биология. Правила работы с микроскопом
 Скачать 53.26 Kb.
|
1 2 11 вопрос :Кариолемма – ядерная оболочка, образуется за счёт расширения и слияния друг с другом цистерн гранулярного эндоплазматического ретикулума, именно поэтому на поверхности кариолеммы часто обнаруживаются рибосомы. Кариолемма состоит из двух листков биологической мембраны (наружного и внутреннего) Между двумя листками находится щелевидное пространство (перенуклеарное) ширина его от 20-50 Нм. Функции кариолеммы: 1)Отграничение содержимого ядра от остальной цитоплазмы 2)Удержание формы ядра 3)Амортизационная защита ядра 4)Проведение веществ двустороннем направлении 12 вопрос Цитоплазму называют внутренней средой организма, потому что она постоянно перемещается и приводит в движение все клеточные компоненты. В цитоплазме постоянно идут обменные процессы, содержатся все органические и не органические вещества. Основные признаки цитоплазмы: Бесцветная; эластичная; слизисто-вязкая; структурированная; подвижная. Цитоплазма (от греч. kytos - клетка и plasma, букв. - вылепленное, оформлено) составляет основную массу клетки. Она на 85% состоит из воды и на 10% - из белков. Остальной объем приходится на долю липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и минеральных соединений. В цитоплазме различают гіалоплазму, органоїди и включения. В цитоплазме клеток расположен цитоскелет, образованный развитой сетью белковых нитей, способных сокращаться. Цитоскелет заполняет все пространство между ядерной оболочкой и плазмалемою. Он определяет форму клетки и участвует в различных движениях самой клетки (например, при распределении) и в внутриклеточном перемещении органоидов и отдельных соединений. 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 гелеобразном, 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 липи-дов). 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. Органелла - это крошечная клеточная структура, которая выполняет определенные функции внутри клетки. Органеллы встроены в цитоплазму эукариотических и прокариотических клеток. Эукариотические органеллы Эукариотические клетки представляют собой клетки с ядром. Ядро - важная органелла, окруженная двойной мембраной, называемая ядерной оболочкой, отделяющая содержимое ядра от остальной части клетки. Эукариотические клетки также содержат клеточную мембрану (плазматическая мембрана), цитоплазму, цитоскелет и различные клеточные органеллы. Примерами эукариотических организмов являются животные, растения, грибы и протисты. Клетки животных и растений содержат много одинаковых или отличающихся органелл. Есть также некоторые органеллы, обнаруженные в растительных клетках, но не встречающиеся в клетках животных и наоборот. Примеры основных органелл, содержащихся в клетках растений и животных включают: Ядро - связанная с мембраной структура, которая содержит наследственную (ДНК) информацию, а также контролирует рост и размножение клетки. Это обычно самая важная органелла в клетке. Митохондрии, как производители энергии, преобразуют энергию в формы, которые может использовать клетка. Они также участвуют в других процессах, таких как клеточное дыхание, деление, рост и гибель клеток. Эндоплазматический ретикулум - обширная сеть трубочек и карманов, синтезирующая мембраны, секреторные белки, углеводы, липиды и гормоны. Аппарат (комплекс) Гольджи - структура, которая отвечает за производство, хранение и доставку определенных клеточных веществ, особенно из эндоплазматического ретикулума. Рибосомы - органеллы, состоящие из РНК и белков и отвечают за биосинтез белка. Рибосомы расположены в цитозоле или связаны с эндоплазматическим ретикулумом. Лизосомы - эти мембранные мешочки ферментов перерабатывают органический материал клетки путем переваривания клеточных макромолекул, таких как нуклеиновые кислоты, полисахариды, жиры и белки. Пероксисомы, как и лизосомы связаны мембраной и содержат ферменты. Они способствуют детоксикации спирта, образует желчную кислоту и разрушает жиры. Вакуоль - заполненные жидкостью замкнутые структуры, чаще всего встречаются в растительных клетках и грибах. Они отвечают за широкий спектр важных функций, включая хранение питательных веществ, детоксикацию и вывод отходов. Хлоропласты - пластиды, содержащиеся в клетках растений, но отсутствующие в животных клетках. Хлоропласты поглощают энергию солнечного света для процесса фотосинтеза. Клеточная стенка - жесткая внешняя стенка расположенная рядом с плазматической мембраной в большинстве растительных клеток, обеспечивающая поддержку и защиту клетки. Центриоли - цилиндрические структуры встречаются в клетках животных и помогают организовать сборку микротрубочек во время деления клеток. Реснички и жгутики - волосковидные образования с наружной стороны некоторых клеток, которые осуществляют клеточною локомоцию. Они состоят из специализированных групп микротрубочек, называемых базальными телами. Прокариотические клетки имеют структуру, которая менее сложна, чем у эукариотических клеток. У них нет ядра, где ДНК связано мембраной. Прокариотическая ДНК содержится в области цитоплазмы, называемой нуклеоидом. Подобно эукариотическим клеткам, прокариотические имеют плазматическую мембрану, клеточную стенку и цитоплазму. В отличие от эукариот, прокариоты не содержат связанных с мембраной органелл. Однако они имеют некоторые неперепончатые органеллы, такие как рибосомы, жгутики и плазмиды (круговые структуры ДНК, которые не участвуют в размножении). Примерами прокариотических клеток являются бактерии и археи. Специальные органеллы –имеются лишь в некоторых клетках и обеспечивают выполнение специализированных функций. К ним относят реснички, жгутики, микроворсинки, акросомы. Специальные органеллы образуются в ходе развития клетки как производные органелл общего значения Реснички и жгутики – органеллы специального значения, участвующие в процессах движения Микротрубочки — белковые внутриклеточные структуры, входящие в состав цитоскелета.Микротрубочки представляют собой полые внутри цилиндры диаметром 25 нм. Длина их может быть от нескольких микрометров до, вероятно, нескольких миллиметров в аксонах нервных клеток. Их стенка образована димерами тубулина. Микротрубочки, подобно актиновым микрофиламентам, полярны: на одном конце происходит самосборка микротрубочки, на другом — разборка. В клетках микротрубочки играют роль структурных компонентов и участвуют во многих клеточных процессах, включая митоз, цитокинез и везикулярный транспорт.Содержание [показать] Строение Микротрубочки — это структуры, в которых 13 тубулиновых α-/β-гетеродимеров уложены по окружности полого цилиндра. Внешний диаметр цилиндра около 25 нм, внутренний — около 15.Один из концов микротрубочки, называемый плюс-концом, постоянно присоединяет к себе свободный тубулин. От противоположного конца — минус-конца — тубулиновые единицы отщепляются. Функция Микротрубочки в клетке используются в качестве «рельсов» для транспортировки частиц. По их поверхности могут перемещаться мембранные пузырьки и митохондрии. Транспортировку по микротрубочкам осуществляют белки, называемые моторными. Это высокомолекулярные соединения, состоящие из двух тяжёлых (массой около 300 кДа) и нескольких лёгких цепей. В тяжёлых цепях выделяют головной и хвостовой домены. Два головных домена связываются с микротрубочками и являются собственно двигателями, а хвостовые — связываются с органеллами и другими внутриклеточными образованиями, подлежащими транспортировке. Жировые включения часто накапливаются в цитоплазме, как небольшие капли. Они характерны для одноклеточных, к примеру, инфузорий. У высших животных липидные капли находятся в жировой ткани. Чрезмерное накопление жировых включений приводит к патологическим изменениям в органах, к примеру, вызывает жировую дистрофию печени. Полисахаридные имеют гранулярное строение различной формы и размеров. Наибольшие их скопления располагаются в клетках поперечнополосатой мускулатуры и печеночной ткани. Включения белка встречаются не часто, главным образом являются питательным веществом в яйцеклетках (при микроскопическом исследовании можно увидеть разного рода пластинки, палочки). Пигмент липофусцин — это включения желтого или коричневого цвета, которые скапливаются в клетках в процессе жизнедеятельности. Пигмент гемоглобин входит в состав эритроцитов крови. Родопсин — делает палочки сетчатки глаза чувствительными к свету. Поток информации в клетке Благодаря потоку информации клетка приобретает структуру живого, выработанную эволюцией ее предков. Также поток информации обеспечивает поддержание процессов жизнедеятельности в клетке, передачу информации о клеточной структуре и функциональности в ряду поколений. В клетке информация хранится в ДНК хромосом, которые у эукариот локализованы в ядре. Такие макромолекулы и структуры как мРНК, тРНК, рибосомы, различные ферменты переносят информацию в цитоплазму и осуществляют ее трансляцию, что можно понимать как реализацию информации. Синтезированные полипептиды принимают третичную и четвертичную структуру и в основном используются как ферменты или структурные белки. В потоке информации в клетках эукариот также участвуют геномы митохондрий и хлоропластов. Поток энергии Поток энергии в клетке обеспечивается дыхательным обменом, фотосинтезом, хемосинтезом, брожением. Последние три процесса характерны только для определенных групп организмов. Дыхательный обмен включает реакции расщепления органических веществ: глюкозы, жирных кислот, аминокислот. Энергия, которая выделяется в этих реакциях, идет на синтез высококалорийных молекул АТФ. Впоследствии энергия АТФ преобразуется в какую-либо работу: осуществляется синтез веществ, поддерживается осмос, движение и др. Так в клетках поперечно-полосатой мускулатуры система, состоящая из сократительных белков и фермента аденозинтрифосфатазы, расщепляет АТФ. Высвобождающаяся при этом энергия используется для выполнения механического движения. АТФ относится к группе макроэргических соединений. В них энергия, запасенная в химических связях, доступна для использования в биологических процессах. Главный клеточный органоид дыхательного обмена, а, следовательно, и потока энергии, – митохондрия. В ней происходит окислительное фосфорилирование, приводящее к синтезу большого количества молекул АТФ. Однако в цитоплазме протекает немаловажный этап дыхательного обмена — гликолиз — анаэробное расщепление глюкозы. При гликолизе глюкоза окисляется не полностью, извлекается лишь около 10% заключенной в ее связях энергии. Продукт гликолиза — пируват — поступает для дальнейшего окисления в митохондрии. Здесь протекает аэробное (с участием молекулярного кислорода) дыхание. В растительных клетках в потоке энергии также участвует фотосинтез, при котором происходит преобразование энергии света в энергию химических связей. Энергетические процессы в клетках весьма эффективны. Коэффициент полезного действия митохондрий может достигать 60%. В клетках поток веществ тесно связан с реакциями дыхательного обмена, которые помимо поставки энергии обеспечивают клетку веществами, необходимыми для синтеза разнообразных соединений. Такими строительными блоками являются многие продукты расщепления питательных веществ. Поток веществ объединяет метаболические пути расщепления и синтеза углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот. Большое разнообразие строительных блоков поставляет цикл Кребса, функционирующий в матриксе митохондрий. Через него проходят многие соединения, являющиеся промежуточными продуктами синтеза основных молекул клетки. В цикле Кребса происходит выбор пути превращения определенного соединения, переключение обмена клетки с одного пути на другой, например, с углеводного на жировой. В общей сложности поток веществ в клетке можно представить как поступление в нее одних веществ, из расщепление, синтез необходимых веществ и выведение из клетки ненужных ей веществ. Митоз — процесс непрямого деления соматических клеток эукариот, в результате которого из одной диплоидной материнской клетки образуются две дочерние с таким же набором хромосом. Подготовка клетки к митозу происходит в интерфазу: удваивается ДНК, накапливается АТФ, си Профаза В ядре молекулы ДНК укорачиваются и скручиваются (спирализуются), образуя компактные хромосомы. Каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК (двух хроматид), соединённых центромерой. Ядерная оболочка распадается. Хромосомы неупорядоченно располагаются в цитоплазме. Растворяются ядрышки. Начинает формироваться веретено деления, часть нитей которого прикрепляется к центромерам хромосом. В животной клетке центриоли удваиваются и начинают расходиться. нтезируются белки веретена деления. Метафаза Хромосомы располагаются на экваторе клетки, образуя метафазную пластинку. Хроматиды соединены в области первичной перетяжки с нитями веретена деления. Центриоли располагаются у полюсов клетки. Анафаза Каждая хромосома, состоящая из двух хроматид, разделяется на две идентичные дочерние хромосомы. Дочерние хромосомы растягиваются нитями веретена деления к полюсам клетки. У каждого полюса оказывается одинаковый генетический материал. Телофаза Хромосомы раскручиваются. Вокруг хромосом начинают формироваться ядерные оболочки. В ядрах появляются ядрышки. Нити веретена деления разрушаются. На этом кариокинез завершается. Происходит цитокинез — разделение цитоплазмы Мейоз — это способ деления клеток, в результате которого из одной диплоидной материнской клетки образуются четыре гаплоидные дочерние клетки. Подготовка клетки к мейозу происходит в интерфазу: удваивается ДНК, накапливается АТФ, синтезируются белки веретена деления. Первое деление мейоза (мейоз I) приводит к уменьшению хромосомного набора и называется редукционным. Оно включает четыре фазы. Профаза I Происходит скручивание молекул ДНК и образование хромосом. Каждая хромосома состоит из двух гомологичных хроматид — 2n4c. Гомологичные (парные) хромосомы сближаются и скручиваются, т. е. происходит конъюгация хромосом. Затем гомологичные хромосомы начинают расходиться. При этом образуются перекрёсты и происходит кроссинговер — обмен участками между гомологичными хромосомами. Растворяется ядерная оболочка. Разрушаются ядрышки. Формируется веретено деления. Метафаза I Спирилизация хромосом достигает максимума. Пары гомологичных хромосом (четыре хроматиды) выстраиваются по экватору клетки. Образуется метафазная пластинка. Каждая хромосома соединена с нитями веретена деления. Хромосомный набор клетки — 2n4c. Анафаза 1 Гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, отходят друг от друга. Нити веретена деления растягивают хромосомы к полюсам клетки. Из каждой пары гомологичных хромосом к полюсам попадает только одна. Происходит редукция — уменьшение числа хромосом вдвое. У полюсов клетки оказываются гаплоидные наборы хромосом, состоящих из двух хроматид. Хромосомный набор у полюсов — 1n2c (в клетке — 2n4c). Телофаза I Происходит формирование ядер. Делится цитоплазма. Образуются две клетки с гаплоидным набором хромосом. Каждая хромосома состоит из двух хроматид. Хромосомный набор каждой из образовавшихся клеток — 1n2c. Через короткий промежуток времени начинается второе деление мейоза. В это время не происходит удвоения ДНК. Делятся две гаплоидные клетки, которые образовались в результате первого деления. Профаза II Ядерные оболочки разрушаются. Хромосомы располагаются беспорядочно в цитоплазме. Формируется веретено деления. Хромосомный набор клетки — 1n2c. Метафаза II Хромосомы располагаются в экваториальной плоскости. Каждая хромосома состоит из двух хроматид. К каждой хроматиде прикреплены нити веретена деления. Хромосомный набор клетки — 1n2c. Анафаза II Нити веретена деления оттягивают сестринские хроматиды к полюсам. Хроматиды становятся самостоятельными хромосомами. Дочерние хромосомы направляются к полюсам клетки. Хромосомный набор у каждого полюса — 1n1c (в клетке — 2n2c). Телофаза II Формируются ядра. Делится цитоплазма. Образуются четыре гаплоидные клетки — 1n1c. Хромосомные наборы образовавшихся клеток не идентичны. Значение мейоза Образовавшиеся в результате мейоза клетки различаются своими хромосомными наборами, что обеспечивает разнообразие живых организмов. Число хромосом при мейозе уменьшается в два раза, что необходимо при половом размножении. Процесс оплодотворения опять восстанавливает в зиготе диплоидный набор хромосом. 1. Фаза размножения 2. Фаза роста (состоит из 2-х стадий - стадии "малого роста" и стадии "большого роста"). 3. Фаза созревания По сравнению со сперматогенезом четвертая фаза (фаза формирования) в овогенезе отсутствует. В результате овогенеза из стволовой женской половой клетки, овогонии, образуется одна зрелая женская половая клетка - яйцеклетка, а также 3 редукционных тельца (вторичные полярные тельца). Фаза размножения. Происходит только в эмбриогенезе. На 35-е сутки эмбриогенеза человека (то есть на 5-й неделе после оплодотворения) первичные половые клетки гоноциты из энтодермы стенки желточного мешка выселяются в будущий зачаток яичника, превращаясь в овогонии. Здесь они вступают в фазу размножения - усиленно митотически делятся, вследствие чего их количество резко увеличивается до 7-10 млн. (особенно на 12 - 16 неделе эмбриогенеза). Фаза роста. На 16-й неделе (4-й месяц эмбриогенеза) в яичнике эмбриона овогонии прекращают делиться и вступают во вторую фазу - фазу роста, а именно в стадию малого роста, становясь овоцитами I порядка (первичные овоциты). Эти события совпадают с образованием в яичниках примордиальных фолликулов, так как овоцит начинает покрываться слоем плоских префолликулярных клеток, которые выделяют мейоз-индуцирующую субстанцию, которая стимулирует процессы профазы 1 мейоза. После прохождения кроссинговера фолликулярные клетки начинают синтезировать мейоз-ингибирующую субстанцию, которая вызывает блок мейоза на стадии диктиотены профазы 1. Стадия малого роста состоит в том, что овоциты I порядка, образовавшиеся из овогонии, в эмбриональном яичнике начинают проходить профазу I мейоза (как при сперматогенезе). Однако в профазе I мейоза они проходят только прелептотену, лептотену, зиготену, пахитену, затем вступают в диплотену и на этой стадии происходит блокировка профазы I мейоза (наступает так называемая диктиотена - диффузная диплотена). В связи с этим данную стадию еще именуют стационарной стадией. К моменту рождения девочки количество овоцитов I порядка на стационарной стадии в обоих яичниках может достигать 2-х миллионов. Особенность стадии малого роста заключается еще и в том, что она идет до полового созревания без гормонального участия. Эти овоциты I порядка в стадии диктиотены профазы I мейоза (в стадии малого роста) "дремлют" в яичнике девочки до ее полового созревания (до 12-14 лет). Одновременно с этим большое их количество дегенерирует и к моменту полового созревания их остается около 400000, а к 40-44 годам их остается не более 8000. С наступлением полового созревания под влиянием гонадотропных гормонов гипофиза в яичнике девочки 1 раз в 28 дней несколько овоцитов I порядка вступают в стадию большого роста. То есть овоцит I порядка разблокируется и проходит остальные фазы роста (заканчивает профазу I - диплотену и диакинез – по типу сперматогенеза). В фазе роста овоцит I увеличивается в размерах в результате синтеза и накопления в цитоплазме желтка (виттелина). Фаза созревания. В третичном фолликуле (перед наступлением овуляции) наступает 3-я фаза - фаза созревания (развитие фолликулов будет рассмотрено ниже). Здесь овоцит I порядка проходит редукционное деление: метафазу I, анафазу I, телофазу I мейоза, образуя две неравные по объему клетки: с большим количеством цитоплазмы - овоцит II порядка (вторичный овоцит) и маленькую – первичный полоцит (первое полярное тельце). То есть первое мейотическое деление овоцита (образование овоцита II порядка) завершается в зрелом фолликуле перед овуляцией на пике высокого содержания лютропина. После образования овоцита II порядка (приблизительно на 14-й день менструального цикла) происходит разрыв третичного фолликула и выход овоцита II порядка в брюшную полость. Там он активно засасывается в воронку яйцевода. Особенность: если овоцит II порядка не оплодотворяется, он погибает, так и не закончив мейоза. Завершение мейоза (эквационное деление) происходит лишь при условии оплодотворения (под влиянием активирующего начала спермия). Таким образом в просвете яйцевода фаза созревания заканчивается: ─ овоцит II порядка проходит второе мейотическое деление – эквационное деление, образуя зрелую яйцеклетку и вторичный полоцит; ─ первичный полоцит также делится, образуя 2 вторичных полоцита (в конечном итоге из одной овогонии образуются 3 вторичных полоцита). Полоциты нежизнеспособны и в дальнейшем разрушаются Таким образом, 1-я фаза (фаза размножения) проходит полностью в яичнике эмбриона девочки. Она характеризуется митозом овогоний, увеличением их количества и заканчивается на 16-й неделе эмбриогенеза. 2-я фаза (фаза роста) начинается в яичнике эмбриона девочки «малым ростом», а затем продолжается уже после наступления полового созревания «большим ростом». 3-я фаза (фаза созревания) начинается в яичнике и заканчивается в яйцеводах (маточных трубах). В яйцеводе яйцеклетка (более правильно – овоцит II порядка) сохраняет способность к оплодотворению не более 1 суток, а затем погибает (диаметр зрелой яйцеклетки - 130 - 150 мкм). Деление Ближе всего к базальной мембране расположен слой сперматогоний – стволовых клеток, из которых получаются все последующие. Они содержат полный набор хромосом, присутствующий у мужчины. Эти мелкие округлые образования подвергаются активному митотическому делению. Часть из дочерних элементов остается на месте и продолжает размножение. Другие же продвигаются к просвету семенного канальца, где начинают превращаться в сперматициты, у которых все еще 46 хромосом. Рост На данном этапе получившиеся частицы увеличиваются в размерах, запасают питательные вещества, удваивают цепочки ДНК и готовятся к дальнейшим преобразованиям. Созревание В результате особого деления – мейоза образуются сперматиды I и II порядка. Последние содержат только половинный набор хромосом. Из одного сперматоцита получается четыре дочерних частицы. При этом половина из них несет в себе Х-хромосому, которая необходима для рождения девочки, а вторая половина – Y-хромосому, без которой невозможно появление мальчика. Это значит, что именно мужские гаметы определяют будущий пол ребенка. В этой стадии все еще существует большая связь между половыми и клетками Сертоли. Последние обеспечивают сперматиды питательными веществами и кислородом. Сами сперматиды соединены друг с другом посредством мостика из цитоплазмы. Это явление об Формирование (спермогенез) На данном периоде сперматогенеза происходит окончательное созревание сперматозоидов. При этом они приобретают окончательный вид за счет определенного распределения органелл в клетке. В центральных рядах производящего эпителия у элементов появляются жгутики, которые свешиваются в просвет канальцев. В них сосредотачивается большая часть митохондрий – цитологических «аккумуляторов». Именно эти «энергетические станции» обеспечивают возможность нормального движения спермиев. К переднему краю головки смещается комплекс Гольджи, содержащий большое количество ферментов. Он формирует акросому – структура, необходимая для расплавления участка оболочки ооцита. Без этого оплодотворение невозможно. Когда клетки полностью созреют, соединение между ними разрушается. Они выходят в просвет извитых канальцев, где соединяются с секретом предстательной железы и покидают яички во время эякуляции.еспечивает возможность полноценного их развития. 1 2 |