4.Строение и химический состав клетки

1.

Строение и химический состав
клетки

2.

Проблемная ситуация
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
В лабораторию принесли три микропрепарата: кровь,
эпителий слизистой и неизвестную ткань. На вид это просто
пятна и клетки, но врач должен понять, что происходит в
организме.
• Является ли клетка живой системой?
• Какие вещества в клетке делают ее живой?
• Можно ли по химическому составу клетки
судить о состоянии здоровья человека?
• Можно ли по форме клетки, её ядру и
органоидам судить, какой ткани принадлежит
клетка и какую функцию выполняет ткань?

3.

Уровни организации человека
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Уровни организации — ступени строения живого: молекула, клетка,
ткань, орган, система органов, организм.
• Атомы объединяются в молекулы, из
которых построены вещества клетки.
• Клетки сходного строения и происхождения
вместе с межклеточным веществом образуют
ткани.
• Ткани входят в состав органов, а органы
объединяются в системы органов.
• Организм работает как единое целое
благодаря согласованной работе всех
уровней.
Важно: сбой на молекулярном уровне может
проявиться как болезнь всего организма.

4.

Клетка как единица жизни
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Клетка — элементарная структурная, функциональная и генетическая
единица живого организма.
• Клетки человека имеют общий план строения, но
сильно различаются по форме, размеру и задачам.
• В клетке можно выделить плазматическую
мембрану, цитоплазму, ядро и органоиды.
• Строение клетки всегда связано с её функцией:
мышечная клетка сокращается, нервная проводит
сигнал.
• Клеточный уровень связывает химические
процессы с работой тканей и органов.
Подумайте: можно ли назвать эритроцит
полноценной клеткой, если у зрелой клетки нет
ядра?

5.

Интересные факты
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
• В организме человека миллиарды клеток, но их
размеры и срок жизни сильно различаются.
• Нейроны могут жить десятилетиями, а клетки
эпителия постоянно обновляются.
• Митохондрии особенно многочисленны в клетках,
которым нужно много энергии.
• ДНК одной клетки содержит огромный объем
информации, но клетка использует только нужные
ей участки.
• Разные клетки организма имеют общий план
строения, но отличаются формой и набором
органоидов.
Клетка похожа на город:
мембрана — граница, ядро — центр управления,
ЭПС и Гольджи — транспорт и упаковка.

6.

Химический состав клетки
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Химический состав клетки — набор элементов и веществ, из которых
построена клетка и которые участвуют в её реакциях.
• Основную массу клетки составляют кислород,
углерод, водород и азот.
• В меньших количествах встречаются калий,
натрий, кальций, магний, хлор, железо, фосфор
и сера.
• Следовые элементы нужны в микродозах, но
без них нарушаются ферментативные реакции.
• Одинаковые элементы встречаются и в живой,
и в неживой природе, что показывает их
единство.
Важно: углерод способен образовывать длинные
цепи, поэтому он стал основой органических
молекул.

7.

Химический состав клетки
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Неорганические вещества
Вода
Минеральные соли
Органические вещества
Белки
Жиры
Углеводы
Нуклеиновые кислоты
Макроэлементы
(до 0,001% от массы клетки)
органогены
все остальные
O, C, H, N, P, S
Na, K, Ca,
Mg, Cl, Fe
Микроэлементы
Ультрамикроэлементы
(не более 0,000001% от массы
клетки)
Zn, Cu, Co, Mn,
Mo, Cr, I, F
Se, B, V, Au, Hg
и др.

8.

Вода и минеральные вещества
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Неорганические вещества — вода и минеральные соли, которые
не имеют углеродного скелета органических молекул.
• Вода — самое массовое неорганическое вещество
клетки: у животных ее обычно около 70 %, у
растений больше.
• Она поддерживает объем и упругость клетки,
растворяет вещества и создает среду для реакций.
• Чем активнее обмен веществ, тем больше воды
обычно содержит клетка.
• Минеральные ионы участвуют в передаче сигналов,
сокращении мышц и работе ферментов.
Важно: потеря воды клеткой быстро меняет ее
форму и может нарушить работу мембраны.

9.

Органические вещества клетки
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Органические вещества — соединения углерода, из которых
построены основные молекулы живых организмов.
• Углеводы служат источником энергии и
могут выполнять строительную функцию.
• Липиды входят в состав мембран,
запасают энергию и участвуют в регуляции
процессов.
• Белки образуются из аминокислот и
выполняют строительную,
ферментативную, транспортную и
регуляторную функции.
• Нуклеиновые кислоты хранят и передают
наследственную информацию.

10.

H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Общий план строения клетки
Ядро с
хромосомами
ЭПС
Цитоплазма
Лизосома
Рибосомы
Ядрышко
Плазматическая
мембрана
Аппарат Гольджи
Митохондрия
Клеточный центр
Органоиды — постоянные структуры
цитоплазмы, которые выполняют
определенные функции в клетке.

11.

Работа в паре
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
• Откройте параграф 4 и найдите информацию о строении и функциях
органоидов.
• Заполните таблицу кратко: 2–4 слова в ячейке.
Структура клетки
Клеточная мембрана
Цитоплазма
Ядро
Митохондрии
Рибосомы
Эндоплазматическая сеть
Аппарат Гольджи
Лизосомы
Клеточный центр
Цитоскелет
Особенности строения
Функции
Две центриоли из микротрубочек
Система белковых нитей и
микротрубочек
Поддерживает форму клетки,
обеспечивает движение
органоидов и внутриклеточный
транспорт

12.

Плазматическая мембрана
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Плазматическая мембрана — тонкая оболочка клетки из липидов и
белков, отделяющая клетку от внешней среды.
• Мембрана состоит из двух слоев липидов, в
которые погружены молекулы белков.
• Она защищает клетку и регулирует
поступление веществ внутрь и выход веществ
наружу.
• Белки мембраны могут работать как каналы,
переносчики и рецепторы сигналов.
• Углеводные цепочки на мембране помогают
клеткам распознавать друг друга.
Важно: мембрана не жесткая стенка, а
подвижная система, где молекулы постоянно
перемещаются.
Гликокаликс
Липидный
бислой
Белки

13.

Ядро и наследственная информация
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Ядро — центр управления клеткой, где хранится основная
наследственная информация.
• Ядро отделено от цитоплазмы ядерной
оболочкой с порами.
• Внутри ядра находятся кариоплазма,
хроматин и ядрышки.
• Хроматин содержит молекулы ДНК,
которые становятся хорошо заметны в
виде хромосом при делении клетки.
• Ядрышки участвуют в формировании
рибосом.
Подумайте: почему удаление ядра обычно
приводит клетку к гибели?
ДНК
Ядерная
оболочка с
порами
Ядрышко
Поры

14.

Цитоплазма и органоиды
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Цитоплазма — внутреннее содержимое клетки без ядра; среда, где
находятся органоиды и идут реакции.
• Основу цитоплазмы составляет густой
бесцветный раствор, богатый
водой – гиалоплазма.
• В цитоплазме содержатся белки, липиды и
неорганические вещества.
• Здесь протекают многочисленные
биохимические реакции обмена веществ.
• Органоиды распределены в цитоплазме и
обеспечивают клетке разные жизненные
процессы.
Важно: движение цитоплазмы (циклоз)
помогает быстрее переносить вещества
внутри клетки.

15.

Рибосомы, ЭПС и комплекс Гольджи
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Эндоплазматическая сеть — система мембранных каналов и
полостей, по которым вещества перемещаются внутри клетки.
Шероховатая
ЭПС, усеянная
рибосомами
• Рибосомы участвуют в синтезе белка и могут
находиться свободно или на шероховатой ЭПС.
• Шероховатая ЭПС связана с синтезом и
транспортом белков.
• Гладкая ЭПС участвует в синтезе липидов и
углеводов.
• Комплекс Гольджи накапливает, изменяет,
упаковывает и направляет вещества по клетке.
Подумайте: почему клетке выгодно иметь
«транспортную систему», а не хранить всё в
одном месте?
Гладкая ЭПС
Аппарат
Гольджи

16.

Лизосомы и митохондрии
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Митохондрии — органоиды, в которых питательные вещества
превращаются в энергию АТФ.
Мембрана
• Лизосомы — мелкие мембранные
пузырьки с пищеварительными
ферментами.
• Они расщепляют белки, углеводы, жиры и
нуклеиновые кислоты внутри клетки.
• Митохондрии имеют две мембраны, а
внутренняя образует складки — кристы.
• В кристах работают ферменты,
участвующие в образовании АТФ.
Важно: митохондрии имеют собственные
рибосомы, собственную ДНК и могут
размножаться делением.
Кристы
АТФ
Нить ДНК

17.

Хромосомы и разнообразие клеток
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Хромосомный набор — количество и форма хромосом, характерные
для клеток определённого вида.
• В соматических клетках человека
обычно 46 хромосом, то есть
диплоидный набор.
• В половых клетках находятся 23
хромосомы, то есть гаплоидный
набор.
Подумайте: почему клетки с
одинаковой ДНК выглядят и работают
по-разному?

18.

Специализация клеток
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Специализированные клетки — клетки, строение которых
приспособлено к выполнению определённых функций.
• Форма клетки часто подсказывает её
работу: нейрон имеет отростки для
передачи сигналов.
• Мышечные волокна вытянуты и способны
сокращаться.
• Эпителиальные клетки плотно прилегают
друг к другу и образуют покровы.
• Состав органоидов зависит от задач
клетки и её активности.
• Интересный факт: сперматозоид
содержит очень мало цитоплазмы; их
главная задача — доставить генетическую
информацию.

19.

Стволовые клетки
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Стволовые клетки — незрелые клетки, которые способны делиться и
превращаться в специализированные клетки.
• Стволовые клетки важны для роста,
обновления и восстановления тканей
организма.
• Они могут давать начало новым клеткам
разных типов.
• После специализации клетка обычно
выполняет более узкую функцию.
• В организме человека стволовые клетки
встречаются в разных тканях, но их
возможности различаются.
Подумайте: почему медицина так осторожно
относится к применению стволовых клеток?

20.

Жизнедеятельность клетки
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
• Живая клетка питается, дышит, выделяет
продукты обмена и реагирует на изменения
среды.
• Внутри нее непрерывно создаются,
переносятся, расщепляются и запасаются
вещества.
• Клетка растет, обновляет свои части и
может готовиться к делению.
• Жизнь многоклеточного животного зависит
от согласованной работы огромного числа
таких клеток.
Важно: клетка жива не потому, что в ней есть части, а потому что эти части
постоянно работают вместе.

21.

Мини-исследование клетки
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Временный микропрепарат — объект, приготовленный для
кратковременного наблюдения под микроскопом.
1. Получите клетки слизистой оболочки
полости рта с помощью чистого шпателя
или ватной палочки.
2. Перенесите материал на предметное
стекло, добавьте каплю воды или йода и
накройте покровным стеклом.
3. Рассмотрите препарат под микроскопом и
найдите плазматическую мембрану,
цитоплазму и ядро.
4. Зарисуйте 2–3 клетки и подпишите
основные структуры.
5. Вывод сформулируйте так: как строение
клетки помогает распознать её как часть
живого организма?

22.

Домашнее задание
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
§ 4, устно ответить на вопросы к параграфам, выучить функции
органоидов клетки, заполнить таблицу и выучить
Составить кластер «Жизнедеятельность клетки» в тетради
(цветные карандаши и ручки, поясняющие надписи).

23.

H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Раскраска для печати учащимся

24.

Ответы к проблемным вопросам
Слайд 2
•Является ли клетка живой системой? Да. В ней постоянно происходят обмен веществ и энергии, синтез и распад веществ, она
реагирует на изменения среды.
•Какие вещества в клетке делают её живой? Не одно вещество, а их взаимодействие: вода, соли, белки, липиды, углеводы,
нуклеиновые кислоты, АТФ.
•Можно ли по химическому составу клетки судить о здоровье человека? Частично да: изменение содержания некоторых веществ
может свидетельствовать о нарушении обмена веществ, но одного этого показателя недостаточно.
•Можно ли по форме клетки, ядру и органоидам определить ткань и функцию? Во многих случаях да: строение клетки связано с
её специализацией и выполняемой функцией.
Слайд 4
Да, зрелый эритроцит — специализированная клетка человека. Утрата ядра освобождает больше места для гемоглобина, но из-за этого
эритроцит не способен делиться и самостоятельно синтезировать многие вещества.
Слайд 13
В ядре находится ДНК, управляющая синтезом белков и работой клетки. Без ядра клетка постепенно теряет возможность обновлять
свои структуры и поддерживать жизнедеятельность.
Слайд 15
ЭПС и аппарат Гольджи позволяют быстро перемещать, изменять, сортировать и доставлять вещества именно туда, где они нужны. Это
делает работу клетки быстрее и упорядоченнее.
Слайд 17
Потому что в разных клетках активны разные гены. Поэтому они синтезируют разные белки, приобретают особое строение и
специализируются на выполнении определённых функций.
Слайд 19
Стволовые клетки способны активно делиться и превращаться в разные типы клеток, но этим процессом сложно полностью управлять.
При неправильном развитии они могут образовать нежелательные ткани или опухоль, поэтому их применение требует строгого
контроля.

25.

Ответ к таблице
H₂O O C H N P DNA ATP клетка
Структура клетки
Клеточная мембрана
Цитоплазма
Ядро
Митохондрии
Рибосомы
Эндоплазматическая
сеть
Аппарат Гольджи
Лизосомы
Клеточный центр
Цитоскелет
Особенности строения
Функции
Два слоя липидов; мембранные белки; толщина 8–
Отделяет клетку от внешней среды
12 нм
Густой бесцветный раствор; 70–90 % воды;
содержит белки, липиды, неорганические
Протекание биохимических реакций
соединения; содержит органоиды
Ядерная оболочка; кариоплазма; ДНК в виде
Управление реализацией и хранение
хроматина или хромосом; ядрышки
наследственной информации; образование рибосом
Две мембраны; наружная гладкая; внутренняя
Энергетические процессы; образование и запасание
образует кристы; собственная ДНК; форма
энергии в виде АТФ
овальная, нитевидная или палочковидная
20–30 нм; состоят из большой и малой субъединиц;
Синтез белка
многочисленные
Система канальцев и полостей; образована
Синтез углеводов и липидов; синтез белков;
мембраной; гладкая и шероховатая; на
транспорт веществ
шероховатой ЭПС расположены рибосомы
Система цистерн; мембранное строение;
Накопление, преобразование и упаковка веществ;
расположен рядом с ЭПС
транспорт; сборка мембран клетки
Мелкие мембранные пузырьки 0,4–1 мкм; около 50
Расщепление белков, углеводов, жиров и
видов пищеварительных ферментов; образуются в
нуклеиновых кислот
аппарате Гольджи
Образование веретена деления; точное и равное
Две центриоли из микротрубочек
распределение генетического материала
Поддерживает форму клетки, обеспечивает
Система белковых нитей и микротрубочек
движение органоидов и внутриклеточный транспорт

26.

Ответ к мини-исследованию
Вывод: клетка распознается как часть живого организма по характерному
строению: она имеет клеточную мембрану, цитоплазму и ядро. Эти структуры
обеспечивают протекание жизненных процессов и согласованную работу
клетки.