Prokariotu un eikariotu šūnas. Eikariotu šūnas Pirmās eikariotu šūnas
Eikariotu šūnu raksturojums
Vidējais eikariotu šūnas izmērs ir aptuveni 13 mikroni. Šūnu sadala iekšējās membrānas dažādos nodalījumos (reakcijas telpās). Trīs organellu veidi skaidri atdalīta no pārējās protoplazmas (citoplazmas) ar divu membrānu apvalku: šūnas kodolu, mitohondrijiem un plastidiem. Plastīdi galvenokārt kalpo fotosintēzei, bet mitohondriji - enerģijas ražošanai. Visi slāņi satur DNS kā ģenētiskās informācijas nesēju.
Citoplazma satur dažādas organellas, tostarp ribosomas, kas atrodamas arī plastidos un mitohondrijās. Visas organellas atrodas matricā.
Prokariotu šūnu raksturojums
Prokariotu šūnu vidējais izmērs ir 5 mikroni. Tiem nav citu iekšējo membrānu, izņemot iekšējo membrānu un plazmas membrānas izvirzījumus. Šūnas kodola vietā ir nukleoīds, kuram nav apvalka un kas sastāv no vienas DNS molekulas. Turklāt baktērijas var saturēt DNS sīku plazmīdu veidā, kas ir līdzīgas eikariotu ārpuskodolu DNS.
IN prokariotu šūnas, kas spēj fotosintēzi (zilaļģes, zaļās un purpursarkanās baktērijas), ir dažādi strukturēti lieli membrānas izvirzījumi - tilakoīdi, kas savā funkcijā atbilst eikariotu plastidiem.Prokariotiem raksturīga murēnas maisa klātbūtne - mehāniski spēcīga šūnas sienas elements.
Eikariotu šūnas galvenās sastāvdaļas. To struktūra un funkcijas.
Apvalks obligāti satur plazmas membrānu. Papildus tam augiem un sēnēm ir šūnu siena, un dzīvniekiem ir glikokalikss.
Augi un sēnes izdalās protoplasts- viss šūnas saturs, izņemot šūnas sieniņu.
Citoplazma ir šūnas iekšējā pusšķidra vide. Sastāv no hialoplazmas, ieslēgumiem un organellām. Citoplazmā tiek izolēta eksoplazma (kortikālais slānis atrodas tieši zem membrānas, nesatur organellus) un endoplazma (citoplazmas iekšējā daļa).
Hialoplazma(citosols) ir citoplazmas galvenā viela, lielu organisko molekulu koloidāls šķīdums.Nodrošina visu šūnas komponentu attiecības
Tajā notiek galvenie vielmaiņas procesi, piemēram, glikolīze.
Ieslēgumi ir neobligāti šūnas komponenti, kas var parādīties un pazust atkarībā no šūnas stāvokļa. Piemēram: tauku pilieni, cietes granulas, olbaltumvielu graudi.
Organellas Ir membrānas un nemembrānas.
Membrānas organellas ir vienmembrānas (EPS, AG, lizosomas, vakuoli) un dubultā membrāna(plastīdi, mitohondriji).
UZ nemembrānas Organellās ietilpst ribosomas un šūnu centrs.
Eikariotu šūnu organoīdi, to uzbūve un funkcijas.
Endoplazmatiskais tīkls- vienas membrānas organelles. Tā ir membrānu sistēma, kas veido "tvertnes" un kanālus, kas savienoti viens ar otru un ierobežo vienotu iekšējo telpu - EPS dobumus. Ir divu veidu EPS: 1) raupja, kas satur ribosomas uz tās virsmas, un 2) gluda, kuras membrānas nenes ribosomas.
Funkcijas: 1) vielu transportēšana no vienas šūnas daļas uz otru, 2) šūnas citoplazmas sadalīšana nodalījumos ("nodalījumi"), 3) ogļhidrātu un lipīdu sintēze (gluda ER), 4) proteīnu sintēze (rupja ER)
golgi aparāts- vienas membrānas organelles. Tā ir saplacinātu "tvertņu" kaudze ar paplašinātām malām. Ar tiem ir saistīta mazu vienas membrānas pūslīšu (Golgi pūslīšu) sistēma. Katrs kaudze parasti sastāv no 4-6 "tvertnēm", ir Golgi aparāta strukturāla un funkcionāla vienība un tiek saukta par diktiozomu.
Golgi aparāta funkcijas: 1) olbaltumvielu, lipīdu, ogļhidrātu uzkrāšanās, 2) proteīnu, lipīdu, ogļhidrātu “iepakošana” membrānas pūslīšos, 4) olbaltumvielu, lipīdu, ogļhidrātu sekrēcija, 5) ogļhidrātu un lipīdu sintēze, 6) lizosomu veidošanās vieta. .
Lizosomas- vienas membrānas organellas. Tie ir mazi pūslīši, kas satur hidrolītisko enzīmu komplektu. Fermenti tiek sintezēti uz neapstrādātā ER, tiek pārvietoti uz Golgi aparātu, kur tie tiek modificēti un iepakoti membrānas pūslīšos, kas pēc atdalīšanas no Golgi aparāta kļūst par īstām lizosomām. Vielu sadalīšanos fermentu ietekmē sauc par līzi.
Lizosomu funkcijas: 1) intracelulārā gremošana organisko vielu, 2) nevajadzīgu šūnu un nešūnu struktūru iznīcināšana, 3) dalība šūnu reorganizācijas procesos.
Vakuoli- vienas membrānas organoīdi, ir "ietilpības" piepildītas ar ūdens šķīdumi organiskās un neorganiskās vielas.Šķidrumu, kas aizpilda augu vakuolu, sauc par šūnu sulu.
Vakuola funkcijas: 1) ūdens uzkrāšana un uzglabāšana, 2) ūdens-sāļu metabolisma regulēšana, 3) turgora spiediena uzturēšana, 4) ūdenī šķīstošo metabolītu, rezerves barības vielu uzkrāšanās, 5) ziedu un augļu krāsošana, tādējādi piesaistot apputeksnētājus un sēklu izplatītājus.
Mitohondriji ko ierobežo divas membrānas. Mitohondriju ārējā membrāna ir gluda, iekšējā veido daudzas krokas - cristae. Cristae palielina iekšējās membrānas virsmas laukumu, kurā atrodas daudzenzīmu sistēmas, kas iesaistītas ATP molekulu sintēzē. Mitohondriju iekšējā telpa ir piepildīta ar matricu. Matrica satur apļveida DNS, specifisku mRNS, prokariotu tipa ribosomas, Krebsa cikla fermentus.
Mitohondriju funkcijas: 1) ATP sintēze, 2) organisko vielu skābekļa sadalīšana.
plastidi raksturīga tikai augu šūnām. Ir trīs galvenie plastidu veidi: leikoplasti - bezkrāsaini plastidi nekrāsotu augu daļu šūnās, hromoplasti - krāsaini plastidi, parasti dzelteni, sarkani un oranži, hloroplasti - zaļie plastidi.
Hloroplasti. Augstāku augu šūnās hloroplastiem ir abpusēji izliekta lēca forma. Hloroplastus ierobežo divas membrānas. Ārējā membrāna ir gluda, iekšējai ir sarežģīta salocīta struktūra. Mazāko kroku sauc par tilakoīdu. Tylakoīdu grupu, kas sakrauta kā monētu kaudze, sauc par granu. Tilakoīdu membrānas satur fotosintēzes pigmentus un fermentus, kas nodrošina ATP sintēzi. Galvenais fotosintēzes pigments ir hlorofils, kas nosaka hloroplastu zaļo krāsu.
Hloroplastu iekšējā telpa ir piepildīta stroma. Stromā ir apļveida DNS, ribosomas, Kalvina cikla fermenti, cietes graudi.
Hloroplastu funkcija: fotosintēze.
Leikoplastu funkcija: rezerves barības vielu sintēze, uzkrāšana un uzglabāšana.
Hromoplasti. Stromā ir apļveida DNS un pigmenti – karotinoīdi, kas hromoplastiem piešķir dzeltenu, sarkanu vai oranžu krāsu.
Hromoplastu funkcijas: ziedu un augļu krāsošana, tādējādi piesaistot apputeksnētājus un sēklu izplatītājus.
Ribosomas- nemembrānas organellas, apmēram 20 nm diametrā. Ribosomas sastāv no divām apakšvienībām, lielām un mazām. Ķīmiskais sastāvs ribosomas - olbaltumvielas un rRNS. rRNS molekulas veido 50–63% no ribosomas masas un veido tās strukturālo karkasu. Olbaltumvielu biosintēzes laikā ribosomas var "strādāt" atsevišķi vai apvienoties kompleksos - poliribosomās (polisomās ) . Šādos kompleksos tie ir saistīti viens ar otru ar vienu mRNS molekulu. Apakšvienību saistīšanās veselā ribosomā parasti notiek citoplazmā olbaltumvielu biosintēzes laikā.
Ribosomu funkcija: polipeptīdu ķēdes montāža (olbaltumvielu sintēze).
citoskelets sastāv no mikrotubulām un mikrofilamentiem. Mikrotubulas ir cilindriskas nesazarotas struktūras. Galvenā ķīmiskā sastāvdaļa ir proteīna tubulīns. Mikrotubulas iznīcina kolhicīns. Mikrofilamenti ir pavedieni, kas sastāv no proteīna aktīna. Mikrocaurules un mikrofilamenti veido sarežģītus samezglojumus citoplazmā.
Citoskeleta funkcijas: 1) šūnas formas noteikšana, 2) atbalsts organellām, 3) dalīšanās vārpstas veidošana, 4) dalība šūnu kustībās, 5) citoplazmas plūsmas organizēšana.
Šūnu centrs Tas satur divus centriolus un centrosfēru. Centriole ir cilindrs, kura sieniņu veido deviņas trīs sapludinātu mikrotubulu grupas. Centrioli ir savienoti pārī, kur tie atrodas taisnā leņķī viens pret otru. Pirms šūnu dalīšanās centrioli novirzās uz pretējiem poliem, un pie katra no tiem parādās meitas centriole. Tie veido dalīšanas vārpstu, kas veicina vienmērīgu ģenētiskā materiāla sadalījumu starp meitas šūnām.
Funkcijas: 1) hromosomu diverģences nodrošināšana uz šūnas poliem mitozes vai meiozes laikā, 2) citoskeleta organizācijas centrs.
Visus dzīvos organismus var iedalīt vienā no divām grupām (prokariotiem vai eikariotiem) atkarībā no to šūnu pamatstruktūras. Prokarioti ir dzīvi organismi, kas sastāv no šūnām, kurām nav šūnu kodola un membrānas organellām. Eikarioti ir dzīvi organismi, kas satur kodolu un membrānas organellas.
Šūna ir mūsu mūsdienu dzīves un dzīvo būtņu definīcijas būtiska sastāvdaļa. Šūnas tiek uzskatītas par dzīvības pamatelementiem un tiek izmantotas, lai noteiktu, ko nozīmē būt "dzīvam".
Apskatīsim vienu dzīves definīciju: "Dzīvās būtnes ir ķīmiskās organizācijas kas sastāv no šūnām un spēj vairoties” (Keaton, 1986). Šī definīcija balstās uz divām teorijām – šūnu teoriju un bioģenēzes teoriju. 1830. gadu beigās pirmo reizi ierosināja vācu zinātnieki Matiass Jākobs Šleidens un Teodors Švāns. Viņi apgalvoja, ka visas dzīvās būtnes sastāv no šūnām. Rūdolfa Virhova 1858. gadā ierosinātā bioģenēzes teorija apgalvo, ka visas dzīvās šūnas rodas no esošām (dzīvām) šūnām un nevar spontāni rasties no nedzīvas vielas.
Šūnu sastāvdaļas ir ietvertas membrānā, kas darbojas kā barjera starp ārējo pasauli un šūnas iekšējām sastāvdaļām. Šūnu membrāna ir selektīva barjera, kas nozīmē, ka tā ļauj noteiktām ķīmiskajām vielām iziet cauri, lai saglabātu līdzsvaru, kas nepieciešams šūnu funkcionēšanai.
Šūnu membrāna regulē ķīmisko vielu kustību no šūnas uz šūnu šādos veidos:
- difūzija (vielas molekulu tendence samazināt koncentrāciju, tas ir, molekulu pārvietošanās no zonas ar lielāku koncentrāciju uz apgabalu ar zemāku, līdz koncentrācija tiek izlīdzināta);
- osmoze (šķīdinātāju molekulu pārvietošanās caur daļēji caurlaidīgu membrānu, lai izlīdzinātu izšķīdušās vielas koncentrāciju, kas nespēj pārvietoties caur membrānu);
- selektīvs transports (izmantojot membrānas kanālus un sūkņus).
Prokarioti ir organismi, kas sastāv no šūnām, kurām nav šūnu kodola vai membrānas organellu. Tas nozīmē, ka prokariotu DNS ģenētiskais materiāls nav saistīts ar kodolu. Turklāt prokariotu DNS ir mazāk strukturēta nekā eikariotu DNS. Prokariotos DNS ir vienas cilpas. Eikariotu DNS ir sakārtota hromosomās. Lielākā daļa prokariotu sastāv tikai no vienas šūnas (vienšūnu), bet dažas ir daudzšūnu šūnas. Zinātnieki iedala prokariotus divās grupās: un.
Tipiska prokariotu šūna ietver:
- plazmas (šūnu) membrāna;
- citoplazma;
- ribosomas;
- flagellas un pili;
- nukleoīds;
- plazmīdas;
eikarioti
Eikarioti ir dzīvi organismi, kuru šūnās ir kodols un membrānas organellas. Eikariotu ģenētiskais materiāls atrodas kodolā, un DNS ir sakārtota hromosomās. Eikariotu organismi var būt vienšūnu vai daudzšūnu organismi. ir eikarioti. Arī eikarioti ietver augus, sēnītes un vienšūņus.
Tipiska eikariotu šūna ietver:
- kodols;
Visus dzīvos organismus var iedalīt divās galvenajās grupās: prokariotos un eikariotos. Šie termini ir atvasināti no grieķu vārda karion, kas nozīmē kodols. Prokarioti ir pirmskodola organismi, kuriem nav izveidots kodols. Eikariotiem ir labi izveidots kodols. Pie prokariotiem pieder baktērijas, zilaļģes, miksomicīti, riketsijas un citi organismi; eikarioti ir sēnes, augi un dzīvnieki. Visu eikariotu šūnām ir līdzīga struktūra. Tie sastāv no citoplazma Un kodoli, kas kopā attēlo šūnas dzīvo saturu – protoplastu. Citoplazma ir daļēji šķidra zemes viela vai hialoplazma, kopā ar tajā iegremdētām intracelulārām struktūrām - organellām, kas veic dažādas funkcijas (sīkāka informācija tabulā). No ārpuses citoplazmu ieskauj plazmas membrāna. Arī augu un sēnīšu šūnām ir stingra šūnu siena. Augu un sēnīšu šūnu citoplazmā atrodas vakuoli - pūslīši, kas pildīti ar ūdeni un tajā izšķīdinātām dažādām vielām. Turklāt būrī var būt ieslēgumi – rezerves barības vielas vai apmaiņas galaprodukti.
| Struktūra | Organizācijas funkcijas | Funkcijas |
|---|---|---|
| Plazmas membrāna (plazmalemma) | Tajā iegremdēts dubults lipīdu un olbaltumvielu slānis | Selektīvi regulē vielmaiņu starp šūnu un vidi. Nodrošina kontaktu starp blakus esošajām šūnām |
| Kodols | Ir dubultā membrāna, satur DNS | Ģenētiskā materiāla uzglabāšana un pārnešana uz meitas šūnām. Regulē šūnu darbību |
| Mitohondriji | Ieskauj divu membrānu apvalks; iekšējā membrāna veido krokas - cristae. Satur apļveida DNS, ribosomas, daudzus fermentus | Šūnu elpošanas skābekļa stadijas īstenošana (ATP sintēze) |
| Plastīdi. Iekļauts augu šūnā, dažu protistu šūnās | dubultās membrānas struktūra. Iekšējās membrānas atvasinājumi - tilakoīdi (hloroplastos satur hlorofilu). | Fotosintēze, pārtikas uzglabāšana |
| Endoplazmatiskais tīkls (ER) | Plakano membrānas maisiņu sistēma - cisternas, dobumi, kanāliņi | Ribosomas atrodas uz aptuvenās ER. Tās tvertnēs sintezētie proteīni ir izolēti un nobrieduši. Sintezēto proteīnu transportēšana. Gludās ER membrānās tiek sintezēti lipīdi un steroīdi. Membrānas sintēze |
| Golgi komplekss (CG) | Plakanu vienmembrānas cisternu sistēma, ampulāri izvērsta cisternu galos un pūslīši, kas atdalās vai savienojas ar cisternām | Olbaltumvielu un lipīdu uzkrāšanās, transformācija, polisaharīdu sintēze. Sekrēcijas pūslīšu veidošanās, vielu izvadīšana ārpus šūnas. Lizosomu veidošanās |
| Lizosomas | Vienas membrānas pūslīši, kas satur hidrolītiskos enzīmus | Intracelulārā gremošana, bojāto organellu, atmirušo šūnu, orgānu sadalīšana |
| Ribosomas | Divas apakšvienības (lielas un mazas), kas sastāv no rRNS un olbaltumvielām | Olbaltumvielu molekulu montāža |
| Centrioles | Mikrotubulu sistēma (9x3), kas veidota no olbaltumvielu apakšvienībām | Mikrotubulu organizēšanas centri (iesaistīti citoskeleta, šūnu dalīšanās vārpstas, skropstu un flagella veidošanā) |
Šūnu struktūras vienotība.
Jebkuras šūnas saturs ir atdalīts no ārējās vides ar īpašu struktūru - plazmas membrāna (plazmalemma).Šī izolācija ļauj izveidot ļoti īpašu vidi šūnā, atšķirībā no tās, kas to ieskauj. Tāpēc šūnā var notikt tie procesi, kas nekur citur nenotiek, tos sauc dzīvības procesi.
Tiek saukta dzīvas šūnas iekšējā vide, ko ierobežo plazmas membrāna citoplazma. Tas iekļauj hialoplazma(pamata caurspīdīga viela) un šūnu organoīdi, kā arī dažādas nepastāvīgas būves - ieslēgumi. Organellus, kas atrodas jebkurā šūnā, ietilpst arī ribosoma, kur tas notiek proteīnu sintēze.
Eikariotu šūnu struktūra.
eikarioti ir organismi, kuru šūnām ir kodols. Kodols- šī ir eikariotu šūnas organelle, kurā glabājas hromosomās ierakstītā iedzimtā informācija un no kuras tiek kopēta iedzimtā informācija. Hromosoma ir DNS molekula, kas integrēta ar olbaltumvielām. Kodols satur kodols- vieta, kur veidojas citas svarīgas olbaltumvielu sintēzē iesaistītās organellas, ribosomas. Bet ribosomas veidojas tikai kodolā, un tās darbojas (t.i., sintezē olbaltumvielas) citoplazmā. Dažas no tām ir brīvas citoplazmā, un dažas ir pievienotas membrānām, veido tīklu, ko sauc endoplazmatisks.
Ribosomas- organellas, kas nav membrānas.
Endoplazmatiskais tīkls ir cauruļu tīkls, ko ierobežo membrānas. Ir divi veidi: gluda un granulēta. Ribosomas atrodas uz granulētā endoplazmatiskā tīkla membrānām, tāpēc tajā notiek olbaltumvielu sintēze un transportēšana. Un gludais endoplazmatiskais tīkls ir ogļhidrātu un lipīdu sintēzes un transportēšanas vieta. Tam nav ribosomu.
Olbaltumvielu, ogļhidrātu un tauku sintēzei ir nepieciešama enerģija, ko eikariotu šūnā ražo šūnas "enerģijas stacijas" - mitohondriji.
Mitohondriji- divu membrānu organoīdi, kuros notiek šūnu elpošanas process. Organiskie savienojumi tiek oksidēti uz mitohondriju membrānām un ķīmiskā enerģija tiek uzkrāta īpašu enerģijas molekulu veidā. (ATP).
Šūnā ir arī vieta, kur var uzkrāties organiskie savienojumi un no kurienes tos var transportēt - tas ir golgi aparāts, plakano membrānu maisiņu sistēma. Tas ir iesaistīts olbaltumvielu, lipīdu, ogļhidrātu transportēšanā. Golgi aparātā veidojas arī intracelulārās gremošanas organellas - lizosomas.
Lizosomas- vienmembrānas organoīdi, kas raksturīgi dzīvnieku šūnām, satur fermentus, kas spēj noārdīt olbaltumvielas, ogļhidrātus, nukleīnskābes, lipīdus.
Šūnā var būt organoīdi, kuriem nav membrānas struktūras, piemēram, ribosomas un citoskelets.
citoskelets-Šo muskuļu un skeleta sistēmašūnas, ietver mikrofilamentus, skropstas, flagellas, šūnu centru, kas ražo mikrotubulus un centriolus.
Ir organellas, kas raksturīgas tikai augu šūnām, - plastidi. Ir: hloroplasti, hromoplasti un leikoplasti. Fotosintēzes process notiek hloroplastos.
Arī augu šūnās vakuoli- šūnas atkritumi, kas ir ūdens un tajā izšķīdušo savienojumu rezervuāri. Eikariotu organismi ietver augus, dzīvniekus un sēnes.
Prokariotu šūnu struktūra.
prokarioti ir vienšūnas organismi, kuriem nav kodola.
Prokariotu šūnas ir maza izmēra, saglabā ģenētisko materiālu apļveida DNS molekulas (nukleoīda) formā. Prokariotu organismi ietver baktērijas un zilaļģes, kuras agrāk sauca par zilaļģēm.
Ja aerobās elpošanas process notiek prokariotos, tad šim nolūkam tiek izmantoti īpaši plazmas membrānas izvirzījumi - mezosomas. Ja baktērijas ir fotosintēzes, tad fotosintēzes process notiek uz fotosintēzes membrānām - tilakoīdi.
Olbaltumvielu sintēze prokariotos notiek ribosomas. Prokariotu šūnās ir maz organellu.
Hipotēzes par eikariotu šūnu organellu izcelsmi.
Prokariotu šūnas uz Zemes parādījās agrāk nekā eikariotu šūnas.
1) simbiotiskā hipotēze izskaidro dažu eikariotu šūnas organellu - mitohondriju un fotosintētisko plastidu rašanās mehānismu.
2) Invaginācijas hipotēze- apgalvo, ka eikariotu šūnas izcelsme izriet no fakta, ka senču forma bija aerobs prokariots. Organelli tajā radās membrānas daļu invaginācijas un atslāņošanās rezultātā, kam sekoja funkcionāla specializācija citu organellu kodolā, mitohondrijās, hloroplastos.
| Šūnu struktūras | eikariotu šūna | prokariotu šūna |
| citoplazmas membrāna | Ēst | Ēst; membrānas invaginācijas veido mezosomas |
| Kodols | Ir divu membrānu membrāna, satur vienu vai vairākus nukleolus | Nē; ir kodola ekvivalents - nukleoīds - citoplazmas daļa, kas satur DNS, kas nav ieskauta ar membrānu |
| ģenētiskais materiāls | Lineāras DNS molekulas, kas saistītas ar mugurām | Apļveida DNS molekulas, kas nav saistītas ar olbaltumvielām |
| Endoplazmatiskais tīkls | Ēst | Nē |
| Golgi komplekss | Ēst | Nē |
| Lizosomas | Ēst | Nē |
| Mitohondriji | Ēst | Nē |
| plastidi | Ēst | Nē |
| Centrioles, mikrotubulas, mikrofilamenti | Ēst | Nē |
| Flagella | Ja tādi ir, tie sastāv no mikrotubulām, ko ieskauj citoplazmas membrāna | Ja tādi ir, tie nesatur mikrotubulus un tos neapņem citoplazmas membrāna |
| šūnapvalki | Ir augi (spēks, dod celulozi) un sēnes (spēks dod hitīnu) | Jā (spēks dod peptidoglikānu) |
| kapsula vai gļotādas slānis | Nē | Dažām baktērijām ir |
| Ribosomas | Jā, liels (80S) | Jā, mazs (70S) |
Pārbaudes:
1. Dzīvības uzturēšana jebkurā līmenī ir saistīta ar reprodukcijas fenomenu. Kādā organizācijas līmenī reproducēšana tiek veikta, pamatojoties uz matricas sintēzi
A. Molekulārais
B. subcelulārs
V. Šūnu
G. Tkaņevs
D. Organisma līmenī
2. Konstatēts, ka organismu šūnās nav membrānu organellu un to iedzimtajam materiālam nav nukleosomālas organizācijas. Kas ir šie organismi?
A. Vienšūņi
B. Vīrusi
B. Ascomycetes
G. Eikarioti
D. Prokarioti
3. Bioloģijas stundā skolotāja lūdza laboratorijas darbā norādīt mikroskopa palielinājuma pakāpi, kas izmantota mikropreparātu izpētē. Viens no skolēniem ar uzdevumu netika galā pats. Kā pareizi aprēķināt šo rādītāju?
A. Reiziniet rādītājus, kas norādīti uz visiem mikroskopa objektiem
B. Sadaliet vērtību objektīvam ar mazāku palielinājumu ar vērtību objektīvam ar lielāku palielinājumu
B. Reiziniet objektīva un okulāra palielinājumus
D. Sadaliet objektīva palielinājumu ar okulāru
E. No okulāra palielinājuma vērtības atņemiet vērtības, kas norādītas uz visiem mikroskopa objektīviem.
4. Pētot mikropreparātu, students pēc tā fiksēšanas uz objekta galda un optimālā redzes lauka apgaismojuma sasniegšanas uzstādīja objektīvu “x40” un ieskatījās objektīvā. Skolotāja apturēja skolēnu un teica, ka darba laikā pieļauta principiāla kļūda. Kāda kļūda tika pieļauta?
A. Mikropreparātu labot nebija vērts
B. Mikropreparāta izpēte bija jāsāk ar zema palielinājuma objektīvu
B. Apgaismojums tiek regulēts pēdējais
D. Zāļu fiksācija tiek veikta pirms pētījuma pabeigšanas
D. Visas manipulācijas jāveic apgrieztā secībā.
5. Dzīvības pastāvēšanu visos līmeņos nosaka zemākā līmeņa struktūra. Kāds organizācijas līmenis ir pirms un nodrošina dzīvības pastāvēšanu šūnu līmenī:
A. Populācija-sugas
B. Tkaņeva
B. Molekulārais
G. Organisms
D. Biocenotisks
Uzdevumi zināšanu kontrolei:
1. Mēģinot izpētīt mikropreparātu, izmantojot gaismas mikroskopu, pētnieks atklāja, ka viss redzes lauks ir aptumšots. Kāds varētu būt šīs parādības cēlonis? Kā novērst šo problēmu?
2. Mēģinot pētīt mikropreparātu, izmantojot gaismas mikroskopu, pētnieks atklāja, ka ir izgaismota tikai puse no redzes lauka. Kāds varētu būt šīs parādības cēlonis? Kā novērst šo problēmu?
3. Kādas manipulācijas jāveic, ja, izmantojot gaismas mikroskopu, novērotais objekts nav skaidri redzams?
A) ja okulāram ir apzīmējums "x15" un uz objektīva "x8"
B) ja okulāra lēcas palielinājums ir “x10” un objektīvs ir “x40”
6. Materiāli analīzei ar skolotāju un tā asimilācijas kontrolei:
6.1. Nodarbības tēmas apguves galveno jautājumu analīze ar skolotāju.
6.2. Metožu skolotāja demonstrējums praktiski triki par tēmu.
6.3. Materiāls priekš kontrole apgūstot materiālu:
Jautājumi diskusijai ar skolotāju:
1. Medicīniskā bioloģija kā zinātne par cilvēka dzīves pamatiem, pētot iedzimtības, mainīguma, individuālās un evolucionārās attīstības modeļus, kā arī cilvēka morfofizioloģiskās un sociālās adaptācijas vides apstākļiem saistībā ar viņa biosociālo būtību jautājumus.
2. Pašreizējais vispārējās un medicīniskās bioloģijas attīstības posms. Bioloģijas vieta medicīnas izglītības sistēmā.
3. Dzīves būtība. dzīvo īpašības. Dzīvības formas, tās pamatīpašības un atribūti. Dzīvības jēdziena definīcija pašreizējā bioloģijas zinātnes attīstības līmenī.
4. Evolucionāri nosacīti dzīvības organizācijas strukturālie līmeņi; līmeņu elementārās struktūras un to raksturojošās bioloģiskās pamatparādības.
5. Ideju par dzīves organizācijas līmeņiem nozīme medicīnā.
6. Cilvēka īpašā vieta organiskās pasaules sistēmā.
7. Fizikāli ķīmisko, bioloģisko un sociālo parādību attiecība cilvēka dzīvē.
8. Optiskās sistēmas bioloģiskajos pētījumos. Gaismas mikroskopa uzbūve un noteikumi darbam ar to.
9. Pagaidu mikropreparātu izgatavošanas tehnika, to izpēte un apraksts. Šūnu struktūras izpētes metodes
Praktiskā daļa
1. Izmantojot vadlīnijas, izpētiet mikroskopa uzbūvi un noteikumus darbam ar to.
2. Apgūt iemaņas darbā ar mikroskopu un pagaidu preparātu izgatavošanu no vates šķiedrām, tauriņa spārnu zvīņām. Pārbaudīt mikropreparātus: sīpola miziņu, elodejas lapu, varžu asiņu uztriepi, izpētiet tipogrāfisko fontu.
3. Ievadiet protokolā loģiskās struktūras grafiku “Mikroskopa struktūra”.
4. Ievadiet protokolā “Noteikumi darbam ar mikroskopu”
5. Aizpildiet tabulu "Daudzšūnu organisma organizācijas un izpētes līmeņi."
Saistītā informācija:
Vietnes meklēšana:
Prokariotu šūnas ir mazākas un vienkāršākas nekā eikariotu šūnas. Starp tiem nav daudzšūnu organismu, tikai dažreiz tie veido koloniju līdzību. Prokariotiem trūkst ne tikai šūnas kodola, bet arī visu membrānas organellu (mitohondriji, hloroplasti, ER, Golgi komplekss, centrioli u.c.).
Pie prokariotiem pieder baktērijas, zilaļģes (cianobaktērijas), arhejas utt. Prokarioti bija pirmie dzīvie organismi uz Zemes.
Membrānas struktūru funkcijas veic izaugumi (invaginācijas) šūnu membrānu citoplazmas iekšpusē. Tie ir cauruļveida, slāņaini, dažādas formas. Dažas no tām sauc par mezosomām. Fotosintētiskie pigmenti, elpošanas un citi enzīmi atrodas uz šādiem dažādiem veidojumiem un tādējādi pilda savas funkcijas.
Prokariotiem šūnas centrālajā daļā ir tikai viena liela hromosoma ( nukleoīds), kam ir gredzenveida struktūra. Tas satur DNS. Olbaltumvielu vietā, kas piešķir formu hromosomai, piemēram, eikariotiem, šeit ir RNS. Hromosoma nav atdalīta no citoplazmas ar membrānu, tāpēc viņi saka, ka prokarioti ir organismi bez kodola. Tomēr vienā vietā hromosoma ir pievienota šūnu membrānai.
Papildus nukleoīdam prokariotu šūnu struktūrā ir plazmīdas (mazajām hromosomām ir arī gredzena struktūra).
Atšķirībā no eikariotiem, prokariotu citoplazma ir nekustīga.
Prokariotiem ir ribosomas, taču tās ir mazākas nekā eikariotu ribosomas.
Prokariotu šūnas izceļas ar sarežģīto membrānu struktūru. Papildus citoplazmas membrānai (plazmalemmai) tiem ir šūnu siena, kā arī kapsula un citi veidojumi atkarībā no prokariotu organisma veida. Šūnu siena veic atbalsta funkciju un novērš kaitīgo vielu iekļūšanu. Baktēriju šūnu siena satur mureīnu (glikopeptīdu).
Uz prokariotu virsmas bieži atrodas flagellas (viena vai vairākas) un dažādas bārkstiņas.
Ar flagellas palīdzību šūnas pārvietojas šķidrā vidē. Bumbiņas pilda dažādas funkcijas (nodrošina nesamitrināšanu, piesaisti, pārnes vielas, piedalās dzimumprocesā, veidojot konjugācijas tiltu).
Prokariotu šūnas dalās binārās dalīšanās ceļā. Viņiem nav mitozes vai mejozes. Pirms dalīšanas nukleoīds dubultojas.
Prokarioti bieži veido sporas, kas ir veids, kā izdzīvot nelabvēlīgos apstākļos. Daudzu baktēriju sporas saglabā dzīvotspēju augstā un ārkārtīgi zemā temperatūrā. Kad veidojas spora, prokariotu šūna ir pārklāta ar biezu blīvs apvalks. Viņa iekšējā struktūra nedaudz mainās.
Eikariotu šūnas uzbūve
Eikariotu šūnas šūnu siena atšķirībā no prokariotu šūnu sienas sastāv galvenokārt no polisaharīdiem. Sēnēs galvenais slāpekli saturošais polisaharīds ir hitīns. Raugā 60–70% polisaharīdu ir glikāns un mannāns, kas saistīti ar olbaltumvielām un lipīdiem. Eikariotu šūnu sienas funkcijas ir tādas pašas kā prokariotiem.
Citoplazmas membrānai (CPM) ir arī trīsslāņu struktūra. Membrānas virsmā ir izvirzījumi tuvu prokariotu mezosomām. CMP regulē šūnu metabolisma procesus.
Eikariotos CPM spēj uztvert lielus pilienus, kas satur ogļhidrātus, lipīdus un olbaltumvielas no vides. Šo parādību sauc par pinocitozi. Eikariotu šūnas CPM spēj arī uztvert cietās daļiņas no barotnes (fagocitozes parādība). Turklāt CPM ir atbildīgs par vielmaiņas produktu izdalīšanos vidē.
Rīsi. 2.2 Eikariotu šūnas struktūras shēma:
1 šūnu siena; 2 citoplazmas membrāna;
3 citoplazma; 4 serdeņi; 5 endoplazmatiskais tīkls;
6 mitohondriji; 7 Golgi komplekss; 8 ribosomas;
9 lizosomas; 10 vakuoli
Kodols ir atdalīts no citoplazmas ar divām membrānām ar porām. Jaunajās šūnās poras ir atvērtas, tās kalpo ribosomu prekursoru migrācijai, vēstnesim un RNS pārnešanai no kodola uz citoplazmu. Nukleoplazmas kodolā atrodas hromosomas, kas sastāv no divām pavedienveida ķēdes DNS molekulām, kas savienotas ar olbaltumvielām. Kodols satur arī kodolu, kas ir bagāts ar ziņojuma RNS un ir saistīts ar noteiktu hromosomu, nukleolāro organizētāju.
Kodola galvenā funkcija ir līdzdalība šūnu reprodukcijā. Tas ir iedzimtas informācijas nesējs.
Eikariotu šūnā kodols ir vissvarīgākais, bet ne vienīgais iedzimtās informācijas nesējs. Daļa šīs informācijas ir ietverta mitohondriju un hloroplastu DNS.
Mitohondriju membrānas struktūra, kas satur divas ārējās un iekšējās membrānas, ļoti salocīta. Redox enzīmi koncentrējas uz iekšējās membrānas. Mitohondriju galvenā funkcija ir nodrošināt šūnu ar enerģiju (ATP veidošanās). Mitohondriji ir pašreproducējoša sistēma, jo tai ir sava hromosomu apļveida DNS un citi komponenti, kas ir daļa no normālas prokariotu šūnas.
Endoplazmatiskais tīkls (ER) ir membrānas struktūra, kas sastāv no kanāliņiem, kas iekļūst visā šūnas iekšējā virsmā. Tas ir gluds un raupjš. Uz raupjā ES virsmas ir ribosomas, kas ir lielākas nekā prokariotu ribosomas. ES membrānas satur arī fermentus, kas sintezē lipīdus, ogļhidrātus un ir atbildīgi par vielu transportēšanu šūnā.
Golgi kompleksie saplacinātu membrānu pūslīšu tvertņu iepakojumi, kuros tiek veikta olbaltumvielu iepakošana un transportēšana šūnā. Golgi kompleksā notiek arī hidrolītisko enzīmu sintēze (lizosomu veidošanās vieta).
Lizosomas satur hidrolītiskos enzīmus. Šeit notiek biopolimēru (olbaltumvielu, tauku, ogļhidrātu) sadalīšanās.
Vakuolus no citoplazmas atdala membrānas. Rezerves vakuolās ir rezerves šūnu barības vielas, savukārt sārņu vakuolās ir nevajadzīgi vielmaiņas produkti un toksiskas vielas.
Visredzamākais atšķirība starp prokariotiem un eikariotiem ir tāda, ka pēdējiem ir kodols, kas atspoguļojas šo grupu nosaukumos: “kario” no sengrieķu valodas tiek tulkots kā kodols, “pro” - pirms, “eu” - labi. Tādējādi prokarioti ir pirmskodola organismi, eikarioti ir kodoli.
Tomēr šī ir tālu no vienīgās un, iespējams, ne galvenās atšķirības starp prokariotu organismiem un eikariotiem. Prokariotu šūnās vispār nav membrānas organellu.(ar retiem izņēmumiem) - mitohondriji, hloroplasti, Golgi komplekss, endoplazmatiskais tīkls, lizosomas.
To funkcijas veic šūnu membrānas izaugumi (invaginācijas), uz kuriem atrodas dažādi pigmenti un fermenti, kas nodrošina dzīvībai svarīgus procesus.
Prokariotiem nav eikariotu hromosomu. Viņu galvenais ģenētiskais materiāls ir nukleoīds, parasti gredzenveida. Eikariotu šūnās hromosomas ir DNS un histona proteīnu kompleksi (play svarīga loma DNS iepakojumā). Šos ķīmiskos kompleksus sauc par hromatīnu. Prokariotu nukleoīds nesatur histonus, un ar to saistītās RNS molekulas piešķir tai formu.
Eikariotu hromosomas atrodas kodolā. Prokariotos nukleoīds atrodas citoplazmā un parasti ir piestiprināts vienā vietā pie šūnas membrānas.
Papildus nukleoīdam prokariotu šūnām ir atšķirīgs plazmīdu skaits - nukleoīdi, kuru izmērs ir ievērojami mazāks nekā galvenais.
Gēnu skaits prokariotu nukleoīdā ir par vienu pakāpi mazāks nekā hromosomās. Eikariotiem ir daudz gēnu, kas veic regulējošu funkciju attiecībā pret citiem gēniem. Tas ļauj specializēties daudzšūnu organisma eikariotu šūnām, kas satur to pašu ģenētisko informāciju; mainot vielmaiņu, elastīgāk reaģēt uz ārējās un iekšējās vides izmaiņām. Arī gēnu struktūra ir atšķirīga. Prokariotos gēni DNS ir sakārtoti grupās – operonos. Katrs operons tiek pārrakstīts kā viena vienība.
Starp prokariotiem un eikariotiem ir arī atšķirības transkripcijas un tulkošanas procesos. Pats svarīgākais ir tas, ka prokariotu šūnās šie procesi var noritēt vienlaicīgi uz vienas matricas (informācijas) RNS molekulas: kamēr tā vēl tiek sintezēta uz DNS, ribosomas jau “sēž” tās gatavajā galā un sintezē proteīnu. Eikariotu šūnās mRNS pēc transkripcijas iziet tā saukto nobriešanu. Un tikai pēc tam uz tā var sintezēt olbaltumvielas.
Prokariotu ribosomas ir mazākas (sedimentācijas koeficients 70S) nekā eikariotu ribosomas (80S). Proteīnu un RNS molekulu skaits ribosomu apakšvienību sastāvā atšķiras. Jāņem vērā, ka mitohondriju un hloroplastu ribosomas (kā arī ģenētiskais materiāls) ir līdzīgas prokariotiem, kas var liecināt par to izcelsmi no seniem prokariotu organismiem, kas atradās saimniekšūnā.
Prokarioti parasti atšķiras ar sarežģītāku čaumalu struktūru. Papildus citoplazmas membrānai un šūnu sienai tām ir arī kapsula un citi veidojumi atkarībā no prokariotu organisma veida. Šūnu siena veic atbalsta funkciju un novērš kaitīgo vielu iekļūšanu. Baktēriju šūnu siena satur mureīnu (glikopeptīdu). Starp eikariotiem augiem ir šūnu siena (tās galvenā sastāvdaļa ir celuloze), sēnēm ir hitīns.
Prokariotu šūnas dalās binārās dalīšanās ceļā. Viņiem ir nav sarežģītu šūnu dalīšanās procesu (mitoze un mejoze) raksturīgs eikariotiem. Lai gan pirms dalīšanās nukleoīds dubultojas, tāpat kā hromatīns hromosomās. IN dzīves cikls eikariotiem ir mainīgas diploīdas un haploīdas fāzes. Šajā gadījumā parasti dominē diploīdā fāze. Atšķirībā no viņiem prokariotiem tā nav.
Eikariotu šūnas atšķiras pēc izmēra, taču jebkurā gadījumā tās ir ievērojami lielākas nekā prokariotu šūnas (desmitiem reižu).
Uzturvielas prokariotu šūnās nonāk tikai ar osmozes palīdzību. Turklāt eikariotu šūnās var novērot arī fago- un pinocitozi (pārtikas un šķidruma “uztveršanu”, izmantojot citoplazmas membrānu).
Kopumā atšķirība starp prokariotiem un eikariotiem slēpjas pēdējo nepārprotami sarežģītākā struktūrā. Tiek uzskatīts, ka prokariotu tipa šūnas radās abioģenēzes ceļā (ilgtermiņa ķīmiskā evolūcija agrīnās Zemes apstākļos). Eikarioti parādījās vēlāk no prokariotiem, tos apvienojot (simbiotiskas, kā arī himēriskas hipotēzes) vai atsevišķu pārstāvju evolūcijas rezultātā (invaginācijas hipotēze). Eikariotu šūnu sarežģītība ļāva tām organizēt daudzšūnu organismu evolūcijas procesā, lai nodrošinātu visu galveno dzīvības daudzveidību uz Zemes.
Atšķirību tabula starp prokariotiem un eikariotiem
| Nē | Ēst |
| Nē. To funkcijas veic šūnu membrānas invaginācijas, uz kurām atrodas pigmenti un fermenti. | Mitohondriji, plastidi, lizosomas, ER, Golgi komplekss |
| Sarežģītāk ir dažādas kapsulas. Šūnu sienu veido mureīns. | Šūnu sienas galvenā sastāvdaļa ir celuloze (augos) vai hitīns (sēnēs). Dzīvnieku šūnām nav šūnu sienas. |
| Ievērojami mazāk. To attēlo nukleoīds un plazmīdas, kurām ir gredzena forma un kuras atrodas citoplazmā. | Iedzimtas informācijas apjoms ir ievērojams. Hromosomas (sastāv no DNS un olbaltumvielām). ko raksturo diploīdība. |
| Bināro šūnu dalīšanās. | Ir mitoze un mejoze. |
| Nav raksturīgi prokariotiem. | Tos pārstāv gan vienšūnu, gan daudzšūnu formas. |
| mazāks | Lielāks |
| Daudzveidīgāks (heterotrofi, autotrofi, kas dažādos veidos fotosintē un ķīmiski sintezējas; anaerobā un aerobā elpošana). | Autotrofija tikai augos fotosintēzes ceļā. Gandrīz visi eikarioti ir aerobi. |
| No nedzīvās dabas ķīmiskās un prebioloģiskās evolūcijas procesā. | No prokariotiem to bioloģiskās evolūcijas gaitā. |
eikariotu šūnas
Sarežģītākā organizācija ir raksturīga dzīvnieku un augu eikariotu šūnām. Dzīvnieku un augu šūnu uzbūvei raksturīgas fundamentālas līdzības, taču to forma, izmērs un masa ir ārkārtīgi daudzveidīga un atkarīga no tā, vai organisms ir vienšūnu vai daudzšūnu. Piemēram, kramaļģes, euglenoīdi, raugi, miksomicīti un vienšūņi ir vienšūnu eikarioti, savukārt lielākā daļa citu organismu veidu ir daudzšūnu eikarioti, kuru šūnu skaits svārstās no dažiem (piemēram, dažos helmintos) līdz miljardiem. (zīdītājiem) uz vienu organismu. Cilvēka ķermenis sastāv no aptuveni 10 dažādām šūnām, kuras atšķiras pēc savām funkcijām.
Cilvēka gadījumā ir vairāk nekā 200 dažādu šūnu veidu. Visvairāk šūnu cilvēka organismā ir epitēlija šūnas, kuru vidū ir keratinizētas šūnas (mati un nagi), šūnas ar uzsūkšanos un barjeras funkcijas(kuņģa-zarnu traktā, urīnceļos, radzenē, makstī un citās orgānu sistēmās), šūnu oderējums iekšējie orgāni un dobumi (pneimocīti, serozas šūnas un daudzi citi). Ir šūnas, kas nodrošina vielmaiņu un rezerves vielu (hepatocītu, tauku šūnu) uzkrāšanos. Lielu grupu veido epitēlija un saistaudu šūnas, kas izdala ekstracelulāro matricu (amiloblastus, fibroblastus, osteoblastus un citus) un hormonus, kā arī kontraktilās šūnas (skeleta un sirds muskuļi, varavīksnene un citas struktūras), asins šūnas un imūnsistēma(eritrocīti, neitrofīli, eozinofīli, bazofīli, T-limfocīti un citi). Ir arī šūnas, kas darbojas kā sensorie devēji (fotoreceptori, taustes, dzirdes, ožas, garšas un citi receptori). Ievērojamu šūnu skaitu pārstāv centrālās daļas neironi un glia šūnas nervu sistēma. Ir arī specializētas acs lēcas šūnas, pigmenta šūnas un barojošās šūnas, turpmāk sauktas par apakšējām šūnām. Ir zināmi arī daudzi citi cilvēka šūnu veidi.
Dabā nav tipiskas šūnas, jo tām visām ir raksturīga ārkārtēja daudzveidība. Neskatoties uz to, visas eikariotu šūnas ievērojami atšķiras no prokariotu šūnām vairāku īpašību dēļ, galvenokārt pēc tilpuma, formas un izmēra. Lielākajā daļā eikariotu šūnu tilpums pārsniedz prokariotu tilpumu 1000-10 000 reižu. Šāds prokariotu šūnu apjoms ir saistīts ar dažādu organellu saturu tajās, kas veic dažādas šūnu funkcijas. Eikariotu šūnām raksturīgs arī liels daudzums ģenētiskā materiāla, kas galvenokārt koncentrēts relatīvi lielā skaitā hromosomas, kas nodrošina tām lielas diferenciācijas un specializācijas iespējas.
Ne mazāk kā svarīga iezīme eikariotu šūnas ir tādas, ka tām ir raksturīga nodalīšana, ko nodrošina iekšējo membrānu sistēmu klātbūtne. Tā rezultātā daudzi fermenti tiek lokalizēti noteiktos nodalījumos. Piemēram, gandrīz visi fermenti, kas katalizē olbaltumvielu sintēzi dzīvnieku šūnās, ir lokalizēti ribosomās, savukārt enzīmi, kas katalizē fosfolipīdu sintēzi, galvenokārt koncentrējas uz šūnu citoplazmas membrānu. Atšķirībā no prokariotu šūnām, eikariotu šūnām ir kodols.
Eikariotu šūnām, salīdzinot ar prokariotu šūnām, ir sarežģītāka sistēma vielu uztveršanai no vides, bez kuras to dzīve nav iespējama. Pastāv arī citas atšķirības starp eikariotu un prokariotu šūnām.
Šūnu forma ir visdažādākā un bieži vien ir atkarīga arī no funkcijām, kuras tās veic. Piemēram, daudzi vienšūņi ir ovāli, savukārt sarkanās asins šūnas ir ovāli diski un zīdītāju muskuļu šūnas ir iegarenas. Eikariotu šūnu izmēri ir mikroskopiski (3. tabula).
Dažiem šūnu veidiem ir raksturīgi ievērojami izmēri. Piemēram, lielu dzīvnieku nervu šūnu garums sasniedz vairākus metrus, bet cilvēkiem - līdz 1 metram. Atsevišķu augu audu šūnas sasniedz vairākus milimetrus.
Tiek uzskatīts, ka jo lielāks ir organisms sugā, jo lielākas ir tās šūnas. Tomēr radniecīgām dzīvnieku sugām, kas atšķiras pēc izmēra, raksturīgas arī līdzīga izmēra šūnas. Piemēram, visiem zīdītājiem eritrocīti pēc izmēra ir līdzīgi.
Šūnas atšķiras arī pēc masas. Piemēram, viena cilvēka aknu šūna (hepatocīts) sver 19-9 g.
Cilvēka somatiskā šūna (tipiska eikariotu šūna) ir veidojums, kas sastāv no daudzām mikroskopiskā un submikroskopiskā izmēra strukturālām sastāvdaļām (46. att.).
Elektronu mikroskopijas un citu metožu izmantošana ļāva noteikt neparastu daudzveidību gan apvalka un citoplazmas, gan kodola struktūrā. Jo īpaši tika izveidots intracelulāro struktūru struktūras membrānas princips, uz kura pamata tiek izdalītas vairākas šūnas strukturālās sastāvdaļas, proti.
