§17. Рибосомы. Ядро. Эндоплазматическая сеть
§17. Вспомните.
Задание №1
Все ли клетки имеют ядра? У каких организмов клетки не содержат оформленного ядра?
Ответ:
Не все клетки имеют оформленное ядро, отделяющее генетическую информацию (молекулы ДНК) от цитоплазмы.
Прокариоты − одноклеточные организмы, лишенные ядра и других мембрано−связанных органелл.
Задание №2
Встречаются ли в природе многоядерные клетки? Приведите примеры.
Ответ:
В большинстве животных клеток одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки, например поперечно−полосатые мышцы человека, грибы, инфузории, зеленые водоросли.
Задание №3
Какие вещества отвечают за хранение, передачу и реализацию наследственной информации в биологических системах?
Ответ:
Хранение и передачу наследственной информации осуществляют нуклеиновые кислоты. Нуклеиновые кислоты образуют молекулы ДНК, которые в свою очередь компактизуются в хромосомы.
Подумайте.
Задание №1
Эритроциты человека и млекопитающих животных — красные кровяные клетки, которые во взрослом (зрелом) состоянии совсем не имеют ядра. Оно выдавливается из этой клетки в процессе её созревания. А вот эритроциты большинства других животных — ядерные. Эта особенность очень помогала сыщикам уже более 100 лет тому назад определять, не подменил ли преступник место преступления, налив где−нибудь птичьей крови, например куриной. Как вы думаете, почему эритроциты человека не имеют ядра? Какой в этом физиологический смысл?
Ответ:
Эритроциты — высокоспециализированные клетки, функцией которых является перенос кислорода из лёгких к тканям тела и транспорт диоксида углерода (CO2) в обратном направлении.
Двояковогнутая форма эритроцита и отсутствие ядра способствует переносу газов, так как увеличенная поверхность клетки быстрее поглощает кислород, а отсутствие ядра позволяет использовать для транспортировки кислорода и углекислого газа весь объем клетки. Место ядра в них заполняется гемоглобином, поэтому каждый эритроцит человека может захватывать больше кислорода, чем эритроциты низших животных, например птиц.
Тренируемся.
Задание №1
Какова функция ядра в клетке?
Ответ:
Функции ядра:
• хранение наследственной информации и передача ее дочерним клеткам в процессе деления;
• регуляция и контроль процессов жизнедеятельности клетки;
• участие в синтезе белка (транскрипция);
• место образования субъединиц рибосом.
Задание №2
Какое строение имеет оболочка ядра клетки? Какие функции она выполняет?
Ответ:
Оболочка ядра состоит из двух мембран и пронизана большим количеством ядерных пор, через которые происходит сообщение между кариоплазмой и цитоплазмой. Ядерные поры позволяют молекулам и даже некоторым органоидам перемещаться между содержимым ядра, а оболочка защищает содержимое ядра от внешних воздействий.
Задание №3
Что представляет собой хроматин? Какую функцию в ядре выполняют белки гистоны?
Ответ:
В кариоплазме под микроскопом различимы хроматин и ядрышки. Хроматин представляет собой комплекс генетического материала (ДНК) и особых белков — гистонов, которые участвуют в упаковке нитей ДНК в ядре и в регуляции считывания с неё информации.
Задание №4
Что представляют собой хромосомы? Каково их значение в клетке?
Ответ:
Перед делением клетки, когда нужно, чтобы ДНК была точно поделена между двумя дочерними клетками, хроматин спирализуется и образует плотные окрашенные тельца — хромосомы.
Задание №5
Каковы основные функции ядрышек, содержащихся в ядре клетки?
Ответ:
Ядрышки — это видимые в световой микроскоп небольшие шаровидные образования — участки хромосом, содержащие множество копий генов рибосомных РНК. Там происходит синтез рибосомных рибонуклеиновых кислот (рРНК), входящих в состав рибосом и принимающих участие в реализации наследственной информации в клетке, и происходит сборка большой и малой субъединиц рибосом, которые затем через ядерные поры выходят в цитоплазму.
Задание №6
Каковы функции в клетке таких органоидов, как ЭПС и рибосомы?
Ответ:
Цитоплазму клетки пронизывает целая сеть каналов, ограниченная такой же фосфолипидной мембраной, как и плазматическая, — эндоплазматическая сеть (ретикулум). Выделяют две разновидности ЭПС: шероховатую (гранулярную) и гладкую (агранулярную).
Шероховатая сеть располагается вблизи от ядра, присоединяется к ядерной оболочке, а её наружная поверхность покрыта рибосомами —органоидами, необходимыми для синтеза белка. Таким образом, она необходима для синтеза белков и их транспорта к месту использования. Кроме того, там производятся компоненты для «строительства» и «ремонта» мембран.
Гладкая ЭПС, хоть и соединяется с шероховатой, однако содержит мало рибосом и располагается куда дальше от ядра. Внутри каналов гладкой ЭПС производятся жироподобные вещества, половые гормоны, углеводы, а также обезвреживаются некоторые ядовитые вещества, которые могут нанести вред клетке.
Таким образом, эта сеть является главной «строительной фабрикой» клетки. Именно при её участии происходит сборка мембран для различных нужд клетки: построения наружной мембраны, «ремонта» её повреждения, создания ядерной оболочки пузырьков, цистерн, вакуолей и т. п.
Совершенствуемся.
Задание №1
Прочитайте описание эксперимента и оформите его как мини−исследование.
Роль ядра в клетке можно продемонстрировать на примере следующего эксперимента. Нужно разделить клетку амёбы на две равные части, отличающиеся друг от друга только тем, что в одной из них будет содержаться ядро, а другая соответственно окажется без него. В итоге мы увидим, что первая часть быстро оправится от последствий травмы и будет активно питаться, расти и даже делиться. Вторая же часть просуществует всего несколько дней, а затем погибнет. Но если в неё ввести ядро от другой амёбы, то она быстро восстановится в нормальный одноклеточный организм.
Ответ:
Проблема: Значение (роль) ядра в клетке.
Объект исследования: Амёба обыкновенная.
Цель исследования: узнать, как наличие ядра влияет на жизнедеятельность организма (клетки).
Методы исследования: наблюдение, метод извлечения ядра из клетки (эксперимент).
Ход исследования:
1. Разделить клетку амёбы на две равные части (в одной будет ядро, в другой − нет).
2. Записывать изменения в жизнедеятельности каждой из клеток.
3. Ввести в безядерную половину клетки ядро.
4. Записывать изменения в жизнедеятельности этой клетки.
Вывод: клетки не могут существовать без ядра (содержащейся в нем генетиической информации).
Обсуждаем.
Задание №1
Обсудите с одноклассниками, почему иногда в информационных источниках ядро не относят к органоидам клетки.
Ответ:
Основное различие между ядром и клеточным органоидом заключается в наличии генетического материала (ДНК или РНК) внутри ядра. Генетический материал находится только в ядре, которое отвечает за наследственность. Другие клеточные органеллы не содержат генетического материала (за исключением митохондриальной ДНК или плазмидной ДНК, ответственных за дополнительные признаки).
