Гіпермаркет Знань>>Біологія>>Біологія 10 клас. Повні уроки>>Біологія: Будова клітини еукаріотів. Повні уроки

Тема

• Будова клітини еукаріотів.

Мета уроку

• познайомитися із структурою еукаріотичної клітини.

Задачі уроку

• вивчити будову клітин еукаріотів.

Хід уроку

Будова клітини еукаріотів

Друга основна категорія живих істот - це еукаріоти, тобто організми, клітини яких містять істинне ядро. Клітини еукаріот більші і складніші за будовою, ніж клітини прокаріот. Які ще відмінності еукаріотів від прокаріотів ви знаєте?

Давайте уважно розглянемо малюнок 1.

Мал. 1 Порівняннвя еукаріотів з прокаріотами

У ядрі, оточеному мембраною, ув'язнена велика частина ДНК, яка таким чином відокремлена від цитоплазми. У цитоплазмі містяться різні органели, кожна з яких має характерну структуру, - мітохондрії, лізосоми, центріолі. Клітини еукаріот такі різноманітні по розмірах і формі і настільки спеціалізовані, що описати "типову" клітину практично неможливо. Діти, подивіться на малюнки 2 і 3, щоб зрозуміти, якої форми бувають еукаріоти.

Багато клітин мають далеко не сферичну форму. Наприклад, еритроцити людини є дисками розміром 8•8•(1-2) мкм і об'ємом 80 мкм3. Клітини рослинних волокон не досягають скількох мм в довжину. Нервові клітини тварин мають довгі відростки, аксони, у людини їх довжина досягає 1м. Давайте розглянемо наступне відео, щоб зрозуміти з чого складається клітина.

Відео 1 «Будова клітини»

Мал. 2 Еритроцити людини

Мал. 3 Нервові клітини

Ядро

Діаметр ядра клітини тварини дорівнює ~5 мкм, а об'єм ~ 65 мкм3. За винятком того періоду, коли клітина ділиться, ядро щільно і майже рівномірно заповнено ДНК. Навіть за допомогою електронного мікроскопа не вдається розрізнити в ядрі якої-небудь певної структури. Внаслідок своїх кислотних властивостей ДНК забарвлюється основними барвниками. Задовго до виникнення сучасної біохімії ядерна речовина, що забарвлюється цими барвниками, дістала назву хроматин.

Учні, подивіться на малюнок 4. З чого складається ядро еукаріот?

Мал. 4 Ядро

Клітинне ядро містить одне або декілька щільних ядерць - областей, надзвичайно збагачених РНК (тут є присутнім 10-20% сумарної кількості РНК клітини). Ядерця - це місця синтезу і тимчасового накопичення рибосомної РНК, яка у великих кількостях йде на зборку рибосом.

Ядерна оболонка складається з двох мембран, розділених шаром в декілька десятків нанометрів; оболонка оточує ядро і відділяє перинуклеарний (навколоядерне) простір. У мембранах є пори діаметром 40-100 ним, так що по структурі вона нагадує сито. Пори є трубчастими канальця діаметром ~4,5 нм, по яких з ядра в цитоплазму проходять РНК і інші речовини.

Плазматична мембрана

Мал. 5 Плазматична мембрана

Тонка зовнішня клітинна мембрана - плазмалема - регулює потік речовин в клітину і з клітини, проводить імпульси в нервових і м'язових волокнах, бере участь в хімічних взаємодіях з іншими клітинами. Учні, давайте подивимося відео про переміщення води через мембрану.

Відео 2 «Вода і мембрана»

Складки зовнішньої мембрани нерідко вдаються глибоко всередину клітини, в цитоплазму. Складки плазматичної мембрани можуть з'єднуватися з ядерною оболонкою, створюючи прямі канали між позаклітинним середовищем і перинуклеарним простором. Діти, подивіться на малюнок 5, щоб мати уяву про будову плазматичної мембрани.

Утворені плазматичною мембраною бульбашки в деяких випадках отшнурговуються в цитоплазму і зливаються з лізосомами. Таким шляхом клітина може заковтувати щільні частки (фагоцитоз) або крапельки (піноцитоз) з довкілля.

Цитоплазматичні мембрани

Хоча цитоплазма є рідиною, все ж за допомогою електронного мікроскопа виявилося, що рідка субстанція - цитозоль - пронизана безліччю мембран, що утворюють так званий ендоплазматичний ретикулум (ЕР), який складається із складної мережі трубочок, бульбашок і сплощених мішечків (цистерн). Давайте подивимося наступне відео.

Відео 3 «Рух цитоплазми»

Внутрішня порожнина цистерн ЕР з'єднується, мабуть, з перінуклеарним простором і з рядом сплощених, злегка зігнутих дископодібних мембран, званих апаратом Гольджи. Ця структура була уперше описана Камілло Гольджи в 1898 р., але її існування довгий час ставилося під сумнів.

Апарат Гольджи є не просто місцем "упаковки" білків - в ньому протікають різні реакції синтезу. Учні, подивіться на малюнок 6. Так виглядає цей органоїд. Як і в гладкому ЕР, в мембранах Гольджи йде приєднання вуглеводів до білків і сульфатних груп до полісахаридів. У клітинах печінки апарат Гольджи бере участь в процесі виділення в кров ліпопротеїдів, а також жиророзчинних вітамінів. Таким чином, ЕР, мембрани Гольджи і секреторні гранули є організованою системою структур, що виконує біосинтетичні функції.

Мал. 6 Апарат Гольджи

Ця система бере участь не лише в синтезі ферментів, які сек-ретируются клітиною, але і в утворенні нових мембран. У рослинних клітинах зовнішні мембрани мітохондрій і мембрани, що оточують вакуоли, також утворюються безпосередньо з ЕР. Компоненти зовнішніх клітинних мембран, ймовірно, можуть використовуватися повторно, включаючись у відповідну структуру в ході ендоцитоза.

Мітохондрії і пластиди

Характерною особливістю клітин еукаріот є присутність мітохондрій - складних утворень з подвійною мембраною, близьких за величиною до бактерій. Внутрішня мембрана мітохондрій утворює численні глибокі складки, так звані крісти (гребеневидні вирости). Свого часу багато біохіміків були украй здивовані, виявивши в мітохондріях кільцеву ДНК з невеликою молекулярною вагою. Учні, ви можете розглянути будову мітохондрій на малюнку 7.

Мал. 7 Мітохондрії: зовнішній і внутрішній види

Мітохондрії є присутніми в усіх клітинах еукаріот, що використовують  кисень для дихання. Типова клітина печінки містить більше 1 000 мітохондрій.

Мал. 8 Пластиди

Пластиди - це органели клітин рослин, що виконують різні функції. Найбільш важливу роль грають хлоропласти, содержащие-хлорофилл структури, в яких протікає фотосинтез. Як і в мітохондріях, в хлоропластах є складчаста внутрішня мембрана і деяка кількість ДНК невеликої молекулярної ваги. Друзі, ви можете розглянути будову мітохондрій на малюнку 8.

Лізосоми і мікро тільця

Лізосоми є бульбашками, оточеними поодинокою мембраною і що містять повний набір ферментів для розщеплювання, практично будь-якого компонента клітини. Лізосоми, мабуть, утворюються з мембран Гольджи. У клітинах, здатних захоплювати частинки їжі (наприклад, у амеб), лізосоми є джерелом ферментів для її розщеплювання. Лізосоми переварюють також "відпрацьовані" або зайві клітинні компоненти, у тому числі мітохондрії. Лізосоми - життєво необхідні клітинні органели; деякі серйозні хвороби людини обумовлені відсутністю саме специфічних лизосомных ферментів.

У багатьох клітинах зустрічаються мікротільця, в зеленому листі їх число досягає іноді 1/3 числа мітохондрій. Мікротільця за величиною близькі до мітохондрій, але оточені одношаровою мембраною і іноді мають кристалічну по виду "серцевину". У мікротельцях знаходиться велика кількість ферментів, що каталізують освіту і розкладання перекису водню. Описано два типи мікротілець: пероксисоми, присутні в клітинах печінки, бруньок і зеленого листя, і гліоксисоми, виявлені в проростаючому насінні олійних культур. Гліоксисоми грають особливу роль, а саме каталізують реакції гліоксилатного циклу.

Центріолі, вії, джгутики і мікротрубочки

У багатьох клітинах є присутніми центріолі; це маленькі циліндри діаметром близько 0,15 мкм і завдовжки 0,5 мкм, не пов'язані з мембранами. Кожна центріоль містить набір тонких мікротрубочок діаметром 20 нм. Практично в усіх тваринних клітинах поблизу ядра розташована пара центріолей, які відіграють важливу роль в клітинному діленні.

По структурі центріолі схожі з джгутиками або коротшими утвореннями - віями, зазвичай знаходяться на поверхні клітин еукаріот і є органами руху. Друзі, подивіться на малюнок 9. Так виглядають центріолі.
Нерухомі клітини тіла людини також нерідко мають вії. Модифіковані джгутики утворюють світлочутливі рецептори нашого ока і рецептори смаку на мові. Джгутики і вії дещо більше по діаметру, ніж центріолі, і мають характерну внутрішню структуру: вони складаються з 11 порожнистих мікротрубочок діаметром ~24 ним, організованих за схемою "9 2". Кожна мікротрубочка зовні схожа на джгутик бактерії, але істотно відрізняється від нього по хімічному складу. Базальне тільце, зване також кінетосомою, по структурі, розмірам і способу відтворення схоже з центриолью. Мікротрубочки виконують опорну функцію "цитоскелета". Давайте подивимося відео про центріолі.

Відео 3 «Центріолі» 

Клітинні оболонки, стінки і раковини

Подібно до бактерій, клітини вищих рослин і тварин часто покриті позаклітинним матеріалом. Так, рослинні клітини мають жорстку стінку, целюлозу, що міститься у великій кількості, й інші полімерні вуглеводи. Клітини, розташовані на зовнішніх поверхнях рослин, бувають покриті восковим шаром. Клітини тварин зовні зазвичай захищені глікопротеїдами - комплексами вуглеводів із специфічними білками клітинної поверхні. Простір між клітинами заповнений такими "цементуючими речовинами", як пектини у рослин і гіалуронова кислота у тварин.

Нерозчинні білки - колаген і еластин - секретуються клітинами сполучної тканини. Клітини, що лежать на поверхні (епітеліальні або ендотеліальні), нерідко граничать з іншого боку з тонкою базальною мембраною, що містить колаген. Часто в результаті спільної дії клітин різного типу відбувається відкладення неорганічних з'єднань - фосфату кальцію (у кістках), карбонату кальцію (шкаралупа яєць і спікули губок), окисли кремнію (раковини діатомових водоростей) і т. п. Таким чином, обмін речовин значною мірою протікає поза клітинами.

Контролюючий блок№1

1)    Звідки пішла назва «еукаріотична клітина»?
2)    Чим саме відрізняються еукаріоти від прокаріотів?
3)    Назвіть основні властивості клітини еукаріотів.
4)    З яких органоїдів складається клітина еукаріот?

Список використаної літератури

1) Урок на тему «Еукаріотичні та прокаріотичні клітини» Роваченко Ю.І., вчителя біології, м. Львів, сш №4.
2)Урок на тему «Будова еукаріотів» Музько У.О., вчителя біології,  м. Київ, сш №2.
3) Урок на тему «Еукаріотичні клітини»  Собко Т.І., вчителя біології,  м. Донбас, сш №1.
4) Медников Б. М.. Аксиомы биологии. Москва, 2008г.
5) Штрбанова К.Т. Кто мы? Книга о жизни, клетках и ученых. Москва, 2008.

Відредаговано та вислано Чепець Т.П.

Над уроком працювали

Роваченко Ю.І.

Музько У.О.

Собко Т.І.

Чепець Т.П.

Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме, где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, но и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования открывает двери для специалистов  высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.