Химический состав, строение, обмен веществ и воспроизведение клетки
Атомный и молекулярный состав клетки, а также типы ее организации. Строение и жизненно необходимые функции органоид. Обмен веществ и превращение энергии в единице живого, фотосинтез, хемосинтез и воспроизведение. Сравнение животной и растительной клетки.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 17.03.2011 |
Размер файла | 2,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Продолжительность митоза зависит от размеров клеток, их плоидности, числа ядер, а также от условий окружающей среды, в частности от температуры. В животных клетках М. длится 30-60 мин, в растительных - 2-3 часа. Более длительны стадии М., связанные с процессами синтеза (препрофаза, профаза, телофаза); самодвижение хромосом (метакинез, анафаза) осуществляется быстро.
Мейоз
Мейоз (от греч. meiosis - уменьшение), редукционное деление, деления созревания, способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом в два раза и одна диплоидная клетка (содержащая два набора хромосом) после двух быстро следующих друг за другом делении даёт начало 4 гаплоидным (содержащим по одному набору хромосом). Восстановление диплоидного числа хромосом происходит в результате оплодотворения. М. - обязательное звено полового процесса и условие формирования половых клеток (гамет). Биологическое значение М. заключается в поддержании постоянства кариотипа в ряду поколений организмов данного вида и обеспечении возможности рекомбинации хромосом и генов при половом процессе. М. - один из ключевых механизмов наследственности и наследственной изменчивости. Поведение хромосом при М. обеспечивает выполнение основных законов наследственности.
Первая фаза М. - профаза I, наиболее сложная и длительная (у человека 22,5, у лилии 8-10 суток), подразделяется на 5 стадий. Лептотена - стадия тонких нитей, когда хромосомы слабо спирализованы и наиболее длинны, видны утолщения - хромомеры. Зиготена - стадия начала попарного, бок о бок соединения (синапсиса, конъюгации) гомологичных хромосом; при этом гомологичные хромомеры взаимно притягиваются и выстраиваются строго друг против друга. Пахитена - стадия толстых нитей; гомологичные хромосомы стабильно соединены в пары - биваленты, число которых равно гаплоидному числу хромосом; под электронным микроскопом видна сложная ультраструктура в месте контакта двух гомологичных хромосом внутри бивалента: т. н. синаптонемальный комплекс, который начинает формироваться ещё в зиготене; в каждой хромосоме бивалента обнаруживаются 2 хроматиды; т. о., бивалент (тетрада, по старой терминологии) состоит из 4 гомологичных хроматид; на этой стадии происходит кроссинговер, осуществляющийся на молекулярном уровне; цитологические последствия его обнаруживаются на следующей стадии. Диплотена - стадия раздвоившихся нитей; гомологичные хромосомы начинают отталкиваться друг от друга, но оказываются связанными, обычно в 2-3 точках на бивалент, где видны хиазмы (перекресты хроматид) - цитологическое проявление кроссинговера. Диакинез - стадия отталкивания гомологичных хромосом, которые по-прежнему соединены в биваленты хиазмами, перемещающимися на концы хромосом (терминализация); хромосомы максимально коротки и толсты (за счёт спирализации) и образуют характерные фигуры: кресты, кольца и др. Следующая фаза М. - метафаза I, во время которой хиазмы ещё сохраняются; биваленты выстраиваются в средней части веретена деления клетки, ориентируясь центромерами гомологичных хромосом к противоположным полюсам веретена. В анафазе I гомологичные хромосомы с помощью нитей веретена расходятся к полюсам; при этом каждая хромосома пары может отойти к любому из двух полюсов, независимо от расхождения хромосом др. пар. Поэтому число возможных сочетаний при расхождении хромосом равно 2n, где n - число пар хромосом. В отличие от анафазы митоза, центромеры хромосом не расщепляются и продолжают скреплять 2 хроматиды в хромосоме, отходящей к полюсу. В телофазе I у каждого полюса начинается деспирализация хромосом и формирование дочерних ядер и клеток. Далее следует короткая интерфаза без редупликации ДНК - интеркинез, и начинается второе деление М. Профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II проходят быстро; при этом в конце метафазы II расщепляются центромеры, и в анафазе II расходятся к полюсам хроматиды каждой хромосомы. Эта классическая схема М. имеет исключения. Например, у растений рода ожика (Luzula) и насекомых семейства кокцид (Coccidae) в первом делении М. расходятся хроматиды, а во втором - гомологичные хромосомы, однако и в этих случаях в результате М. происходит редукция числа хромосом. Различия между сперматогенезом и оогенезом у животных и образованием микроспор и мегаспор у растений не отражаются на поведении хромосом в ходе М., хотя размеры и судьбы сестринских клеток оказываются разными.
Известны аномалии М. У межвидовых гибридов все хромосомы, а у анеуплоидов непарные хромосомы не способны конъюгировать и остаются в виде унивалентов; у автополиплоидов образуются объединения более чем из 2 хромосом - т. н. мультиваленты. В каждом из этих случаев невозможна правильная редукция числа хромосом в анафазе I; образующиеся гаметы (с несбалансированными наборами хромосом) либо сами нежизнеспособны, либо дают нежизнеспособное или уродливое потомство. Отсутствие хиазм (ахизматия) обычно приводит к тем же результатам, однако у самцов некоторых видов мух, в том числе у дрозофилы, хиазмы всегда отсутствуют, хотя гаметы образуются нормальные. Причины перехода клеток от деления путём митоза к М. в жизненном цикле каждого организма, а также молекулярные механизмы конъюгации гомологичных хромосом и кроссинговера исследуются.
Животная и растительная клетки. Сравнение
Перед тем как начать сравнение надо еще раз упомянуть (хотя об этом уже не раз говорилось), что и растительные и животные клетки объединяются (вместе с грибами) в надцарство эукариот, а для клеток данного надцарства типично наличие мембранной оболочки, морфологически обособленного ядра и цитоплазмы (матрикс) содержащей различные органоиды и включения.
Итак, сравнение животной и растительной клеток:
Общие признаки:
1. Единство структурных систем -- цитоплазмы и ядра.
2. Сходство процессов обмена веществ и энергии.
3. Единство принципа наследственного кода.
4. Универсальное мембранное строение.
5. Единство химического состава.
6. Сходство процесса деления клеток.
Растительная клетка |
Животная клетка |
||
Размер (ширина) |
10 - 100 мкм |
10 - 30 мкм |
|
Форма |
Однообразная - кубическая или плазматическая. |
Форма разнообразная |
|
Клеточная стенка |
Характерно наличие толстой целлюлозной клеточной стенки, углеводный компонент клеточной оболочки сильно выражен и представлен целлюлозной клеточной оболочной. |
Имеют, как правило тонкую клеточную стенку, углеводный компонент относительно тонок (толщина 10 - 20 нм), представлен олигосахаридными группами гликопротеинов и гликолипидов и называется гликокаликсом. |
|
Клеточный центр |
У низших растений. |
Во всех клетках |
|
Центриоли |
нет |
есть |
|
Положение ядра |
Ядра у высокодифференцированных растительных клеток, как правило, оттеснены клеточным соком к периферии и лежат пристеночно. |
У животных клеток они чаще всего занимают центральное положение. |
|
Пластиды |
Характерны для клеток фотосинтезирующих организмов (растения фотосинтезирующие - организмы). В зависимости от окраски различают три основных типа: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. |
нет |
|
Вакуоли |
Крупные полости, заполненные клеточным соком -- водным раствором различных веществ, являющихся запасными или конечными продуктами. Осмотические резервуары клетки |
Сократительные, пищеварительные, выделительные вакуоли. Обычно мелкие |
|
Включения |
Запасные питательные вещества в виде зерен крахмала, белка, капель масла; вакуоли с клеточным соком; кристаллы солей |
Запасные питательные вещества в виде зерен и капель (белки, жиры, углевод гликоген); конечные продукты обмена, кристаллы солей; пигменты |
|
Способ деления |
Цитокинез путем образования посередине клетки фрагмопласта. |
Деление путем образования перетяжки. |
|
Главный резервный питательный углевод |
Крахмал |
Гликоген |
|
Способ питания |
Автотрофный (фототрофный, хемотрофный) |
Гетеротрофный |
|
Способность к фотосинтезу |
есть |
нет |
|
Синтез АТФ |
В хлоропластах, митохондриях |
В митохондриях |
|
Рис. 1. Схема строения эукариотической клетки:
1 -- ядро;
2 -- ядрышко;
3 -- поры ядерной оболочки;
4 -- митохондрия;
5 -- эндоцитозное впячивание;
6 -- лизосома;
7 -- агранулярный эндоплазматический ретикулум;
8 -- гранулярный эндоплазматический ретикулум с полисомами;
9 -- рибосомы;
10 -- комплекс Гольджи;
11 -- плазматическая мембрана.
Стрелки указывают направление потоков при эндо- и экзоцитозе.
Рис. 2. Схема строения плазматической мембраны:
1 -- фосфолипиды;
2 -- холестерин;
3 -- интегральный белок;
4 -- олигосахаридная боковая цепь.
Рис. 3. Электронограмма клеточного центра (две центриоли в конце G1-периода клеточного цикла):
1 -- центриоли в поперечном сечении;
2 -- центриоли в продольном сечении.
Рис. 4. Комплекс Гольджи:
1 - цистерны;
2 - везикулы (пузырьки);
3 - крупная вакуоль.
Рис. 5 Растительная клетка
Рис. 6 Животная клетка
Источники
1. Биология для поступающих в вузы. Москва «Высшая школа» 1998 год.
2. Большая Советская Энциклопедия (Электронный вариант).
3. Малая Медицинская Энциклопедия (Электронный вариант).
4. Биология «Человек» 9 класс, Москва, «Дрофа», 2001 год.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Современная клеточная теория. Атомный состав клетки как единицы живого, ее молекулярный состав. Обмен веществ, превращение энергии и воспроизведение. Сравнительная характеристика животной и растительной клеток. Электронограмма клеточного центра.
реферат [4,0 M], добавлен 23.05.2012Клетка как основная единица живого. Химический состав клетки, ее элементарные частицы и характер протекающих внутри процессов. Роль и значение воды в жизнедеятельности клетки. Этапы энергетического обмена клетки, реакций расщепления (диссимиляции).
реферат [28,2 K], добавлен 11.07.2010Уровни организации живой материи. Клеточная мембрана, поверхностный аппарат клетки, ее части и их назначение. Химический состав клетки (белки, их структура и функции). Обмен веществ в клетке, фотосинтез, хемосинтез. Мейоз и митоз – основные различия.
контрольная работа [58,3 K], добавлен 19.05.2010Прокариоты и эукариоты, строение и функции клетки. Наружная клеточная мембрана, эндоплазматическая сеть, их основные функции. Обмен веществ и превращения энергии в клетке. Энергетический и пластический обмен. Фотосинтез, биосинтез белка и его этапы.
реферат [20,8 K], добавлен 06.07.2010Химический состав и значение оболочки растительной клетки. Физические свойства цитоплазмы. Структура мембраны клетки, ее мембранные органоиды. Особенности нуклеинового и белкового обмена двумембранных органоидов. Одномембранные и немембранные органоиды.
презентация [2,2 M], добавлен 08.11.2012Клеточные структуры, строение, состав и свойства основных компонентов растительной клетки. Поглощение и выделение веществ и энергии клеткой. Хлоропласты, их строение, химический состав и функции. Строение молекулы хлорофилла, флавоноидные пигменты.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 05.09.2011Строение животной клетки. Основные положения клеточной теории, понятие про прокариоты и эукариоты. Структура цитоплазмы и эндоплазматический ретикулум. Хромосомный набор человека. Способы деления клетки (амитоз, митоз и мейоз) и ее химический состав.
презентация [3,1 M], добавлен 09.10.2013Сущность органоидов, классификация включений цитоплазмы по функциональному назначению. Отличительные особенности растительной и животной клеток, роль ядра в их функционировании. Основные органоиды клетки: комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы, пластиды.
презентация [6,8 M], добавлен 27.12.2011Автотрофные и гетеротрофные клетки, уравнение, сущность фотосинтеза, его световая, темновая фаза. Хемосинтез как преобразование энергии реакций окисления неорганических веществ в химическую энергию синтезируемых органических соединений, биосинтез белков.
реферат [21,5 K], добавлен 07.10.2009Клетка–элементарная единица жизни на Земле. Химический состав клетки. Неорганические и органические вещества: вода, минеральные соли, белки, углеводы, кислоты. Клеточная теория строения организмов. Обмен веществ и преобразование энергии в клетке.
реферат [36,2 K], добавлен 13.12.2007