6.9 Жизнедеятельность клетки

1.

Жизнедеятельность клетки
9 класс
МАОУ Школа № 22
учитель биологии
Кузнецова Мария Николаевна

2.

Основные процессы жизнедеятельности клетки
Жизнедеятельность клетки – это совокупность всех процессов, которые поддерживают ее
жизнь. Клетка обладает всеми признаками живого. Именно поэтому клетку называют элементарной
единицей живого.
Процессы жизнедеятельности
1. Обмен веществ (метаболизм) - совокупность химических реакций, которые обеспечивают
клетку энергией и строительными материалами. Метаболизм делится на два взаимосвязанных
процесса – реакции синтеза сложных органических веществ из простых, которые требуют затрат
энергии и реакции распада органических веществ с выделением энергии, часть которой
запасается в виде АТФ.
2. Питание
3. Дыхание
4. Выделение
5. Рост и развитие – по мере накопления веществ клетка увеличивается в размерах и достигает
способности выполнять свои функции.
6. Размножение
7. Раздражимость

3.

Деление клеток
Клеточное деление – это биологический процесс, в результате которого из одной родительской
клетки образуются две или более дочерних клеток
Одним из положений клеточной теории является постулат, что все клетки образуются делением
ранее существующих клеток. Клетка обладает всеми признаками живого. Именно поэтому клетку
называют элементарной единицей живого.
Клеточный цикл – период существования эукариотической клетки от одного
деления до другого.
Продолжительность этого периода у разных клеток отличается: лейкоциты человека живут 4-5
суток, клетки кишечного эпителия – 8-10 часов. Есть клетки неспособные к делению – эритроциты,
нервные клетки, зрелые мышечные клетки. Это связано с высокой степенью их специализации.
Жизненный цикл состоит из:
▪ Интерфаза – период подготовки клетки к
делению
▪ Клеточное деление
Типы клеточного деления:
1. Непрямое – может протекать в виде
митоза и мейоза
2. Прямое - амитоз

4.

Деление клеток
Клетка содержит разнообразные органоиды, которые должны распределиться между дочерними
клетками. Компоненты цитоскелета и одномембранные структуры могут разбираться и собираться.
Митохондрии содержат собственную ДНК и способны к самовоспроизведению, тем более, что их количество
достаточно велико.
При распределении наследственного материала дочерняя клетка должна получить одну полную копию
генетического материала, представленного всеми хромосомами. Если такого не случается, то возникает
геномная мутация – изменение генетического материла, имеющее серьезные последствия для клетки.
Высокоточный механизм расхождения хромосом обеспечивают микротрубочки клеточного центра.
Микротрубочки образуют веретено деления, где полюса – клеточные центры, от которых отходят
микротрубочки. Микротрубочки присоединяются к центромерам хромосом и обеспечивают их равномерное
расхождение к полюсам клетки.

5.

Строение хромосом
Хромосома – плотно упакованная с
помощью специальных белков молекула
ДНК.
Хроматин и хромосомы – это две формы
организации генетического материала
В неделящейся клетке хромосомы не
различимы, хотя они присутствуют в ядре. Так
происходит потому, что плотность упаковки
генетического материала может быть разной.
Максимально плотными (спирализованными)
хромосомы становятся в начале деления.
Поэтому при делении они видны даже в
световой микроскоп. После деления мы
перестаем видеть их границы, хотя они
сохраняют свою целостность, но находятся в
состоянии «размотанного клубка»
Это связано с тем, что в плотно
упакованном состоянии, хромосомы не могут
работать, обеспечивая все процессы
жизнедеятельности клетки информацией.
Хроматин – структурная основа хромосом,
находящаяся в ядре неделящейся клетки в
деспирализованном состоянии.

6.

▪
▪
Кариотип
Клетка любого организма обладает определенным набором хромосом, называемым кариотипом.
Число хромосом, содержащихся в клетке, специфично для каждого вида организма. Клетки человека
содержат 46 хромосом. Во всех клетках организма, кроме половых, двойной (диплоидный) набор
хромосом. Он всегда составляет четное число.
Диплоидный набор – это парный набор, в котором каждая хромосома имеет парную хромосому,
сходную по строению и размером. Его обозначают 2n, где n – число пар сходных хромосом.
Гаплоидный набор – половинный, в котором все хромосомы отличаются друг от друга строением
▪
Наличие таких пар объясняется
тем, что один набор хромосом
обо всех признаках организм
получает от отца через спермий,
а другой- от матери через
яйцеклетку. Так как обе
хромосомы в таких парах
содержат информацию об одних
и тех же признаках, их называют
гомологичными (парными)
хромосомами.

7.

Клетки
Соматические
Двойной (диплоидный) набор
хромосом (2n).
В соматических клетках все
хромосомы парные
46 хромосом
Образуются в результате
МИТОЗА
Половые (гаметы)
Одинарный (гаплоидный) набор
хромосом (n).
При образовании половых клеток
из пары гомологичных хромосом
попадает только одна.
В половых клетках 23 хромосомы.
Образуются в результате
МЕЙОЗА

8.

МИТОЗ
МИТОЗ ( от греч. митос – нить) – непрямое деление соматических клеток, в результате
которого из одной материнской клетки образуются две генетически одинаковые дочерние
клетки с таким же набором хромосом, как у исходной.
1. Из 1 материнской клетки образуется 2 дочерние клетки
2. Дочерние клетки генетически идентичны материнской
3. Сохраняется хромосомный набор материнской клетки
Биологическое значение: митоз обеспечивает наследственную передачу признаков и свойств в
ряду поколений клеток при развитии многоклеточного организма. Благодаря точному и
равномерному распределению хромосом при митозе все клетки единого организма генетически
одинаковы.

9.

Фаза митоза, набор
хромосом
(n – хромосомы,
с –ДНК).
Профаза
(2n4c)
Метафаза
(2n4c)
Фазы митоза
В ядре молекулы ДНК спирализуются, образуя компактные хромосомы, и становятся
заметными. Каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК (двух хроматид),
соединенных центромерой. Ядрышко и ядерная оболочка распадаются. Образуются
нити веретена деления. Клеточный центр делится на две центриоли, расходящиеся к
полюсам.
Хромосомы располагаются на экваторе клетки, образуя метафазную пластинку. Нити
веретена деления идут от полюсов и присоединяются к центромерам хромосом: к
каждой хромосоме подходят две нити, идущие от двух полюсов.
Анафаза
(4n4c)
Фаза расхождения хромосом, в которой центромеры делятся, а однохроматидные
хромосомы растягиваются нитями веретена деления к полюсам клетки; самая
короткая фаза митоза.
Телофаза
(2n2c)
Окончание деления, движение хромосом заканчивается, и происходит их
деспирализация (раскручивание в тонкие нити), формируется ядрышко,
восстанавливается ядерная оболочка, на экваторе закладывается перегородка (у
растительных клеток) или перетяжка (у животных клеток), нити веретена деления
растворяются.

10.

МЕЙОЗ
МЕЙОЗ ( от др.-греч. мейоз – уменьшение) – редукционное деление клеток, приводящее
к уменьшению числа хромосом вдвое и образованию половых клеток, при этом
происходит обмен гомологичными участками парных (гомологичных) хромосом прежде
чем они разойдутся в дочерние клетки
1. Из 1 диплоидной клетки (2n) образуется 4 гаплоидные (n) дочерние клетки
2. Все дочерние клетки генетически различны благодаря важнейшему процессу генетической
рекомбинации – кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом)
3. Приводит к редукции (уменьшению) числа хромосом.
Биологическое значение:
➢ Создание генетического разнообразия - образовавшиеся
клетки различаются своими хромосомными наборами, что
обеспечивает разнообразие живых организмов.
➢ Сохранение постоянного числа хромосом в поколениях благодаря уменьшению количества хромосом в половых
клетках в новых организмах поддерживается постоянный
диплоидный набор хромосом, поскольку при
оплодотворении ядра гамет сливаются, и в зиготе
восстанавливается диплоидный набор хромосом.

11.

МЕЙОЗ I
Мейоз включает два следующих друг за другом деления.
Первое деление мейоза приводит к уменьшению хромосомного
набора и называется редукционным.
1. В профазе I гомологичные хромосомы сближаются
(коньюгация) и скручиваются. При этом в некоторых местах они
плотно соединяются и происходит обмен участками между
гомологичными хромосомами – кроссинговер. Затем
хромосомы расходятся.
2. В результате первого деления число хромосом становится вдвое меньше, чем в материнской
клетке, но они остаются двухроматидными. Образуются две клетки с генетическим набором n2c.

12.

МЕЙОЗ II
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. Второе мейотическое деление напоминает митоз.
В результате второго деления образуются 4 гаплоидные клетки с генетическим
материалом nc. Хромосомные наборы образовавшихся клеток не идентичны.

13.

Стволовые клетки
Стволовые клетки – это незрелые (недифференцированные) клетки организма,
которые обладают двумя свойствами:
➢ Способность к самообновлению – делению с образованием новых стволовых клеток
➢ Потенциал к дифференцировке – превращению в специализированные клетки
различных тканей.
Функции стволовых клеток:
➢ Развитие и рост – стволовые клетки формируют органы и ткани в процессе развития
организма
➢ Поддержание и восстановление – на протяжении всей жизни они регенерируют
поврежденные ткани. Например, стволовые клетки в костном мозге постоянно
производят новые клетки крови (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) взамен
отмирающих.

14.

Домашнее задание
§5
▪ Разобраться в материале, записать ключевые моменты и
новые понятия.