Фотосинтез происходит в две фазы, а именно в световую фазу и темновую фазу.
Во время световой фазы происходит образование энергии, которая затем расходуется на темновые реакции. Процесс световой фазы фотосинтеза включает в себя нециклическое фотофосфорилирование и фотолиз воды. В качестве побочного продукта реакции в результате фотолиза воды выделяется кислород. Реакция происходит на мембранах тилакоидов.
Квант красного света, поглощенный хлорофиллом П680 (фотосистема ІІ), переводит электрон в возбужденное состояние (рис. 6). Возбужденный светом электрон приобретает большой запас энергии, вследствие чего перемещается на более высокий энергетический уровень. Такой электрон захватывается акцептором электронов Х, перемещаясь с одной ступени на другую, то есть от одного акцептора к другому, он теряет энергию, которая используется для синтеза АТФ.
Рис. 6. Схема процессов световой фазы фотосинтеза
Место вышедших электронов молекулы хлорофилла П680, занимают электроны воды, так как вода под действием света подвергается фотолизу, где в качестве побочного продукта образуется кислород. Фотолиз происходит в полости тилакоида (рис. 7).
Рис. 7. Фотолиз воды
В фотосистеме І возбужденные электроны под действием фотона света также переходят на более высокий уровень и захватываются акцептором Y. В конце концов, электроны доходят от Y до переносчика – НАДФ, и, взаимодействуя с ионами водорода, выделенными при фотолизе воды, образуют восстановленный НАДФН. НАДФ расшифровывается как – никотинамидадениндинуклеотидфосфат.
Рис. 8. Взаимодействие фотосистемы I и фотосистемы II
Место вышедших электронов в молекуле П700 занимают электроны, полученные от фотосистемы II П680 (рис. 8). Таким образом, на свету электроны перемещаются от воды к фотосистемам II и I, и затем к НАДФ. Такой однонаправленный поток электронов носит название нециклического потока электронов, а образование АТФ, которое при этом происходит, носит название нециклического фотофосфорилирования. Таким образом, в световой фазе образуются АТФ и восстановленный НАДФ, богатые энергией, и в качестве побочного продукта реакции выделяется кислород.
Темновая фаза фотосинтеза. Если световая фаза протекает только на свету, то темновая фаза не зависит от света. Темновая фаза протекает в строме хлоропластов, куда переносятся богатые энергией соединения, а именно АТФ и восстановленный НАДФ, кроме этого, туда же поступает углекислый газ в качестве источника углеводов, который берется из воздуха и поступает в растения через устьица. В реакциях темновой фазы углекислый газ восстанавливается до глюкозы с помощью энергии, запасенной молекулами АТФ и НАДФ.
Превращение углекислого газа в глюкозу в ходе темновой фазы фотосинтеза получило название цикла Кальвина – по имени его первооткрывателя.
Первая стадия фотосинтеза – световая – происходит на мембранах хлоропласта в тилакоидах.
Вторая стадия фотосинтеза – темновая – протекает внутри хлоропласта, в строме.
Суммарное уравнение фотосинтеза выглядит следующим образом. При взаимодействии 6 молекул углекислого газа и 6 молекул воды образуется одна молекула глюкозы и выделяется шесть молекул кислорода. Этот процесс протекает на свету в хлоропластах у высших растений.
Таким образом, фотосинтез – процесс превращения вещества и энергии.
Хлоропласт фотосинтез лейкопласт
Хлоропласты хромопласты лейкопласты
Лейкопласты двумембранные
Превращение лейкопластов в хлоропласты
Ламела хлоропласта
Схема строения хлоропласта
Строение хлоропласта ЕГЭ
Лейкопласты в растительной клетке
Строение хлоропласта Строма
Ламеллы хлоропластов
Ядро клетки двумембранный органоид
Строение органоидов клетки рисунки
Строение митохондрии и строение хлоропласта
Строение хлоропласта Ламелла
Хлоропласты арты
Хлоропласт без надписей
Мембрана хлоропластов водорослей
Клетки мякоти плода томата
Chloroplasts, Chromoplasts and Leucoplasts
Хлоропласт на прозрачном фоне
Пластиды в клетках
Клетка в душе рисунок простой
Пластиды в клетке хорошо видны
Строение митохондрий и хлоропластов
Лейкопласты рисунок
Строение хлоропласта Ламелла
Хлоропласт 3д
Строение ядра растительной клетки 5 класс биология
Хлоропласт 3д
Строма и тилакоиды
Тилакоиды цианобактерий
Хромопласты строение
Строение хлоропласта
Строение растительной клетки 5 класс биология рисунок
Строение хлоропласта электронная микрофотография
ДНК В хлоропластах клеток
Функции стромы в хлоропласте
Строма тилакоид
Схема органелл растительной клетки строение
3 Уида пластид у растений
Виды лейкопластов
Хлорофилл в хлоропластах
Эвглена зеленая строение
Какой органоид на рисунке
Ламела фотосинтез
Мембрана митохондрий
Строма тилакоид
Строение хлоропласта рисунок
Строение ядра и митохондрии
Строение эукариотической клетки растения
Chloroplasts, Chromoplasts and Leucoplasts Amyloplasts
Зеленые пластиды
Xloroplastn xromoplastlara cevirlməsi
Муляж Plant Cell structure bm064
Традесканция виргинская пластиды
Plant Cell structure
Строение тилакоиды хлоропластов
Виды лейкопластов
Препарат клеток листа элодеи канадской
Строение растительной и животной клетки без подписей
Тилакоиды у бактерий
Клеточный сок растительной клетки
Хлоропластов строение хлоропластов
Строма Грана тилакоид
Зарисовать строение растительной клетки
Строение мембраны митохондрии
Цитоплазма эукариотической клетки рисунок
Органоиды движения одноклеточных организмов
Хлоропласты хлорофилл хлорофилл
РУБИСКО фермент фотосинтеза
Клеточное строение растительной клетки
Grana of chloroplast
Лейкопласты под микроскопом
Строение растительной клетки
в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах
Категория:
Атрибут:
Всего: 281 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …
Добавить в вариант
Какие из перечисленных веществ можно обнаружить в хлоропластах?
1) глюкоза
2) фосфолипиды
3) хлорофилл
4) ферменты цикла Кребса
5) целлюлоза
6) кофермент А
Установите соответствие между характеристиками и органоидами: к каждому элементу первого столбца подберите позицию из второго столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКА
А) внутренняя мембрана образует складки — кристы
Б) протекают реакции фотофосфорилирования
В) содержат полужидкую строму
Г) тилакоиды собраны в граны
Д) протекают циклические реакции трикарбоновых кислот
Е) содержат пигменты
ОРГАНОИД
1) хлоропласты
2) митохондрии
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
А | Б | В | Г | Д | E |
Установите соответствие между процессом и органоидом, в котором этот процесс происходит.
ПРОЦЕСС
A) присоединение углекислого газа к органическому соединению
Б) образование пептидной связи
B) спаривание нуклеотидов
Г) синтез АТФ
Д) разложение молекулы воды на кислород и водород
Е) отсоединение аминокислоты от тРНК
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
A | Б | В | Г | Д | Е |
Раздел: Основы цитологии
Все перечисленные ниже термины, кроме двух, используют для описания строения хлоропласта. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) граны
2) линейная ДНК
3) рибосомы
4) строма
5) матрикс
Раздел: Основы цитологии
Источник: СтатГрад биология. 30.11.2018. Вариант БИ10202
Установите соответствие между органоидами клеток и их характеристиками.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
А) расположены на гранулярной ЭПС
Б) синтез белка
В) фотосинтез
Г) состоят из двух субъединиц
Д) состоят из гран с тилакоидами
Е) образуют полисому
ОРГАНОИДЫ
1) рибосомы
2) хлоропласты
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
A | Б | В | Г | Д | Е |
Установите соответствие между строением органоида клетки и органоидом.
СТРОЕНИЕ ОРГАНОИДА
A) двумембранный органоид
Б) есть собственная ДНК
B) имеет секреторный аппарат
Г) состоит из мембраны, пузырьков, цистерн
Д) состоит из тилакоидов гран и стромы
Е) одномембранный органоид
ОРГАНОИД
1) хлоропласт
2) аппарат Гольджи
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
A | Б | В | Г | Д | Е |
Выберите особенности строения и функций хлоропластов
1) внутренние мембраны образуют кристы
2) многие реакции протекают в гранах
3) в них происходит синтез глюкозы
4) являются местом синтеза липидов
5) состоят из двух разных частиц
6) двумембранные органоиды
Источник: Диагностическая работа по биологии 06.04.2011 Вариант 1.
Установите соответствие между признаками органоида клетки и органоидом, для которого эти признаки характерны.
ПРИЗНАКИ ОРГАНОИДА
А) содержит зелёный пигмент
Б) состоит из двойной мембраны, тилакоидов и гран
В) преобразует энергию света в химическую энергию
Г) состоит из двойной мембраны и крист
Д) обеспечивает окончательное окисление питательных веществ
Е) запасает энергию в виде 36 молей АТФ при расщеплении 1 моля глюкозы
ОРГАНОИДЫ
1) хлоропласт
2) митохондрия
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
А | Б | В | Г | Д | E |
Все приведенные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для характеристики общих свойств митохондрий и хлоропластов. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) формируют лизосомы
2) являются двумембранными
3) являются полуавтономными органоидами
4) участвуют в синтезе АТФ
5) образуют веретено деления
Установите соответствие между характеристикой и органоидом клетки, к которому её относят. К каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКА
А) первичный синтез углеводов
Б) фиксация неорганического углерода
В) окисление пировиноградной кислоты
Г) образование кислорода при фотолизе воды
Д) клеточное дыхание
Е) окисление глюкозы до углекислого газа и воды
ОРГАНОИД КЛЕТКИ
1) митохондрия
2) хлоропласт
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
A | Б | В | Г | Д | Е |
Источник: Банк заданий ФИПИ
Известно, что хлоропласты — полуавтономные двумембранные органоиды клеток растений, в которых происходит фотосинтез. Выберите из приведённого ниже текста три утверждения, относящиеся к описанию перечисленных выше характеристик хлоропластов.
Запишите в таблицу цифры, под которыми указаны выбранные утверждения.
(1)Хлоропласты — достаточно крупные органоиды, занимающие значительную часть цитоплазмы клетки. (2)Обычно хлоропласты имеют форму двояковыпуклой линзы, благодаря которой на листья поступает определённое количество света. (3)Наружная мембрана гладкая, а внутренняя образует тилакоиды, собранные в граны. (4)Внутреннее полужидкое пространство хлоропласта называется стромой. (5)В строме содержатся хлоропластныемолекулы РНК, пластидная ДНК, состоящая примерно из 100–120 уникальных генов, мелкие рибосомы, крахмальные зёрна, а также ферменты цикла Кальвина. (6)На мембране тилакоидов происходит фотолиз воды, синтез АТФ, восстановление НАДФ 2Н, а в строме — образование глюкозы.
Раздел: Царство Растения
Темновая фаза фотосинтеза характеризуется
1) протеканием процессов на внутренних мембранах хлоропластов
2) синтезом глюкозы
3) фиксацией углекислого газа
4) протеканием процессов в строме хлоропластов
5) наличием фотолиза воды
6) образованием АТФ
Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 1.
В каких из перечисленных органоидов клетки происходят реакции матричного синтеза?
1) центриоли
2) лизосомы
3) аппарат Гольджи
4) рибосомы
5) митохондрии
6) хлоропласты
Раздел: Размножение и индивидуальное развитие организмов
Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, исправьте их.
1. Пластиды встречаются в клетках растительных организмов и некоторых бактерий и животных, способных как к гетеротрофному, так и автотрофному питанию. 2. Хлоропласты, так же как и лизосомы, — двумембранные, полуавтономные органоиды клетки. 3. Строма — внутренняя мембрана хлоропласта, имеет многочисленные выросты. 4. В строму погружены мембранные структуры — тилакоиды. 5. Они уложены стопками в виде крист. 6. На мембранах тилакоидов протекают реакции световой фазы фотосинтеза, а в строме хлоропласта — реакции темновой фазы.
Выберите органоиды клетки и их структуры, участвующие в процессе фотосинтеза.
1) лизосомы
2) хлоропласты
3) тилакоиды
4) граны
5) вакуоли
6) рибосомы
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображённой на рисунке клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) наличие хлоропластов
2) наличие гликокаликса
3) способность к фотосинтезу
4) способность к фагоцитозу
5) способность к биосинтезу белка
Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2017 по биологии
Выберите два признака из пяти, характеризующие цитоплазматическую изменчивость. Цитоплазматическая изменчивость связана с тем, что
1) нарушается мейотическое деление
2) ДНК митохондрий способна мутировать
3) появляются новые аллели в аутосомах
4) образуются гаметы, неспособные к оплодотворению
5) ДНК хлоропласта способна мутировать
Источник: РЕШУ ЕГЭ
Установите соответствие между особенностями клеток их типами: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ОСОБЕННОСТЬ
А) клеточная стенка состоит из хитина
Б) может содержать хлоропласты
В) запасает углеводы в виде крахмала
Г) не способна к самостоятельному активному передвижению
Д) гетеротрофный тип питания
Е) синтезирует органические вещества из
углекислого газа и воды
ТИП
1) грибная
2) растительная
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
А | Б | В | Г | Д | E |
Задания Д2 № 809
В комплексе Гольджи, в отличие от хлоропластов, происходит
2) окисление органических веществ до неорганических
3) накопление синтезируемых в клетке веществ
4) синтез молекул белка
Задания Д2 № 827
Хлоропласты в растительной клетке выполняют функции
1) хранения и передачи наследственной информации дочер ним клеткам
2) транспорта органических и неорганических веществ в клетке
3) окисления органических веществ до неорганических с ос вобождением энергии
4) образования органических веществ из неорганических с использованием энергии света
Всего: 281 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …
Органоиды (органеллы) клетки — специализированные структуры клетки, выполняющие различные жизненно необходимые
функции. Особенно сложно устроены клетки простейших, где одна клетка составляет весь организм и выполняет функции
дыхания, выделения, пищеварения и многие другие.
Органоиды клетки подразделяются на:
- Немембранные — рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, органоиды движения (жгутики, реснички)
- Одномембранные — ЭПС, комплекс (аппарат) Гольджи, лизосомы и вакуоли
- Двумембранные — пластиды, митохондрии
Ядро не включается в понятие «органоиды клетки», является структурой клетки, однако также будет рассмотрено нами в этой статье.
Прежде чем говорить об органоидах клетки, без которых невозможна ее жизнедеятельность, необходимо
упомянуть о том, без чего вообще не существует клетки — о клеточной мембране. Клеточная мембрана ограничивает клетку
от окружающего мира и формирует ее внутреннюю среду.
Клеточная мембрана (оболочка)
Запомните, что в отличие от клеточной стенки, которая есть только у растительных клеток и у клеток грибов (она придает им плотную,
жесткую форму) клеточная мембрана есть у всех клеток без исключения! Этот важный момент объясню еще раз У клеток животных имеется
только клеточная мембрана, а у клеток растений и грибов есть и клеточная стенка, и клеточная мембрана.
Клеточная мембрана представляет собой билипидный слой (лат. bi — двойной + греч. lipos — жир), который пронизывают молекулы
белков.
Билипидный слой представлен двумя слоями фосфолипидов. Обратите внимание, что их гидрофобные концы обращены внутрь мембраны, а
гидрофильные «головки» смотрят наружу. Билипидный слой насквозь пронизывают интегральные белки, частично — погруженные белки,
имеются также поверхностно лежащие белки — периферические.
Белки принимают участие в:
- Поддержании постоянства структуры мембраны
- Рецепции сигналов из окружающей среды (химического раздражения)
- Транспорте веществ через мембрану
- Ускорении (катализе) реакций, которые ассоциированы с мембраной
Интегральные (пронизывающие) белки образуют каналы, по которым молекулы различных веществ могут поступать в клетку или удаляться из нее.
«Заякоренные» молекулы олигосахаридов на поверхности клетки образуют гликокаликс, который выполняет рецепторную функцию, участвует
в избирательном транспорте веществ через мембрану.
Теперь вы знаете, что гликокаликс — надмембранный комплекс, совокупность клеточных рецепторов, которые нужны клетке для восприятия регуляторных
сигналов биологически активных веществ (гормонов, гормоноподобных веществ). Гормон избирателен, специфичен и присоединяется
только к своему рецептору: меняется конформация молекулы рецептора и обмен веществ в клетке. Так гормоны
регулируют жизнедеятельность клеток.
Вирусы и бактерии не являются исключением: они взаимодействуют только с теми клетками, на которых есть подходящие к
ним рецепторы. Так, вирус гриппа поражает преимущественно клетки слизистой верхних дыхательных путей. Однако, если рецепторов
нет, то вирус не может проникнуть в клетку, и организм приобретает невосприимчивость к инфекции. Вспомните врожденный
иммунитет: именно по причине отсутствия рецепторов человек не восприимчив ко многим болезням животных.
Итак, вернемся к клеточной мембране. Ее можно сравнить со стенами помещения, в котором, вероятно, вы находитесь. Стены дома защищают
его от ветра, дождя, снега и прочих факторов внешней среды. Рискну предположить, что в вашем доме есть окна и двери, которые
по мере необходимости открываются и закрываются Так и клеточная мембрана может сообщать внутреннюю среду клетки с внешней средой:
через мембрану вещества поступают в клетку и удаляются из нее.
Подведем итоги. Клеточная мембрана выполняет ряд важнейших функций:
- Разделительная (барьерная) — образует барьер между внешней средой и внутренней средой клетки (цитоплазмой с органоидами)
- Поддержание обмена веществ между внешней средой и цитоплазмой
- Транспортная
-
Пассивный — часто идет по градиенту концентрации, без затрат АТФ (энергии). Возможен путем осмоса, простой диффузии
или облегченной (с участием белка-переносчика) диффузии. - Активный
Через мембрану по каналам кислород и питательные вещества поступают в клетку, а продукты жизнедеятельности — мочевина
— удаляются из клетки во внешнюю среду.
Тесно связана с обменом веществ, однако здесь мне особенно хочется подчеркнуть варианты транспорта веществ через клетку.
Выделяется два вида транспорта:
Внутрь клетки с помощью осмоса поступает вода. Путем простой диффузии в клетку попадают O2, H2O,
CO2, мочевина. Облегченная диффузия характерна для транспорта глюкозы, аминокислот.
Активный транспорт чаще происходит против градиента концентрации, в ходе него используются белки-переносчики и
энергия АТФ. Ярким примером является натрий-калиевый насос, который накачивает ионы калия внутрь клетки, а ионы
натрия выводит наружу. Это происходит против градиента концентрации, поэтому без затрат энергии (АТФ) не обойтись.
Внутрь клетки крупные молекулы попадают путем эндоцитоза (греч. endo — внутрь) двумя путями:
- Фагоцитоз (греч. phago — ем + cytos — клетка) — поглощение твердых пищевых частиц и бактерий фагоцитами
- Пиноцитоз (греч. pino — пью) — поглощение клеткой жидкости, захват жидкости клеточной поверхностью
Фагоцитоз был открыт И.И. Мечниковым, который создал фагоцитарную теорию иммунитета. Это теория гласит, что в основе иммунной системы
нашего организма лежит явление фагоцитоза: попавшие в организм бактерии уничтожаются фагоцитами (T-лимфоцитами), которые переваривают их.
В ходе эндоцитоза мембрана сильно прогибается внутрь клетки, ее края смыкаются, захватывая бактерию, пищевые частицы или жидкость внутрь
клетки. Образуется везикула (пузырек), который движется к пищеварительной вакуоли или лизосоме, где происходит внутриклеточное
пищеварение.
Клетки многих органов, к частности эндокринных желез, которые выделяют в кровь гормоны, транспортируют синтезированные вещества к
мембране и удаляют их из клетки с помощью экзоцитоза (от др.-греч. ἔξω — вне, снаружи). Таким образом, процессы экзоцитоза и
эндоцитоза противоположны.
Клеточная стенка
Расположена снаружи клеточной мембраны. Присутствует только в клетках бактерий, растений и грибов, у животных отсутствует.
Придает клетке определенную форму, направляет ее рост, придавая характерное строение всему организму.
Клеточная стенка бактерий состоит из полимера муреина, у грибов — из хитина, у растений — из целлюлозы.
Цитоплазма
Органоиды клетки расположены в цитоплазме, которая состоит из воды, питательных веществ и продуктов обмена. В цитоплазме
происходит постоянный ток веществ: поступившие в клетку вещества для расщепления необходимо доставить к органоидам, а побочные продукты — удалить из клетки.
Постоянное движение цитоплазмы поддерживает связь между органоидами клетки и обеспечивает ее целостность.
Прокариоты и эукариоты
Прокариоты (греч. πρό — перед и κάρυον — ядро) или доядерные — одноклеточные организмы, не обладающие в отличие от
эукариот оформленным ядром и мембранными органоидами. У прокариот могут обнаруживаться только немембранные органоиды.
Их генетический материал представлен в виде кольцевой молекулы ДНК — нуклеоида (нуклеоид — ДНК–содержащая зона клетки прокариот). К прокариотам относятся бактерии, в их числе цианобактерии (цианобактерий по-другому называют — сине-зеленые водоросли).
Эукариоты (греч. εὖ — хорошо + κάρυον — ядро) или ядерные — домен живых организмов, клетки которых содержат оформленное
ядро. Растения, животные, грибы — относятся к эукариотам.
Немембранные органоиды
- Рибосома
- Микротрубочки и микрофиламенты
- Клеточный центр (центросома, от греч. soma — тело)
- Реснички и жгутики
Очень мелкая органелла (около 20 нм), которая была открыта после появления электронного микроскопа.
Состоит из двух субъединиц: большой и малой, в состав которых входят белки и рРНК (рибосомальная РНК), синтезируемая
в ядрышке.
Запомните ассоциацию: «Рибосома — фабрика белка». Именно здесь в ходе матричного биосинтеза — трансляции, с которой
подробнее мы познакомимся в следующих статьях, на базе иРНК (информационной РНК) синтезируется белок — последовательность
соединенных аминокислот в заданном иРНК порядке.
Микротрубочки являются внутриклеточными белковыми производными, входящими в состав цитоскелета. Они поддерживают
определенную форму клетки, участвуют во внутриклеточном транспорте и процессе деления путем образования нитей веретена деления. Микротрубочки
также образуют основу органоидов движения: жгутиков (у бактерий жгутик состоит из сократительного белка — флагеллина) и ресничек.
Микрофиламенты — тонкие длинные нитевидные структуры, состоящие из белка актина. Встречаются во всей цитоплазме,
служат для создания тока цитоплазмы, принимают участие в движении клетки, в процессах эндо- и экзоцитоза.
Этот органоид характерен только для животной клетки, в клетках низших грибов (мукор) и высших растений отсутствует. Клеточный
центр состоит из 9 триплетов микротрубочек (триплет — три соединенных вместе). Участвует в образовании нитей веретена деления,
располагается на полюсах клетки.
Это органоиды движения, которые выступают над поверхностью клетки и имеют в основе пучок микротрубочек.
Реснички встречаются только в клетках животных, жгутики можно обнаружить у животных, растений и бактерий.
Одномембранные органоиды
- Эндоплазматическая сеть (ЭПС), эндоплазматический ретикулум (лат. reticulum — сеть)
- Комплекс (аппарат) Гольджи
- Лизосома (греч. lisis — растворение + soma — тело)
- Пероксисомы (лат. per — сверх, греч. oxys — кислый и soma — тело)
- Вакуоли
ЭПС представляет собой систему мембран, пронизывающих всю клетку и разделяющих ее на отдельные изолированные части
(компартменты). Это крайне важно, так как в разных частях клетки идут реакции, которые могут помешать друг другу,
что нарушит процессы жизнедеятельности.
Выделяют гладкую ЭПС и шероховатую ЭПС. Обе они выполняют функцию внутриклеточного транспорта веществ, однако между ними
имеются различия. На мембранах гладкой ЭПС происходит синтез липидов, обезвреживаются вредные вещества. Шероховатая
ЭПС синтезирует белок, так как имеет на мембранах многочисленные рибосомы (потому и называется шероховатой).
Комплекс Гольджи состоит из трубочек, сети уплощенных канальцев (цистерн) и связанных с ними пузырьков. Располагается
вокруг ядра клетки, внешне напоминает стопку блинов. Это — «клеточный склад». В нем запасаются жиры и углеводы, с
которыми здесь происходят химические видоизменения.
Модифицированные вещества упаковываются в пузырьки и могут перемещаться к мембране клетки, соединяясь с ней, они
изливают свое содержимое во внешнюю среду. Можно догадаться, что комплекс Гольджи хорошо развит в клетках
эндокринных желез, которые в большом количестве синтезируют и выделяют в кровь гормоны.
В комплексе Гольджи появляются первичные лизосомы, которые содержат ферменты в неактивном состоянии.
Представляет собой мембранный пузырек, содержащий внутри ферменты (энзимы) — липазы, протеазы, фосфатазы.
Лизосому можно ассоциировать с «клеточным желудком».
Лизосома участвует во внутриклеточном пищеварении поступивших в клетку веществ. Сливаясь с фагосомой, первичная лизосома превращается во вторичную, ферменты активируются. После расщепления веществ образуется остаточное тельце — вторичная лизосома с непереваренными остатками, которые удаляются из клетки.
Лизосома может переварить содержимое фагосомы (самое безобидное), переварить часть клетки или всю клетку целиком.
В норме у каждой клетки жизненный цикл заканчивается апоптозом — запрограммированным процессом клеточной гибели.
В ходе апоптоза ферменты лизосомы изливаются внутрь клетки, ее содержимое переваривается. Предполагают, что
нарушение апоптоза в раковых клетках ведет к бесконтрольному росту опухоли.
Пероксисомы (микротельца) содержат окислительно-восстановительные ферменты, которые разлагают H2O2
(пероксид водорода) на воду и кислород. Если бы пероксид водорода оставался неразрушенными, это приводило бы
к серьезным повреждениям клетки.
Вакуоли характерны для растительных клеток, однако встречаются и у животных (у одноклеточных — сократительные
вакуоли). У растений вакуоли выполняют другие функции и имеют иное строение: они заполняются клеточным соком, в котором
содержится запас питательных веществ. Снаружи вакуоль окружена тонопластом.
Трудно переоценить значение вакуолей в жизнедеятельности растительной клетки. Вакуоли создают осмотическое давление,
придают клетке форму.
Примечательно, что по размеру вакуолей можно судить о возрасте клетки: молодые клетки имеют
вакуоли небольшого размера, а в старых клетках вакуоли могут настолько увеличиваться, что оттесняют ядро и остальные
органоиды на периферию.
Двумембранные органоиды
- Митохондрия
- Пластиды (др.-греч. πλαστός — вылепленный)
- Хлоропласт (греч. chlōros — зелёный)
- Хромопласты (греч. chromos – краска)
- Лейкопласты (др.-греч. λευκός — белый )
Органоид палочковидной формы. Митохондрию можно сравнить с «энергетической станцией». Если в цитоплазме происходит
анаэробный этап дыхания (бескислородный), то в митохондрии идет более совершенный — аэробный этап (кислородный). В
результате кислородного этапа (цикла Кребса) из двух молекул пировиноградной кислоты (образовавшихся из 1 глюкозы)
получаются 36 молекул АТФ.
Митохондрия окружена двумя мембранами. Внутренняя ее мембрана образует выпячивания внутрь — кристы, на которых имеется
большое скопление окислительных ферментов, участвующих в кислородном этапе дыхания. Внутри митохондрия заполнена
матриксом.
Запомните, что особенностью этого органоида является наличие кольцевой молекулы ДНК — нуклеоида (ДНК–содержащая зона клетки прокариот), и рибосом. То есть
митохондрия обладает собственным генетическим материалом и возможностью синтеза белка, почти как отдельный организм.
В связи с этим, митохондрия считается полуавтономным органоидом. Вероятнее всего, изначально митохондрии были
самостоятельными организмами, однако со временем вступили в симбиоз с эукариотами и стали частью клетки.
Митохондрий особенно много в клетках мышц, в том числе — в сердечной мышечной ткани. Эти клетки выполняют активную работу и
нуждаются в большом количестве энергии.
Двумембранные органоиды, встречающиеся только в клетках высших растений, водорослей и некоторых простейших. У
подавляющего большинства животных пластиды отсутствуют. Подразделяются на три типа:
Получил свое название за счет содержащегося в нем зеленого пигмента — хлорофилла (греч. chloros — зеленый
и phyllon — лист). Под двойной мембраной расположены тилакоиды, которые собраны в стопки — граны. Внутреннее
пространство между тилакоидами и мембраной называется стромой.
Запомните, что светозависимая (световая) фаза фотосинтеза происходит на мембранах тилакоидов, а темновая
(светонезависимая) фаза — в строме хлоропласта за счет цикла Кальвина. Это очень пригодится при изучении
фотосинтеза в дальнейшем.
Так же, как и митохондрии, пластиды относятся к полуавтономным органоидам: в них имеется кольцевидная ДНК (находится в нуклеоиде), рибосомы.
Пластиды, которые содержат пигменты каратиноиды в различных сочетаниях. Сочетание пигментов обуславливает
красную, оранжевую или желтую окраску. Находятся в плодах, листьях, лепестках цветков.
Хромопласты могут развиваться из хлоропластов: во время созревания плодов хлоропласты теряют хлорофилл и крахмал,
в них активируется биосинтез каротиноидов.
Не содержат пигментов, образуются в запасающих частях растения (клубни, корневища). В лейкопластах накапливается
крахмал, липиды (жиры), пептиды (белки). На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты и запускать
процесс фотосинтеза.
Ядро («ядро» по лат. — nucleus, по греч. — karyon)
Важнейшая структура эукариотической клетки — оформленное ядро, которое у прокариот отсутствует. Внутренняя часть
ядра представлена кариоплазмой, в которой расположен хроматин — комплекс ДНК, РНК и белков, и одно или несколько
ядрышек.
Ядрышко — место в ядре, где активно идет процесс матричного биосинтеза — транскрипция, с которым мы познакомимся
подробнее в следующих статьях. В течение дня, наблюдая за одной и той же клеткой, можно увидеть разное количество
ядрышек или не найти ни одного.
Оболочка ядра состоит из двух мембран и пронизана большим количеством ядерных пор, через которые происходит сообщение
между кариоплазмой и цитоплазмой. Главными функциями ядра является хранение, защита и передача наследственного материала
дочерним клеткам.
Замечу, что хромосомы видны только в момент деления клетки. Хромосомы представляют собой сильно спирализованные молекулы
ДНК, связанные с белками.
Я всегда рекомендую ученикам ассоциировать хромосому с мотком ниток: если все нитки обмотать
вокруг одной оси, то они становятся мотком и хорошо видны (хромосомы — во время деления, спирализованное ДНК), если же клетка не
делится, то нитки размотаны и разбросаны в один слой, хромосом не видно (хроматин — деспирализованное ДНК).
Хромосомы отличаются друг от друга по строению, форме, размерам. Совокупность всех признаков (форма, число, размер) хромосом
называется кариотип. Кариотип может быть представлен по-разному: существует кариотип вида, особи, клетки.
Изучая кариотип человека, врач-генетик может обнаружить различные наследственные заболевания, к примеру, синдром Дауна — трисомия по 21-ой паре хромосом (должно быть 2 хромосомы, однако при синдроме Дауна их три).
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Разбор заданий с иллюстрациями из открытого банка заданий (фипи) по теме «Клетка как биологическая система»
Для того, что бы успешно сдать экзамен нужно, в том числе хорошо ориентироваться в иллюстративном материале. В этом посте мы разберем задания с иллюстрациями из открытого банка заданий. Конечно, это не все возможные иллюстрации, которые могут быть на экзамене, но чем больше иллюстраций вы разберете при подготовке, тем больше вероятность того, что вас не застанут врасплох.
Цветные метки на некоторых изображениях — мое добавление для удобства изучения картинки.
1. Изображённая на рисунке структура клетки, обладающая полупроницаемостью, представляет собой…
При данной формулировке задания картинка практически лишняя, так как упоминается одно из главных свойств этой структуры — полупроницаемость. На это свойство вы должны сразу среагировать и понять, что речь идет про плазматическую мембрану. Но узнавать мембрану на изображениях несомненно нужно. Стрелочками на изображении указаны: синими — основной и наиважнейший элемент мембран — фосфолипиды; красными — белки, часть из которых лежит на поверхности фосфолипидного слоя, часть полупогружена, а часть полностью пронизывает оба фосфолипидных слоя.
На данном изображение мембрана показана как бы на срезе и отсутствует еще один важный элемент строения мембраны. Он есть в следующем задании.
2. Какие элементы строения клеточной мембраны обозначены на рисунке цифрами 1, 2, 3 и какие функции они выполняют?
На этом изображении мы видим клеточную (она же плазматическая, она же цитоплазматическая, она же плазмоллема, она же цитолемма) мембрану как бы сверху и сбоку. Видя одновременно и срез и поверхность. Ответить на первую часть вопроса нам уже просто: 1 — белки, 2 — фосфолипиды, а вот 3 — это цепочки углеводов (гликокаликс).
Значение каждого элемента. Фосфолипиды являются важнейшей структурным элементом (основой, каркасом) мембраны. Каждая молекула состоит из двух частей (гидрофобные «хвостики» и гидрофильные «головки»). Гидрофобные части молекул «не любят» воду и поворачиваются всегда друг к другу (хвостик к хвостику), а гидофильные части молекул воду «любят», поэтому все время оказываются на поверхности слоя мембраны. За счет таких особенностей мембрана легко восстанавливается, а по сути самозамыкается, в случае небольших разрывов и в случае эндо- и экзоцитоза.
3. Какая структура изображена на рисунке?
Тут все просто — это хромосома, состоящая из двух сестринских хроматид, очень близко расположенных друг к другу. Хромосома состоит из двух хроматид перед делением (митозом/мейозом) и имеет определенные элементы, которые нужно знать обязательно. Молекулы ДНК обозначены зеленой стрелочкой (на этом рисунке не самое удачное изображение, но какое есть). Центромера (или первичная перетяжка) обозначена оранжевой стрелочкой. В районе центромеры до определенного момента деления две сестринские хроматиды соединены друг с другом. Красной стрелочкой обозначена вторичная перетяжка (есть не у всех хромосом), она же называется ядрышковым организатором, в этом месте располагаются гены содержащие информацию о рРНК (рибосомальных). Сиреневой стрелочкой обозначен спутник.
4.
Первым делом нужно вспомнить что такое тРНК. Это транспортная РНК, которая участвует в трансляции (этап биосинтеза белка), принося к рибосоме конкретную аминокислоту. Она небольшого размера и похожа на лист клевера. Правильный ответ — четвертый. И тРНК нужно запомнить в лицо.
Что же изображено на остальных рисунках? 1 — АТФ, состоящая из азотистого основания (аденин), углевода (рибоза) и трех остатков фосфорной кислоты. При чем на рисунке мы можем увидеть символичное изображение двух макроэргических связей (связи содержащие в себе большое количество энергии) — сиреневыми стрелками. 2 — третичная структура молекулы белка (глобула). 3 — молекула ДНК.
5.
На рисунке в целом изображен схематично нуклеотид. А — азотистое основание урацил. Б — пентоза (моносахарид) рибоза. Вывод о рибозе сделан на основании того, что на рисунке обозначен именно урацил, а урацил входит в состав только молекул РНК. А в состав нуклеотидов РНК входит пентоза рибоза (у ДНК дезоксирибоза). В — это остаток фосфорной кислоты.
Соответственно, на третий вопрос нужно ответить так: данный нуклеотид входит в состав иРНК, рРНК и тРНК.
6. Часть клетки, с помощью которой устанавливаются связи между органоидами, обозначена на рисунке буквой…
Сначала разберемся что мы видим на рисунке. Клетка явно имеет толстую клеточную оболочку, а значит это растительная клетка (может быть клетка грибов, но такое в заданиях редко бывает). Смотрим дальше. В — точно ядро; А — вакуоль с клеточным соком; Б — внутреннее содержимое клетки, т.е. цитоплазма; Г — вероятно, хлоропласты. И только цитоплазма (из представленных элементов) играет важную роль в «общении» органоидов между собой. Цитоплазма текуча (у эукариотов) и вещества с помощью перемещения цитоплазмы перемещаются от органоида к органоиду или к плазматической мембране. Соответственно, правильный ответ — Б.
7. На рисунке изображена клетка…
Видим тот же рисунок, но с более правильными (по форме) хлоропластами. Никаких сомнений — это растительная клетка. Основной момент при определении растительная перед вами находится клетка или животная, на мой взгляд, это наличие клеточной стенки (у животной клетки ее нет).
8. Назовите органоид растительной клетки, изображенный на рисунке, его структуры, обозначенные цифрами 1-3, и их функции.
Рассматривая внимательно изображение этого органоида, в первую очередь, нужно увидеть, что он двумембранный, т.е. окружен двумя мембранами (на рисунке хорошо видны две линии). Сразу же вспоминаем, что мы знаем два двумембранных органоида (митохондрия и хлоропласт) и митохондрия намного проще устроена. Значит, это хлоропласт. Конечно, это изображение нужно выучить наизусть, но нужно быть готовым, к тому, что хлоропласт может быть изображен и немного по-другому.
Теперь перейдем к внутреннему содержимому. Внутренняя мембрана хлоропласта образует целую сеть достаточно упорядоченных мембран. Мембраные пузыречки похожи на монетки. Один самостоятельный пузыречек — это тилакоид (оранжевая стрелочка), стопка тилакоидов — это грана. Длинный вытянутый тилакоид (часто соединяющий несколько гран) называют ламелой (зеленая стрелочка). Хлоропласт (вместе с митохондрией) имеет особенность строения, заключающуюся в наличии собственной ДНК. В этой молекуле ДНК содержатся гены с информацией о белках-ферментах, участвующих в фотосинтезе. И эти ферменты синтезируются на месте, т.е. в самом хлоропласте, а значит есть рибосомы. В результате фотосинтеза образуется глюкоза и из нее может здесь же синтезироваться крахмал (зерна крахмала можно увидеть под сиреневой стрелочкой) и липидные капли (на рисунке под синей стрелочкой). Внутреннее жидкое содержимое хлоропласта называют стромой.
Соответственно, правильный ответ: 1 — грана, 2 — ДНК, 3 — рибосомы (скорее всего, но так как рисунок не совсем четкий, то может и имеется ввиду строма).
9. На каком рисунке изображена митохондрия?
На третьем рисунке, уже знакомый нам (достаточно узнаваемый) хлоропласт. Вспоминаем, что митохондрия имеет две мембраны и безошибочно выбираем правильный — четвертый ответ. На рисунке под цифрой 4 хорошо видно, что мембран две и внутренняя мембрана органоида впячивется внутрь, образуя складки — кристы. Посмотрим на все многообразие изображений митохондрий. Попутно вспомним, что у митохондрий тоже есть собственная ДНК и рибосомы.
Что же изображено на первом и втором рисунке? Под номером 1 рибосома во время трансляции, на ее фоне мы можем видеть две тРНК и цепочку из аминокислот, которая пока прикреплена к одной из тРНК. Под номером 2 аппарат (комплекс) Гольджи. Не самое удачное, на мой взгляд, изображение этого органоида, но мы должны быть готовы ко всему, поэтому идем по ссылке и наслаждаемся многообразием изображений аппарата Гольджи. Вспоминая попутно, что это одномембранный органоид, который по мимо всего прочего образует лизосомы (мембранные пузырьки сверху органоида на рисунке).
10.
Самое главное чем отличаются прокариоты от эукариот — отсутствие (у прокариот) или наличие (у эукариот) оформленного ядра, т.е. ядерной оболочки вокруг наследственной информации. А — бактерия (относится к прокариотам), Б — хламидоманада (эукариоты). У бактерии кольцевая ДНК (синяя стрелочка), расположенная в цитоплазме, у хламидоманады оформленное ядро с ядрышком (оранжевая стрелочка). Так же можно добавить, что у эукариот есть различные органоиды. В частности у хламидоманады хроматофор, вакуоль и светочувствительный глазок. А у прокариот из органоидов есть только рибосомы.
11.
На рисунке изображен эндоцитоз — поступление веществ внутрь клетки (экзоцитоз наоборот). Процесс этот происходит с помощью плазматической мембраны и благодаря ее пластичности и текучести (а так же несомненно благодаря цитоскелету). Эндоцитоз делят на два разных процесса: фагоцитоз — поступление твердых веществ либо клеток (соответственно, фагоцитоз изображен на рис. А) и пиноцитоз — поступление жидкости (рис. Б). Бактерия будет переварена (разрушена) клеткой.
12. Определите тип и фазу деления клетки, изображенной на рисунке. Какие процессы происходят в этой фазе?
Первым делом надо понять митоз это или мейоз. Два важных момента, на которые нужно обратить внимание. Первое: нет признаков кроссинговера, т.е. хроматиды хромосом нарисованы однородными. Второе: здесь видно четко две пары гомологичных хромосом — две большие и две маленькие. это значит, что редукции наследственного материала не произошло. Значит — это митоз. Фаза — метафаза, так как хромосомы выстроились вдоль экватора по одной линии (так называемая метафазная пластинка).
Процессы: хромосомы, состоящие из двух хроматид, выстраиваются вдоль экватора. К центромерам хромосом прикрепляются нити веретена деления.
13. Какие стадии гаметогенеза обозначены на рисунке буквами А, Б и В? Какой набор хромосом имеют клетки на каждой из этих стадий? К развитию каких специализированных клеток ведёт этот процесс?
Если воспринимать на рисунке под буквой А все пространство до первой горизонтальной линии, то несомненно — это стадия размножения. На этой стадии происходит деление клетки путем митоза, набор хромосом <<2n4c>>. Под буквой Б обозначена стадия роста. Клетка увеличивается в размере, накапливает вещества и энергию для финальной стадии. Под буквой В стадия созревания. На этой стадии происходит мейоз и количество хромосом уменьшается. Набор хромосом становится <<nc>>.
Результатом гаметогенеза становится образования гамет, т.е. половых клеток (несомненно специализированных клеток).