Особенности строения клеток. Клеточная теория
Основная статья: Сравнение строения клеток бактерий, растений и животных
Наиболее важным отличием эукариот от прокариот долгое время считалось наличие оформленного ядра и мембранных органоидов. Однако к 1970-1980-м гг. стало ясно, что это лишь следствие более глубинных различий в организации цитоскелета. Некоторое время считалось, что цитоскелет свойственен только эукариотам, но в середине 1990-х гг. белки, гомологичные основным белкам цитоскелета эукариот, были обнаружены и у бактерий.
Сравнение прокариотической и эукариотической клеток
Именно наличие специфическим образом устроенного цитоскелета позволяет эукариотам создать систему подвижных внутренних мембранных органоидов. Кроме того, цитоскелет позволяет осуществлять эндо- и экзоцитоз (как предполагается, именно благодаря эндоцитозу в эукариотных клетках появились внутриклеточные симбионты, в том числе митохондрии и пластиды). Другая важнейшая функция цитоскелета эукариот - обеспечение деления ядра (митоз и мейоз) и тела (цитотомия) эукариотной клетки (деление прокариотических клеток организовано проще). Различия в строении цитоскелета объясняют и другие отличия про- и эукариот - например, постоянство и простоту форм прокариотических клеток и значительное разнообразие формы и способность к её изменению у эукариотических, а также относительно большие размеры последних. Так, размеры прокариотических клеток составляют в среднем 0,5-5мкм, размеры эукариотических - в среднем от 10 до 50 мкм. Кроме того, только среди эукариот попадаются поистине гигантские клетки, такие как массивные яйцеклетки акул или страусов (в птичьем яйце весь желток - это одна огромная яйцеклетка), нейроны крупных млекопитающих, отростки которых, укрепленные цитоскелетом, могут достигать десятков сантиметров в длину.
| Сравнительная характеристика клеток эукариот и прокариот | ||
| Признак | Прокариоты | Эукариоты |
| Размеры клеток | Средний диаметр 0,5-10 мкм | Средний диаметр 10-100 мкм |
| Организация генетического материала | ||
| Форма, количество и расположение молекул ДНК | Обычно имеется одна кольцевая молекула ДНК, размещенная в цитоплазме | Обычно есть несколько линейных молекул ДНК - хромосом, локализованных в ядре |
| Компактизация ДНК | У бактерий ДНК компактизируется без участия гистонов . У архей ДНК ассоциирована с белками гистонами | Имеется хроматин: ДНК компактизируется в комплексе с белками гистонами . |
| Организация генома | У бактерий экономный геном: отсутствуют интроны и большие некодирующие участки . Гены объединены в опероны . У архей имеются интронные участки особой структуры . | Большей частью геном не экономный: имеется экзон-интронная организация генов, большие участки некодирующей ДНК Гены не объединены в опероны . |
| Деление | ||
| Тип деления | Простое бинарное деление | Мейоз или митоз |
| Образование веретена деления | Веретено деления не образуется | Веретено деления образуется |
| Органеллы | ||
| Тип рибосом | 70S рибосомы | 80S рибосомы |
| Наличие мембранных органелл | Окруженные мембранами органеллы отсутствуют, иногда плазмалемма образует выпячивание внутрь клетки | Имеется большое количество одномембранных и двумембранных органелл |
| Тип жгутика | Жгутик простой, не содержит микротрубочки, не окружен мембраной, диаметр около 20 нм | Жгутики состоят из микротрубочек, расположенных по принципу «9+2», окружены плазматической мембраной, диаметр около 200 нм |
Анаплазия
Разрушение клеточной структуры (например, при злокачественных опухолях) носит название анаплазии.
Межклеточные контакты
Основная статья: Межклеточные контакты
У высших животных и растений клетки объединены в ткани и органы, в составе которых они взаимодействуют между собой, в частности, благодаря прямым физическим контактам. В растительных тканях отдельные клетки соединяются между собой с помощью плазмодесм, а животные образуют различные типы клеточных контактов.
Плазмодесмы растений - это тонкие цитоплазматические каналы, которые проходят через клеточные стенки соседних клеток, соединяя их между собой. Полость плазмодесм устлана плазмалеммой. Совокупность всех клеток, объединенных плазмодесмами, называется симпластом, между ними возможен регулируемый транспорт веществ.
Межклеточные контакты позвоночных животных на основе строения и функций разделяют на три основных типа: якорные (англ. anchoring junctions ), включающие адгезионные контакты и десмосомы, плотные или изоляционные (англ. tight junction ) и щелевые или коммуникационные (англ. gap junction ). Кроме того, некоторые особые виды соединений между клетками, такие как химические синапсы нервной системы и иммунологические синапсы (между T-лимфоцитами и антигенпредставляющими клетками), объединяют по функциональному признаку в отдельную группу: контакты, которые передают сигналы, (англ. signal-relaying junction ). Однако в межклеточном сигнализировании могут участвовать и якорные, щелевые и плотные контакты .
| Основные характеристики межклеточных контактов позвоночных животных | ||
| Якорные контакты | Плотные контакты | Щелевые контакты |
 |  |  |
| Якорные контакты физически соединяют клетки между собой, обеспечивают целостность и прочность тканей, в частности эпителиальных и мышечных. При образовании контактов этого типа элементы цитоскелета соседних клеток как бы объединяются в единую структуру: с помощью специальных якорных белков они прикрепляются к внутриклеточной части белков кадгенринов, проходящих через плазматическую мембрану, и в межклеточном пространстве прикрепляются к кадгеринам соседних клеток. Различают два основных типа якорных контактов: адгезионные, объединяющие микрофиламенты соседних клеток; и десмосомы, в образовании которых принимают участиепромежуточные филаменты. | Плотные (изоляционные) контакты обеспечивают максимальное сближение мембран соседних клеток, между которыми остается промежуток в 2-3 нм. Этот тип контактов чаще всего возникает вэпителии. Плотные контакты образуют непрерывные пояса вокруг каждой клетки, крепко прижимая их друг к другу и предотвращая протекание межклеточной жидкости между ними. Такие контакты необходимы, в частности, для обеспеченияводонепроницаемости кожи. В формировании тесных контактов принимают участие белки окклюдины, клаудины и другие. | Щелевые (коммуникационные) контакты - это небольшие участки, на которыхплазмалеммы соседних клеток приближены друг к другу на расстояние 2-4 нм и пронизаны белковыми комплексами - коннексонами. Каждый коннексон состоит из шести трансмембранных белков коннексинов, которые окружают небольшие гидрофильные поры диаметром в 1,5 нм. Через эти каналы от одной клетки к другой могут проходить ионы и другие небольшие гидрофильные молекулы. Таким образом происходит общение между соседними клетками. Щелевые контакты характерны для большинства тканей животного организма: в частности, эпителиальной, соединительной, сердечной мышцы, нервной (где формируют электрические синапсы) и др. |
Клеточный цикл
Основная статья: Клеточный цикл
Деление клетки
Клетки лука в различных фазахклеточного цикла
Митоз клеток мыши на стадиителофазы: веретено деления (микротрубочки) закрашены оранжевым, актиновые филаменты - зеленым, хроматин - голубым
Деление раковых клеток (оптический микроскоп, замедленная киносъёмка)
Основная статья: Деление клетки
Дополнительные сведения: Амитоз, Митоз, и Мейоз
См. также: Деление прокариотических клеток
Деление эукариотических клеток]
Амито́з - прямое деление клетки , происходит в соматических клетках эукариот реже, чем митоз. В большинстве случаев амитоз наблюдается в клетках со сниженной митотической активностью: это стареющие или патологически измененные клетки, часто обреченные на гибель (клетки зародышевых оболочек млекопитающих, опухолевые клетки и другие). При амитозе морфологически сохраняется интерфазное состояние ядра, хорошо видны ядрышко и ядерная оболочка. Репликация ДНК отсутствует. Спирализация хроматина не происходит, хромосомы не выявляются. Клетка сохраняет свойственную ей функциональную активность, которая почти полностью исчезает при митозе. Таково, например, деление макронуклеусов многих инфузорий, где без образования веретенапроисходит сегрегация коротких фрагментов хромосом. При амитозе делится только ядро, причём без образования веретена деления, поэтому наследственный материал распределяется случайным образом. Отсутствие цитокинеза приводит к образованию двуядерных клеток, которые в дальнейшем не способны вступать в нормальный митотический цикл. При повторных амитозах могут образовываться многоядерные клетки.
Мито́з (от греч. μιτος - нить) - непрямое деление клетки, наиболее распространённый способ репродукции эукариотических клеток, один из фундаментальных процессов онтогенеза. Митотическое деление обеспечивает рост многоклеточных эукариот за счёт увеличения популяции тканевых клеток. Биологическое значение митоза заключается в строго одинаковом распределении хромосоммежду дочерними ядрами, что обеспечивает образование генетически идентичных дочерних клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений . Дробление оплодотворённого яйца и рост большинства тканей у животных также происходит путём митотических делений . На основании морфологических особенностей митоз условно подразделяется на:
· профазу,
· прометафазу,
· метафазу,
· анафазу,
· телофазу.
Продолжительность митоза в среднем составляет 1-2 часа . В клетках животных митоз, как правило, длится 30-60 минут, а в растительных - 2-3 часа . Клетки человека за 70 лет суммарно претерпевают порядка 10 14 клеточных делений .
Мейоз (от греч. meiosis - уменьшение) или редукционное деление клетки - деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. Происходит в два этапа (редукционный и эквационный этапы мейоза). Мейоз не следует смешивать с гаметогенезом - образованием специализированных половых клеток или гамет из недифференцированных стволовых. Уменьшение числа хромосом в результате мейоза в жизненном цикле ведёт к переходу от диплоидной фазы к гаплоидной. Восстановление плоидности (переход от гаплоидной фазы к диплоидной) происходит в результате полового процесса. В связи с тем, что в профазе первого, редукционного, этапа происходит попарное слияние (конъюгация) гомологичных хромосом, правильное протекание мейоза возможно только в диплоидных клетках или в чётных полиплоидах (тетра-, гексаплоидных и т. п. клетках). Мейоз может происходить и в нечётных полиплоидах (три-, пентаплоидных и т. п. клетках), но в них, из-за невозможности обеспечить попарное слияние хромосом в профазе I, расхождение хромосом происходит с нарушениями, которые ставят под угрозу жизнеспособность клетки или развивающегося из неё многоклеточного гаплоидного организма. Этот же механизм лежит в основе стерильности межвидовых гибридов. Определённые ограничения на конъюгацию хромосом накладывают и хромосомные мутации (масштабные делеции, дупликации, инверсии или транслокации).
Все живые организмы на Земле делятся на две группы: прокариот и эукариот.
- Эукариоты – это растения, животные и грибы.
- Прокариоты – это бактерии (в том числе цианобактерии, они же "сине-зеленые водоросли").
Главное отличие
У прокариот нет ядра , кольцевая ДНК (кольцевая хромосома) расположена прямо в цитоплазме (этот участок цитоплазмы называется нуклеоид).
У эукариот есть оформленное ядро
(наследственная информация [ДНК] отделена от цитоплазмы ядерной оболочкой).
Дополнительные отличия
1) Раз у прокариот нет ядра, то нет и митоза/мейоза. Бактерии размножаются делением надвое ("прямым" делением, в отличие от "непрямого" – митоза).
2) У прокариот рибосомы мелкие (70S), а у эукариот – крупные (80S).
3) У эукариот имеется множество органоидов: митохондрии, эндоплазматическая сеть, клеточный центр, и т.д. Вместо мембранных органоидов у прокариот есть мезосомы – выросты плазматической мембраны, похожие на кристы митохондрий.
4) Клетка прокариот гораздо меньше клетки эукариот: по диаметру в 10 раз, по объему - в 1000 раз.
Сходство
Клетки всех живых организмов (всех царств живой природы) содержат плазматическую мембрану, цитоплазму и рибосомы.
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Сходство клеток животных и бактерий состоит в том, что они имеют
1) рибосомы
2) цитоплазму
3) гликокаликс
4) митохондрии
5) оформленное ядро
6) цитоплазматическую мембрану
Ответ
1. Установите соответствие между признаком организма и царством, для которого он характерен: 1) грибы, 2) бактерии
А) ДНК замкнута в виде кольца
Б) по способу питания - автотрофы или гетеротрофы
В) клетки имеют оформленное ядро
Г) ДНК имеет линейное строение
Д) в клеточной стенке имеется хитин
Е) ядерное вещество расположено в цитоплазме
Ответ
2. Установите соответствие между признаками организмов и царствами, для которых они характерны: 1) Грибы, 2) Бактерии. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) образование микоризы с корнями высших растений
Б) образование клеточной стенки из хитина
В) тело в виде мицелия
Г) размножение спорами
Д) способность к хемосинтезу
Е) расположение кольцевой ДНК в нуклеоиде
Ответ
Выберите три варианта. Чем отличаются грибы от бактерий?
1) составляют группу ядерных организмов (эукариот)
2) относятся к гетеротрофным организмам
3) размножаются спорами
4) одноклеточные и многоклеточные организмы
5) при дыхании используют кислород воздуха
6) участвуют в круговороте веществ в экосистеме
Ответ
1. Установите соответствие между характеристикой клетки и типом организации этой клетки: 1) прокариотический, 2) эукариотический
А) клеточный центр участвует в образовании веретена деления
Б) в цитоплазме находятся лизосомы
В) хромосома образована кольцевой ДНК
Г) отсутствуют мембранные органоиды
Д) клетка делится митозом
Е) мембрана образует мезосомы
Ответ
2. Установите соответствие между характеристикой клетки и её типом: 1) прокариотическая, 2) эукариотическая
А) мембранные органоиды отсутствуют
Б) имеется клеточная стенка из муреина
В) наследственный материал представлен нуклеоидом
Г) содержит только мелкие рибосомы
Д) наследственный материал представлен линейными ДНК
Е) клеточное дыхание происходит в митохондриях
Ответ
3. Установите соответствие между признаком и группой организмов: 1) Прокариоты, 2) Эукариоты. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) отсутствие ядра
Б) наличие митохондрий
В) отсутствие ЭПС
Г) наличие аппарата Гольджи
Д) наличие лизосом
Е) линейные хромосомы, состоящие из ДНК и белка
Ответ
4. Установите соответствие между органоидами и клетками, которые их имеют: 1) прокариотическая, 2) эукариотическая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) аппарат Гольджи
Б) лизосомы
В) мезосомы
Г) митохондрии
Д) нуклеоид
Е) ЭПС
Ответ
5. Установите соответствие между клетками и их особенностями: 1) прокариотическая, 2) эукариотическая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) молекула ДНК кольцевая
Б) поглощение веществ путем фаго- и пиноцитоза
В) образуют гаметы
Г) рибосомы мелкие
Д) есть мембранные органоиды
Е) характерно прямое деление
Ответ
ФОРМИРУЕТСЯ 6. Установите соответствие между клетками и их особенностями: 1) прокариотическая, 2) эукариотическая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
1) наличие обособленного ядра
2) образование спор для перенесения неблагоприятных условий среды
3) расположение наследственного материала только в замкнутой ДНК
4) деление путем мейоза
5) способность к фагоцитозу
Выберите три варианта. Бактерии, в отличие от шляпочных грибов,
1) одноклеточные организмы
2) многоклеточные организмы
3) имеют в клетках рибосомы
4) не имеют митохондрий
5) доядерные организмы
6) не имеют цитоплазмы
Ответ
1. Выберите три варианта. Клетки прокариот отличаются от клеток эукариот
1) наличием нуклеоида в цитоплазме
2) наличием рибосом в цитоплазме
3) синтезом АТФ в митохондриях
4) присутствием эндоплазматической сети
5) отсутствием морфологически обособленного ядра
6) наличием впячиваний плазматической мембраны, выполняющих функцию мембранных органоидов
Ответ
2. Выберите три варианта. Бактериальную клетку относят к группе прокариотических, так как она
1) не имеет ядра, покрытого оболочкой
2) имеет цитоплазму
3) имеет одну молекулу ДНК, погруженную в цитоплазму
4) имеет наружную плазматическую мембрану
5) не имеет митохондрий
6) имеет рибосомы, где происходит биосинтез белка
Ответ
3. Выберите три варианта. Почему бактерии относят к прокариотам?
1) содержат в клетке ядро, обособленное от цитоплазмы
2) состоят из множества дифференцированных клеток
3) имеют одну кольцевую хромосому
4) не имеют клеточного центра, комплекса Гольджи и митохондрий
5) не имеют обособленного от цитоплазмы ядра
6) имеют цитоплазму и плазматическую мембрану
Ответ
4. Выберите три варианта. Прокариотные клетки отличаются от эукариотных
1) наличием рибосом
2) отсутствием митохондрий
3) отсутствием оформленного ядра
4) наличием плазматической мембраны
5) отсутствием органоидов движения
6) наличием одной кольцевой хромосомы
Ответ
5. Выберите три варианта. Для прокариотной клетки характерно наличие
1) рибосом
2) митохондрий
3) оформленного ядра
4) плазматической мембраны
5) эндоплазматической сети
6) одной кольцевой ДНК
Ответ
СОБИРАЕМ 6:
А) отсутствие мембранных органоидов
Б) отсутствие рибосом в цитоплазме
В) образование двух и более хромосом линейной структуры
Выберите три варианта. Клетки эукариотных организмов, в отличие от прокариотных, имеют
1) цитоплазму
2) ядро, покрытое оболочкой
3) молекулы ДНК
4) митохондрии
5) плотную оболочку
6) эндоплазматическую сеть
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. ВЫБЕРИТЕ НЕВЕРНОЕ УТВЕРЖДЕНИЕ. У бактерий отсутствуют
1) половые клетки
2) мейоз и оплодотворение
3) митохондрии и клеточный центр
4) цитоплазма и ядерное вещество
Ответ
Проанализируйте таблицу. Заполните пустые ячейки таблицы, используя понятия и термины, приведенные в списке.
1) митоз, мейоз
2) перенесение неблагоприятных условий среды
3) перенос информации о первичной структуре белка
4) двумембранные органоиды
5) шероховатая эндоплазматическая сеть
6) мелкие рибосомы
Ответ
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. В процессе эволюции сформировались организмы разных царств. Какие признаки характерны для царства, представитель которого изображен на рисунке.
1) клеточная стенка состоит в основном из муреина
2) хроматин содержится в ядрышке
3) хорошо развита эндоплазматическая сеть
4) отсутствуют митохондрии
5) наследственная информация содержится в кольцевой молекуле ДНК
6) пищеварение происходит в лизосомах
Ответ
1. Все перечисленные ниже термины, кроме двух, используют для описания клетки, изображённой на рисунке. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) замкнутая молекула ДНК
2) мезосома
3) мембранные органоиды
4) клеточный центр
5) нуклеоид
Ответ
2. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображенной на рисунке клетки. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) деление путем митоза
2) наличие клеточной стенки из муреина
3) наличие нуклеоида
4) отсутствие мембранных органоидов
5) поглощение веществ путем фаго- и пиноцитоза
Ответ
3. Все перечисленные ниже термины, кроме двух, используют для описания клетки, изображённой на рисунке. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) замкнутая ДНК
2) митоз
3) гаметы
4) рибосомы
5) нуклеоид
Ответ
4. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания изображённой на рисунке клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) есть клеточная мембрана
2) есть аппарат Гольджи
3) есть несколько линейных хромосом
4) есть рибосомы
5) есть клеточная стенка
Ответ
5сб. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания изображённой на рисунке клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) имеют линейные хромосомы
2) характерно бинарное деление
3) имеет эндоплазматическую сеть
4) образует спору
5) содержит мелкие рибосомы
Ответ
СОБИРАЕМ 6:
1) плазмида
2) дыхание в митохондриях
3) деление надвое
1. Все перечисленные признаки, кроме двух, используются для описания прокариотической клетки. Определите два признака, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) Отсутствие в ней оформленного ядра
2) Наличие цитоплазмы
3) Наличие клеточной мембраны
4) Наличие митохондрий
5) Наличие эндоплазматической сети
Ответ
2. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, характеризуют строение бактериальной клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) отсутствие оформленного ядра
2) наличие лизосом
3) наличие плотной оболочки
4) отсутствие митохондрий
5) отсутствие рибосом
Ответ
3. Перечисленные ниже понятия, кроме двух, используются для характеристики прокариот. Определите два понятия, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) митоз
2) спора
3) гамета
4) нуклеоид
5) мезосома
Ответ
4. Все приведенные ниже термины, кроме двух, используются для описания строения бактериальной клетки. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) неподвижная цитоплазма
2) кольцевая молекула ДНК
3) мелкие (70S) рибосомы
4) способность к фагоцитозу
5) наличие ЭПС
Ответ
Установите соответствие между признаком и царством: 1) бактерии, 2) растения. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
A) все представители прокариоты
Б) все представители эукариоты
B) могут делиться пополам
Г) есть ткани и органы
Д) есть фото и хемосинтетики
Е) хемосинтетики не встречаются
Ответ
Установите соответствие между признаками организмов и их царством: 1) бактерии, 2) растения. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) различные представители способны к фотосинтезу и хемосинтезу
Б) в наземных экосистемах превосходят все другие группы по биомассе
В) клетки делятся путем митоза и мейоза
Г) имеют пластиды
Д) клеточные стенки обычно не содержат целлюлозы
Е) лишены митохондрий
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. В прокариотических клетках реакции окисления происходят на
1) рибосомах в цитоплазме
2) впячиваниях плазматической мембраны
3) оболочках клеток
4) кольцевой молекуле ДНК
Ответ
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания клетки, изображенной на рисунке. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) имеет ядро, в котором находятся молекулы ДНК
2) область расположения ДНК в цитоплазме называется нуклеоидом
3) молекулы ДНК кольцевые
4) молекулы ДНК связаны с белками
5) в цитоплазме расположены различные мембранные органеллы
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Сходство бактерий и растений состоит в том, что они
1) прокариотические организмы
2) образуют споры при неблагоприятных условиях
3) имеют клеточное тело
4) среди них имеются автотрофы
5) обладают раздражимостью
6) способны к вегетативному размножению
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Сходство клеток бактерий и растений состоит в том, что они имеют
1) рибосомы
2) плазматическую мембрану
3) оформленное ядро
4) клеточную стенку
5) вакуоли с клеточным соком
6) митохондрии
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Бактерии, как и грибы,
1) составляют особое царство
2) являются только одноклеточными организмами
3) размножаются с помощью спор
4) являются редуцентами в экосистеме
5) могут вступать в симбиоз
6) поглощают вещества из почвы с помощью гифов
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Бактерии, в отличие от низших растений,
1) по типу питания бывают хемотрофами
2) при размножении образуют зооспоры
3) не имеют мембранных органоидов
4) имеют слоевище (таллом)
5) при неблагоприятных условиях образуют споры
6) синтезируют полипептиды на рибосомах
Ответ
Установите соответствие между характеристиками и типами клеток, изображенных на рисунке. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) имеют мезосомы
Б) осмотрофный способ питания
В) делятся митозом
Г) имеют развитую ЭПС
Д) образуют споры при неблагоприятных условиях
Е) имеют оболочку из муреина
Ответ
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания прокариотической ДНК. Определите два признака, выпадающих из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) содержит аденин, гуанин, урацил и цитозин
2) состоит из двух цепей
3) имеет линейную структуру
4) не связана со структурными белками
5) лежит в цитоплазме
Ответ
Установите соответствие между характеристиками и организмами: 1) дрожжи, 2) кишечная палочка. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) геном представлен одной кольцевой молекулой ДНК
Б) клетка покрыта оболочкой из муреина
В) делится митозом
Г) в анаэробных условиях вырабатывает этанол
Д) имеет жгутики
Е) не имеет мембранных органоидов
Ответ
© Д.В.Поздняков, 2009-2019
Древнейшие на Земле организмы, не имеющие клеточного ядра, появившиеся около четырех миллиардов лет тому назад, называются прокариотами , то есть доядерными. В настоящее время они тоже распространены, обитают в воде, почве, воздухе, на покровах животных и растений, а также внутри них. Прокариоты освоили экстремальные места обитания (Рис. 2): горячие источники (они выживают и живут при температуре 70 0 и выше), моря и соленые озера (галобактерии живут при солености около 30 %).
Рис. 2. Места обитания прокариот ()
Форма бактерий чрезвычайно разнообразна: шаровидная, палочковидная и изогнутая (Рис. 3).
Рис. 3. Формы бактерий ()
Размеры клеток большинства прокариот - от 0,2 до 10 микрометров, встречаются и карлики (нанобактерии и микоплазмы), размер которых - от 0,05 до 0,1 микрометра. Кроме этого, существуют и гиганты (макромонусы) с размерами до 10 микрометров. Средний размер клетки бактерии - около 1 микрометра. Размеры прокариот меньше размеров эукариот.
По сравнению с эукариотической, клетка прокариот выглядит гораздо проще (Рис. 4).
Рис. 4. Клетка прокариот и эукариот ()
У прокариот нет ядра, единственная кольцевая молекула ДНК, находящаяся в клетках прокариот и условно называемая бактериальной хромосомой, находится в центре клетки, однако эта молекула ДНК не имеет оболочки и располагается непосредственно в цитоплазме.
Рассмотрим строение прокариотической клетки (Рис. 5).
Рис. 5. Строение прокариотической клетки ()
Снаружи клетки прокариот, так же как и эукариотические клетки, покрыты плазматической мембраной. Строение мембран у двух этих групп организмов одинаковое. Клеточная мембрана прокариот образует многочисленные впячивания внутрь клетки - мезосомы. На них располагаются ферменты, обеспечивающие реакции обмена веществ в прокариотической клетке. Поверх плазматической мембраны клетки прокариот покрыты оболочкой, состоящей из углеводов, напоминающей клеточную стенку растительных клеток. Однако эта стенка образована не клетчаткой, как у растений, а другими полисахаридами - пектином и муреином. В цитоплазме прокариотических клеток нет мембранных органоидов: митохондрий, пластидов, ЭПС, комплекса Гольджи, лизосом. Их функции выполняют складки и впячивания наружной мембраны - мезосомы. В цитоплазме прокариот беспорядочно располагаются мелкие рибосомы. Цитоскелета в прокариотических клетках тоже нет, но иногда встречаются жгутики, которые способствуют передвижению бактерий. На поверхности бактериальной клетки находятся пили - белковые нити, с помощью которых бактерии присоединяются к субстрату или поверхности. Половые пили служат для обмена генетического материала между различными бактериями.
Фотосинтезирующие бактерии - цианобактерии, имеют в клетках фотосинтезирующие мембраны или тилакоиды, в которых содержатся пигменты, участвующие в процессе фотосинтеза (Рис. 6), такие как хлорофилл.
Рис. 6. Цианобактерия ()
На тилакоидах содержатся пигменты, являющиеся вспомогательными при процессе фотосинтеза - фикобилины: аллофикоцианин, фикоэритрин и фикоцианин. Фикобилины образуют прочные соединения с белками (фикобилинпротеиды). Связь между фикобилинами и белками разрушается только кислотой.
В клетках прокариот откладываются и запасные питательные вещества, отложение или запас происходит в результате избытка питательных веществ, а потребление при недостатке питательных веществ. К запасным питательным веществам относятся полисахариды (крахмал, гликоген, гранулеза), липиды (гранулы или капли жира), полифосфаты (источник фосфора и энергии).
Большинство эукариот являются аэробами, то есть используют в энергетическом обмене кислород воздуха. Напротив, многие прокариоты являются анаэробами, и кислород для них вреден. Некоторые бактерии, называемые азотфиксирующими, способны усваивать азот воздуха, чего эукариоты делать не могут. Те виды прокариот, которые получают энергию благодаря фотосинтезу, содержат особую разновидность хлорофилла, который может располагаться на мезосомах.
В неблагоприятных условиях (холод, жара, засуха) многие бактерии образуют споры. При спорообразовании вокруг бактериальной хромосомы образуется особая плотная оболочка, а остальное содержимое клетки отмирает. Спора может десятилетиями находиться в неактивном состоянии, а в благоприятных условиях из нее снова прорастает активная бактерия (Рис. 7).
Рис. 7. Схема образования спор у бактерий ()
Чаще всего прокариоты размножаются бесполым путем: ДНК удваивается, и далее клетка делится в поперечной плоскости пополам (Рис. 8). В благоприятных условиях бактерии способны делиться каждые 20 минут; при этом потомство от одной клетки через трое суток теоретически имело бы массу 7500 тонн! К счастью, таких условий в принципе быть не может.
Рис. 8. Размножение прокариот ()
Половое размножение у прокариот наблюдается гораздо реже, чем бесполое, однако оно очень важно, так как при обмене генетической информацией бактерии передают друг другу устойчивость к неблагоприятным воздействиям (например, к лекарствам). При половом процессе бактерии могут обмениваться как участками бактериальной хромосомы, так и особыми маленькими кольцевыми двуцепочечными молекулами ДНК - плазмидами. Обмен может происходить через цитоплазматический мостик между двумя бактериями или с помощью вирусов, усваивающих участки ДНК одной бактерии и переносящих их в другие бактериальные клетки, которые они заражают.
Мы рассмотрели прокариотическую клетку, которая организована достаточно просто по сравнению с эукариотической клеткой, основным отличием которой является отсутствие оформленного ядра, кольцевая молекула ДНК располагается в цитоплазме свободно и не окружена ядерной оболочкой. В прокариотической клетке нет мембранных органелл, которые свойственны эукариотическим клеткам.
Список литературы
- Беляев Д.К. Общая биология. Базовый уровень. - 11 издание, стереотипное. - М.: Просвещение, 2012.
- Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Общая биология, 10-11 класс. - М.: Дрофа, 2005.
- Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 6-е изд., доп. - Дрофа, 2010.
- Biobib.ru ().
- Cat.convdocs.org ().
- Bio-faq.ru ().
Домашнее задание
- Каково основное различие между прокариотическими и эукариотическими клетками?
- Что такое бактериальная хромосома?
- Как происходит половое размножение прокариот?
Самое очевидное отличие прокариот от эукариот заключается в наличии у последних ядра , что отражено в названии этих групп: «карио» с древнегреческого переводится как ядро, «про» - до, «эу» - хорошо. Отсюда прокариоты - это доядерные организмы, эукариоты - ядерные.
Однако это далеко не единственное и возможно не главное отличие прокариотических организмов от эукариот . В клетках прокариот вообще нет мембранных органоидов (за редким исключением) - митохондрий, хлоропластов, комплекса Гольджи, эндоплазматической сети, лизосом. Их функции выполняют выросты (впячивания) клеточной мембраны, на которых располагаются различные пигменты и ферменты, обеспечивающие процессы жизнедеятельности.
У прокариот нет характерных для эукариот хромосом. Их основной генетический материал - это нуклеоид , обычно имеющий форму кольца. В эукариотических клетках хромосомы представляют собой комплексы ДНК и белков-гистонов (играют важную роль в упаковке ДНК). Эти химические комплексы называются хроматином . Нуклеоид прокариот не содержит гистонов, а форму ему придают связанные с ним молекулы РНК.
Хромосомы эукариот находятся в ядре. У прокариот нуклеоид находится в цитоплазме и обычно крепится в одном месте к мембране клетки.
Кроме нуклеоида в прокариотических клетках бывает разное количество плазмид - нуклеоидов существенно меньшего размера, чем основной.
Количество генов в нуклеоиде прокариот на порядок меньше, чем в хромосомах. У эукариот есть множество генов, выполняющих регуляторную функцию по отношению к другим генам. Это дает возможность эукариотическим клеткам многоклеточного организма, содержащим одну и ту же генетическую информацию, специализироваться; изменяя свой метаболизм, более гибко реагировать на изменения внешней и внутренней среды. Отличается и структура генов. У прокариот гены в ДНК располагаются группами - оперонами. Каждый оперон транскрибируется как единое целое.
Отличия прокариот от эукариот есть и в процессах транскрипции и трансляции. Самое главное заключается в том, что в прокариотических клетках эти процессы могут протекать одновременно на одной молекуле матричной (информационной) РНК: в то время как она еще синтезируется на ДНК, на готовом ее конце уже «сидят» рибосомы и синтезируют белок. В эукариотических клетках мРНК после транскрипции претерпевает так называемое созревание. И только после этого на ней может синтезироваться белок.
Рибосомы прокариот меньше (коэффициент седиментации 70S), чем у эукариот (80S). Отличается количество белков и молекул РНК в составе субъединиц рибосом. Следует отметить, что рибосомы (а также генетический материал) митохондрий и хлоропластов схожи с прокариотами, что может говорить об их происхождении от древних прокариотических организмов, оказавшихся внутри клетки-хозяина.
Прокариоты отличаются обычно более сложным строением своих оболочек. Кроме цитоплазматической мембраны и клеточной стенки у них также имеется капсула и другие образования, в зависимости от типа прокариотического организма. Клеточная стенка выполняет опорную функцию и препятствует проникновению вредных веществ. В состав клеточной стенки бактерий входит муреин (гликопептид). Среди эукариот клеточная стенка есть у растений (ее основной компонент - целлюлоза), у грибов - хитин.
Прокариотические клетки делятся бинарным делением. У них нет сложных процессов клеточного деления (митоза и мейоза) , характерных для эукариот. Хотя перед делением нуклеоид удваивается, так же как хроматин в хромосомах. В жизненном цикле эукариот наблюдается чередование диплоидной и гаплоидной фаз. При этом обычно преобладает диплоидная фаза. В отличие от них у прокариот такого нет.
Клетки эукариот различны по размерам, но в любом случае существенно крупнее прокариотических (в десятки раз).
Питательные вещества в клетки прокариот поступают только с помощью осмоса. У эукариотических клеток кроме этого может также наблюдаться фаго- и пиноцитоз («захват» пищи и жидкости с помощью цитоплазматической мембраны).
В целом отличие прокариот от эукариот заключается в однозначно более сложном строении последних. Считается, что клетки прокариотического типа возникли путем абиогенеза (длительной химической эволюции в условиях ранней Земли). Эукариоты появились позже от прокариотов, путем их объединения (симбиотическая, а также химерная гипотезы) или эволюции отдельно взятых представителей (инвагинационная гипотеза). Сложность клеток эукариот позволила им организовать многоклеточный организм, в процессе эволюции обеспечить все основное разнообразие жизни на Земле.
Таблица отличий прокариот от эукариот
| Признак | Прокариоты | Эукариоты |
|---|---|---|
| Клеточное ядро | Нет | Есть |
| Мембранные органоиды | Нет. Их функции выполняют впячивания клеточной мембраны, на которых располагаются пигменты и ферменты. | Митохондрии, пластиды, лизосомы, ЭПС, комплекс Гольджи |
| Оболочки клетки | Более сложные, бывают различные капсулы. Клеточная стенка состоит из муреина. | Основной компонент клеточной стенки целлюлоза (у растений) или хитин (у грибов). У клеток животных клеточной стенки нет. |
| Генетический материал | Существенно меньше. Представлен нуклеоидом и плазмидами, которые меют кольцевую форму и находятся в цитоплазме. | Объем наследственной информации значительный. Хромосомы (состоят из ДНК и белков). Характерна диплоидность. |
| Деление | Бинарное деление клетки. | Есть митоз и мейоз. |
| Многоклеточность | Для прокариот не характерна. | Представлены как одноклеточными, так и многоклеточными формами. |
| Рибосомы | Мельче | Крупнее |
| Обмен веществ | Более разнообразный (гетеротрофы, фотосинтезирующие и хемосинтезирующие различными способами автотрофы; анаэробное и аэробное дыхание). | Автотрофность только у растений за счет фотосинтеза. Почти все эукариоты аэробы. |
| Происхождение | Из неживой природы в процессе химической и предбиологической эволюции. | От прокариот в процессе их биологической эволюции. |
| Признаки | Эукариоты | Прокариоты |
| Ядерная оболочка | Присутствует | Отсутствует |
| ДНК | Находится в форме линейных хромосом, где ДНК связана с белками гисто-нами, причем на долю белков приходится до 65 % массы хромосомы | Обычно одна кольцевая хромосома, всегда связанная с плазматической мембраной. Суперспирали-зованная «голая» (без белков) ДНК собрана в петли (около 120), отходящие от центральной области, в которой они связаны небольшим количеством белковых молекул |
| Комплекс Гольджи | Присутствует | Отсутствует |
| ЭПС | Присутствует | Отсутствует |
| Лизосомы | Присутствуют | Отсутствуют |
| **Жгутики | Покрыты мембраной, в середине две центральные микротрубочки, по периферии - девять двойных микротрубочек, в основании - базальные тельца | Принципиально отличны от жгутиков эукариот. В основании базальное тельце с 2 или 4 дисками и крючок. Сам жгутик - микротрубочка из белка флагеллина |
| Рибосомы | Состоят из двух субъединиц, коэффициент седиментации 80, содержат молекулы белка и четыре молекулы рРНК | Состоят из двух субъединиц, коэффициент седиментации 70, содержат молекулы белка и три молекулы рРНК |
| Клеточный центр | Присутствует | Отсутствует |
| **Цито-скелет | Присутствует | Отсутствует |
| Признаки | Эукариоты | Прокариоты |
| Митохондрии | Присутствуют | Отсутствуют |
| Пластиды у автотрофов | Присутствуют | Отсутствуют |
| Способ поглощения нищи | За счет осмоса; путем фагоцитоза и пиноцитоза. Захват пищи ртом у многоклеточных животных | За счет осмоса |
| Пищевари-гсльные вакуоли | Присутствуют | Отсутствуют |
Задание 2.21. Заполните таблицу
Таблица 15
Сравнительная характеристика клеток эукариот
| Признаки | Царство Животные | Царство Растения | Царство Грибы |
| Клеточная стенка | Отсутствует, на поверхности мембраны находится гликока-ликс | Образована целлюлозой (клетчаткой) | Образована хитином |
| Резервное питательное вещество | Гликоген | Крахмал | Гликоген |
| Наличие пластид | Как правило, отсутствуют | Присутствуют | Отсутствуют |
| Пишите митохондрий | Присутствуют | Присутствуют | Присутствуют |
| Центриоли в клеточном центре | Присутствуют | Отсутствуют у высших растений | Отсутствуют |
| Способ поглащения пищи | Захват пищи | За счет осмоса | За счет осмоса |
ДЗ№14
Задание 2.22. Тест «Ядро. Эукариоты, прокариоты»
1. Оболочка ядра образована:
1. Мембраной, имеющей 3. Одной мембраной, поры
поры. отсутствуют.
2. Двумя мембранами, 4. Двумя мембранами, поры
имеет поры. отсутствуют.
2. Ядрышки в ядре обеспечивают:
1. Синтез белков. 3. Образование субъединиц
2. Удвоение ДНК. рибосом.
4. Образование центриолей клеточного центра.
3. Наследственную информацию клетки хранят:
1.ДНК. З.Липиды.
2. Белки хромосом. 4. Углеводы.
*4. К прокариотам относятся:
1. Вирусы. 4. Синезеленые.
2. Грибы. 5. Животные.
3.
Растения. 6. Бактерии.
*5. К эукариотам относятся:
1. Вирусы. 4. Синезеленые.
2. Грибы. 5. Животные.
3. Растения. 6. Бактерии.
*6. Симбионтами эукариотической клетки считаются:
1. Рибосомы. 3. Митохондрии.
2.
Комплекс Гольджи. 4. Пластиды.
*7. У прокариот отсутствуют:
1. Митохондрии. 5. Комплекс Гольджи.
2. Пластиды. 6. ЭПС.
3. Ядро. 7. Лизосомы.
4. Рибосомы. 8. Клеточный центр.
8. Вещество, характерное для клеточной стенки грибов:
1. Целлюлоза (клетчатка). 3. Муреин.
2. Хитин. 4. Такого вещества нет.
9. Запасное питательное вещество, характерное для грибов:
1. Крахмал. 3. Гликоген.
2. Глюкоза. 4. Такого вещества нет.
10. В клеточном центре не имеют центриолей:
1. Низшие растения. 3. Многоклеточные животные.
2. Высшие растения. 4. Простейшие.
Задание 2.23. Определите правильность суждений,
относящихся к теме «Органоиды клетки.
Прокариоты, эукариоты»
1. Лизосомы образуются в комплексе Гольджи.
2. Рибосомы отвечают за синтез белка.
3. Кмембранам шероховатой ЭПС прикреплены рибосомы.
4. Комплекс Гольджи отвечает за выведение продуктов биосинтеза из клетки.
5. Митохондрии присутствуют в растительных и животных клетках.
6. Хромопласты имеют зеленую окраску.
7. Лейкопласты могут превращаться вхлоропласты.
8. Длярастительных клеток характерна центральная вакуоль.
9. В ядрышках синтезируются субъединицы рибосом.
10. Ядро - одномембранный органоид.
11. В ядре происходит синтез рибосомальных белков.
**12. Высшиерастения не имеют центриолей.
13. В клетках грибов встречаются хлоропласты.
14. У растений нет митохондрий.
** 15. У водорослей в клеточном центре есть центриоли.
16. Грибы относятся к эукариотам.
17. Грибы относятся к царству Растения.
18. В состав клеточной стенки грибов входит хитин.
19. Основное запасное вещество грибов - крахмал.
20. В клетках грибов хлоропласты отсутствуют.
21. Прокариоты имеют кольцевую ДНК.
22. Прокариоты имеют одну линейную хромосому.
**23. Бактерии имеют 70S рибосомы.
**24. Бактерии имеют 80S рибосомы.
ЗАЧЕТ 2
Задание 2.24. Вопросы к зачету по теме «Структура и функции клетки»
I. Когда и кем были созданы первые два положения клеточной и теории?
2. Кто доказал, что новые клетки образуются путем деления материнской клетки?
3. Кто показал, что клетка является единицей развития?
4. Чем образована плазмалемма?
5. Из каких слоев состоят оболочки животной и растительной клеток?
6. Перечислите функции клеточной оболочки.
7. Назовите виды транспорта через клеточную мембрану.
8. Что такое фагоцитоз и пиноцитоз?
9. В каком участке клетки образуются субъединицы рибосом?
10. Каковы функции рибосом?
11. ** 11. Каков коэффициент седиментации прокариотических рибосом и эукариотических?
12. Какие виды эндоплазматической сети вам известны и каковы их функции?
13. Какие функции выполняет комплекс Гольджи?
14. Какие функции выполняют лизосомы?
15. Какие органоиды клетки называют органоидами дыхания?
16. Как происходят взаимопревращения пластид?
17. Как называется внутренняя среда у митохондрий и пластид?
18. Чем образованы центриоли клеточного центра?
19. Какие эукариоты не имеют центриолей?
20. Каковы функции клеточного центра?
21. Перечислите органоиды движения клетки.
22. Перечислите одномембранные органоиды клетки.
23. Перечислите двумембранные органоиды клетки.
24. Перечислите немембранные органоиды клетки.
25. В каких клеточных органоидах имеется ДНК?
26. Каковы функции ядра?
27.Какие органоиды отсутствуют в растительной клетке высших растений?
28. Какое вещество характерно для стенок растительных клеток?
29.Какие органоиды отсутствуют в клетках многоклеточных животных?
30. Какие органоиды эукариотической клетки возникли в резульгате симбиоза?
31. Какие клеточные органоиды способны к самоудвоению?
32. Приведите классификацию эукариот.
33. Какое вещество характерно для стенок клеток грибов?
34. Какое запасное вещество характерно для клеток грибов?
35.Приведите классификацию прокариот
36. Какие органоиды отсутствуют у прокариот?
37. Какое вещество характерно для стенок бактериальных клеток?
38. Как происходит размножение прокариот?
39. В какой форме находится генетический материал у эукариотческой клетки?
40.В какой форме находится генетический материал у прокариотической клетки?
ДЗ№15
Задание 3.1. Заполните таблицу
Таблица 16 Различия в обмене веществ между гетеротрофами и автотрофами
Задание 3.2. Определите правильность суждений, относящихся к теме «Обмен веществ и энергии»
1. Гетеротрофные организмы используют для синтеза органических соединений неорганический источник углерода - СО 2 .
2. Гетеротрофные организмы, которые в качестве источника энергии используют энергию химических связей органических веществ, относятся к хемогетеротрофам.
3. Первые гетеротрофные организмы Земли были анаэробными организмами.
4. В настоящее время все гетеротрофы используют кислород для дыхания, для окисления органических веществ.
5. Автотрофные организмы способны использовать углеродуглекислого газа для синтеза органических соединений.
6. Хемоавтотрофные организмы в качестве основного источника энергии используют энергию химических связей молекул органичесих веществ.
7. Фотоавтотрофные организмы в качестве источника энергии используют энергию света, в качестве источника углерода – СО 2
8. Наиболее древние фотосинтезирующие организмы Земли (зеленые и пурпурные бактерии) при фотосинтезе выделяют О 2 .
9. Синезеленые (цианобактерии) при фотосинтезе впервые стали выделять кислород в атмосферу.
10. В результате симбиоза бактерий-окислителей с анаэробной клеткой бактерии преобразовались в митохондрии.
11. В результате симбиоза синезеленых с древней эукариотической клеткой появились растения, при этом синезеленые трансформировались в хлоропласты.
12. Ассимиляция - совокупность реакций обмена веществ в клетке.
13. Диссимиляция - совокупность реакций распада и окисления, протекающих в клетке.
14. Реакции пластического обмена идут с потреблением энергии.
15. Реакции энергетического обмена идут с выделением энергии.
Задание 3.3. Заполните таблицу
Таблица 17 Реакции ассимиляции и диссимиляции
ДЗ№16
Таблица 18 Фотосинтез
| Фазы фотосинтеза | Процессы, происходящие в данной фазе | Результаты процессов |
| Световая фаза | За счет световой энергии происходит окисление хлорофилла. Восстановление его происходит за счет электронов, отбираемых у водорода воды. Создается разность потенциалов между внутренней и наружной сторонами мембраны тилакоида, и с помощью АТФ-синтетазы образуется АТФ, при этом происходит восстановление НАДФ+ доНАДФ Н 2 | Происходит фотолиз воды, при котором выделяется О 2 , энергия света превращается в энергию химических связей АТФ иНАДФН 2 |
| Темновая фаза | Происходит фиксация СО?. В реакциях цикла Кальвинапревращается СОг в глюкозу за счет АТФ и восстановительной силы НАДФ Н^ образованных в световую фазу | Образование моносахаридов |
Задание 3.8. Тест «Фотосинтез»
*1. Максимально используются в световую фазу фотосинтеза:
1. Красные лучи. 3. Зеленые лучи.
2. Желтые лучи. 4. Синие лучи.
2. Фотосинтетические пигменты располагаются:
3. В строме. пласта.
3. Протоны в световую фазу фотосинтеза накапливаются:
1. В мембранах тилакоидов. 4. В межмембранном
2. В полости тилакоидов. пространстве хлоро-
3. В строме. пласта.
4. Реакции темновой фазы фотосинтеза происходят:
1. В мембранах тилакоидов. 4. В межмембранном
2. В полости тилакоидов. пространстве хлоро-
3.
В строме. пласта.
*5. В световую фазу фотосинтеза происходит:
1. Образование АТФ. 3. Выделение О 2
2. Образование НАДФ ■ Н. 4. Образование углеводов.
6. В темновую фазу фотосинтеза происходит:
1. Образование АТФ. 3. Выделение О г
2. Образование НАДФ Н 2 . 4. Образование углеводов.
7. При фотосинтезе происходит выделение О 2 , который образуется при разложении:
1.СО 2 . З.СО 2 иН 2 О.
2. (Я 2 О.) 4. С 6 Н, 2 О 6 .
8. Реакции цикла Кальвина происходят:
1. В мембранах тилакоидов. 3. В полостях тилакоидов.
2. В строме. 4. И в тилакоидах, и в строме.
*9. Синтезировать органические вещества, используя неорганический источник углерода, способны:
10. Синтезировать органические вещества, используя только органический источник углерода, способны:
1. Хемоавтотрофы. 3. Фотоавтотрофы.
2. Хемогетеротрофы. 4. Все вышеперечисленные.
ДЗ№17
Тема: Энергетический обмен
Задание 3.9. Тест «Гликолиз»
*1. На подготовительном этапе энергетического обмена происходит:
1. Гидролиз белков до 2. Гидролиз жиров
аминокислот до глицерина и жирных кислот.
3. Гидролиз углеводов 4. Гидролиз нуклеиновых
до моносахаридов. кислот до нукяеотидов.
2. Обеспечивают гликолиз:
1. Ферменты пищеваритель- 3. Ферменты цикла Кребса.
ного тракта и лизосом.
2. Ферменты цитоплазмы. 4. Ферменты дыхательной цепи.
3. В результате бескислородного окисления в клетках у животных при недостатке О 2 образуется:
1.ПВК. 3. Этиловый спирт.
4. В результате бескислородного окисления в клетках у растений при недостатке О 2 образуется:
1. ПВК. 3. Этиловый спирт
2. Молочная кислота. 4. Ацетил-КоА.
5. Энергия, образующаяся при гликолизе одного моля глюкозы, равна:
1.200кДж. 3. бООкДж.
2. 400 кДж. 4. 800 кДж.
6. Три моля глюкозы подверглось гликолизу в животных клетках при недостатке кислорода. При этом углекислого газа выделилось:
1. 3 моль. 4. Углекислый газ в животных
2. 6 моль. клетках при гликолизе
3.12 моль. не выделяется.
**7. К биологическому окислению относятся:
1. Окисление вещества А в реакции: А + О 2 -» AO 2
2. Дегидрирование вещества А в реакции: АН 2 + В -> А + ВН,.
3. Потеря электронов (например, Fe 2+ в реакции: Fe 2+ -^Fe 3+ + e).
4. Приобретение электронов (например, Fe 3+ в реакции: Fe 2+ ->
-> Fe 3+ + e~).
*8. Реакции подготовительного этапа энергетического обмена происходят:
1. В пищеварительном 3. В цитоплазме.
тракте. 4. В лизосомах.
2. В митохондриях.
9. Энергия, которая выделяется в реакциях подготовительного этапа энергетического обмена:
2. Запасается в форме АТФ.
3. Большая часть рассеивается в форме тепла, меньшая - запасается в форме АТФ.
4. Меньшая часть рассеивается в форме тепла, большая - запасается в форме АТФ.
10. Энергия, которая выделяется в реакциях гликолиза:
1. Рассеивается в форме тепла.
2. Запасается в форме АТФ.
3. 120 кДж рассеивается в форме тепла, 80 кДж запасается в форме АТФ.
4. 80 кДж рассеивается в форме тепла, 120 кДж запасается в форме АТФ.
Задание 3.11. Тест «Кислородное окисление»
1. Реакции кислородного окисления происходят:
1. В цитоплазме клетки. 3. Во всех органоидах и цитоплазме.
2. В ядре клетки. 4. В митохондриях.
2. В результате гликолиза образуется и поступает в митохондрию:
1. Глюкоза. 3. Пировиноградная кислота.
2. Молочная кислота. 4. Ацетил-КоА.
3. В цикл Кребса включается:
1.ПВК. 3. Этиловый спирт.
2. Молочная кислота. 4. Ацетильная группа.
*4. В реакциях цикла Кребса происходит:
1. Дегидрирование ацетильной группы.
3. Образуется одна молекула АТФ при разрушении каждой ацетильной группы.
4. В результате работы АТФ-синтетазы образуется 34 моля АТФ.
5. Реакции цикла Кребса происходят:
1. В матриксе митохондрий.
2. В цитоплазме клеток.
3. На внутренней мембране митохондрий на ферментах дыхательной цепи.
4. В межмембранном пространстве митохондрий.
6. При полном разрушении в митохондрии одной молекулы ПВК образуется:
1.12 пар атомов водорода. 3. 6 пар атомов водорода.
7. При полном разрушении одной молекулы глюкозы в дыхательную цепь транспортируется:
1. 12 пар атомов водорода. 3. 6 пар атомов водорода.
2. 10 пар атомов водорода. 4. 5 пар атомов водорода.
8. Протонный резервуар митохондрий находится:
1. В межмембранном пространстве.
2. В матриксе.
3.На внутренней стороне внутренней мембраны
4. В матриксе и на внутренней стороне внутренней мембраны.
9. АТФ-синтетазой при восстановлении 12 пар атомов водорода образуется:
1. 38 молекулы АТФ. 3. 34.молекулы АТФ.
2. 36 молекулы АТФ. 4. 42 молекулы АТФ.
10. При полном окислении одного моля глюкозы образуется:
1. 38 моля АТФ. 3. 34 моля АТФ.
2. 36 молей АТФ. 4. 42 моля АТФ.
ДЗ№18
Задание 3.15. Тест «Код ДНК. Транскрипция»
1. Триплетность генетического кода проявляется в том, что:
1.Одну аминокислоту кодируют не один, не два, а три нуклеотида.
2. Вырожденность генетического кода проявляется в том, что:
3.Одну аминокислоту могут кодировать до 6 кодонов.
4.Рамка считывания всегда равна трем нуклеотидам, один нуклеотид не может входить в состав двух кодонов.
5.У всех организмов Земли генетический код одинаков.
3. Однозначность генетического кода проявляется в том, что:
1. Одну аминокислоту кодируют не один, не два, а три нуклеотида.
2.Один кодон всегда кодирует одну аминокислоту.
3.Одну аминокислоту могут кодировать до 6 кодонов.
4.Рамка считывания всегда равна трем нуклеотидам, один нуклеотид не может входить в состав двух кодонов.
5.У всех организмов Земли генетический код одинаков.
4. Универсальность генетического кода проявляется в том, что:
2. Один кодон всегда кодирует одну аминокислоту.
5. Неперекрываемость генетического кода проявляется в том, что:
1. Одну аминокислоту кодируют не один, не два, а три нуклеотида.
2. Один кодон всегда кодирует одну аминокислоту.
3. Одну аминокислоту могут кодировать до 6 кодонов.
4. Рамка считывания всегда равна трем нуклеотидам, один нуклеотид не может входить в состав двух кодонов.
5. У всех организмов Земли генетический код одинаков.
6.Транскрипция - это:
1. Удвоение ДНК.
2. Синтез иРНК на ДНК.
3. Синтез полипептидной цепочки на иРНК.
4.
Синтез иРНК, затем синтез на ней полипептидной цепочки.
*7. ДНК содержится:
1. В ядре. 5. В комплексе Гольджи.
2. В митохондриях.
3. В пластидах..
4. В лизосомах. 8.
*8. В ДНК может быть зашифрована структура:
1. Полипептидов. 5. рРНК.
2. Полисахаридов. 6. Олигосахаридов.
3. Жиров. 7. Моносахаридов.
4. тРНК. 8. Жирных кислот.
9. Кодовые триплеты ДНК кодируют :
1.10 аминокислот. 3. 26 аминокислот.
2.20 аминокислот. 4. 170 аминокислот.
10. Все многообразие аминокислот, входящих в состав белков, кодируют:
1. 20 кодовых триплетов. 3. 61 кодовый триплет.
2. 64 кодовых триплета. 4. 26 кодовых триплетов.
11. Матрицей при транскрипции являются:
1. Кодирующая цепь ДНК. 3. иРНК.
2. Обе цепи. 4. Цепь ДНК, комплементарная
кодогенной.
*12. Для транскрипции необходимы:
1. АТФ. 5.ТТФ.
2. УТФ. 6. Кодирующая цепь ДНК.
3. ГТФ. 7. Рибосомы.
4. ЦТФ. 8. РНК-полимераза.
13. Участок молекулы ДНК, с которого происходит транскрипция,
содержит 30 000 нуклеотидов. Для транскрипции потребуется:
1. 30 000 нуклеотидов. 3. 60 000 нуклеотидов.
2. 15 000 нуклеотидов. 4. 90 000 нуклеотидов.
14. РНК-полимераза при транскрипции движется:
15. РНК-полимераза способна собирать полинуклеотид:
1. От 5"-конца к З"-концу. 3. Начиная с любого конца.
2.От З"-конца к 5"-концу. 4. В зависимости от фермента.
ДЗ№19
Задание 3.18. Заполните таблицу
Таблица 20 Биосинтез белка
| Что происходит на данном этапе | Что необходимо | |
| Транскрипция: образование иРНК | /. Кодирующая цепь ДНК | /. Кодирует последовательность аминокислот |
| 2. Фермент РНК-полимераза | 2. Образует иРНК | |
| 3. АТФ, УТФ, ГТФ, ЦТФ | 3. Материал и энергия для синтеза и РНК | |
| Трансляция: синтез па иРНК молипептид-иой цепочки | 1. иРНК | 1. Переносит информацию о строении белка из ядра в цитоплазму |
| 2. Рибосомы | 2. Органоиды, отвечающие за синтез полипептидов | |
| Что происходит на данном этапе | Что необходимо | Функции структур, веществ и органоидов, принимающих участие в процессе |
| Трансляция: синтез на иРНК полипептидной цепочки | 3. тРНК | 3. Молекулы, транспортирующие аминокислоты в рибосомы |
| 4. Аминокислоты | 4. Строительный материал | |
| 5. Ферменты ами-ноацил-тРНК-синтетазы | 5. Присоединяют аминокислоты к соответствующей тРНК за счет энергии АТФ | |
| 6. Энергия в форме AT Ф, ГТФ | 6. Энергия для присоединения аминокислот к 3 "-концу тРНК, для сканирования, образования пептидных связей, движения рибосомы |
Задание 3.19. Тест «Трансляция»
*1. К реакциям матричного синтеза относятся:
1. Репликация ДНК. 3. Трансляция.
2. Транскрипция. 4. Образование нуклеотидов.
2. Если информационная РНК состоит из 156 нуклеотидов (вместе с терминальным триплетом), то на ней закодировано:
1. 156 аминокислот. 3. 52 аминокислоты.
2.
155 аминокислот. 4. 51 аминокислота.
**3. Сколько известно различных видов тРНК?
1. 20 различных видов, столько же, сколько и аминокислот.
2.Один вид, который транспортирует все 20 видов аминокислот.
3.61 вид тРНК, столько же, сколько кодовых триплетов.
4.Более 30, так как с одним кодоном могут соединяться неколько антикодоновразных тРНК, последний нуклеотид в антикодоне не всегда важен.
4. Аминокислота соединяется со своей тРНК:
1.С помощью фермента аминоацил-тРНК-синтетазы без затраты АТФ.
2.С помощью фермента аминоацил-тРНК-синтетазы с затратой АТФ.
3.С помощью фермента РНК-полимеразы без затраты АТФ.
4. С помощью фермента РНК-полимеразы с затратой АТФ.
**5. Как происходит инициация трансляции?
1. Рибосома присоединяется к 5"-концу иРНК, в П-участок заходит метиониновая тРНК с метионином.
2. Малая субъединица рибосомы присоединяется к иРНК и сканирует ее до инициирующего кодона, затем присоединяется большая субъединица рибосомы и в П-участок заходит метиониновая тРНК с метионином.
3. (Малая субъединица рибосомы присоединяется к иРНК, в П-участок заходит тРНК с метионином, инициаторный комплекс сканирует иРНК до инициирующего кодона, затем присоединяется большая субъединица рибосомы.)
6. Каждая следующая тРНК со своей аминокислотой попадают:
1. В любой, или А-, или Р-участок рибосомы.
2. Только в А-участокрибосомы.
3. Только в Р-участок рибосомы.
4. В зависимости от вида тРНК, некоторые - в А-участок, другие - в Р-участок.
7. В функциональном центре рибосомы имеется:
1.3 нуклеотида. 3.9 нуклеотидов.
2. 6 нуклеотидов. 4. 12 нуклеотидов.
*8. Для трансляции необходимы:
1.Кодирующая цепь ДНК.
2.ДНК-полимераза.
3.РНК-полимераза.
4.Аминоацил-тРНК-синтетазы.
5.Нуклеотиды.
9. Синтез полипептидной цепи на матрице иРНК - это:
1. Репликация. 3. Транскрипция.
2.Трансляция. 4. Процессинг.
10. Рибосома по иРНК может двигаться:
1. От 5"- к 3"-концу. 3. В обоих направлениях.
2. От 3"- к 5"-концу. 4. В зависимости от син-
тезируемого белка.
ЗАЧЕТ 3
Задание 3.2O. Вопросы к зачету по теме «Обмен веществ»
1. Что такое ассимиляция?
2. Что такое диссимиляция?
3. Какие организмы называются автотрофами?
4. На какие группы делятся автотрофы?
5. Какие организмы называются гетеротрофами?
6. Какие три этапа энергетического обмена вам известны?
7. Каковы продукты гидролиза белков, жиров, углеводов, нукле
иновых кислот на подготовительном этапе?
8. Что происходит с энергией, выделяющейся на подготовитель
ном этапе энергообмена?
9. Где расположены ферменты бескислородного этапа энергооб
мена?
10. Какие продукты и сколько энергии образуется при гликолизе?
11. Как называются реакции, связанные с дегидрированием и декарбоксилированием, которые протекают в матриксе митохондрий?
12. Сколько молекул АТФ образуется при дегидрировании и декарбоксилировании ацетильной группы в цикле Кребса?
13. Сколько пар атомов водорода транспортируется на дыхательную цепь при полном дегидрировании 2 молекул ПВК?
14. Какие ферменты перекачивают протоны в протонный резервуар митохондрий?
15. . Напишите общую формулу энергетического обмена.
16. Что может быть закодировано в ДНК?
17. Что означает триплетность генетического кода?
18. Что означает однозначность генетического кода? Сколько триплетов кодируют 20 видов аминокислот?
19. В чем заключается вырожденность генетического кода?
20. Что означает универсальность генетического кода?
21. Что означает неперекрываемость генетического кода?
22. Что такое транскрипция?
23. Что необходимо для транскрипции?
24. Участок ДНК содержит 300 000 нуклеотидов. Сколько нуклеотидов нужно для репликации и для транскрипции?
25. В каком направлении движется РНК-полимераза по кодирующей цепи?
26. иРНК вместе с терминальным триплетом состоит из 156 нуклеотидов. Сколько аминокислот закодировано в этой иРНК?
27. Что такое трансляция?
28. Что необходимо для трансляции?
29. Сколько нуклеотидов в ФЦР рибосомы?
30. В какой участок ФЦР поступает тРНК с новой аминокислотой?
31. Напишите общую формулу фотосинтеза.
33. Где происходят световые реакции фотосинтеза?
34. Что происходит в световую фазу фотосинтеза?
35. Где находятся протонные резервуары в хлоропласте?
36. Где происходят темновые реакции фотосинтеза?
37. Что происходит в темновую фазу фотосинтеза?
**38. Какая (какие) фотосистема (фотосистемы) есть у фотосинтезирующих серобактерий?
**39. Какая (какие) фотосистема (фотосистемы) есть у синезеле-ных?
40. Кто открыл процесс хемосинтеза?
Похожая информация.