№2_Структурно_функциональная_организация_клеток

1. Тема 1.2. Структурно-функциональная организация клеток

ТЕМА 1.2.
СТРУКТУРНОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ
ОРГАНИЗАЦИЯ
КЛЕТОК

2.

Клеточная теория (Т. Шванн, М.
Шлейден, Р. Вирхов). Основные
положения
современной
клеточной теории. Типы клеточной
организации: прокариотический и
эукариотический. Одноклеточные и
многоклеточные
организмы.
Строение
прокариотической
клетки. Строение эукариотической
клетки. Неклеточные формы жизни
(вирусы, бактериофаги)

3. Немецкий ботаник Маттиас Шлейден Немецкий зоолог Теодор Шванн

в 1839г.
сформулировали клеточную теорию
Основные положения клеточной теории
Теодор Шванн
(1810-1882)
Маттиас Шлейден
(1804-1881)
1. Клетка – элементарная структурно-функциональная единица живого, вне клетки
нет жизни.
2. Клетка — единая система, включающая множество закономерно связанных друг с
другом элементов, представляющих собой определенное целостное образование,
состоящее из сопряженных функциональных единиц — органелл или органоидов.
3. Все клетки гомологичны (сходны) по своему строению, химическому составу и
основным свойствам.
4. Клетки увеличиваются в числе путем деления исходной клетки после удвоения ее
генетического материала (ДНК): клетка от клетки.
5. Многоклеточный организм представляет собой новую систему, сложный ансамбль
из множества клеток, объединенных и интегрированных в системы тканей и
органов, связанных друг с другом с помощью химических факторов,
гуморальных и нервных (молекулярная регуляция).
6. Клетки многоклеточных организмов тотипотентны, т.е. обладают генетическими
потенциями всех клеток данного организма, равнозначны по генетической
информации, но отличаются друг от друга разной экспрессией (работой) различных
генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию — к
дифференцировке.

4. Основные свойства живого

Химический состав
Дискретность и целостность
Структурная организация и саморегуляция
Обмен веществ и энергии
Способность противостоять росту энтропии.
Самовоспроизведение и самообновление (репродукция)
Наследственность
Изменчивость
Рост и развитие
Раздражимость и движение
Хиральность
Асимметрия

5. Уровни организационной сложности живых систем

Молекулярно-генетический уровень
Клеточный уровень
Тканевый уровень
Органный уровень
Организменный уровень
Популяционно-видовой
уровень
Биогеоценотический уровень
Биосферный уровень

6.

• Цитология (греч. "cytos"-клетка,
"logos"-наука) – наука о клетке,
изучающая строение и функции
клеток, их размножение,
развитие и взаимодействие в
многоклеточном организме.
Термина "клетка" (1665 г.)
впервые применил английский
физик Роберт Гук
.
Антонии
Ван
Левенгук
усовершенствовал микроскоп,
что позволило ему увидеть
живые одноклеточные в капле
воды.

7. Химический состав живого Веществ, характерные только для живого:

• нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК,
АТФ)
• Белки
• Липиды
• Углеводы
Неорганические
Вода
Минеральные соли
Органические
Белки
Жиры
Углеводы
Нуклеиновые кислоты

8. Элементы органогены

• Углерод (С) главный элемент
живого,
• Кислород (О),
• Азот (N),
• Водород (H),
• Фосфор (P),
• Сера (S)

9. Формы жизни

Клеточные
Неклеточные
Археи
Эукариоты
(1,5 млрд.лет)
Прокариоты
вирусы
(3,8-3,5 млрд.лет)
протисты
Бактерии
Животные
Растения
Escherichia coli
БАКТЕРИОФАГ
Грибы

10. вирусы

ВИРУСЫ

11.

Вирусы – это неклеточные формы жизни, которые
являются облигатными внутриклеточными паразитами, т.е.
они могут функционировать только внутри клетки.
Вне клетки они называются – вирионы.
нет
➢ Нет клеточного строения
➢ Нет обмена веществ
➢ Нет дыхания
➢ Нет питания
➢ Не растут
➢ Нет бинарного деления
РНК-содержащие
• вирус табачной мозаики,
• грипп,
• корь,
• бешенство,
• энцефалит,
• краснуха,
• вирус иммунодефицита
человека (ВИЧ).
• COVID
ДНКсодержащие
• аденовирус,
• герпес,
• оспа.
есть
▪ Наследственность
▪ Изменчивость
▪ Размножение
вирус табачной
мозаики

12. прокариоты и Эукариоты

ПРОКАРИОТЫ И
ЭУКАРИОТЫ

13. 2. Клеточная стенка - жесткая структура, которая помогает поддерживать бактерия форму. Содержит пептидогликан (муреин по

1. Капсула - наружный защитный слой
2. Клеточная стенка - жесткая структура, которая помогает
поддерживать бактерия форму. Содержит пептидогликан
(муреин по старому)
3. Плазматической мембраны - отделяет клетки от окружающей
среды
4. Нуклеоид - регион, где расположена кольцевая ДНК
5. Цитоплазма
- Мезосома - производное плазматической мембраны
- Рибосомы (мелкие) - место для синтеза белка
6. Жгутик
Строение
прокариот

14.

Примеры бактерий (это
прокариоты) человека
• Кишечная палочка – живет в кишечнике
человека (симбиоз по типу мутуализма),
«помогает» переваривать клетчатку,
участвует в синтезе витаминов В, К, др.
• Стафилококки и стрептококки – вызывают
воспалительные заболевания человека.
• Холерные вибрионы – возбудители
холеры.
• Спирохеты - возбудители сифилиса,
возвратного тифа, лептоспироза и др.
• Туберкулезная палочка – возбудитель
туберкулеза.
• Чумная палочка – возбудитель чумы.

15. Теории происхождения эукариот:

Теории
происхожден
ия эукариот:
• Симбиотическая
• Инвагинационная
Доказательства:
• Кольцевая ДНК,
• рибосомы 70S,
• две мембраны - у митохондрий и пластид.
• бинарное деление
• Кристы и тилакоиды похожи на мезосомы

16. Основные структурные компоненты эукариотических клеток.

Ядро
Кариолемма
Цитоплазма
Гиалоплазма
Кариоплазма
Органеллы
Ядрышко
Включения
Хроматин
Цитоплазматическая
мембрана
(Плазмолемма)
Гликокаликс
(надмембранный
комплекс)
Элементарная
биологическая мембрана
Подмембранный комплекс

17.

Различия между прокариотами и эукариотами
Самое главное отличие между прокариотами и эукариотами это наличие у эукариот ядра
Сходства
про- и
эукариот:
1. клетки прокариот и эукариот содержат генетическую информацию,
представленную нуклеиновой кислотой (ДНК или РНК),
2. окружены плазматической мембраной,
3. снаружи от которой во многих случаях имеется клеточная стенка.
4. Внутри клетки находится полужидкая цитоплазма.
5. В цитоплазме имеются рибосомы.

18. Сходства и отличия про- и эукариот

Сходства:
• содержат генетическую информацию,
представленную нуклеиновой кислотой (ДНК или РНК),
• окружены плазматической мембраной,
• снаружи от которой во многих случаях имеется
клеточная стенка.
• Внутри клетки находится полужидкая цитоплазма.
• В цитоплазме имеются рибосомы.
Различия:
• Генетический материал находится в прокариот в
цитоплазме, у эукариот в ядре

19.

Признак
Организмы
Клеточная организация
Размер клеток
Метаболизм
или
энергетический обмен
Органеллы
Рибосомы
Синтез РНК и белка
Прокариоты
Бактерии
и
цианобактерии
(синезеленые водоросли)
В основном, одноклеточные
1-10 мкм
Аэробный или анаэробный
Отсутствуют
малочисленные
Имеются 70s
В цитоплазме
или
весьма
Эукариоты
Простейшие, грибы, растения, животные.
В основном, многоклеточные, с выраженной
дифференцировкой клеток и тканей
10-100 мкм
Аэробный
Многочисленные
Имеются 70s в органеллах, в цитоплазме 80s
Разделен: транскрипция в ядре, трансляция в
цитоплазме
Ядерная оболочка
Отсутствует
Имеется
Ядрышко
Отсутствует
Имеется
Генетический
Кольцевая ДНК, образующая
ДНК имеет линейную структуру связанную с
белками и на определенном этапе организуется в
материал
нуклеоид
хромосомы
Клеточная стенка
Имеется, жесткая. состоит из
У животных клеток - отсутствует, у растений
аминосахаров
и
мурамовой имеется, но состоит из целлюлозы
кислоты (муреина)
Капсула
Имеется
Отсутствует
Цитоскелет
Отсутствует
Имеется
Способ поглощения
Адсорбция через мембрану
Фагоцитоз, пиноцитоз
веществ и их выделение
Экзоцитоз
Деление клеток
Жгутики
Бинарное (деление пополам)
Митоз, мейоз, гаметогенез
Простые, состоят из одной или
Сложные, состоят из микротрубочек (белок –
нескольких
нитей
белка тубулин)
(флагеллина)

20.

Признак
Клеточная стенка
Вакуоли
Расположение
цитоплазмы
Расположение
ядра
Растительная клетка
Имеется и состоит из целлюлозы
Животная клетка
отсутствует
Грибы
Имеется в состав входит хитин
Имеются.
Нет вакуолей с клеточным соком.
Крупные полости, заполненные
клеточным
соком
—
водным
Обычно
мелкие
вакуоли
раствором
различных
веществ, (везикулы):
сократительные,
являющихся
запасными
или пищеварительные, выделительные
конечными продуктами. Осмотические вакуоли.
резервуары клетки.
По периферии клетки
Равномерно по всей клетке
На периферии
В центральной части
Имеются
лейкопласты,
Отсутствуют
хлоропласты, хромопласты
Реснички,
Как правило отсутствуют (нет у
Имеются
жгутики
высших растений)
Клеточный центр
Как правило отсутствуют
(нет у
Имеются
(центриоли)
высших растений)
Способ питания
Автотрофный
(фототрофный,
Гетеротрофный
хемотрофный)
паразитический).
В хлоропластах, митохондриях
Отсутствуют
(сапротрофный,
В митохондриях
В хлоропластах и всех частях клетки,
Во всех частях клетки,
где необходимы затраты энергии
необходимы затраты энергии
Включения
Запасные
питательные
Запасные
питательные
вещества в виде зерен крахмала, вещества в виде зерен и капель
белка, капель масла; вакуоли с (белки, жиры, углевод гликоген);
клеточным соком; кристаллы солей
конечные
продукты
обмена,
кристаллы солей; пигменты
Крахмал
Гликоген
они
всей
Отсутствуют
Расщепление АТФ
Зпасное
питательное
вещество
Равномерно по всей клетке
Ядер
много
и
распределены
по
цитоплазме
Отсутствуют
Пластиды
Синтез АТФ
Имеются мелкие
где
Гетеротрофный
(сапротрофный,
паразитический).
В митохондриях
Во всех частях клетки, где
необходимы затраты энергии
Гликоген

21. Различия между

животными и растительными клетками

22. Строение клетки

СТРОЕНИЕ
КЛЕТКИ

23.

24. 1. Цитоплазма

1. Гиалоплазма
2. Включения
3. Органеллы

25.

Гиалоплазма (или цитозоль) — это основное,
густое коллоидное вещество, заполняющее
цитоплазму растительных и животных клеток,
представляющее
собой
водный
раствор
органических и минеральных веществ. Она
служит средой для протекания метаболических
процессов,
обеспечивает
взаимодействие
органоидов
клетки,
участвует
в
их
транспортировке и поддерживает клеточную
структуру

26. Включения

- это непостоянные образования цитоплазмы
клетки, которые являются продуктами ее
жизнедеятельности и расходуются по мере
необходимости.
▪ Трофические
▪ Секреторные
▪ Экскреторные
▪ Пигментные

27. «Классификация органелл по строению»

мембранные
одномембранные
двумембранные
ЭПС
Аппарат Гольджи
Лизосомы
Митохондрии
Пластиды
немембранные
Рибосомы
Клеточный центр
Жгутики
Реснички
Микротрубочки
Микрофиламенты
Микрофибрилы

28.

29.

«Классификация органелл
по значению в жизнедеятельности клетки»
Общего значения
Митохондрии
ЭПС
Аппарат Гольджи
Клеточный центр
Рибосомы
Цитоскелет
Лизосомы
Специального значения
Реснички
Жгутики

30. «Классификация органелл по выполняемым функциям»

Функции
Органеллы
1. Органеллы, образующие цитоскелет
клетки
2. Органеллы, участвующие в движении
клетки и внутриклеточных структур
3. Органеллы, участвующие в биосинтезе
веществ
4.
Органеллы,
участвующие
в
энергопроизводстве
5.
Органеллы,
участвующие
в
пищеварении,
защитных
и
в
обезвреживающих реакциях
6. Органеллы, участвующие в накоплении
и транспорте веществ
Микротрубочки, микрофиламенты,
микрофибриллы
Реснички, жгутики
Рибосомы, ЭПС
Митохондрии, пластиды
(растительные клетки)
Лизосомы, пероксисомы
Аппарат Гольджи, ЭПС

31. Оболочка животной клетки - плазмолемма

Химический состав мембраны
• Липиды (фосфолипиды и холестерол)
• Белки
• Углеводы, связанные с белками и липидами.
В 1972 г. Сингер и Николсон
предложили «жидкостно-
мозаичную модель»
строения
мембраны:
«белковые молекулы плавают в
жидком
бислое
липидов,
образуя в
нем как
бы
своеобразную мозаику».

32. Липиды (фосфолипиды)

• головки - полярной
(заряженной)
гидрофильной
(растворимой в воде),
• хвоста - неполярного
(незаряженного)
гидрофобного
(нерастворимого в
воде).
Холестерол (в основном
холестерин) - регулирует жидкое
состояние мембраны, определяет
ее упругость и эластичность.

33. Мембрана мобильная движение фосфолипидов

34. Белки

• Поверхностные или периферические: внутренние и
наружные;
• Полуинтегральные (полупогруженные);
• Интегральные (трансмембранные, сквозные).
Плазматическая мембрана
I. Гликокаликс
II. Элементарная
биологическая
мембрана
III. Подмембранный
комплекс

35. Надмембранный комплекс называется Гликокаликсом (белки связанные с углеводами)

В его состав входят:
• периферические белки мембраны,
• углеводные части гликолипидов (соединения липидов с
углеводами) и гликопротеинов (соединения белков с углеводами).

36. Ядро клетки

• Хранение генетической информации.
• Передача генетической информации.
• Реализация генетической информации.

37.

Заключение
Клетка состоит из трёх основных частей: клеточной
мембраны, которая окружает её и регулирует обмен
веществ, цитоплазмы — желеобразного вещества,
заполняющего клетку и содержащего органоиды,
и ядра, которое отвечает за хранение генетической
информации и управление клеткой. Органоиды, такие
как рибосомы, митохондрии и аппарат Гольджи,
выполняют специфические функции, обеспечивая
жизнедеятельность клетки.

38. Функции белков мембраны

1. Каналы для транспорта
2. Белки-переносчики
3. Рецепторы
4. Антигены
5. Белки-ферменты

39.

Свойства мембран
Функции клеточных мембран
− Все мембраны замкнуты − мембраны клеток всегда
сами на себя.
отграничивают полости или
− Плазматическая
участки, отделяя содержимое
мембрана обладает
таких полостей от окружающей их
малой вязкостью,
среды;
− Мембрана очень
− регулируют обмен между клеткой
динамичная
и средой;
− Плазматические
− являются осмотическим
мембраны способны к
барьером;
самообновлению.
− выполняют транспортную
− Клеточные мембраны
функцию;
обладают
− выполняют структурную функцию
избирательной
− ферментативную
проницаемостью
− рецепторную
− принимает участие в образовании
межклеточных контактов.

40. Гипотонический р-р (дистиллированная вода)

Гипертонический р-р
(4% NaCl, 10% NaCl)
Изотонический р-р
(физиологический,
0,85% NaCl)
Р-ра > в клетке
Р-ра = у клетке
Гипотонический
р-р
(дистиллирован
ная вода)
Р-ра < в клетке

41.

• ядерной оболочки
(кариолемы),
• ядерного сока (или
кариоплазмы),
• ядрышка и
• хроматина.
Химический состав
хроматина (хромосом)
• 40% - ДНК,
• 60% - белков

42. 4. История изучения клетки. Клеточная теория стр. 32-78

◦ 1. Каковы отличия в строении эукариотической и
прокариотической
◦ клеток?
◦ 2. Расскажите о пино- и фагоцитозе. Чем различаются эти
процессы?
◦ 3. Раскройте взаимосвязь строения и функций мембраны клетки.
◦ 4. Какие органоиды клетки находятся в цитоплазме?
◦ 5. Охарактеризуйте органоиды цитоплазмы и их значение в
жизнедея◦ тельности клетки. Как особенности строения органоидов связаны
◦ с выполняемыми ими функциями?