Будова ядра

АТФ.

Молекула АТФ — це нуклеотид, який складається із залишків азотистої основи (аденіну), вуглеводу (ри­бози) та трьох залишків фосфорної кислоти, які зв’язуються макроергічними зв’язками.

Якщо під дією ферменту відщеплюється один залишок фосфор­ної кислоти, АТФ перетворюється на аденозиндифосфат (АДФ), вивільнюючи близько 42 кДж енергії.

Коли від молекули АТФ від­щеплюються два залишки фосфорної кислоти, утворюється аденозинмонофосфат (АМФ), при цьому вивільнюється 84 кДж енергії.

АТФ + Н₂О = АДФ + Н₃РО₄ + Е (42 кДж) АДФ + Н₂О = АМФ + Н₃РО₄ + Е (42кДж)

Таким чином, молекули АТФ с уні­версальним хімічним акумулятором енергії в клітинах.

Розділ ІІ. Клітинний рівень організації життя

Тема 1. Структура клітини і її компонентів

Тема: Історія вивчення клітини. Загальний план будови клітин

1. Загальні уявлення про клітину.

Клітина - основна структурно-функціональна одиниця всіх живих організмів, елементарна біо­логічна система. Розрізняють одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні організми.

2. Історія вивчення клітини.

Цитологія (від грец. китос - сховище, клітина) – наука, яка вивчає будову, хімічний склад і функції клітин.

Етапи розвитку цитології:

І. Виникнення уявлень про клітинну будову ( дивись додаток 5).

Винахідниками мікроскопа є батько й син Янсенси (кінець XVI сто­річчя) або Галілео Галілей (початок XVII сторіччя).

У 1665 році англійський дослідник Роберт Гук відкрив клі­тинну будову рослинних тканин і запропонував сам термін „клі­тина”.

Голландець Антоні ван Левенгук відкрив одно­клітинні організми.

ІІ. Виникнення клітинної теорії.

У 1833 році англійський ботанік Роберт Броун показав, що неодмін­ним компонентом клітини є ядро.

У 1839 році німецький зоолог Теодор Шванн, спираючись на праці німецького ботаніка Матіаса Шляйдена, сформулював основні положення клітинної теорії: всі живі організми складаються з клітин; клітини тварин і рослин подібні за будовою та хімічним складом.

ІІІ. Розвиток клітинної теорії.

Німецький вчений Рудольф Вірхов довів, що клітини розмножуються поділом.

Естонський вчений К. Бер показав, що клітина є не лише одиницею будови, але й розвитку організму.

IV. Сучасна клітинна теорія.

Основні положення:

1) клітина - елементарна одиниця будови і розвитку всіх живих організмів;

2) клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів по­дібні за походженням, будовою, хімічним складом, ос­новними проявами життєдіяльності;

3) кожна нова клітина утворюється внаслідок розмно­ження материнської шляхом поділу;

4) у багатоклітинних організмів різні типи клітин формуються завдяки їхній спеціалізації протягом індивідуального розвитку особини та утво­рюють тканини;

5) із тканин складаються органи, які тісно пов'язані між собою й підпорядковані нервово-гуморальним та імунним системам регуляції.

3. Методи цитологічних досліджень.

1) метод світлової мікроскопії; 2) метод електронної мікроскопії; 3) метод

прижиттєвого вивчення клітин; 4) метод мічених атомів; 5) метод центрифугування.

4. Прокаріотичні та еукаріотичні клітини. Загальний план будови клітин

Прокаріотичні клітини ( від лат. про - перед, замість і грец. каріон - ядро) – це клітини, які не мають сформованого ядра та більшості органел. Прокаріоти - окреме надцарство організмів, до якого належать бакте­рії та ціанобактерії (синьо-зелені водорості).

Еукаріотичні клітини (від грец. еу - повністю, добре) – це клітини, які мають сформоване ядро і різноманітні органели. Еукаріоти - це рослини, гриби, тварини.

Клітини

Прокаріотичні Еукаріотичні

Поверхневий Ядро

апарат Цитоплазма Поверхневий Цитоплазма

апарат

Гіалоплазма Цитоскелет

Органели Включення

Будь-яка клітина склада­ється з поверхневого апарату, цитоплазми, органел та інших вну­трішньоклітинних структур.

Поверхневий аппарат утворений плазматичною мембраною, надмембранними і підмембранними структурами.

Цитоплазма – це внутрішнє середовище клітини що міститься між плазматичною мембраною і ядром.

Гіалоплазма – основа (матрикс) цитоплазми, становить безбарвну колоїдну систему клітини.

Цитоскелет – це система мікротрубочок і мікрониточок, яка слугує опорою клітини і бере участь у її русі.

Органели – це постійні клітинні структури, які, виконуючи певні функції, забезпечують процеси життєдіяльності клітини.

Включення – це запасні сполуки або продукти обміну речовин.

5. Особливості будови, процесів життєдіяльності прокаріот.

Завдання. Прочитати текст параграфа в підручнику та дати відповіді на питання:

1) Які особливості будови прокаріот?

2) Які особливості процесів життєдіяльності прокаріот?

Особливості будови клітин прокаріот

Прокаріоти (від лат. про - перед, замість і грец. каріон - ядро) - окреме надцарство організмів, до якого належать різні групи бакте­рій та ціанобактерії (синьо-зелені водорості).

Клітини прокаріот прості за будовою: вони не мають ядра, плас­тид, мітохондрій, комплексу Гольджі, ендоплазматичної сітки, клі­тинного центру, лізосом, вакуолей.

Лише у деяких бактерій - меш­канців водойм або капілярів ґрунту, заповнених вологою, є специфічні газові вакуолі. Завдяки змінам у них об'єму газів ці бактерії можуть переміщуватись у водному середовищі з мінімальними витратами енергії. До поверхневого апарату прокаріот входять плазматична мембрана, клітинна стінка, іноді - ще й слизова капсула.

У цитоплазмі прокаріот містяться рибосоми, різноманітні вклю­чення, одна чи дві ядерні ділянки зі спадковим мате­ріалом - кільцевою молекулою ДНК, що прикріплена у певному місці до внутрішньої поверхні плазматичної мембрани. Отже, у прокаріот немає типових хромосом, які в клітинах еукаріот знаходяться у ядрі.

Рибосоми прокаріот подібні за будовою до рибосом, розташова­них у цитоплазмі еукаріотичних клітин, але дрібніші за розмірами. Плазматична мембрана може утворювати гладенькі чи складчасті вгини в цитоплазму, які не поділяють клітину на компартменти. На цих внутрішньоцитоплазматичних мембранних утворах можуть розміщуватись ферменти тощо. В клітинах ціанобактерій виявлені хроматофори — кулясті мембранні структури, в яких знаходяться фотосинтезуючі пігменти.

У клітин деяких прокаріот є органели руху - один, кілька або ба­гато джгутиків, що лише зовні нагадують джгутики еукаріотичних клітин. Їхня будова значно простіша: вони складаються лише з однієї молекули специфічного білка, що має трубчасту будову. Джгутики можуть бути у декілька разів довші за саму клітину, але незначного діаметра (10—25 нм), тому непомітні у світловий мікроскоп.

Крім джгутиків, поверхня бактеріальної клітини має ниткопо­дібні або трубчасті утвори з білків чи полісахаридів. Вони сприяють прикріпленню клітин до субстрату або беруть участь у передачі спад­кової інформації між клітинами під час статевого процесу - кон'югації.

Клітини прокаріот мають дрібні розміри (не перевищують 30 мкм, а є види з клітинами діаметром близько 0,2 мкм). Більшість прокаріот - одноклітинні організми, багатоклітинних видів серед них немає, хоча відомі колоніальні форми. Скупчення клітин прокаріот можуть мати вигляд ниток, грон тощо. Іноді такі скупчення оточені загальною слизовою оболонкою - капсулою. Контакти між сусідні­ми клітинами у вигляді мікроскопічних канальців, заповнених ци­топлазмою, відомі лише для деяких колоніальних ціанобактерій.

Форма клітин прокаріот різноманітна: куляста (коки), паличко­подібна (бацили), комоподібна (вібріони), у вигляді спірально за­крученої палички (спірили) тощо.

Особливості процесів життєдіяльності прокаріот

Прокаріоти дуже поширені в природі. Вони населяють водойми різних типів, ґрунти, організми рослин, тварин, людини. При цьому одні з них можуть вступати в мутуалістичні відносини з організмом хазяїна (наприклад, кишкова паличка, що мешкає у товстому кишечнику людини або бактерії в рубці жуйних тварин), інші спричиняють тяжкі захворювання, зокрема пневмонію, тиф, чуму, холеру, дифтерію тощо.

Живлення. За способом живлення серед прокаріот є автотрофи і гетеротрофи. Серед автотрофних прокаріот є форми, здатні до фо­тосинтезу — фототрофні види (зелені та пурпурові сіркобактерії, ціанобактерії), та хемотрофні, здатні до хемосинтезу (нітрифіку­ючі, залізо -, сіркобактерії тощо). Перші синтезують органічні спо­луки з неорганічних за рахунок енергії світла, другі — завдяки енергії, яка вивільняється в ході хімічних реакцій.

Багато гетеротрофних прокаріот живиться органічними рештками. Це - сапротрофи (від грец. сапрос - гнилий). Органіч­ну речовину живих організмів засвоюють паразитичні форми (від грец. пара — біля та ситос — їжа).

Дихання. Серед прокаріот є як аеробні, так і анаеробні види. Перші одержують необхідну їм енергію завдяки окисненню певних хімічних сполук, другі - за рахунок їхнього безкисневого розщеп­лення. Це дає анаеробним видам можливість існувати в місцях, де немає умов для життя більшості еукаріотичних організмів (нестача кисню або він взагалі відсутній).

Розмноження. Прокаріоти розмножуються нестатевим способом - поділом. Перед цим клітина збільшується в розмірах і потім ділить­ся навпіл. Поділу передує подвоєння молекули ДНК і подальше роз­ходження молекул, що утворилися, в дочірні клітини. Внаслідок цього кожна з них одержує однакову спадкову інформацію. Загалом прокаріотичні клітини діляться значно простіше, ніж еукаріотичні.

У прокаріот відомий і статевий процес — кон'югація (від лат. кон'югатіо — сполучення), коли дві клітини обмінюються спадковою інформацією (у вигляді фрагментів молекули ДНК) через цитоплаз­матичний місток, що виникає на певний час. Це явище підвищує спад­кову мінливість. Обмінюватися спадковою інформацією прокаріоти можуть й іншими способами, зокрема передаючи її від однієї клітини до іншої за участю вірусів-бактеріофагів, які захоплюють невеличкі ділянки молекули ДНК однієї клітини і переносять їх в іншу.

Спороутворення. За несприятливих умов довкілля прокаріоти утворюють спори, вкриті щільною оболонкою, що здатні витриму­вати надто високі або низькі температури, тривалий посушливий період та інші несприятливі чинники. Спори можуть зберігати жит­тєздатність упродовж десятків і навіть сотень років.

Тема: Клітинні мембрани. Поверхневий апарат клітини

1. Поверхневий апарат клітини. Надмембранні та підмембранні комплекси клітин (дивись додаток 6)

Поверхневий апарат утворений плазматичною мембраною, надмембранними і підмембранними структурами.

Надмембранний комплекс у тваринних клітин називають глікокаліксом - це тонкий поверхневий шар (завтовшки кіль­ка десятків нанометрів). У клітин прокаріот, грибів і рослин плазматична мембрана ззовні вкрита товстою клітинною стінкою, структура та хімічний склад якої відріз­няються у різних систематичних груп.

До підмембранних комплексів клітин належать пелікула і цитоскелет - білкові утворення (мікротрубочки та мікрофіламенти), які становлять опору клітин. Елементи цитоскелета виконують опорну функцію, сприяють закріпленню органел у певному положенні, а також їхньому переміщенню в клітині.

2. Загальна характеристика клітинних мембран (дивись додаток 7)

Клітини вкриті плазматичною мембраною, яка входить до складу поверхневого апарату. Плазматичні мембрани - це тоненькі плівки (6—10 нм завтовшки) ліпопротеїдної природи.

Хімічний склад мембран: складаються з ліпідів (40% сухої маси мембран), білків (поверхневі білки - 30%, внутрішні білки - майже 70%) та вуглеводів, які утворюють комплекси з білками та ліпідами.

Організація біологічних мембран: загальноприйнятою є модель розчинно-мозаїчної будови мембран.

Функції плазматичної мембрани:

1) Бар’єрна

2) Сполучна.

3) Метаболічна.

4) Захисна.

5) Сигнальна.

6) Взаємоперетворення різних форм енергії.

7) Транспортна.

Типи транспорту речовин скрізь мембрану:

а) Дифузія.

б) Пасивний транспорт.

в) Активний транспорт.

г) Цитоз (фагоцитоз, піноцитоз) (дивись додаток 8). Фагоцитоз (від грец. фагос - пожирати) - активне захоплення мікроскопічних твердих об'єктів (частинок органічних речовин, дріб­них клітин тощо). Піноцитоз ( від грец. піно - п'ю, вбираю) — захоплення та погли­нання клітиною рідин разом із розчиненими в них сполуками.

Тема: Цитоплазма та її компоненти. Органели клітини

1. Цитоплазма та її компоненти.

Цитоплазма – це внутрішнє середовище клітини. Вона складається з гіалоплазми та цитоскелету.

Гіалоплазма (матрикс цитоплазми) - це прозорий неоднорідний колоїдний розчин органічних і неорганічних сполук у воді, з розташова­ними в ньому органелами та іншими структурами.

Вміст води: 50-90%. Органічні сполуки: білки, амінокислоти, вуглеводи, ліпіди, РНК, нуклеотиди. Неорганічні сполуки: катіони металів (Са²⁺, К⁺), аніони вугільної та фосфорної кислот, СІ^-, гази.

Гіалоплазма перебуває в рідкому (золь) або драглистому (гель) станах.

Функції цитоплазми: 1) цитоплазма як внутрішнє середовище клітини об'єднує всі клі­тинні структури і забезпечує їхню взаємодію; 2) в ній відбувається транспорт речовин; 3) перебігає процеси обміну речовин та енергії; 3) забезпечує рух клітини.

2. Органели клітини: будова і функції.

Органели клітини	Будова	Функції
І.Одномембранні органели
Ендоплазматична сітка (ЕПС)	ЕПС - це система порожнин у вигляді канальців та цистерн, що сполучають­ся між собою і оточені мембраною.   ЕПС: Шорстка Гладенька (є рибосоми) (немає рибосом)	1)Утворює поверхні розділен-ня між різними ферментатив-ними комплексами. 2) Транспортна. 3) Синтез білків (шорстка ЕПС), вуглеводів і ліпідів (гладенька ЕПС).
Комплекс Гольджі	В центрі стопка (від 5 до 20 і більше) плоских цистерн, вкритих мембранами, які переходять у канальці, що закінчуються пу­хирцями.	1) Накопичуються, змінюються деякі речовини, які потім ззовні вкриваються мембрана-ми та виводяться з клітини. 2)Синтезуються вуглеводи. 3) Утворюються лізосоми. 4)Бере участь у побудові клітинних мембран.
Лізосоми	Пухирці діаметром 100-800 нм, оточені мембраною, містять різнома­нітні ферменти. Типи лізосом: первинні лізосоми, вторинні (травні вакуолі), аутолізосоми.	1)Забезпечують внутрішньо-клітинне травлення. 2)Перетрав­лювання компонен-тів клітин, цілих клітин або їхніх груп.
Вакуолі	Порожни­ни в цитоплазмі, оточені мембраною та заповнені рідиною.   Типи вакуолей: 1) вакуолі рослинної клітини     2) травні вакуолі   3) скоротливі вакуолі	1)Підтримують тургорний тиск; у них зберігаються запасні поживні речовини, токсичні продукти обміну; речо­вини з цитоплазми транспортуються в порожнину вакуолі, і навпаки. 2)Забезпечують внутрішньо-клітинне травлення. 3) Регулюють осмотичний тиск у клітині; беруть участь у виведенні деяких продуктів обміну;сприяють надходжен-ню в клітину води з киснем.
ІІ.Двомембранні органели
Мітохондрії	Мають форму округлих тілець, паличок, ниток (зав­довжки від 0,5 мкм до 10 мкм і більше). Поверхневий апарат складається з двох мемб­ран – зовнішньої (гладенької) та внутрішньої (яка утворює вгини всередину - кристи). Внутрішній простір – матрикс, заповнений речовиною (містять- ся ДНК, іРНК, тРНК, рибосо- ми).	Синтез АТФ.
Пластиди	Органели клі­тин рослин, які містять різноманітні пігменти. Типи пластид: 1) хлоропласти - пластиди, забарв­лені в зелений колір завдяки пігменту хлорофілу. Мають видовжену форму (завдовжки 5-10 мкм). Між зовнішньою та внутріш-ньою мембранами хлоропластів є міжмембранний простір завширшки близько 20-30 нм. Внутрішня мем­брана утворює складчасті вгини всередину матриксу: ламели та тилакоїди. Ламели - пласкі видовжені складочки, тилакоїди - сплощені мішечки. Тилакоїди, зібрані у купки по 50 і більше, що нагадують стопки монет - грани. У тилакоїдах знаходяться пігменти і ферменти, які потрібні для фотосинтезу. 2) хромопласти - пластиди, забарв­лені в жовтий, червоний колір завдяки каротиноїдам. Внутрішня мембранна система відсутня. 3) лейкопласти - безбарвні пластиди різ­номанітної форми. Відсутня розвинена ламелярна система. Внутрішня мембрана, може утворювати тилакоїди.	1)Фотосинтез.   2) Надають певного кольору пелюсткам, плодам, листкам.   3) Забезпе­чують синтез і гідроліз запасних речовин клітини (крохмалю, білків).
ІІІ.Немембранні органели
Рибосоми	Сферичні тільця діаметром близько 20 нм. Містять рРНК і білки. Складаються з двох субодиниць, різних за розмірами: великої та малої.	Синтез білків.
Клітинний центр	До складу вхо­дять дві центріолі, від яких радіально розходяться мікрониточки. Центріолі - порожнисті циліндри діаметром 0,3—0,5 мкм, які складаються з дев'яти триплетів мікротрубочок.	1) Формується веретено поділу. 2)Утворюються мікротрубочки, джгутики та війки.
Органели руху	1) Псевдоподії - тимчасові вирости цитоплазми клітин. 2) Джгутики та війки вкриті плазматичною мембраною. Всередині розташована складна структура з мікротрубочок: 9 подвійних мікротрубочок на периферії та ще дві - в центрі. В основі - базальні тільця, заглиблені в цитоплазму.	1) Забезпечують рух клітини, фагоцитоз. 2)Забезпечують рух клітин, постачання їжі, виконують чутливу та захисну функції.
Включення	Непостійні структури. Можуть мати вигляд кристалів, зерен, краплин. Запасні речовини.	Запасання поживних речовин.

Тема: Ядро. Будова і функції ядра клітин еукаріотів

Ядро є неодмінною частиною будь-якої еукаріотичної клітини. У більшості клітин є тільки одне ядро, але є клітини, що мають кілька або багато ядер (посмуговані м'язові во­локна, інфузорії, форамініфери, деякі водорості та гриби тощо). В таких клітинах ядра можуть бути двох ти­пів: генеративні, що забезпечують зберігання та передачу спад­кової інформації, та вегетативні, які регулюють синтез білків.

Кож­ному типові клітин властиве постійне співвідношення між об'ємами ядра та цитоплазми - ядерно-цитоплазматичне співвідношен­ня, тобто ядро певного розміру може забезпечувати спадковою інформацією відповідний об'єм цитоплазми, завдяки чому здійсню­ється біосинтез білків.

Ядра бувають різні за формою. Найчастіше ядро має кулясту або еліпсоподібну форму, рідше - неправильну.

Розміри ядра можуть варіювати у значних межах: від 1 мкм (деякі найпростіші) до 1 мм (яйцеклітини деяких риб і земноводних).

Ядро складається з поверхневого апарату та ядерного матриксу.

Поверхневий апа­рат ядра складається з двох мембран - зовнішньої та внутрішньої. Між цими мембранами є простір (щілина) від 20 до 60 нм, але в певних місцях зовнішня ядерна мембрана з'єднуєть­ся з внутрішньою навколо отворів - ядерних пор.

Внутрішнє середовище ядра - ядерний матрикс - складається з ядерного соку (каріоплазми), ядерець, ниток хроматину.

Каріоплазма - внутрішній вміст ядра, в який занурені ядерця, хроматин і різноманітні гранули. За будовою та властивостями каріоплазма нагадує цитоплазму. В ній є білкові фібрили завтовшки 2-3 нм, які формують внутрішній ске­лет ядра.

Ядерця - це щільні кулясті струк­тури, які складаються з рибонуклеопротеїдних фібрил (комплексів РНК з білками), внутрішньоядерцевого хроматину та гранул - попередників субодиниць рибосом. Їхня кількість може бути різною - від одного до багатьох.

Хроматин – ниткоподібні структури ядра, утворені з білків та нуклеїнових кислот. Під час поділу клітини з хроматину формуються хромосоми.

Хромосоми - ядерні органели, в яких розміщені гени, що стають помітними у вигляді щільних структур лише під час клітинного поділу. Основу хромосоми складає дволанцюгова молекула ДНК, яка зв'язана з ядерними білками й утворює нуклеопротеїди. Крім того, до складу хромосом входять РНК і ферменти, потрібні для їхнього подвоєння або синтезу іРНК.

Молекули ДНК у хромосомах розташовані певним чином. Ядерні білки утворюють частинки - нуклеосоми, які ніби нанизані на нит­ку ДНК. Вісім-десять нуклеосом сполучаються в глобули, між якими містяться відрізки молекули ДНК.

Кожна хромосома складається з двох поздовжніх частин - хроматид. Обидві хроматиди сполучаються між собою в зоні первинної перетяжки, яка поділяє хромо­сому на ділянки - плечі. Якщо перетяжка розташована посередині, і плечі мають однакові або майже однакові розміри, то хромосоми називають рівноплечовими, якщо ж розміри плечей істотно відмінні - нерівноплечовими. У ділянці первинної перетяжки розміщена центромера - пластинчастий утвір у вигляді диска. До неї приєд­нуються нитки веретена поділу. Деякі хромосоми мають ще й вто­ринні перетяжки (зони ядерцевого організатора), де знахо­дяться гени, що відповідають за утворення ядерець.

2. Поняття про каріотип.

Каріотип - це пев­ний набір хромосом, який характеризується кількістю, розмірами та формою хромосом.

Стабільність каріотипу забезпечує існування виду. Якщо внаслідок мутацій каріотип організму змінюється, то такі мутантні форми вже не здатні схрещуватись із особинами з нормальним ка­ріотипом.

Число хромосом у різних видів може значно варіювати (хро­мосомний набір дрозофіли - 8 хромосом, радіолярій - до 1600).

Хромосомний набір ядра буває гаплоїдним, диплоїдним або поліплоїдним.

У гаплоїдному наборі (умовно позначається 1n, або просто n) всі хромосоми відрізняються між собою. В диплоїдному на­борі (2n) кожна хромосома має собі пару, подібну за розмірами та формою. Хромосоми, що належать до однієї пари, називають гомо­логічними, а до різних — негомологічними. Виняток становлять лише статеві хромосоми, які можуть відрізнятися за будовою у різних статей. Тому їх називають гетерохромосомами, на відміну від нестатевих - аутосом. Якщо число гомологічних хро­мосом перевищує два, то такий хромосомний набір називають поліплоїдним ( триплоїдним - Зn, тетраплоїдним - 4n тощо).

3. Функції ядра.

Функції ядра: 1) ядро зберігає спадкову інформацію і пере­дає її дочірнім клітинам під час поділу;

2) в ядрі внаслі­док мутацій може змінюватися спадкова інформація, що зумовлює спадкову мінливість;

3) в ядрах на молекулах ДНК синтезуються мо­лекули іРНК, які переносять інформацію про структуру білків із ядра до місць їхнього синтезу, формуються рибосоми, які потім беруть участь у біосинтезі білків, тобто завдяки реалізації спадкової інформації, закодо­ваної у вигляді послідовності нуклеотидів молекули ДНК, ядро регулює біохімічні, фізіологічні та морфологічні процеси в клітині.

Тема 2. Клітина як цілісна система. Тканини

Тема: Клітинний цикл еукаріотичних клітин. Мітоз

1. Поняття про клітинний цикл.

Одним з положень клітинної теорії є те, що клітини не виникають наново, а розмножуються поді­лом. Унаслідок поділу еукаріотичної клітини можуть утворюватись дві дочірні, які мають однаковий з материнською клітиною набір хромосом. Перед поділом клітина повинна подвоїти свою масу, всі внутрішньоклітинні компоненти. Усі ці процеси відбуваються під час клітинного циклу.

Клітинний цикл - це час існування клітини від моменту її виникнення внаслідок поділу до її власного поділу або смерті.

Тривалість клітинного циклу у різних організмів неодна­кова: у бактерій за оптимальних умов вона становить 20-30 хвилин, у клітин еукаріот — 10-80 годин і більше (наприклад, інфузорія-туфелька може ділитися кожні 10-20 годин, амеба-протей - 25-35 годин).

Клітинний цикл складається з 4-х періодів:

1) Пресинтетичний або постмітотичний (G ₁ ) - проміжок часу між закінченням попереднього поділу клітини і синтетичним періодом. Характеризується ростом клітини і підготовкою до синтезу ДНК. Досягнення клітиною певних розмірів стає поштовхом для її на­ступного поділу.

2) Синтетичний (S) – період, під час якого відбува­ється подвоєння хроматид, яке спряжене з подвоєнням ядерної ДНК.

3) Постсинтетичний або передмітотичний (G ₂ ) - проміжок часу між синтетичним періодом та наступним поділом клітини, під час якого інтенсивно акумулюється енергія, необхідна для забезпечення на­ступного поділу клітини.

4) Мітотичний (M) – період поділу клітини.

Перші три періоди називають інтерфазою. Інтерфаза (від лат. інтер - між та грец. фазіс - поява) - період між поділами клітини або від поділу клітини до її загибелі. Тривалість інтерфази, як правило, становить до 90 % часу всього клітинного циклу.

В інтерфазі відбуваються процеси росту, подвоєння молекул ДНК, синтезу білків та інших органічних сполук, розмноження мітохондрій і пластид, розростання ендоплазматичної сітки тощо. У цей час інтенсивно акумулюється енергія, необхідна для забезпечення на­ступного поділу клітини.

2. Основні способи поділу клітин.

Основні способи поділу клітин:

1) Амітоз (прямий поділ);

2) Мітоз (непрямий поділ);

3) Мейоз (редукціонний поділ).

Амітоз - поділ, за якого ядра перешнурову­ються так, що хромосоми випадково розподіляються між дочірніми ядрами. Амітотичним шляхом розмножуються, наприклад, ядра посмугованих м'язових воло­кон, а також клітини з обмеженим терміном функціонування (клітини плаценти) тощо.

3. Мітоз.

Мітоз є основним способом поділу еукаріотичних клітин, який супроводжується спіралізацією хромосом та утворенням особ­ливого апарату, який забезпечує рівномірний розподіл спадкового матеріалу материнської клітини між двома дочірніми. Мітоз складається з чотирьох послідовних фаз: профази, метафази, анафази та телофази й триває від кіль­кох хвилин до двох-трьох годин.

Завдання. Прочитайте текст підручника та заповніть таблицю:

Фази мітозу

Фази мітозу	Події, що відбуваються у клітині	Зміни хромосом
Профаза
Метафаза
Анафаза
Телофаза

Фази мітозу

Мітоз складається з чотирьох послідовних фаз: профази, метафази, анафази та телофази.

Профаза починається з ущільнення хроматину, в результаті чого під світловим мікроскопом можна побачити форму хромосом та полі­чити їхню кількість. При цьому хроматиди вкорочуються та потов­щуються (спіралізуються), стає помітною первинна перетяжка, де розташована центромера - ділянка, до якої прикріплюються нит­ки веретена поділу. В профазі ядерця поступово зменшуються в роз­мірах і зникають. Ядерна оболонка розпадається на фрагменти, і хромосоми опиняються в цитоплазмі.

У цей самий час починається утворення веретена поділу. Так, у тваринних клітинах центріолі, що були розташовані в ділянці клітинного центру, прямують до полюсів клітини і між ними почи­нають виникати нитки веретена поділу. В клітинах вищих рослин веретено поділу утворюється без участі центріолей. Нитки приєднуються до центромер, і хромосоми починають рухатись до централь­ної частини клітини.

Під час наступної фази мітозу - метафази - завершується про­цес спіралізації хромосом і формування веретена поділу. Хромосо­ми «вишикуються» в центральній частині клітини в одній площині (екваторіальній пластинці) таким чином, що їхні центромери розміщуються на рівних відстанях від полюсів клітини. Наприкінці метафази хроматиди відокремлюються одна від одної.

Анафаза - найкоротша фаза мітозу. В цей час відбуваються по­діл центромер і розходження хроматид, кожна з яких відповідає по­ловині профазної хромосоми, до різних полюсів клітини.

Телофаза триває з моменту припинення руху хромосом до утво­рення двох дочірніх клітин. На її початку відбувається деспіралізація хромосом, навколо кожного з двох скупчень хроматид утво­рюється ядерна оболонка, з'являються ядерця і дочірні ядра набу­вають вигляду інтерфазних. Протягом телофази, починаючи від полюсів клітини і до екваторіальної пластинки, поступово руйну­ється веретено поділу.

Наприкінці телофази ділиться цитоплазма материнської клітини й утворюються дочірні. Цей процес відрізняється в клітинах рослин і тварин. У цитоплазмі рослинних клітин між дочірніми ядрами утво­рюються клітинні стінки, у формуванні яких бере участь комплекс Гольджі. У тваринних клітинах плазматична мембрана вп'ячується всередину клітини, утворюючи перетяжку, що ділить її навпіл.

4. Біологічне значення мітозу.

Мітотичний поділ забезпечує точ­ну передачу спадкової інформації протягом послідовних клітинних циклів. Кожна з дочірніх клітин одержує по одній хроматиді від кож­ної материнської хромосоми, тобто зберігається стала кількість хро­мосом в усіх дочірніх клітинах.

Тема:Мейоз

Дата добавления: 2013-12-12