Презентация - "2.1. Клеточное строение организмов Клеточное строение организмов как доказательство их родства, единства живой природы. Гены и хромосомы. Нарушения в строении и функционировании клеток. Вирусы."

Клеточное строение организмов.

Баранцева Ольга Ивановна,
учитель биологии и географии
МБОУ «Средняя общеобразовательная школа № 27 имени А. А. Дейнеки»
г. Курск

Цель: определить общие признаки строения клеток разных царств.


Задачи:
выявить особенности строения разных царств;
определить главные черты строения органоидов клетки;
раскрыть основные функции органоидов клетки;
продолжить подготовку обучающихся к сдаче экзамена по биологии в форме ОГЭ.

Итак, с чего же мы начнем, мистер Сайрес? – спросил Пенкроф на следующее утро.

С самого начала, - ответил Сайрес Смит.

Жюль Верн

Необходимо упомянуть о том, что без клеточной мембраны, вообще не возможно существование клетки. Клеточная мембрана ограничивает клетку от окружающего мира и формирует ее внутреннюю среду.
Клеточная (цитоплазматическая) мембрана

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! 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.

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
Через мембрану по каналам кислород и питательные вещества поступают в клетку, а продукты жизнедеятельности - мочевина - удаляются из клетки во внешнюю среду.

Транспортная
Тесно связана с обменом веществ, однако здесь мне особенно хочется подчеркнуть варианты транспорта веществ через клетку. 

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

Цитоплазма
Органоиды клетки расположены в цитоплазме, которая состоит из воды, питательных веществ и продуктов обмена. В цитоплазме происходит постоянный поток 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.
Цитоплазма – внутренняя среда клетки

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. К прокариотам относятся бактерии (в их числе цианобактерии), археи.
Эукариоты (греч. εὖ - хорошо + κάρυον - ядро) или ядерные - домен живых организмов, клетки которых содержат оформленное ядро. Растения, животные, грибы - относятся к эукариотам.

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.

Двумембранные органоиды. ЯДРО
Ядро ("ядро" по лат. - nucleus, по греч. - karyon)
Важнейший компонент 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. 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.

ХРОМОСОМЫ и ХРОМАТИН
Хромосомы видны только в момент деления клетки. Хромосомы представляют собой сильно спирализованные молекулы ДНК, связанные с белками.
Если 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).

Двумембранные органоиды. Митохондрии
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 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.

Пластиды (др.-греч. πλαστός - вылепленный)
Двумембранные органоиды, встречающиеся только в клетках высших растений, водорослей и некоторых простейших. У подавляющего большинства животных пластиды отсутствуют. Подразделяются на три типа:
Двумембранные органоиды. Пластиды

Хлоропласт (греч. chlōros - зелёный)
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 - нуклеоид, рибосомы.

Хромопласты (греч. chromos – краска)
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.
Лейкопласты (др.-греч. λευκός — белый )
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.

Задания 1. Какая наука изучает процесс фотосинтеза?
1) генетика
2) физиология
3) экология
4) систематика
Ответ:2

Задание 17 Верны ли следующие суждения о процессах жизнедеятельности растений?
А. При фотосинтезе растениями поглощается углекислый газ.
Б. Световая энергия при фотосинтезе превращается в энергию химических связей органических веществ.
1) верно только А 2) верно только Б
3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны

Ответ:3

Задание 17 Верны ли следующие суждения о процессах жизнедеятельности растений?
А. При фотосинтезе растениями поглощается кислород.
Б. При фотосинтезе синтезируются органические вещества.
1) верно только А 2) верно только Б
3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны

Ответ:2

Одномембранные органоиды клетки
Эндоплазматическая сеть (ЭПС), эндоплазматический ретикулум (лат. reticulum - сеть)

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. 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.
Комплекс (аппарат) Гольджи

Лизосома (греч. lisis - растворение + soma - тело)
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.

Рибосомы
Рибосомы – немембранные органоиды клетки, осуществляющие биосинтез белка. Рибосомы состоят из двух субъединиц – большой и малой.
Клеточный центр
Органоид расположен вблизи ядра и образован двумя центриолями – цилиндрами, расположенными перпендикулярно друг к другу. Играет важную роль в формировании скелета клетки и делении клетки.

Вакуоли
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.

Задание
В каких органоидах клетки полимеры расщепляются до мономеров? 
1) в рибосомах
2) в хлоропластах
3) в митохондриях
4) в лизосомах
ОТВЕТ 4

Задание
Какой органоид клетки по его функции можно сравнить с кровеносной системой позвоночных животных?

  1) эндоплазматическую сеть
   2) клеточную мембрану
   3) вакуоль
   4) рибосому
ОТВЕТ 1

Задание 4. Фотосинтез протекает в клетках
1) корней подорожника
2) мякоти плода зрелой груши
3) семян капусты
4) листьев бузины чёрной

Ответ:4

Задание
На рисунке изображены результаты опыта, иллюстрирующего у растений 
1) синтез полимеров из мономеров
2) образование кислорода в процессе фотосинтеза
3) выделение углекислого газа в процессе дыхания
4) испарение воды листьями

Ответ:2

Задание 19. Выберите названия трёх органов растений, в которых происходит фотосинтез, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) стебель крапивы
2) колючка кактуса
3) незрелый плод томата
4) лист берёзы
5) лепесток вишни
6) корневище ландыша

Ответ: 134

Задание 23. Вставьте в текст «Пластиды» пропущенные термины из предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в текст цифры выбранных ответов, а затем получившуюся последовательность цифр (по тексту) впишите в приведённую ниже таблицу.
Пластиды
В растительных клетках часто можно наблюдать разнообразные по форме и окраске пластиды. Так, многочисленные зелёные пластиды — _________(А) — обеспечивают процесс _________(Б) за счёт наличия в их составе пигмента_________(В). Кроме того, в клетках можно встретить пластиды, содержащие красный, оранжевый или жёлтый пигменты. Такие пластиды называют_________(Г).
Ответ: 7421

Перечень терминов:
Хромопласт 2) хлорофилл
3) лейкопласт
4) Фотосинтез 5) вакуоль 6) дыхание
7) Хлоропласт 8) каротин

Задание 23. Вставьте в текст «Синтез органических веществ в растении» пропущенные термины из предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в текст цифры выбранных ответов, а затем
получившуюся последовательность цифр (по тексту) впишите в приведённую ниже таблицу.
СИНТЕЗ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В РАСТЕНИИ
Энергию, необходимую для своего существования, растения запасают в виде органических веществ. Эти вещества синтезируются в ходе ___________ (А). Этот процесс протекает в клетках листа в ___________ (Б) — особых пластидах зелёного цвета. Они содержат особое вещество зелёного цвета — ___________ (В). Обязательным условием образования органических веществ помимо воды и углекислого газа является ___________ (Г).
Ответ:6785
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕРМИНОВ:

1) дыхание2) испарение3) лейкопласт4) питание
5) свет6) фотосинтез7) хлоропласт8) хлорофилл

Спасибо за внимание!
Баранцева Ольга Ивановна,
учитель биологии и географии
МБОУ «Средняя общеобразовательная школа № 27 имени А. А. Дейнеки»
г. Курск

Список источников основного содержания
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B0
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B0%D0%BA%D1%83%D0%BE%D0%BB%D1%8C
https://bio-oge.sdamgia.ru/
http://oge.fipi.ru/os/xmodules/qprint/index.php?proj=0E1FA4229923A5CE4FC368155127ED90
Дорофеев А.М., Иванов Г.А. Биологический словарь школьника. – Мн.: Народная Асвета, 1992. – 320с.:
Захаров В.Б.Общая биология. 10-11 кл.: Справочные материалы. – М.: Дрофа, 2019. – 128с.
Маталин А.В. Биология в таблицах и схемах: 6-9 классы: справочные материалы. – Москва: Издательство АСТ, 2019. – 270.
Пасечник В.В. Биология: Введение в общую биологию. 9 кл.:учебник. – М.: Дрофа, 2020. – 228 с.