Коллоквиум 1 по биологии. 1 Биология как наука. Методы научного познания. Биология это прежде всего, основа медицины. Медицина, взятая в плане теории это прежде всего общая биология
 Скачать 281.85 Kb.
|
3%).
25%), углерод ( |
| признаки | прокариоты | эукариоты |
| Размер клеток(мкм) | 1-10 | 10-100 |
| Вид метаболизма | Анаэробный или аэробный | Аэробный |
| ДНК | Кольцевая в цитоплазме | Не кольцевая, окружена ядерной оболочкой |
| Синтез РНК и белка | В цитоплазме | С-з РНК в ядре, белка в цитоплазме |
| Органеллы | Нет или мало | Есть |
| Цитоскелет | Нет | Есть |
| Эндо- и экзоцитоз | Нет | Есть |
| Митохондрии | Нет | Есть |
| Эндоплазмотическая сеть | Нет | Есть |
| Комплекс Гольджи | Нет | Есть |
| Рибосомы | Есть 70S | Есть 70S в митохондриях, 80S в цитоплазме |
| Лизосомы | Нет | Есть |
| Внутриклеточное переваривание | Нет | Есть |
| Деление клеток | бинарное | Митоз (у половых клеток – мейоз) |
Геном современных прокариотических клеток характеризуется относительно небольшими размерами. У кишечной палочки (Е. coli) он представлен кольцевой молекулой ДНК длиной около 1 мм, которая содержит 4·106 пар нуклеотидов, образующих около 4000 генов.
У эукариот объем наследственного материала значительно больше. У дрожжей он составляет 2,3 · 107 п.н., у человека общая длина ДНК в диплоидном хромосомном наборе клеток — около 174 см.
11)Сходство и различие между животной и растительной клеткой.
-- Принципиальное единство строения (поверхностный аппарат клетки, цитоплазма, ядро.)
-- Сходство в протекании многих химических процессов в цитоплазме и ядре.
-- Единство принципа передачи наследственной информации при делении клетки.
-- Единство химического состава.
Различия в строении растительной и животной клетки:
Растительная клетка
-- Есть пластиды;
-- Автотрофный тип питания;
-- Синтез АТФ происходит в хлоропластах и митохондриях;
-- Имеется целлюлозная клеточная стенка;
-- Крупные вакуоли;
-- Клеточный центр только у низших.
-- Запасной продукт – крахмал
Животная клетка
-- Пластиды отсутствуют;
-- Гетеротрофный тип питания;
-- Синтез АТФ происходит в митохондриях;
-- Целлюлозная клеточная стенка отсутствует;
-- Вакуоли мелкие;
-- Клеточный центр есть у всех клеток.
-- Запасной продукт – гликоген.
12 Мембраны.
Мембраны биологические (лат. membrana оболочка, перепонка) — функционально активные поверхностные структуры толщиной в несколько молекулярных слоев, ограничивающие цитоплазму и большинство органелл клетки, а также образующие единую внутриклеточную систему канальцев, складок, замкнутых областей.
Функции мембран
Мембраны выполняют такие функции:
отделение клеточного содержимого от внешней среды,
регуляция обмена веществ между клеткой и средой,
деление клетки на компартаменты («отсеки»),
место локализации «ферментативных конвейеров»,
обеспечение связи между клетками в тканях многоклеточных организмов (адгезия),
распознавание сигналов.
Состав биологических мембран зависит от их типа и функций, однако основными составляющими являются липиды и белки, а также углеводы (небольшая, но чрезвычайно важная часть) и вода (более 20% общего веса).
СТРОЕНИЕ Любая живая клетка, в том числе и растительная, имеет сложное строение, состоит из внешней оболочки (клеточной стенки), протоплазмы или цитоплазмы и различных органоидов или органелл, находящихся внутри клетки. Все структурные элементы клетки состоят из биологических мембран, за исключением рибосом. Рибосомы по своему строению не относятся к мембранным органоидам, однако, поскольку они расположены непосредственно на эндоплазматической сети, то именно ЭПС выполняет все функции мембраны по отношению к ним.
13 Механизм транспорта веществ.
Транспорт через клеточную мембрану обеспечивает:
1) поступление в клетку различных веществ, необходимых для синтеза клеточных структур и выработки энергии;
2) все перемещения частиц между клеткой и интерстицием, сосудами и интерстицием;
3) регуляцию физико-хим 222e48jc ических констант внутренней среды клетки;
4) создание электрических зарядов клеток, возникновение и распространение возбуждения;
5) выделение клетками продук тов ее обмена и биологически активных веществ: нейрогормонов, нейромедиаторов.
Эндоцитоз - поглощение (интернализация) клеткой воды, веществ, частиц и микроорганизмов (рис. 2-8А). К вариантам эндоцитоза относят пиноцитоз, фагоцитоз, опосредованный рецепторами эндоцитоз с образованием окаймлённых клатрином пузырьков и клатрин-независимый эндоцитоз с участием кавеол.
Экзоцитоз (секреция) - процесс, когда внутриклеточные секреторные пузырьки (например, синаптические) и секреторные гранулы сливаются с плазмолеммой, а их содержимое освобождается из клетки (рис. 2-8Б). В ходе экзоцитоза можно выделить следующие последовательные стадии: перемещение везикулы в субплазмолеммальное пространство, установление связи и докинг (от англ. dock - стыковка) к участку плазмолеммы, слияние мембран, высвобождение содержимого гранулы (пузырька) и восстановление (обособление) мембраны гранулы.
Осмос (от греч. «толчок, давление» ) — процесс диффузии растворителя из менее концентрированного раствора в более концентрированный раствор.
Тургор тканей — внутреннее гидростатическое давление в живой клетке, вызывающее напряжение клеточной оболочки.
14 Физико-химические свойства Гиалоплазмы
Гиалоплазма
Гиалоплазма — основное вещество цитоплазмы, заполняет все пространство между плазматической мембраной, оболочкой ядра и другими внутриклеточными структурами. Гиалоплазму можно рассматривать как сложную коллоидную систему, способную существовать в двух состояниях: золеобразном (жидком) и гелеобраз-иом, которые взаимно переходят одно в другое. В процессе этих переходов осуществляется определенная работа, затрачивается энергия. Гиалоплазма лишена какой-либо определенной организации. Химический состав гиалоплазмы: вода (90%), белки (ферменты гликолиза, обмена Сахаров, азотистых оснований, белков и липидов). Некоторые белки цитоплазмы образуют субъединицы, дающие начало таким органеллам, как центриоли, микрофиламенты.
Функции гиалоплазмы:
1) образование истинной внутренней среды клетки, которая объединяет все органеллы и обеспечивает их взаимодействие;
2) поддержание определенной структуры и формы клетки, создание опоры для внутреннего расположения органелл;
3) обеспечение внутриклеточного перемещения веществ и структур;
4) обеспечение адекватного обмена веществ как внутри самой клетки, так и с внешней средой.
15 Что такое органеллы
Органоиды (органеллы) — в цитологии постоянные специализированные структуры в клетках живых организмов. Каждый органоид осуществляет определённые функции, жизненно необходимые для клетки. Термин «Органоиды» объясняется сопоставлением этих компонентов клетки с органами многоклеточного организма. Органоиды противопоставляют временным включениям клетки, которые появляются и исчезают в процессе обмена веществ.
Иногда органоидами считают только постоянные структуры клетки, расположенные в её цитоплазме. Часто ядро и внутриядерные структуры (например, ядрышко) не называют органоидами. Клеточную мембрану, реснички и жгутики тоже обычно не причисляют к органоидам.
Рецепторы и прочие мелкие, молекулярного уровня, структуры, органоидами не называют. Граница между молекулами и органоидами не очень четкая. Так, рибосомы, которые обычно однозначно относят к органоидам, можно считать и сложным молекулярным комплексом. Элементы цитоскелета (микротрубочки, толстые филаменты поперечнополосатых мышц и т. п.) обычно к органоидам не относят.
Во многом набор органоидов, перечисляемый в учебных руководствах, определяется традицией.
Классификация органелл Общие органеллы, присущие всем клеткам и обеспечивающие различные стороны жизнедеятельности клетки. Они в свою очередь делятся на:мембранные органеллы:
митохондрии,
эндоплазматическая сеть,
пластинчатый комплекс,
лизосомы,
пероксисомы;
немембранные органеллы:
рибосомы,
клеточный центр,
микротрубочки,
микрофибриллы,
микрофиламенты.
16. Мембранные органеллы. Митохондрий, их структура и функции.
А. Структура митохондрий
Митохондрии - это органеллы размером с бактерию (около 1 х 2 мкм). Они найдены в большом количестве почти во всех эукариотических клетках. Обычно в клетке содержится около 2000 митохондрий, общий объем которых составляет до 25% от общего объема клетки. Митохондрия ограничена двумя мембранами - гладкой внешней и складчатой внутренней, имеющей очень большую поверхность. Складки внутренней мембраны глубоко входят в матрикс митохондрий, образуя поперечный перегородки - кристы. Пространство между внешней и внутренней мембранами обычно называют межмембранным пространством.
Различный типы клеток отличаются друг от друга как по количеству и форме митохондрий, так и по количеству крист. Особенно много крист имеют митохондрии в тканях с активными окислительными процессами, например в сердечной мышце. Вариации митохондрий по форме, что зависит от их функционального состояния, могут наблюдаться и в тканях одного типа. Митохондрии — изменчивые и пластичные органеллы.
Мембраны митохондрий содержат интегральные мембранные белки. Во внешнюю мембрану входят порины, которые образуют поры и делают мембраны проницаемыми для веществ с молекулярной массой до 10 кДа . Внутренняя же мембрана митохондрий непроницаема для большинства молекул; исключение составляют О2, СО2, Н20. Внутренняя мембрана митохондрий характеризуется необычно высоким содержанием белков (75%). В их число входят транспортные белки-переносчики, ферменты, компоненты дыхательной цепи и АТФ-синтаза. Кроме того, в ней содержится необычный фосфолипид кардиолипин . Матрикс также обогащен белками, особенно ферментами цитратного цикла.
Б. Метаболические функции
Митохондрии являются «силовой станцией» клетки, поскольку за счет окислительной деградации питательных веществ в них синтезируется большая часть необходимого клетке АТФ (АТР). В митохондриях локализованы следующие метаболические процессы: превращение пирувата в ацетил-КоА, катализируемое пируватдегидрогеназным комплексом: цитратный цикл; дыхательная цепь, сопряженная с синтезом АТФ (сочетание этих процессов носит название «окислительное фосфорилирование»); расщепление жирных кислот путем β-окисления и частично цикл мочевины. Митохондрии также поставляют клетке продукты промежуточного метаболизма и действуют наряду с ЭР как депо ионов кальция, которое с помощью ионных насосов поддерживает концентрацию Са2+ в цитоплазме на постоянном низком уровне (ниже 1 мкмоль/л).
Главной функцией митохондрий является захват богатых энергией субстратов (жирные кислоты, пируват, углеродный скелет аминокислот) из цитоплазмы и их окислительное расщепление с образованием СО2 и Н2О, сопряженное с синтезом АТФ.
Реакции цитратного цикла приводят к полному окислению углеродсодержащих соединений (СО2) и образованию восстановительных эквивалентов, главным образом в виде восстановленных коферментов. Большинство этих процессов протекают в матриксе.Ферменты дыхательной цепи, которые реокисляют восстановленные коферменты, локализованы во внутренней мембране митохондрий. В качестве доноров электронов для восстановления кислорода и образования воды используются НАДН и связанный с ферментом ФАДН2. Эта высоко экзергоническая реакция является многоступенчатой и сопряжена с переносом протонов (Н+) через внутреннюю мембрану из матрикса в межмембранное пространство. В результате на внутренней мембране создается электрохимический градиент . В митохондриях электрохимический градиент используется для синтеза АТФ из АДФ (ADP) и неорганического фосфата (Рi) при катализе АТФ-синтазой. Электрохимический градиент является также движущей силой ряда транспортных систем.