Клеточное строение. Наследственный материал клетки презентация

Клеточная теория
(Т. Шванн, М. Шлейден, Р. Вирхов)
1. Клетка — элементарная структурная, функциональная и генетическая единица живого.
2. Клетки всего живого имеют единый план строения, что является доказательством единства происхождения всего живого.
3. Клетки многоклеточного организма дифференцированы по строению и функциям.
4. Клетка возникает только путем деления исходной клетки.

Классификация клеток
1. По наличию ядра
* Эукариотическая
- Животная
- Растительная
- Грибная * Прокариотическая
2. По организму
* клетка многоклеточного организма
* клетка одноклеточного организма
3. По назначению (у многоклеточных)
* соматические
* половые

Классификация клеток
1. По наличию ядра
* Эукариотическая
- Животная
- Растительная
- Грибная * Прокариотическая
2. По организму
* клетка многоклеточного организма
* клетка одноклеточного организма
3. По назначению (у многоклеточных)
* соматические
* половые

Мембрана: строение
- бислой фосфолипидов
- толщина ~ 8 нм
- в слое фосфолипидов плавают белки (составляют 50% мембраны)

Мембрана: строение

Мембрана: фото

Функции мембраны
- барьерная
- защитная
- компартментализация
- транспортная
- электротрансформирующая
- рецепторная
- секреция
- образование межклеточных контактов
- узнавание клетками иммунной системой (на мембране находятся маркеры)

Трансмембранный перенос веществ
1. Пассивный — по градиенту концентрации, без затрат энергии
* простая диффузия (маленькие незаряженные молекулы — азот, кислород, вода, углекислый газ, …)
* облегченная диффузия (молекулы покрупнее — глюкоза) — обеспечивают БЕЛКИ ИОННЫЕ КАНАЛЫ и БЕЛКИ ПЕРЕНОСЧИКИ
2. Активный — против градиента концентрации, с затратой энергии АТФ
* обеспечивают БЕЛКИ ИОННЫЕ НАСОСЫ
3. Везикулярный — перенос крупных объектов вместе с участком мембраны с затратой энергии АТФ
* экзоцитоз
* эндоцитоз (фагоцитоз, пиноцитоз)

Трансмембранный перенос веществ

Na+/K+-АТФ-аза
(натрий-калиевый насос)

Эндоцитоз
(фагоцитоз и пиноцитоз)

Экзоцитоз

Трансмембранный перенос
веществ
I – унипорт; II – симпорт; III - антипорт

Цитоплазма

Цитоплазма

Ядро
- наружная мембрана (кариолемма) покрыта рибосомами
- внутренняя мембрана гладкая
- ядро заполнено ядерным соком (кариоплазма или нуклеоплазма)
- ядро содержит ДНК (хроматин или хромосомы), РНК, ферменты, аминокислоты, нуклеотиды и т. д.
ФУНКЦИИ
* хранение и передача наследственной информации
* регуляция всех процессов в клетке

Ядро

Хромосомы и хроматин
Хромосомы
- комплекс ДНК, РНК и белков
- видны только в делящейся клетке
- ДНК сильно спирализована
- генетически не активны (экспрессия генов не возможна)
Хроматин
- комплекс ДНК, РНК и белков
- виден в интерфазе
- ДНК менее спирализована
- генетически активен (экспрессия генов возможна)

Виды хроматина

Строение хромосомы

Кариотип человека —
46 хромосом
Кариотип — совокупность признаков (форма, размер, количество) полного набора хромосом.
Кариотип каждого вида уникален.

Ядрышко
- немембранная внутриядерная органелла
- видно только в интерфазе
- формируется вокруг ядрышкового организатора — участка ДНК, содержащего гены рРНК
ФУНКЦИЯ
* место сборки рибосом

Митохондрии
- наружная мембрана гладкая
- внутренняя мембрана образует складки (кристы), содержит ферменты для синтеза АТФ
- содержимое — матрикс
- содержит собственную ДНК (кольцевую)
- содержит рибосомы
- производит собственный синтез белка
ФУНКЦИЯ
* синтез АТФ (обеспечение клетки энергией)

Митохондрии

ЭПС
- разветвлённая система из окружённых мембраной уплощённых полостей, пузырьков и канальцев
- начинается от внешней мембраны ядра
ФУНКЦИИ
* транспорт веществ
* накопление веществ (например, запас кальция)
* нейтрализация ядов (в ГЛАДКОМ ЭПС)
* метаболизм углеводов и липидов (в ГЛАДКОМ ЭПС)
* синтез белка (в ШЕРОХОВАТОМ ЭПС)

ЭПС

ЭПС

Аппарат Гольджи
- система мембранных трубочек и цистерн
- не образует сеть (в отличие, от ЭПС)
ФУНКЦИИ
* накопление веществ
* химическая модификация веществ
* упаковка веществ в мембранные пузырьки (везикулы)
* транспорт веществ
* синтез мембранных компонентов
* образование лизосом
* секреция

Аппарат Гольджи

Лизосомы
- одномембранные пузырьки
- внутри кислая среда
- содержат литические ферменты (ферменты для лизиса — расщепления веществ)
- образуются в аппарате Гольджи и в ЭПС
ФУНКЦИИ
* внутриклеточное переваривание (захваченных частиц, ненужных органоидов и т.д.)

Транспорт веществ в клетке

Пероксисомы
— обязательная органелла эукариотической клетки
- одномембранный пузырек
- содержит ферменты, катализирующе окислительно-восстановительные реакции (например, каталазы)
ФУНКЦИИ:
* защитная (например, от H2O2)
* окисление веществ

Рибосомы
— состоят из рРНК и белков
- содержат две субъединицы — большую и малую
- расположены на шероховатой ЭПС и свободно в цитоплазме
ФУНКЦИЯ
* синтез белка
Полисома, или полирибосома — несколько рибосом, одновременно транслирующих одну молекулу мРНК.

Цитоскелет

Цитоскелет
1) ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ФИЛОМЕНТЫ
нитевидные структуры из особых белков, один из трех основных компонентов цитоскелета клеток эукариот. Содержатся как в цитоплазме, так и в ядре большинства эукариотических клеток.
ФУНКЦИИ:
- обеспечивают прочность клетки
- межклеточные контакты
2) МИКРОФИЛАМЕНТЫ
нити, состоящие из молекул глобулярного белка актина и присутствующие в цитоплазме всех эукариот
ФУНКЦИИ:
- мышечное сокращение
- межклеточные контакты
- передача сигналов между клетками
3) МИКРОТРУБОЧКИ
полые цилиндры из белка тубулина
ФУНКЦИИ:
- обеспечивают транспорт веществ, движение органоидов
- участвуют в образовании веретена деления

Клеточный центр
- Состоит из двух взаимно перпендикулярных цилиндров (центриолей)
- образован микротрубочками
ФУНКЦИИ:
- участвует в образовании веретена деления

Жгутики и реснички
Органоиды специального назначения (есть только у некоторых высокоспециализированных клеток: у одноклеточных организмов, у сперматозоидов, у мерцательного эпителия и т.д. )
ФУНКЦИИ: движение

Строение жгутика
Жгутик эукариот
1 — аксонема
2 — цитоплазматическая мембрана
3 — транспорт веществ внутри жгутика
4 — базальное тело
5 — срез жгутика в ундулаподии (над мембраной)
6 — срез жгутика в кинетосоме

Строение жгутика

Прокариотическая клетка
- Отсутствие четко оформленного ядра и мембранных органелл
- Наличие жгутиков, плазмид и газовых вакуолей
- Одноклеточные или коллониальные
- Размножение бесполое, возможен половой процесс без размножения (конъюгация, трансформация и др.)
- Нет митоза, мейоза, фагоцитоза, пиноцитоза
- Нет гистонов
- В ДНК нет интронов
- ДНК кольцевая (нуклеоид)
- Клеточная стенка из муреина

Бактериальный жгутик

Бактериальный жгутик

Плазмиды
- Небольшие кольцевые ДНК (отдельные от нуклеоида) в бактериальной клетке
- Несут дополнительные гены (гены устойчивости к антибиотикам, гены образования пилей и др.)
- Способны реплицироваться (удваиваться) независимо от нуклеоида
- Бактерии способны обмениваться плазмидами (конъюгация) и поглощать их из внешней среды (трансформация)
- Используются в генной инженерии

Электропоратор

Наследственный материал клетки

Дезоксирибонуклеотид -
мономер ДНК

Азотистые основания

Азотистые основания

ДНК

ДНК и РНК