Клетка. Клеточная теория и клетка

1.

2.

3. КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ И КЛЕТКА

Теодор
Шванн
Маттиас
Шлейден
Рудольф
Вирхов
Общебиологическая теория, утверждающая единство принципа строения и
развития мира растений, животных и остальных живых организмов с клеточным
строением, в котором клетка рассматривается в качестве единого структурного
элемента живых организмов.

4.

Положения современной
клеточной теории
Клеточная теория
по старому
Все животные и
растения состоят из
клеток
Клетка является самой
маленькой единицей
живого, а целый
организм — это
совокупность клеток
Организмы растут и
развиваются путём
возникновения новых
клеток (митоз и мейоз)
Про клетку
Про организм
Про
размножение
Клетка - это структурная функциональная
единица живого (кроме вирусов)
• Клетка - единая система, состоящая из
сопряжённых функциональных единиц –
органоидов
• Многоклеточный организм представляет
собой сложную систему из множества клеток,
объединённых и интегрированных в системы
тканей и органов, связанных друг с другом
• Клетки всех организмов гомологичны и
тотипотентны
Новая клетка образуется только путём
деления материнской клетки

5. Современная клеточная теория

• Клетки прокариот и эукариот являются
системами разного уровня сложности и не
полностью гомологичны друг другу.
• В основе деления клетки и размножения
организмов лежит копирование
наследственной информации — молекул
нуклеиновых кислот («каждая молекула из
молекулы»).
• Положения о генетической непрерывности
относится не только к клетке в целом, но и к
некоторым из её более мелких
компонентов — к митохондриям,
хлоропластам, генам и хромосомам.

6.

• Клетка – структурная функциональная едицина

7. Клеточная теория

• Гомологичность - (греч. ὅμοιος — подобный, похожий; λογος
— слово, закон) в биологии называют сопоставимые части
сравниваемых биологических объектов
• Тотипотентность — способность клетки путем деления дать
начало любому клеточному типу организма.
• Обладают генетическими потенциями всех клеток данного
организма, равнозначны по генетической информации, но
отличаются друг от друга разной экспрессией (работой)
различных генов, что приводит к их морфологическому и
функциональному разнообразию — к дифференцировке

8.

9. Стволовые клетки

• Потентность - спектр возможных направлений дифференцировки
стволовых клеток.
• Тотипотентность – способность стволовых клеток давать начало всем
эмбриональным и экстраэмбриональным тканям. Среди клеток животных
тотипотентностью обладает оплодотворенная яйцеклетка, а также
бластомеры до стадии образования бластоцисты (т.е. до стадии
образования 8 бластомеров).
• Плюрипотентность – способность формировать клетки всех типов,
включая первичные половые клетки, за исключением клеток
экстраэмбриональных тканей. Плюрипотентностью обладают
эмбриональные стволовые клетки.
• Мультипотентность – способность формировать клетки многих клеточных
типов. Примерами таких клеток являются гемопоэтические и
мезенхимальные стволовые клетки.
• Олигопотентность - способность формировать клетки двух или немногим
более клеточных типов. Примером таких клеток являются нейрональные
стволовые клетки, способные формировать нервные и глиальные клетки.
• Унипотентность - способность формировать клетки только одного
клеточного типа. Примером таких клеток являются сперматогониальные
стволовые клетки, ответственные за появление сперматозоидов.

10.

Прокариоты (доядерные)
Эукариоты (настоящие ядерные)
Запомнить!
Бактерии
Клетки
•Нет оформленного ядра
•Отсутствуют органеллы
•Рибосомы мелкие
•Размер клетки мельче
•Отсутствуют половые различия
•Бинарное деление пополам
•Гаплоидность клеток
Грибы, растения, животные
•Оформленное ядро
•Сложные органеллы
•Рибосомы крупнее
•Размер клетки крупнее
•Имеется половое размножение
•Митоз, мейоз
•Диплоидность клеток

11. НЕКЛЕТОЧНЫЕ и КЛЕТОЧНЫЕ ФОРМЫ

Акариот
Прокариот
Неклеточные
Так в чем же
различие?
Каково значение
клетки?
Эукариот
Клеточные
• Клетка – СФЕЖ
• Клетка имеет белоксинтезирующую систему
• Клетка имеет
энергосистему

12.

Рибосома 20 нм
Вирус ящура – 30 нм
Вирус полиомиелита – 35 нм
Бактериофаги – 80-150 нм
Вирус оспы – 200 нм
Мимивирус – 400 нм
Пиктовирус – 800 нм
Митохондрия – 1 мкм
Микоплазмы – 1 мкм
Кокки – 1,5 мкм
Кишечная палочка – 2-3 мкм
Эритроцит – 7-10 мкм
Хлоропласт – 10 мкм
Сибирская язва – 10 мкм
Спирохета 20-50 мкм
Инфузория туфелька – 50 мкм
Амеба – 200 мкм
Размер
имеет
значение!

13. ТРИ ЧАСТИ ЛЮБОЙ КЛЕТКИ:

Наследственный
компартмент
Плазмалемма
(мембрана, ЦПМ)
Ядро у
эукариот
Универсальна
Нуклеоид у
прокариот
Есть у
эукариот, нет
у прокариот
Цитоплазма
(гиалоплазма+
органоиды)

14. 1. НАСЛЕДСТВЕННЫЙ КОМПАРТМЕНТ

Ядро грибной,
растительной
и животной клетки
Ядро бактериальной
клетки = нуклеоид
Сравниваем!

15. Нуклеоид прокариот

Нуклеоид
ДНК
Плазмиды
• Нуклеоид – область
цитоплазмы, где
расположена кольцевая
ДНК
• Не оформлен (не окружен
мембраной)
• ДНК кольцевая, сильно
спирализована
• Имеются плазмиды
(внехромосомные
молекулы ДНК) – несут
полезные гены
(выживаемость)
• Плазмиды могут
передаваться
горизонтально от клетки к
клетке

16. Ядро эукариот

Строение:
Две мембраны (кариолемма)
с порами
Нуклеоплазма (кариоплазма)
с хроматином
Ядрышко
Функции:
Управление всеми
процессами
Хранение
наследственной
информации
Реализация
наследственной
информации – деление
клетки и синтез белка
Синтез ДНК и РНК
Синтез белков для
субъединиц рибосом

17. Ядрышко

• Я́дрышко — немембранный
внутриядерный субкомпартмент,
присущ всем эукариотическим
клеткам
• Ядрышко - это комплекс белков и
рибонуклеопротеидов,
формирующийся вокруг участков
ДНК, содержащих гены рРНК —
ядрышковых организаторов
• Основная функция ядрышка —
образование рибосомных
субъединиц
В начале митоза
происходит разборка
ядрышек
В конце митоза они
собираются снова
• Ядрышко участвует в стрессовом
ответе, взаимодействует со многими
вирусами, участвует в развитии
заболеваний человека (в т.ч.
раковых) и, возможно,
нейродегенеративных и
аутоиммунных

18. 2. ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА

= Плазмалемма

19. Плазмалемма

Гликокаликс
(углеводы)
Сигнальная ф-я
Билипидный
слой
(фосфолипиды)
Гидрофобность,
избирательность
Белковый слой
(белки)
Транспорт,
рецепторы

20.

Строение
• Липидный бислой
• Белковый слой
• Гликокаликс (у
животных клеток)
Функции
•Избирательная проницаемость
Наличие
У всех клеток
•Транспорт веществ, питание и и
мембранных
экскреция
органелл
•Деление клеток

21.

ЦПМ = плазмалемма = мембрана клетки

22.

3. ЦИТОПЛАЗМА С ВКЛЮЧЕНИЯМИ

23.

ГИАЛОПЛАЗМА
• Гиалоплазма – основное вещество
цитоплазмы
• Концентрированный раствор
неорганических и органических
соединений, главными
компонентами которого являются
белки.
• Коллоидная система, которая может
переходить из жидкого в
гелеобразное состояние и обратно.
• Значительная часть белков
цитоплазмы является ферментами,
осуществляющими различные
химические реакции.
• В гиалоплазме располагаются
органоиды.
Состояние золя - меньшая
вязкость, диспергированное
состояние (коллоид) формирует глобулы
Состояние геля - вязкость
увеличивается, усиливаются
межмолекулярные
взаимодействия,
формируются
макромолекулярные
фибриллярные комплексы
Белки - 20…25 % от общего
содержания белков в клетке
(ферменты-гидролазы).
В гиалоплазме содержатся
ферменты-катализаторы
(протеинкиназы), белкипереносчики (транспортные
белки).
Концентрация солей 0,9 %

24. Цитоплазма прокариот

муреин
гликоген
Мембранных
органоидов нет

25.

Цитоплазма эукариот
Ядро: нуклеоплазма, ядрышко, хроматин, кариолемма
Плазмалемма: цитоплазматическая мембрана
Цитоплазма: гиалоплазма и органеллы

26. Цитоплазма и включения

•Ядро

27. ДВУМЕМБРАННЫЕ ОРГАНОИДЫ

Сходства:
• Две мембраны
• Наличие собственных белоксинтезирующих систем
(ДНК кольцевая+рибосомы)
• Полуавтономные органоиды
(саморепликация)
• Формируют АТФ
• Произошли от прокариот
Различия:
Наличие хлорофилла
Способ получения АТФ
Способ организации мембран
Размер
У растений
У грибов, растений,
животных

28.

Строение
Двойная мембрана
Кристы и матрикс
БСС: рибосомы и
кольцевая ДНК
Функции
Дыхание (окислительное
фосфорилирование)
Распад ОВ
Синтез АТФ
Саморепликация
Наличие
Грибы, Растения, Животные
Чем больше энергии
требуется клетке, тем
больше в ней митохондрий

29.

Митохондриальная ДНК человека имеет
размер 16569 н.п. (в 105 раз меньше
ядерной ДНК)
Митохондриальная ДНК кодирует:
2 рРНК, 22 тРНК
13 субъединиц ферментов дыхательной
цепи
7 субъединиц АТФ-синтетазы
3 субъединицы цитохромоксидазы
1 субъединица убихинол-цитохром-средуктазы
Митохондриальная ДНК растений больше
и может достигать 370000 н.п. (в 20 раз
больше генома митохондрий человека)
В митохондриях растений закодированы
дополнительные пути электронного
транспорта, не сопряжённые с синтезом
АТФ

30.

Строение
Двойная мембрана
Тилакоиды, граны
Строма
БСС: рибосомы и
кольцевая ДНК
Функции
Геном хлоропластов представлен кольцевой ДНК
длиной 40 мкм, кодирующей 100-150 белков.
Рибосомы хлоропластов составляют от 20 до 50
% общей популяции рибосом клетки.
Для нормального функционирования
хлоропластов необходимо взаимодействие
ядерного и хлоропластного геномов.
Ключевой фермент фотосинтеза РДФкарбоксилаза синтезируется под двойным
контролем-ДНК ядра и хлоропласта.
Фотосинтез ОВ
Синтез АТФ
Выделение О2
Саморепликация
Наличие
Растения

31. Пластиды у растений

Хлорофилл
Каротиноиды
Крахмал
У водорослей роль пластид
выполняют хроматофоры –
примитивные структуры

32.

33.

вакуоли

34.

Функции
Направление и
перераспределение веществ
Синтез белка – шероховатая
Синтез углеводов и липидов
- гладкая
Строение
Одна
мембрана
Гладкая – без рибосом
Шероховатая с рибосомами
Наличие
Грибы
Растения
Животные
Человек

35.

Цистерны
Пузырьки
Функции
Упаковка молекул –
белков, ферментов,
жиров и углеводов
Образование лизосом и
вакуолей
Подготовка секретов к
выходу из клетки
Строение
Наличие
Одинарная
Грибы
мембрана
Пузырьки
Цистерны
Растения
Животные,
человек
Максимально в
железистых клетках
В нервных клетках
Завершение синтеза и транспорта в клетки

36.

Функции
Переваривание пищевых
веществ
Эндоцитоз и экзоцитоз
Фагоцитоз и пиноцитоз
Строение
Одномембранный
Разноразмерные
Пузырек
с
ферментами
Наличие
Грибы
Растения
Животные
Человек

37.

Функции
У растений
Поглощении,
запас воды
Осмос,
тургорное
давление
Накопление
запасных
питательных
веществ (жиры,
белки)
У простейших:
сократительные
(пульсирующие)
служат для
осмотической
регуляции;
поглощают избыток
воды и затем
выводят ее наружу
путем сокращений
Строение
Одномембранный
Пузырек с
водой и запасом
ОВ
Наличие
Крупные:
Растения
Мелкие:
Грибы
Одноклеточн
ые

38.

Хромосомы
Ядрышки

39.

Строение
Функции
Участие в процессах
деления
Формирует веретено
деления
Немебранный
Состоит из
микротрубочек –
центриолей
Наличие
Грибы
Мхи
Животные
Человек

40.

Функции и строение
Белок-синтезирующая система
Немембранный
2 субъединицы
Синтез белка, спаривание нуклеотидов
Наличие
Бактерии
Грибы
Растения
Животные
Человек

41.

Бактериальная - муреин
Растительная –
целлюлоза
Грибная – хитин

42.

43.

Запасные вещества
Бактерии
Грибы
Гликоген
Животные
Растения
Крахмал

44.

Отличия в строении клеток эукариот
Клетки грибов
1. Два и более
ядер
2. Отсутствие
пластид
3. Клеточная
оболочка из
хитина
4. Запасное
вещество –
гликоген
5. Вакуоли мелкие
или отсутствуют
Клетки растений
1.
2.
3.
4.
5.
Всегда одно
ядро
Наличие
пластид
Клеточная
оболочка из
целлюлозы
Запасное
вещество –
крахмал
Вакуоли
крупные
Клетки животных
Одно/много
ядер
2. Отсутствие
пластид
3. Клеточная
оболочка
отсутствует
4. Запасное
вещество –
гликоген
5. Вакуоли
мелкие или
отсутствуют
1.

45. Структура Функция

Выучить
Хлоропласт
Деление, наследственность
Транспорт, питание
Раствор, процессы
Дыхание, синтез АТФ
Фотосинтез, синтез АТФ
ЭПС
Синтез белка, липидов и углеводов
Аппарат Гольджи
Упаковка, сборка лизосом, секреция
Лизосома
Переваривание, защита
Запас, накопление клеточного сока
Синтез белка
Деление клетки
Ядро
ЦПМ
Цитоплазма
Митохондрия
Вакуоли
Рибосома
Клеточный центр

46.

47. Опишите молекулярное строение или функции наружной плазматической мембраны животных клеток.

Функции
1. Избирательная
проницаемость
(защита)
2. Транспорт веществ
3. Обмен между
клетками
4. Фагоцитоз, пиноцитоз
(животные)
Строение
1) Липидный бислой
2) Трансмембранный слой
белков
3) Наружный углеводный
гликокаликс

48. Каково строение и функции оболочки ядра?

Строение
1)
Наружная и
внутренняя
мембрана
Функции
1) Отграничивает
содержимое ядра от
цитоплазмы.
2) Мембрана
универсальна
я по строению
2) Обмен веществ с
цитоплазмой
3) Имеет
многочисленные
поры
3) Защита ядра

49. Опишите молекулярное строение или функции ядра эукариотических клеток.

Функции
1. Управляет и
координирует клеточный
метаболизм
2. Хранит и реализует
генетическую
информацию
3. Обмен веществ с
цитоплазмой
Строение
1. Двойная мембрана
с порами
2. Нуклеоплазма с
хроматином
3. Ядрышко

50. Опишите молекулярное строение или функции митохондрии.

Функции
1. Дыхание, цикл Кребса
2. Синтез АТФ, 38 моль
3. Снабжение клетки
энергией
Строение
1. Двойная
мембрана
2. Кристы, матрикс
3. Кольцевая ДНК,
собственные
рибосомы

51. Опишите молекулярное строение или функции хлоропласта.

Строение
Функции
1. Фотосинтез, цикл
Кальвина
2. Запас АТФ
3. Выделение
кислорода
1. Двойная мембрана
2. Строма, граны
тилакоидов,
ламеллы
3. Кольцевая ДНК,
собственные
рибосомы

52. Опишите молекулярное строение или функции аппарата Гольджи.

Функции
1. Подготовка секретов,
упаковка веществ
Строение
2. Образование
лизосом
3. Обновление
плазматической
мембраны
1. Одномембранный
органоид
2. Цистерны
3. Пузырьки

53. Опишите молекулярное строение или функции ЭПС эукариотических клеток.

Функции
1. Синтез белков
(гранулярная)
2. Синтез углеводов и
липидов
3. Транспорт
веществ в клетке
Строение
1. Одномембранный
органоид
2. Система
канальцев
3. Гранулярная (с
рибосомами) и
гладкая

54. Опишите молекулярное строение или функции лизосом.

Функции
1. Гидролизует полимеры
2. Эндоцитоз и экзоцитоз
3. Фагоцитоз и пиноцитоз
Строение
1. Одномембранный
органоид
2. Содержит
гидролитические
ферменты
3. Гетерогенный по
размеры, овальной
или круглой формы

55. Опишите молекулярное строение или функции вакуоли.

Строение
1. Одномембранный органоид
Функции
1. Накапливает клеточный
сок
2. Сократительная
функция – у
простейших
3. Выделительная
функция – у
простейших
2. Крупные у растений,
мелкие у простейших
3. Наполненный
мембранный пузырек

56. Опишите молекулярное строение или функции рибосом.

Функции
1. Синтезирует белки
2. Спаривает нуклеотиды
в РНК
3. Формирует пептидную
связь
Строение
1. Немембранный
органоид
2. Состоит из белков и
рРНК
3. Состоит из двух
субединиц
4. Объединяются в
полисомы на ЭПС

57.

58.

Сравнение

59. Бактериальная

Растительная

60. Грибная Животная

61.

62. Эукариоты

?
Животные
?
Растения

63.

Основные свойства
Основные свойства

64. Домашнее задание ! Заполнить таблицу 3 Выучить функции органелл

Органоид
Кол-во
мембран
4
элемента
строения
4
функции
В каких
клетках
имеется

65.

1. синтез АТФ
2. созревание белковых
молекул
3. подготовка секрета к
выбросу из клетки
4. синтез липидов
5. окисление
органических веществ
6. транспорт электронов
внутри мембраны
Аппарат Гольджи
Митохондрия

66.

1. Присоединение СО2 к
органическому
соединению
2. Образование пептидных
связей
3. Спаривание нуклеотидов
4. Синтез АТФ
5. Разложение молекулы
воды на О2 и Н2
6. Отсоединение
аминокислоты от тРНК
Хлоропласт
Рибосома

67.

1. имеет две мембраны,
пронизанные порами
2. содержит множество
ферментов
3. содержит кольцевые
молекулы ДНК
4. в органоиде
синтезируется АТФ
5. содержит хроматин
6. формирует субъединицы
рибосом
Ядро
Митохондрия

68.

Прокариоты
Эукариоты
В чем отличие
низших и высших
грибов и растений?
Низшие грибы не имеют
полового размножения,
высшие – имеют.
Низшие растения не имеют
тканей и органов,
высшие - имеют

69.

70. Организмы бывают:

Неклеточные
Клеточные
Клетки подразделяются на:
Прокариоты
Эукариоты

71.

Неклеточные – это:
Вирусы, прионы, фаги
Клеточные организмы
подразделяются на:
Прокариоты и эукариоты
Не обладают
настоящим ядром:
Прокариоты
Обладают
настоящим ядром:
Эукариоты
Отвечаем и нажимаем!

72.

Первые организмы:
Первые прокариоты
-автотрофы:
Первые многоклеточные растения
:
Первые многокле-
точные животные
:
Прокариоты-гетеротрофы
Цианобактерии
Водоросли
Губки, кишечнополостные
Возникла жизнь:
Архей
Возник фотосинтез:
Архей

73.

Возникла эукариотичность:
Протерозой
Возникла многоклеточность:
Протерозой
Растения вышли на сушу:
Палеозой, в силуре
Расцвет споровых растений:
Палеозой, в карбоне
Расцвет рептилий:
Мезозой, в юре-меле
Вышли на сушу животные:
Палеозой, в девоне

74. Прокариоты и эукариоты – план сравнения

• Наличие / отсутствие оформленного ядра
• Наличие / отсутствие мембранных органелл
• Размер рибосом
• Форма и размер ДНК (хромосомы)
• Гаплоидность / диплоидность
• Принцип размножения: бинарное деление / митоз,
мейоз
• Размер клеток

75. ХАРАКТЕРИСТИКА ТИП ПИТАНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА
А) осуществляется фиксация
атмосферного азота
Б) источник энергии – солнечный
свет
В) используется энергия окисления
неорганических веществ
Г) выделяется в атмосферу
кислород
Д) используется кислород для
окисления
Е) происходит в клетках
цианобактерий
ТИП ПИТАНИЯ
Хемосинтез
Фотосинтез