Контрольно-измерительный материал
Тема 1. Клетка. Хромосомный аппарат клетки.
История открытия клетки.
Первым, кто увидел клетки был Р. Гук (1665 г.). С помощью увеличительного прибора он рассматривал срезы тканей живых организмов. На срезе растительной пробки он увидел ячеистую структуру и назвал отдельные ячейки клетками. Гук считал, что сами ячейки — это пустота, а содержимое живого организма заключено в каркасе (клеточной стенке).
Чуть позже А. Левенгук, используя более совершенный микроскоп, увидел именно содержимое клеток, в том числе увидел бактерии.
В 1827 г К. Бэром была обнаружена яйцеклетка, тем самым было доказано предположение, что все живые организмы развиваются из клетки.
Через несколько лет было отрыто содержащееся в клетке ядро (Р. Броун).
Обобщив ранее сделанные открытия, Т. Шванн разработал первый вариант клеточной теории, в которой доказывалось единство клеточного строения растений и животных. Однако в клеточной теории Шванна было одно ошибочное предположение, которое было заимствовано у другого исследователя клеток — М. Шлейдена. Оба ученых считали, что клетки могут образовываться из неклеточных структур и веществ.
В середине XIX века Р. Вирхов доказал, что все клетки образуются только из других клеток путем их деления («каждая клетка из клетки»).
В это же время возникает наука цитология, которая изучает строение и процессы в клетках.
Во второй половине XIX века были открыты многие компоненты клетки, отмечена роль ядра в делении клетки.
В первой половине XX века с помощью электронного микроскопа были открыты остальные более мелкие структуры клетки. Стало очевидно, что клетки разных организмов и разных тканей имеют много общего.
Общие сведения о клетке.
Клетка является структурной и функциональной единицей всех живых организмов. Клетка состоит из клеточной мембраны и протоплазмы. Протоплазма состоит из ядра и цитоплазмы. Ядро является центром управления жизнедеятельности клетки. Ядро окружено ядерной оболочкой – мембраной, в которой имеются поры. Через них осуществляется обмен между ядром и цитоплазмой. Ядро может быть компактным, овальным или округлым и такая клетка называется эукариотической. В других клетках ядро рассеяно по цитоплазме. Эти клетки называются прокариотическими. В эукариотических клетках внутри ядра находится хроматин, одно или несколько ядрышек и ядерный сок (кариолимфа или нуклеоплазма). Ядро несет в себе наследственную информацию, зашифрованную в ДНК.
Хроматин состоит из витков ДНК, прикрепленных к белкам-гистонам. Во время деления ядра хроматин представляет собой туго скрученные нити, которые называются хромосомами. Хромосома имеет первичную перетяжку – центромеру, которая делит хромосому на два, приблизительно равных плеча. Вторичная перетяжка расположена ближе к концу хромосомы, отделяя так называемый спутник хромосомы.
Каждый вид растений и животных имеет постоянное и определенное число хромосом. У человека 46 хромосом и они расположены парами, хромосомы, относящиеся к одной паре, называют гомологичными, то есть подобными. В ядрах клеток тела (соматические клетки) содержится полный двойной набор хромосом. Такой набор называется диплоидным, обозначается как 2n и равен 46 хромосомам. В половых клетках из каждой пары присутствует только одна хромосома, всего их 23 – это называется гаплоидным набором и обозначается буквой «n». Внутри ядра находится ядрышко. В ядрышке происходит синтез рибосомальной РНК. В ядрышке имеется особая плотная область, называемая ядрышковым организатором. На ранней стадии деления клеток ядрышко рассеивается по цитоплазме, а по окончанию клеточного деления под влиянием ядрышкового организатора опять сформировывается ядрышко. Цитоплазма состоит из прозрачной жидкости гиалоплазмы и органоидов. К органоидам относится: эндоплазматическая сеть, митохондрии, аппарат Гольджи, рибосомы, клеточный центр, лизосомы.
Эндоплазматическая сеть связывает клеточную и ядерную мембраны, по сети происходит движение веществ внутри клетки.
Митохондрии принимают участие в окислительном обмене клетки, а также они являются поставщиками энергии.
Рибосомы находятся в цитоплазме, в ядре и митохондриях. Их особенностью является высокое содержание РНК и белков. До 90% всей клеточной РНК содержится в рибосомах. Последние участвуют в синтезе клеточных белков под контролем ядра.
Аппарат Гольджи обеспечивает выделительную и секреторную функции клетки.
Лизосомы содержат ряд ферментов и выполняют пищеварительную функцию внутри клетки. Клетка покрыта мембраной, имеющей сложное строение и приспособленной к выполнению определенных функций: защитной, избирательной проницаемости и активному втягиванию частиц и молекул внутри клетки. Клетка обладает всеми функциями живой материи. Это обмен веществ, способность реагировать на внешние воздействия, возбудимость, рост, размножение, регенерация, адаптация.
Обмен веществ это совокупность анаболических и катаболических реакций, протекающих в клетке.
Анаболические реакции (ассимиляция) - это синтез сложных молекул из более простых.
Катаболические реакции – это обратный процесс – распад сложных молекул на простые.
Энергетический обмен в клетке идет с помощью АТФ. Она превращается в АДФ, при этом выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности клетки. АТФ в клетке мало, поэтому постоянно идет и процесс создания АТФ из АДФ.
В клетке происходит биосинтез, то есть создание биологических структур белков, жиров, углеводов из более простых соединений.
В клетке содержатся как органические, так и неорганические вещества. Органические – это белки, жиры и углеводы. Неорганические вещества клетки - это 80 химических элементов системы Д.И. Менделеева. На долю шести из них приходится 99% общей массы клетки - это азот, водород, углерод, сера, фосфор, кислород. Первое место в клетке занимает вода. Она поддерживает тепловое равновесие, вода это основное средство передвижения веществ в клетке, вода является растворителем. Вода определяет и физические свойства клетки: объем, упругость.
Клеточная теория строения организмовбыла сформирована в 1839 году немецкими учёными, зоологом Т. Шванном и ботаником М. Шлейденом, и включала в себя три положения. В 1858 году Рудольф Вирхов дополнил её ещё одним положением, однако в его идеях присутствовал ряд ошибок: так, он предполагал, что клетки слабо связаны друг с другом и существуют каждая «сама по себе». Лишь позднее удалось доказать целостность клеточной системы.
Клеточная теория является одной из основополагающих идей современной биологии, она стала неопровержимым доказательством единства всего живого и фундаментом для развития таких дисциплин, как эмбриология, гистология и физиология. На сегодняшний день теория содержит такие утверждения:
1.Клетка — основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого. В сложных многоклеточных организмах клетки дифференцированы по выполняемой ими функции и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно связаны между собой и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.
2.Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов гомологичны по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ.
3.Размножение клеток происходит путем их деления. Положения о генетической непрерывности относится не только к клетке в целом, но и к некоторым из ее более мелких компонентов — к генам и хромосомам, а также к генетическому механизму, обеспечивающему передачу вещества наследственности следующему поколению.
4.Многоклеточный организм представляет собой новую систему, сложный ансамбль из множества клеток, объединенных и интегрированных в системе тканей и органов, связанных друг с другом с помощью химических факторов, гуморальных и нервных (молекулярная регуляция).
5.Клетки многоклеточных тотипотенты, то есть 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.
Практическая работа №1.
Задание 1. Ознакомьтесь с теоретическим материалом и заполните соответствующие графы в таблице №1 «Строение клетки. Структурная система цитоплазмы» и в таблице №2 «Структурная система ядра»
Таблица №1. Строение клетки. Структурная система цитоплазмы
| Органеллы | Строение | Функции |
| Наружная клеточная мембрана | ||
| Эндоплазматическая сеть | ||
| Рибосомы | ||
| Митохондрии | ||
| Аппарат Гольджи | ||
| Лизосомы | ||
| Клеточный центр |
Таблица №2. Структурная система ядра
| Структура | Строение | Функции |
| Ядерная оболочка | ||
| Хромосомы | ||
| Ядрышко | ||
| Ядерный сок (кариолимфа) |
Задание 2. Внимательно рассмотрите рисунок 1 «Схема строения животной клетки» и сделайте обозначения к пунктам.
Рисунок 1.- Схема строения животной клетки
1._____________________________________________________
2._____________________________________________________
3._____________________________________________________
4.________________________ 5.___________________________
6.________________________ 7.___________________________
8.________________________ 9.___________________________
10._______________________.11.__________________________
12.____________________________________________________
13.____________________________________________________
14.____________________________________________________
15.____________________________________________________
Задание 3. Внимательно рассмотрите рисунок 2 «Схема строения хромосомы» и сделайте обозначения к пунктам.
Рисунок 2.- Схема строения хромосомы
1._____________________________2.___________________________
3._____________________________4.___________________________
5._____________________________6.___________________________
7._____________________________
Задание 4. Ознакомьтесь с теоретическим материалом и заполните соответствующие графы таблицы №3 «Обмен веществ и энергии в клетке»
Таблица №3. Обмен веществ и энергии в клетке
| Понятие | Характеристика |
| Обмен веществ и энергии. Метаболизм | |
| Энергетический обмен. Катаболизм. Диссимиляция | |
| Пластический обмен. Анаболизм. Ассимиляция |
Контрольно-измерительный материал
1. Какие особенности живой клетки зависят от функционирования биологических мембран:
А. избирательная проницаемость;
Б. поглощение и удержание воды;
В. изоляция от окружающей среды и связь с ней;
Г. все выше перечисленное.
2. Какие органеллы цитоплазмы имеют двухмембранное строение:
А. рибосомы;
Б. митохондрии;
В. аппарат Гольджи;
Г. клеточный центр.
3. Какие органеллы цитоплазмы имеют немембранное строение:
А. рибосомы;
Б. митохондрии;
В. аппарат Гольджи;
Г. лизосомы.
4. Какая органелла связывает клетку в единое целое, осуществляет транспорт веществ, участвует в синтезе белков, жиров, сложных углеводов:
А. наружная клеточная мембрана;
Б. эндоплазматическая сеть;
В. аппарат Гольджи;
Г. ядро.
5. Где образуются субъединицы рибосом:
А. в цитоплазме;
Б. в митохондриях;
В. в ядрышке;
Г.в эндоплазматической сети.
6. Какую функцию выполняют рибосомы:
А. синтез белка;
Б. синтез липидов;
В. синтез углеводов;
Г. синтез АТФ.
7. Почему митохондрии называют энергетическими станциями клетки:
А. осуществляют синтез белка;
Б. синтез углеводов;
В. синтез АТФ.
8. Что представляет собой ядерная оболочка:
А. сплошная одномембранная;
Б. сплошная двухмембранная;
В. пористая одномембранная;
Г. пористая двухмембранная.
9. Как называются продольные половины митотической хромосомы:
А. плечи;
Б. хроматиды.
10. как называются поперечные части хромосомы:
А. плечи;
Б. хроматиды.
11. Какой набор хромосом находится в соматических клетках человека:
А. гаплоидный (23хромосомы);
Б. гаплоидный (46 хромосом);
В. диплоидный (23 хромосомы);
Г. диплоидный (46 хромосом).
12. Какой набор хромосом находится в половых клетках человека:
А. гаплоидный (23хромосомы);
Б. гаплоидный (46 хромосом);
В. диплоидный (23 хромосомы);
Г. диплоидный (46 хромосом).
13. Какие хромосомы называются гомологичными:
А. одинаковые хромосомы из одной пары;
Б. одинаковые хромосомы из разных пар;
В. разные хромосомы из одной пары;
Г. разные хромосомы из разных пар.
14. Какие процессы, происходящие в клетке, не относятся к ассимиляционным:
А. синтез белка;
Б. синтез липидов;
В. синтез АТФ;
Г. дыхание.
15. Какую функцию выполняет вода в клетке:
А. обеспечивает протекание химических реакций;
Б. обеспечивает передвижение веществ в клетке;
В. поддерживает объем и упругость клетки;
Г. все выше перечисленные.