš mikrotubulių, apsuptų citoplazmine membrana | Jei yra, juose nėra mikrotubulių ir jie nėra apsupti citoplazminės membranos |
| ląstelių sienelės | Yra augalų (stiprumo, suteikia celiuliozės) ir grybų (stiprumo suteikia chitiną) | Taip (stiprumas suteikia peptidoglikaną) |
| kapsulė arba gleivinės sluoksnis | Ne | Kai kurios bakterijos turi |
| Ribosomos | Taip, didelis (80S) | Taip, mažas (70S) |
Testai:
1. Gyvybės palaikymas bet kuriame lygyje yra susijęs su reprodukcijos reiškiniu. Kokiame organizacijos lygmenyje reprodukcija vykdoma matricos sintezės pagrindu
A. Molekulinė
B. tarpląstelinis
V. Korinis
G. Tkanevas
D. Organizmo lygiu
2. Nustatyta, kad organizmų ląstelėse nėra membraninių organelių, o jų paveldima medžiaga neturi nukleozominės organizacijos. Kas yra šie organizmai?
A. Pirmuonys
B. Virusai
B. Ascomycetes
G. Eukariotai
D. Prokariotai
3. Biologijos pamokoje mokytoja paprašė nurodyti laboratoriniai darbai mikroskopo padidinimo laipsnis, kuris buvo naudojamas tiriant mikropreparatus. Vienas iš mokinių pats negalėjo susidoroti su užduotimi. Kaip teisingai apskaičiuoti šį rodiklį?
A. Padauginkite rodiklius, nurodytus ant visų mikroskopo objektyvų
B. Padalinkite mažesnio padidinimo objektyvo vertę iš didesnio padidinimo objektyvo vertės
B. Padauginkite objektyvo ir okuliaro padidinimus
D. Padalinkite objektyvo padidinimą iš okuliaro
E. Iš okuliaro padidinimo vertės atimkite ant visų mikroskopo objektyvų nurodytas vertes
4. Studijuodamas mikropreparatą, studentas, pritvirtinęs jį ant objekto stalo ir pasiekęs optimalų matymo lauko apšvietimą, sumontavo „x40“ objektyvą ir pažvelgė į objektyvą. Mokytoja sustabdė mokinį ir pasakė, kad atliekant darbą buvo padaryta esminė klaida. Kokia klaida buvo padaryta?
A. Nebuvo verta taisyti mikropreparato
B. Mikropreparato tyrimas turėjo būti pradėtas naudojant mažo didinimo objektyvą
B. Apšvietimas reguliuojamas paskutinis
D. Vaisto fiksavimas atliekamas prieš baigiant tyrimą
D. Visos manipuliacijos turi būti atliekamos atvirkštine tvarka.
5. Gyvybės egzistavimą visuose lygmenyse lemia daugiau struktūra žemas lygis. Koks organizacijos lygis yra prieš ir užtikrina gyvybės egzistavimą ląstelių lygmenyje:
A. Populiacijos rūšys
B. Tkaneva
B. Molekulinė
G. Organizmas
D. Biocenotiškas
Žinių kontrolės užduotys:
1. Bandydamas tirti mikropreparatą šviesos mikroskopu, mokslininkas nustatė, kad visas regėjimo laukas buvo patamsėjęs. Kas gali būti šio reiškinio priežastis? Kaip išspręsti šią problemą?
2. Bandydamas mikropreparatą tirti šviesos mikroskopu, mokslininkas nustatė, kad apšviesta tik pusė regėjimo lauko. Kas gali būti šio reiškinio priežastis? Kaip išspręsti šią problemą?
3. Kokias manipuliacijas reikia atlikti, jei naudojant šviesos mikroskopą stebimas objektas nėra aiškiai matomas?
A) jei okuliaras pažymėtas "x15", o ant objektyvo - "x8"
B) jei okuliaro objektyvo padidinimas yra „x10“, o objektyvas yra „x40“
6. Medžiaga analizei su mokytoju ir jos įsisavinimo kontrolei:
6.1. Pagrindinių klausimų, susijusių su pamokos temos įsisavinimu, analizė su mokytoju.
6.2. Metodų mokytojo demonstravimas praktiška gudrybės šia tema.
6.3. Medžiaga skirta kontrolėįvaldyti medžiagą:
Klausimai diskusijai su mokytoju:
1. Medicinos biologija kaip mokslas apie žmogaus gyvenimo pagrindus, tiriantis paveldimumo, kintamumo, individo ir evoliucinės raidos dėsningumus, taip pat morfofiziologinius ir socialinė adaptacija asmuo atitinka sąlygas aplinką ryšium su jo biosocialine esme.
2. Dabartinis bendrosios ir medicininės biologijos raidos etapas. Biologijos vieta medicinos mokymo sistemoje.
3. Gyvenimo esmė. gyvųjų savybių. Gyvybės formos, pagrindinės jos savybės ir atributai. Gyvybės sampratos apibrėžimas dabartiniame biologijos mokslo išsivystymo lygyje.
4. Evoliuciškai sąlygoti struktūriniai gyvybės organizavimo lygmenys; elementarios lygių struktūros ir jas apibūdinantys pagrindiniai biologiniai reiškiniai.
5. Idėjų apie gyvenimo organizavimo lygius reikšmė medicinai.
6. Ypatinga žmogaus vieta organinio pasaulio sistemoje.
7. Fizikinių-cheminių, biologinių ir socialinių reiškinių santykis žmogaus gyvenime.
8. Optinės sistemos biologiniuose tyrimuose. Šviesos mikroskopo sandara ir darbo su juo taisyklės.
9. Laikinų mikropreparatų gaminimo technika, jų tyrimas ir aprašymas. Ląstelių struktūros tyrimo metodai
Praktinė dalis
1. Naudojant Gairės ištirti mikroskopo sandarą ir darbo su juo taisykles.
2. Lavinti darbo su mikroskopu ir laikinųjų vatos pluoštų ruošimo, drugelio sparnų žvynų ruošimo įgūdžius. Ištirti mikropreparatus: svogūnėlio odelę, elodėjos lapą, varlės kraujo tepinėlius, tirti tipografinį šriftą.
3. Į protokolą įveskite loginės struktūros grafiką „Mikroskopo struktūra“.
4. Įveskite protokolą „Darbo su mikroskopu taisyklės“
5. Užpildykite lentelę „Daugialąsčio organizmo organizavimo ir tyrimo lygiai“.
Susijusi informacija:
Svetainės paieška:
Prokariotinės ląstelės yra mažesnės ir paprastesnės nei eukariotinės ląstelės. Tarp jų nėra daugialąsčių organizmų, tik kartais jie sudaro kolonijų panašumą. Prokariotams trūksta ne tik ląstelės branduolio, bet ir visų membraninių organelių (mitochondrijų, chloroplastų, ER, Golgi komplekso, centriolių ir kt.).
Prokariotams priskiriamos bakterijos, melsvadumbliai (cianobakterijos), archėjos ir kt. Prokariotai buvo pirmieji gyvi organizmai Žemėje.
Membraninių struktūrų funkcijas atlieka ataugos (invaginacijos) ląstelės membrana citoplazmos viduje. Jie yra vamzdiniai, lamelės, skirtingos formos. Kai kurios iš jų vadinamos mezosomomis. Ant tokių įvairių darinių išsidėstę ir taip atlieka savo funkcijas fotosintetiniai pigmentai, kvėpavimo ir kiti fermentai.
Prokariotuose centrinėje ląstelės dalyje yra tik viena didelė chromosoma ( nukleoidas), kurios struktūra yra žiedinė. Jame yra DNR. Vietoj baltymų, kurie suteikia chromosomai formą, pavyzdžiui, eukariotai, čia yra RNR. Chromosoma nuo citoplazmos nėra atskirta membrana, todėl sakoma, kad prokariotai yra organizmai be branduolių. Tačiau vienoje vietoje chromosoma yra prijungta prie ląstelės membranos.
Be nukleoido, prokariotinių ląstelių struktūroje yra plazmidžių (mažos chromosomos turi ir žiedinę struktūrą).
Skirtingai nuo eukariotų, prokariotų citoplazma yra nejudri.
Prokariotai turi ribosomas, tačiau jos yra mažesnės nei eukariotinės ribosomos.
Prokariotinės ląstelės išsiskiria sudėtinga jų membranų struktūra. Be citoplazminės membranos (plazmalemos), jie turi ląstelės sienelę, taip pat kapsulę ir kitus darinius, priklausomai nuo prokariotinio organizmo tipo. Ląstelės sienelė atlieka atraminę funkciją ir neleidžia prasiskverbti kenksmingoms medžiagoms. Bakterijų ląstelės sienelėje yra mureino (glikopeptido).
Prokariotų paviršiuje dažnai būna žvynelių (viena ar daug) ir įvairių gaurelių.
Žvynelių pagalba ląstelės juda skystoje terpėje. Villi atlieka įvairias funkcijas (nešlapina, prisiriša, perneša medžiagas, dalyvauja lytiniame procese, formuoja konjugacijos tiltą).
Prokariotinės ląstelės dalijasi dvejetainiu dalijimusi. Jie neturi mitozės ar mejozės. Prieš dalijimąsi nukleoidas padvigubėja.
Prokariotai dažnai sudaro sporas, o tai yra būdas patirti nepalankiomis sąlygomis. Daugelio bakterijų sporos išlieka gyvybingos aukštoje ir itin žemoje temperatūroje. Susidarius sporai, prokariotinė ląstelė pasidengia stora, tankia membrana. Ji vidinė struktūrašiek tiek keičiasi.
Eukariotinės ląstelės sandara
Eukariotinės ląstelės sienelę, skirtingai nei prokariotų ląstelės sienelę, daugiausia sudaro polisacharidai. Grybuose pagrindinis azoto turintis polisacharidas yra chitinas. Mielėse 60–70% polisacharidų sudaro gliukanas ir mananas, kurie yra susiję su baltymais ir lipidais. Eukariotų ląstelės sienelės funkcijos yra tokios pačios kaip ir prokariotų.
Citoplazminė membrana (CPM) taip pat turi trijų sluoksnių struktūrą. Membranos paviršiuje yra iškilimų, artimų prokariotinėms mezosomoms. CMP reguliuoja ląstelių metabolizmo procesus.
Eukariotuose CPM gali sugauti didelius lašelius, kuriuose yra angliavandenių, lipidų ir baltymų iš aplinkos. Šis reiškinys vadinamas pinocitoze. Eukariotinės ląstelės CPM taip pat gali užfiksuoti kietąsias daleles iš terpės (fagocitozės reiškinys). Be to, CPM yra atsakingas už medžiagų apykaitos produktų išmetimą į aplinką.
Ryžiai. 2.2 Eukariotinės ląstelės sandaros schema:
1 - ląstelės sienelė; 2 - citoplazminė membrana;
3 - citoplazma; 4 - šerdis; 5 - endoplazminis tinklas;
6 - mitochondrijos; 7 - Golgi kompleksas; 8 - ribosomos;
9 - lizosomos; 10 - vakuolės
Branduolys yra atskirtas nuo citoplazmos dviem membranomis su poromis. Jaunų ląstelių poros yra atviros, jos yra skirtos ribosomų pirmtakų migracijai, pasiuntiniams ir RNR perkėlimui iš branduolio į citoplazmą. Nukleoplazmoje esančiame branduolyje yra chromosomos, susidedančios iš dviejų siūlų pavidalo grandinės DNR molekulių, sujungtų su baltymais. Branduolys taip pat turi branduolį, kuriame gausu pasiuntinio RNR ir yra susietas su specifine chromosoma – branduolio organizatoriumi.
Pagrindinė branduolio funkcija yra dalyvavimas ląstelių reprodukcijoje. Tai yra paveldimos informacijos nešėjas.
Eukariotų ląstelėje branduolys yra svarbiausias, bet ne vienintelis paveldimos informacijos nešėjas. Dalis šios informacijos yra mitochondrijų ir chloroplastų DNR.
Mitochondrijos yra membraninė struktūra, turinti dvi membranas - išorinę ir vidinę, stipriai sulankstytą. Redokso fermentai susitelkę ant vidinės membranos. Pagrindinė mitochondrijų funkcija yra aprūpinti ląstelę energija (ATP susidarymas). Mitochondrijos yra savaime besidauginanti sistema, nes ji turi savo chromosomą – žiedinę DNR ir kitus komponentus, kurie yra normalios prokariotinės ląstelės dalis.
Endoplazminis tinklas (ER) yra membraninė struktūra, susidedanti iš kanalėlių, prasiskverbiančių per visą vidinį ląstelės paviršių. Jis yra lygus ir grubus. Šiurkščiojo ES paviršiuje yra ribosomos, didesnės nei prokariotų. ES membranose taip pat yra fermentų, kurie sintetina lipidus, angliavandenius, yra atsakingi už medžiagų pernešimą ląstelėje.
„Golgi“ kompleksas yra suplotų membraninių pūslelių paketas - talpyklos, kuriose vyksta baltymų pakavimas ir transportavimas ląstelės viduje. Golgi komplekse taip pat vyksta hidrolizinių fermentų sintezė (lizosomų susidarymo vieta).
Lizosomose yra hidrolizinių fermentų. Čia vyksta biopolimerų (baltymų, riebalų, angliavandenių) skilimas.
Vakuoles nuo citoplazmos atskiria membranos. Atsarginėse vakuolėse yra atsarginės ląstelės maistinės medžiagos, o šlako vakuolėse – nereikalingi medžiagų apykaitos produktai ir toksinės medžiagos.
Akivaizdžiausias Skirtumas tarp prokariotų ir eukariotų yra tas, kad pastarieji turi branduolį, kuris atsispindi šių grupių pavadinime: „kario“ iš senovės graikų kalbos išverstas kaip šerdis, „pro“ – anksčiau, „eu“ – geras. Vadinasi, prokariotai yra ikibranduoliniai organizmai, eukariotai – branduoliniai.
Tačiau tai toli gražu ne vienintelis ir galbūt ne pagrindinis skirtumas tarp prokariotinių organizmų ir eukariotų. Prokariotinėse ląstelėse iš viso nėra membraninių organelių.(su retomis išimtimis) - mitochondrijos, chloroplastai, Golgi kompleksas, endoplazminis tinklas, lizosomos.
Jų funkcijas atlieka ląstelės membranos ataugos (invaginacijos), ant kurių išsidėstę įvairūs pigmentai ir fermentai, užtikrinantys gyvybinius procesus.
Prokariotai neturi eukariotų chromosomų. Pagrindinė jų genetinė medžiaga yra nukleoidas, dažniausiai žiedo formos. Eukariotų ląstelėse chromosomos yra DNR ir histono baltymų kompleksai (žaidimas svarbus vaidmuo DNR pakuotėje). Šie cheminiai kompleksai vadinami chromatinu. Prokariotų nukleoidas neturi histonų, o su juo susijusios RNR molekulės suteikia jam formą.
Eukariotų chromosomos yra branduolyje. Prokariotuose nukleoidas yra citoplazmoje ir dažniausiai vienoje vietoje yra pritvirtintas prie ląstelės membranos.
Be nukleoido prokariotinėse ląstelėse, yra skirtingą sumą Plazmidės - žymiai mažesnio dydžio nukleoidai nei pagrindinis.
Genų skaičius prokariotų nukleoide yra eilės tvarka mažesnis nei chromosomose. Eukariotai turi daug genų, kurie atlieka reguliavimo funkciją kitų genų atžvilgiu. Tai įgalina daugialąsčio organizmo eukariotų ląsteles, turinčias tą patį genetinė informacija, specializuotis; keičiant medžiagų apykaitą, lanksčiau reaguoti į pokyčius išorinėje ir vidinė aplinka. Skiriasi ir genų struktūra. Prokariotuose genai DNR yra išsidėstę grupėmis – operonais. Kiekvienas operonas transkribuojamas kaip vienas vienetas.
Taip pat yra skirtumų tarp prokariotų ir eukariotų transkripcijos ir vertimo procesuose. Svarbiausia, kad prokariotinėse ląstelėse šie procesai gali vykti vienu metu vienoje matricinės (informacinės) RNR molekulėje: kol ji dar sintezuojama ant DNR, ribosomos jau „sėdi“ jos baigtame gale ir sintetina baltymą. Eukariotinėse ląstelėse po transkripcijos mRNR įvyksta taip vadinamas brendimas. Ir tik po to ant jo gali būti sintetinamas baltymas.
Prokariotų ribosomos yra mažesnės (sedimentacijos koeficientas 70S) nei eukariotų (80S). Baltymų ir RNR molekulių skaičius ribosomų subvienetų sudėtyje skiriasi. Reikėtų pažymėti, kad mitochondrijų ir chloroplastų ribosomos (taip pat ir genetinė medžiaga) yra panašios į prokariotus, o tai gali rodyti jų kilmę iš senovinių prokariotinių organizmų, kurie buvo šeimininko ląstelės viduje.
Prokariotai paprastai skiriasi sudėtingesne jų apvalkalo struktūra. Be citoplazminės membranos ir ląstelės sienelės, jie taip pat turi kapsulę ir kitus darinius, priklausomai nuo prokariotinio organizmo tipo. Ląstelės sienelė atlieka atraminę funkciją ir neleidžia prasiskverbti kenksmingoms medžiagoms. Bakterijų ląstelės sienelėje yra mureino (glikopeptido). Tarp eukariotų augalai turi ląstelės sienelę (pagrindinis jos komponentas yra celiuliozė), grybai turi chitino.
Prokariotinės ląstelės dalijasi dvejetainiu dalijimusi. Jie turi jokių sudėtingų procesų ląstelių dalijimasis(mitozė ir mejozė) būdingas eukariotams. Nors prieš dalijimąsi nukleoidas padvigubėja, kaip ir chromatinas chromosomose. AT gyvenimo ciklas eukariotai turi kintamą diploidinę ir haploidinę fazes. Šiuo atveju dažniausiai vyrauja diploidinė fazė. Priešingai nei jie, prokariotai to neturi.
Eukariotinės ląstelės skiriasi dydžiu, tačiau bet kuriuo atveju jos yra žymiai didesnės nei prokariotinės ląstelės (dešimtis kartų).
Maisto medžiagos į prokariotų ląsteles patenka tik osmoso pagalba. Be to, eukariotinėse ląstelėse taip pat gali būti stebima fago- ir pinocitozė (maisto ir skysčio „užfiksavimas“ naudojant citoplazminę membraną).
Apskritai skirtumas tarp prokariotų ir eukariotų slypi aiškiai sudėtingesnėje pastarųjų struktūroje. Manoma, kad prokariotinio tipo ląstelės atsirado abiogenezės būdu (ilgalaikė cheminė evoliucija ankstyvosios Žemės sąlygomis). Eukariotai atsirado vėliau iš prokariotų, juos derinant (simbiotinės, taip pat chimerinės hipotezės) arba evoliucionuojant atskiriems atstovams (invaginacijos hipotezė). Eukariotinių ląstelių sudėtingumas leido joms organizuoti daugialąstelis organizmas evoliucijos procese, siekiant užtikrinti visą pagrindinę gyvybės Žemėje įvairovę.
Prokariotų ir eukariotų skirtumų lentelė
| Ne | Yra |
| Nr. Jų funkcijas atlieka ląstelės membranos invaginacijos, ant kurių yra pigmentai ir fermentai. | Mitochondrijos, plastidai, lizosomos, ER, Golgi kompleksas |
| Sudėtingesnės, yra įvairių kapsulių. Ląstelės sienelė sudaryta iš mureino. | Pagrindinis ląstelės sienelės komponentas yra celiuliozė (augaluose) arba chitinas (grybuose). Gyvūnų ląstelės neturi ląstelės sienelės. |
| Žymiai mažiau. Jį vaizduoja nukleoidas ir plazmidės, kurios turi žiedo formą ir yra citoplazmoje. | Paveldimos informacijos kiekis yra reikšmingas. Chromosomos (sudarytos iš DNR ir baltymų). būdingas diploidiškumas. |
| Dvejetainių ląstelių dalijimasis. | Yra mitozė ir mejozė. |
| Nebūdinga prokariotams. | Jie atstovaujami vienaląsčių ir daugialąsčių formų. |
| mažesnis | Didesnis |
| Įvairūs (heterotrofiniai, fotosintetiniai ir chemosintetiniai Skirtingi keliai autotrofai; anaerobinis ir aerobinis kvėpavimas). | Autotrofija tik augaluose fotosintezės būdu. Beveik visi eukariotai yra aerobai. |
| Iš negyvos gamtos cheminės ir prebiologinės evoliucijos procese. | Iš prokariotų jų biologinės evoliucijos eigoje. |
eukariotinės ląstelės
Sudėtingiausia organizacija būdinga gyvūnų ir augalų eukariotų ląstelėms. Gyvūnų ir augalų ląstelių struktūrai būdingas esminis panašumas, tačiau jų forma, dydis ir masė yra itin įvairūs ir priklauso nuo to, ar organizmas vienaląstis, ar daugialąstis. Pavyzdžiui, diatomos, euglenoidai, mielės, miksomicetai ir pirmuonys yra vienaląsčiai eukariotai, o didžioji dauguma kitų rūšių organizmų yra daugialąsčiai eukariotai, kurių ląstelių skaičius svyruoja nuo kelių (pavyzdžiui, kai kuriuose helmintuose) iki milijardų. (žinduoliams) vienam organizmui. Žmogaus kūnas susideda iš apie 10 skirtingų ląstelių, kurios skiriasi savo funkcijomis.
Žmonių atveju yra daugiau nei 200 rūšių skirtingos ląstelės. Daugiausiai žmogaus organizmo ląstelių yra epitelio ląstelės, tarp kurių yra keratinizuotų ląstelių (plaukų ir nagų), absorbcijos ir barjerines funkcijas atliekančių ląstelių (virškinimo trakte, šlapimo takuose, ragenoje, makštyje ir kitose organų sistemose), ląstelės, kurios linija Vidaus organai ir ertmės (pneumocitai, serozinės ląstelės ir daugelis kitų). Yra ląstelių, kurios užtikrina medžiagų apykaitą ir atsarginių medžiagų (hepatocitų, riebalų ląstelių) kaupimąsi. didelė grupė sudaro epitelio ir jungiamojo audinio ląsteles, kurios išskiria ekstraląstelinę matricą (amiloblastus, fibroblastus, osteoblastus ir kt.) ir hormonus, taip pat susitraukiančias ląsteles (skeleto ir širdies raumenis, rainelę ir kitas struktūras), kraujo ląsteles ir Imuninė sistema(eritrocitai, neutrofilai, eozinofilai, bazofilai, T-limfocitai ir kt.). Taip pat yra ląstelių, kurios veikia kaip jutimo keitikliai (fotoreceptoriai, lytėjimo, klausos, uoslės, skonio ir kiti receptoriai). Nemažai ląstelių atstovauja centrinės neuronai ir glialinės ląstelės nervų sistema. Taip pat yra specializuotos akies lęšiuko ląstelės, pigmentinės ląstelės ir maitinamosios ląstelės, toliau vadinamos apatinėmis ląstelėmis. Taip pat žinoma daug kitų žmogaus ląstelių tipų.
Gamtoje nėra tipinės ląstelės, nes visoms joms būdinga ypatinga įvairovė. Nepaisant to, visos eukariotinės ląstelės labai skiriasi nuo prokariotinių ląstelių daugybe savybių, pirmiausia tūriu, forma ir dydžiu. Daugumos eukariotų ląstelių tūris viršija prokariotų tūrį 1000–10 000 kartų. Toks prokariotinių ląstelių tūris yra susijęs su įvairių organelių, atliekančių visų rūšių ląstelių funkcijos. Eukariotų ląstelėms taip pat būdingas didelis kiekis genetinės medžiagos, daugiausia susitelkusios santykinai dideliais kiekiais chromosomas, o tai suteikia joms dideles diferenciacijos ir specializacijos galimybes.
Nemažiau nei svarbi savybė eukariotinės ląstelės pasižymi tuo, kad joms būdingas suskaidymas, kurį užtikrina vidinių membranų sistemų buvimas. Dėl to daugelis fermentų yra lokalizuoti tam tikruose skyriuose. Pavyzdžiui, beveik visi fermentai, katalizuojantys baltymų sintezę gyvūnų ląstelėse, yra lokalizuoti ribosomose, o fermentai, katalizuojantys fosfolipidų sintezę, daugiausia susitelkę ląstelės citoplazminėje membranoje. Skirtingai nuo prokariotinių ląstelių, eukariotinės ląstelės turi branduolį.
Eukariotinės ląstelės, palyginti su prokariotinėmis ląstelėmis, turi daugiau sudėtinga sistema medžiagų suvokimas iš aplinkos, be kurių neįmanomas jų gyvenimas. Yra ir kitų skirtumų tarp eukariotinių ir prokariotinių ląstelių.
Ląstelių forma pati įvairiausia ir dažnai priklauso ir nuo jų atliekamų funkcijų. Pavyzdžiui, daugelis pirmuonių turi ovalo formos, o eritrocitai yra ovalūs diskai, o žinduolių raumenų ląstelės yra pailgos. Eukariotinių ląstelių dydžiai yra mikroskopiniai (3 lentelė).
Kai kurioms ląstelių rūšims būdingi dideli dydžiai. Pavyzdžiui, dydžiai nervų ląstelės didelių gyvūnų ilgis siekia kelis metrus, o žmonėms – iki 1 metro. Atskirų augalų audinių ląstelės siekia kelis milimetrus.
Manoma, kad kuo didesnis rūšies organizmas, tuo didesnės jo ląstelės. Tačiau giminingoms gyvūnų rūšims, kurios skiriasi dydžiu, būdingos ir panašaus dydžio ląstelės. Pavyzdžiui, visų žinduolių eritrocitai yra panašaus dydžio.
Ląstelės skiriasi ir mase. Pavyzdžiui, viena žmogaus kepenų ląstelė (hepatocitas) sveria 19-9 g.
Žmogaus somatinė ląstelė (tipiška eukariotinė ląstelė) yra darinys, susidedantis iš daugelio konstrukciniai komponentai mikroskopiniai ir submikroskopiniai dydžiai (46 pav.).
Elektroninės mikroskopijos ir kitų metodų naudojimas leido nustatyti nepaprastą įvairovę tiek apvalkalo, tiek citoplazmos, tiek branduolio struktūroje. Visų pirma, buvo nustatytas tarpląstelinių struktūrų struktūros membraninis principas, kuriuo remiantis išskiriama nemažai ląstelės struktūrinių komponentų, būtent.