Что такое хлоропласты в биологии

Наличие хлоропластах собственного генетического аппарата и специфической белоксинтезирующей системы обусловливает определенную, хотя и относительную, автономию Х клетке При развитии и размножении растения новых генерациях клеток Х возникают только путем деления Происхождение хлоропласт связывают с симбиогенезом, полагая, что современные Х потомки синезеленых водорослей, вступившие симбиоз с древними ядерными гетеротрофными клетками бесцветных водорослей или простейших. Chloroplasts and Photosynthesis The Role of Light from Kimball s Biology Pages Chloroplast, Botany Use of chloroplast DNA in studying plant phylogeny and evolution 3D stctures of proteins associated with thylakoid membrane. Хлоропласты от греч chlorós зелёный и plastós вылепленный, образованный. Делают они это посредством фотосинтеза Этот важнейший процесс протекает специфических растительных органоидах, хлоропластах Этот мельчайший элемент фактически обеспечивает существование всей жизни на планете Кстати, а что такое хлоропласт. Итак, что такое хлоропласт, мы узнали А откуда эти органоиды произошли Как получилось, что у растений появился столь уникальный аппарат, который превращает углекислый газ и воду сложные органические соединения.

что такое хлоропласты в биологии

Внутренняя мембрана протопластиды за время развития выпячивается внутрь органоида Из этих структур вырастают мембраны тилакоидов, которые отвечают за образование гран и ламелл стромы органоида В полной темноте протопастида начинает преобразовываться предшественник хлоропласта этиопласта Этот первичный органоид характерен тем, что внутри него располагается довольно сложная кристаллическая структура Как только на лист растения попадет свет, она полностью разрушается После этого происходит образование традиционной внутренней структуры хлоропласта, которая образована как разтаки тилакоидами и ламеллами. В каждой меристемальной клетке содержится несколько таких пропластид их количество разнится зависимости от вида растения и прочих факторов Как только эта первичная ткань начинает преобразовываться лист, предшественники органоидов превращаются хлоропласты Так, закончившие свой рост молодые листья пшеницы имеют хлоропласты количестве 100150 штук Чуть сложнее обстоят дела отношении тех растений, которые способны к накоплению крахмала. Можно провести аналогию между протопластидами и стволовыми клетками Проще говоря, амилопласты с какогото момента начинают развиваться по несколько иному пути Ученые, впрочем, узнали коечто любопытное им удалось добиться взаимного превращения хлоропластов из листьев картофеля амилопласты и наоборот Каноничный пример, известный каждому школьнику клубни картофеля на свету зеленеют.

что такое хлоропласты в биологии

Мы знаем, что процессе созревания плодов томата, яблок и некоторых других растений и листьях деревьев, трав и кустарников осенний период происходит процесс деградации, когда хлоропласты растительной клетке превращаются хромопласты Эти органоиды содержат своем составе красящие пигменты, каротиноиды. Превращение это связано с тем, что определенных условиях происходит полное разрушение тилакоидов, после чего органелла приобретает иную внутреннюю организацию Вот здесьто мы снова возвращаемся к тому вопросу, который начали обсуждать самом начале статьи влияние ядра на развитие хлоропластов Именно оно, посредством особых белков, которые синтезируются цитоплазме клеток, инициирует процесс перестройки органоида. Основная структура хлоропластов состоит из двух липопротеиновых мембран, внутренней и внешней Толщина каждой составляет порядка 7 нм, расстояние между ними 2030 нм Как и случае других пластид, внутренний слой образует особые структуры, выпячивающиеся внутрь органоида У зрелых хлоропластов существует сразу два типа таких извилистых мембран Первые образуют ламеллы стромы, вторые мембраны тилакоидов.

Нужно заметить, что прослеживается четкая связь, которую имеет мембрана хлоропластов с аналогичными образованиями, находящимися внутри органоида Дело том, что некоторые ее складки могут простираться от одной стенки до другой как у митохондрий Так что ламеллы могут образовывать либо своеобразный мешок, либо разветвленную сеть Впрочем, чаще всего эти структуры располагаются параллельно друг другу и никак не связаны между собой. Не стоит забывать, что внутри хлоропласта находятся еще и мембранные тилакоиды Это замкнутые мешки, которые располагаются виде стопки Как и предыдущем случае, между двумя стенками полости имеется расстояние 2030 нм Столбики из этих мешков называются гранами В каждом столбике может находиться до 50 тилакоидов, а некоторых случаях их бывает еще больше Так как общие габариты таких стопок могут достигать 0, 5 мкм, иногда они могут быть обнаружены при помощи обыкновенного светового микроскопа. Граны связываются между собой именно при помощи ламелл Но полости тилакоидов, которые образуют стопки, всегда замкнуты и никак не сообщаются с межмембранным пространством Как видите, структура хлоропластов достаточно сложна. Вы справедливо можете заметить, что этот процесс некоторых аспектах подозрительно похож на дыхание Чем отличается от него фотосинтез Таблица поможет вам разобраться этом вопросе. Вот чем отличается от дыхания фотосинтез Таблица наглядно показывает основные их различия.

Большая часть дальнейших реакций протекает тут же, строме хлоропласта Дальнейший путь синтезированных веществ различен Так, простые сахара сразу выходят за пределы органоида, накапливаясь других частях клетки виде полисахаров, прежде всего крахмала В хлоропластах происходит как отложение жиров, так и предварительное накопление их предшественников, которые затем выводятся другие области клетки. Следует четко понимать, что все реакции синтеза требуют колоссального количества энергии Единственным ее источником является все тот же фотосинтез Это процесс, который зачастую требует столько энергии, что ее приходится получать, разрушая вещества, образованные результате предыдущего синтеза Таким образом, большая часть энергии, которая получается его ходе, затрачивается на проведение множества химических реакций внутри самой растительной клетки. Лишь некоторая ее доля используется для непосредственного получения тех органических веществ, которые растение берет для собственного роста и развития либо откладывает форме жиров или углеводов.

Как и митохондрии, хлоропласты являются довольнотаки автономными органоидами У них имеются собственные рибосомы, они синтезируют ряд высокоспецифичных белков, которые используются только ими Есть даже специфичные ферментные комплексы, при работе которых вырабатываются особые липиды, требуемые для построения оболочек ламелл Мы уже говорили о прокариотическом происхождении этих органоидов, но следует добавить, что некоторые ученые считают хлоропласты давними потомками какихто паразитических организмов, которые сперва стали симбионтами, а затем и вовсе превратились неотъемлемую часть клетки. Для растений оно очевидно это синтез энергии и веществ, которые используются растительными клетками Но фотосинтез это процесс, который обеспечивает постоянное накопление органического вещества масштабах всей планеты Из углекислого газа, воды и солнечного света хлоропласты могут синтезировать огромное количество сложнейших высокомолекулярных соединений Эта способность характерна только для них, и человек пока далек от повторения этого процесса искусственных условиях. Что форма носа может сказать о вашей личности Многие эксперты считают, что, посмотрев на нос, можно многое сказать о личности человека Поэтому при первой встрече обратите внимание на нос незнаком. Топ10 разорившихся звезд Оказывается, иногда даже самая громкая слава заканчивается провалом, как случае с этими знаменитостями. Рис 226 Строение хлоропласта а, лейкопласта, амилопласта и хромопласта.

что такое хлоропласты в биологии

Как уже указывалось, строение хлоропласта принципе напоминает строение митохондрии Обычно это структуры удлиненной формы с шириной 2 4 мкм и протяженностью 5 10 мкм У зеленых водорослей встречаются гигантские хлоропласты хроматофоры, достигающие длины 50 мкм Количество хлоропластов клетках разных растений не стандартно Так, у зеленых водорослей может быть по одному хлоропласту на клетку Обычно на клетку высших растений приходится среднем 10 30 хлоропластов Встречаются клетки с огромным количеством хлоропластов Например, гигантских клетках палисадной ткани махорки обнаружено около 1000 хлоропластов. Хлоропласты представляют собой структуры, ограниченные двумя мембранами внутренней и внешней Внешняя мембрана, как и внутренняя, имеет толщину около 7 мкм, они отделены друг от друга межмембранным пространством около 20 30 нм Внутренняя мембрана хлоропластов отделяет строму пластиды, аналогичную матриксу митохондрий В строме зрелого хлоропласта высших растений видны два типа внутренних мембран Это мембраны, образующие плоские, протяженные ламеллы стромы, и мембраны тилакоидов плоских дисковидных вакуолей, или мешков. Ламеллы стромы толщиной около 20 мкм представляют собой плоские полые мешки или же имеют вид сети из разветвленных и связанных друг с другом каналов, располагающихся одной плоскости Обычно ламеллы стромы внутри хлоропласта лежат параллельно друг другу и не образуют связей между собой.

Кроме мембран стромы хлоропластах обнаруживаются мембранные тилакоиды Это плоские замкнутые мембранные мешки, имеющие форму диска Величина межмембранного пространства у них также около 2030 нм Такие тилакоиды образуют стопки наподобие столбика монет, называемые гранами рис 227 Число тилакоидов на одну грану очень варьирует от нескольких штук до 50 и более Размер таких стопок может достигать 0, 5 мкм, поэтому граны видны некоторых объектах световом микроскопе Количество гран хлоропластах высших растений может достигать 4060 Тилакоиды гране сближены друг с другом так, что внешние слои их мембран тесно соединяются месте соединения мембран тилакоидов образуется плотный слой толщиной около 2 нм В состав граны кроме замкнутых камер тилакоидов обычно входят и участки ламелл, которые местах контакта их мембран с мембранами тилакоидов тоже образуют плотные слои толщиной 2 нм Ламеллы стромы, таким образом, как бы связывают между собой отдельные граны хлоропласта Однако полости камер тилакоидов всегда замкнуты и не переходят камеры межмембранного пространства ламелл стромы Ламеллы стромы и мембраны тилакоидов образуются путем отделения от внутренней мембраны при начальных этапах развития пластид.

Многих исследователей занимал вопрос о происхождении пластид и о путях их образования Еще конце позапрошлого столетия было найдено, что у нитчатой зеленой водоросли спирогиры деление клеток при вегетативном размножении сопровождается делением их хроматофора путем перетяжки Подробно исследована судьба хлоропласта у зеленой водоросли хламидомонады рис 230 Оказалось, что при бесполом, вегетативном, размножении сразу вслед за делением ядра наступает перешнуровка гигантского хроматофора на две части, каждая из которых попадает одну из дочерних клеток, где дорастает до исходной величины Такое же равное разделение хлоропласта происходит и при формировании зооспор При образовании зиготы после слияния гамет, каждая из которых содержала хлоропласт, после объединения ядер хлоропласты сначала соединяются тонкой перемычкой, а затем их содержимое сливается одну крупную пластиду. Рис 230 Деление хлоропласта хроматофора хламидомонады при вегетативном делении клетки. Слева нормальное развитие хлоропластов на свету, справа развитие их темноте.

Несколько иначе развитие пластид происходит темноте У этиолированных проростков вначале увеличивается объем пластид этиопластов, но система внутренних мембран не строит ламеллярные структуры, а образует массу мелких пузырьков, которые скапливаются отдельные зоны и даже могут формировать сложные решетчатые структуры проламеллярные тела В мембранах этиопластов содержится протохлорофилл предшественник хлорофилла желтого цвета Под действием света из этиопластов образуются хлоропласты, протохлорофилл превращается хлорофилл, происходит синтез новых мембран, фотосинтетических ферментов и компонентов цепи переноса электронов. При освещении клеток мембранные пузырьки и трубочки быстро реорганизуются, из них развивается полная система ламелл и тилакоидов, характерная для нормального хлоропласта.

Другой формой пластид у высших растений является хромопласт, окрашивающийся обычно желтый свет результате накопления нем каротиноидов см рис 226, Хромопласты образуются из хлоропластов и значительно реже из лейкопластов например, корне моркови Процесс обесцвечивания и изменения хлоропластов легко наблюдать при развитии лепестков или при созревании плодов При этом пластидах могут накапливаться окрашенные желтый цвет капельки глобулы или них появляются тела форме кристаллов Эти процессы сопряжены с постепенным уменьшением числа мембран пластиде, с исчезновением хлорофилла и крахмала Процесс образования окрашенных глобул объясняется тем, что при разрушении ламелл хлоропластов выделяются липидные капли, которых хорошо растворяются различные пигменты например, каротиноиды Таким образом, хромопласты представляют собой дегенерирующие формы пластид, подвергнутые липофанерозу распаду липопротедных комплексов. Фотосинтезирующие структуры низших эукариотических и прокариотических клеток. Эти наблюдения и целый ряд биохимических работ показали, что те черты автономии, которыми обладают хлоропласты, еще недостаточны для длительного поддержания их функций и тем более для их воспроизведения.

Как уже указывалось, строение хлоропласта принципе напоминает строение митохондрии Обычно это структуры удлиненной формы с шириной 24 мкм и протяженностью 510 мкм У зеленых водорослей встречаются гигантские хлоропласты хроматофоры, достигающие длины 50 мкм Количество хлоропластов клетках разных растений не стандартно Так, у зеленых водорослей может быть по одному хлоропласту на клетку Обычно на клетку высших растений приходится среднем 1030 хлоропластов Встречаются клетки с огромным количеством хлоропластов Например, гигантских клетках палисадной ткани махорки обнаружено около 1000 хлоропластов.

Кроме мембран стромы хлоропластах обнаруживаются мембранные тилакоиды Это плоские замкнутые мембранные мешки, имеющие форму диска Величина межмембранного пространства у них также около 2030 нм Такие тилакоиды образуют стопки наподобие столбика монет, называемые гранами рис 227 Число тилакоидов на одну грану очень варьирует от нескольких штук до 50 и более Размер таких стопок может достигать 0, 5 мкм, поэтому граны видны некоторых объектах световом микроскопе Количество гран хлоропластах высших растений может достигать 4060 Тилакоиды гране сближены друг с другом так, что внешние слои их мембран тесно соединяются месте соединения мембран тилакоидов образуется плотный слой толщиной около 2 нм В состав граны кроме замкнутых камер тилакоидов обычно входят и участки ламелл, которые местах контакта их мембран с мембранами тилакоидов тоже образуют плотные 2нм слои Ламеллы стромы, таким образом, как бы связывают между собой отдельные граны хлоропласта Однако полости камер тилакоидов всезда замкнуты и не переходят камеры межмембранного пространства ламелл стромы Ламеллы стромы и мембраны тилакоидов образуются путем отделения от внутренней мембраны при начальных этапах развития пластид.

Еще конце позапрошлого столетия было найдено, что у нитчатой зеленой водоросли спирогиры деление клеток при вегетативном размножении сопровождается делением их хроматофора путем перетяжки Подробно исследована судьба хлоропласта у зеленой водоросли хламидомонады рис 230 Оказалось, что при бесполом, вегетативном размножении сразу вслед за делением ядра наступает перешнуровка гигантского хроматофора на две части, каждая из которых попадает одну из дочерних клеток, где дорастает до исходной величины Такое же равное разделение хлоропласта происходит и при формировании зооспор При образовании зиготы после слияния гамет, каждая из которых содержала хлоропласт, после объединения ядер хлоропласты сначала соединяются тонкой перемычкой, а затем их содержимое сливается одну крупную пластиду. У высших растений также встречается деление зрелых хлоропластов, но очень редко Увеличение числа хлоропластов и образование других форм пластид лейкопластов и хромопластов следует рассматривать как путь превращения структурпредшественников, пропластид Весь же процесс развития различных пластид можно представить виде монотропного идущего одном направлении ряда смены форм.

Судьба таких пропластид будет зависеть от условий развития растений При нормальном освещении пропластиды превращаются хлоропласты Сначала они растут, при этом происходит образование продольно расположенных мембранных складок от внутренней мембраны Одни из них простираются по всей длине пластиды и формируют ламеллы стромы другие образуют ламеллы тилакоидов, которые выстраиваются виде стопки и образуют граны зрелых хлоропластов. Несколько иначе развитие пластид происходит темноте У этиолированных проростков происходит начале увеличение объема пластид, этиопластов, но система внутренних мембран не строит ламеллярные структуры, а образует массу мелких пузырьков, которые скапливаютсяя отдельные зоны и даже могут формировать сложные решетчатые структуры проламеллярные тела В мембранах этиопластов содержится протохлорофилл, предшественник хлорофилла желтого цвета Под действие света из этиопластов образуются хлоропласты, протохлорофилл превращается хлорофилл, происходит синтез новых мембран, фотосинтетических ферментов и компонентов цепи переноса электронов.

Другой формой пластид у высших растений является хромопласт, окрашивающийся обычно желтый свет результате накопления нем каротиноидов рис 226г Хромопласты образуются из хлоропластов и значительно реже их лейкопластов например, корне моркови Процесс обесцвечивания и изменения хлоропластов легко наблюдать при развитии лепестков или при созревании плодов При этом пластидах могут накапливаться окрашенные желтый цвет капельки глобулы или них появляются тела форме кристаллов Эти процессы сопряжены с постепенным уменьшением числа мембран пластиде, с исчезновением хлорофилла и крахмала Процесс образования окрашенных глобул объясняется тем, что при разрушении ламелл хлоропластов выделяются липидные капли, которых хорошо растворяются различные пигменты например, каротиноиды Таким образом, хромопласты представляют собой дегенерирующие формы пластид, подвернутые липофанерозу распаду липопротедных комплексов. Форма хлоропластов у зеленых водорослей очень разнообразна это или длинные спиральные ленты Spirogira, сети Oedogonium, или мелкие округлые, похожие на хлоропласты высших растений рис. Среди прокариотических организмов многие группы обладают фотосинтетическими аппаратами и имеют связи с этим особое строение Для фотосинтезирующих микроорганизмов синезеленые водоросли и многие бактерии характерно, что их фоточувствительные пигменты локализуются плазматической мембране или её выростах, направленных вглубь клетки.

В мембранах синезеленых водорослей кроме хлорофилла находятся пигменты фикобилины Фотосинтезирующие мембраны синезеленых водорослей образуют плоские мешки ламеллы, которые располагаются параллельно друг над другом, иногда образуя стопки или спирали Все эти мембранные структуры образуются за счет инвагинаций плазматической мембраны. У фотосинтезирующих бактерий Chromatium мембраны образуют мелкие пузырьки, число которых так велико, что они заполняют практически большую часть цитоплазмы Можно видеть, как эти пузырьки образуются за счет впячивания и последующего роста плазматической мембраны Эти мембранные пузырьки их также называют хроматофорами содержат фоточувствительный пигмент бактериохлорофилл, каратиноиды, компоненты фотосинтетической системы переноса электронов и фотофосфорилирования Некоторые пурпурные бактерии содержат систему мембран, образующих правильные стопки, наподобие тилакоидов гранах хлоропластов рис. Эти открытия вновь пробудили интерес к теории симбиотического происхождения хлоропластов Идея о том, что хлоропласты возникли за счет объединения клетокгетеротрофов с прокариотическими синезелеными водорослями, высказанная на рубеже XIX и XX вв А С Фоминцин, К С Мережковский вновь находит свое подтверждение В пользу этой теории говорит удивительное сходство строении хлоропластов и синезеленых водорослей, сходство с основными их функциональными особенностями, и первую очередь со способностью к фотосинтетическим процессам.

В предыдущих главах уже много и часто говорилось о движении движутся хромосомы к полюсам клетки во время митоза, перемещаются вакуоли клеточных органелл, движется клеточная поверхность Кроме того, клетках растений и животных наблюдаются токи цитоплазмы например, растительных клетках или у амебы Более того, отдельные клетки свободноживущие одноклеточные организмы или специфические типы клеток многоклеточных животных организмах обладают способностью активно перемещаться, ползать рис 237 Некоторые клетки имеют специализированные структуры, реснички или жгутики, которые позволяют им или самым перемещаться, или перемещать окружающую их жидкость Наконец, у многоклеточных животных организмов есть специализированные клетки, мышечная работа которых позволяет производить различные движения органов, отдельных его частей и всего организма Было найдено, что основе всех этих многочисленных двигательных реакций лежат общие молекулярные механизмы Кроме того, было показано, что наличие какихлибо двигательных аппаратов должно сочетаться и структурно связываться с существованием опорных, каркасных или скелетных внутриклеточных образований Поэтому можно говорить описывать и изучать об опорнодвигательной системе клеток. Структура справочника исключает алфавитный рубрикатор Просто впишите нужное словечко поисковую строку и найдите значение выражения При вводе сработает функция автодополнения Перемещайтесь по списку стрелочками или клавишей.

Пригодится при написании реферата, курсовой и дипломной работы, при разгадывании кроссворда. Словечек и узкоспециализированных терминов каждом языке так много, что знать все их интерпретации попросту нереально В современном мире существует масса тематических справочников, энциклопедий, тезаурусов, глоссариев Пробежимся по их разновидностям. Переводческие, иностранные Двуязычные словари для перевода текстов и слов с одного языка на другой Англорусский, испанский, немецкий, французский и прочие.

Фразеологический сборник Фразеологизмы это лексически устойчивые обороты, с нечленимой структурой и определенным подтекстом К ним относятся поговорки, пословицы, идиомы, крылатые выражения, афоризмы Некоторые словосочетания перекочевали из легенд и мифов Они придают литературному слогу художественную выразительность Фразеологические обороты обычно употребляют переносном смысле Замена какоголибо компонента, перестановка или разрыв словосочетания приводят к речевой ошибке, нераспознанному подтексту фразы, искажению сути при переводе на другие языки Найдите переносное значение подобных выражений фразеологическом словарике Примеры фразеологизмов На седьмом небе, Комар носа не подточит, Голубая кровь, Адвокат Дьявола, Сжечь мосты, Секрет Полишинеля, Как воду глядел, Пыль глаза пускать, Работать спустя рукава, Дамоклов меч, Дары данайцев, Палка о двух концах, Яблоко раздора, Нагреть руки, Сизифов труд, Лезть на стенку, Держать ухо востро, Метать бисер перед свиньями, С гулькин нос, Стреляный воробей, Авгиевы конюшни, Калиф на час, Ломать голову, Души не чаять, Ушами хлопать, Ахиллесова пята, Собаку съел, Как с гуся вода, Ухватиться за соломинку, Строить воздушные замки, Быть тренде, Жить как сыр масле.

Проще изъясняться, конкретно и более ёмко выражать мысли, оживить свою речь, все это осуществимо с расширенным словарным запасом С помощью ресурса How to all вы определите значение слов онлайн, подберете родственные синонимы и пополните свою лексику Последний пункт легко восполнить чтением художественной литературы Вы станете более эрудированным интересным собеседником и поддержите разговор на разнообразные темы Литераторам и писателям для разогрева внутреннего генератора идей полезно будет узнать, что означают слова, предположим, эпохи Средневековья или из философского глоссария. Глобализация берет свое Это сказывается на письменной речи Стало модным смешанное написание кириллицей и латиницей, без транслитерации SPAсалон, fashionиндустрия, GPSнавигатор, HiFi или High End акустика, HiTech электроника Чтобы корректно интерпретировать содержание словгибридов, переключайтесь между языковыми раскладками клавиатуры Пусть ваша речь ломает стереотипы Тексты волнуют чувства, проливаются эликсиром на душу и не имеют срока давности Удачи творческих экспериментах. Пластиды это мембранные органоиды, встречающиеся у фотосинтезирующих эукариотических организмов высшие растения, низшие водоросли, некоторые одноклеточные организмы Пластиды окружены двумя мембранами, их матриксе имеется собственная геномная система, функции пластид связаны с энергообеспечением клетки, идущим на нужды фотосинтеза.

Хлоропласты это структуры, которых происходят фотосинтетические процессы, приводящие конечном итоге к связыванию углекислоты, к выделени кислорода и синтезу сахаров Структуры удлиненной формы с шириной 24 мкм и протяженностью 510 мкм У зеленых водорослей встречаются гигантские хлоропласты хроматофоры, достигающие длины 50. Кроме мембран стромы хлоропластах обнаруживаются мембранные тилакоиды Это плоские замкнутые мембранные мешки, имеющие форму диска Величина межмембранного пространства у них также около 2030 нм Такие тилакоиды образуют стопки наподобие столбика монет, называемые гранами. Характерным для хлоропластов является наличие них пигментов, хлорофиллов, которые и придают окраску зеленым растениям При помощи хлорофилла зеленые растения поглощают энергию солнечного света и превращают ее химическую.

Удивительное сходство структуры и энергетических процессов у бактерий и митохондрий, с одной стороны, и у синезеленых водорослей и хлоропластов с другой, служит веским аргументом пользу теории симбиотического происхождения этих органелл Согласно этой теории, возникновение эукариотической клетки прошло через несколько этапов симбиоза с другими клетками На первой стадии клетки типа анаэробных гетеротрофных бактерий включили себя аэробные бактерии, превратившиеся митохондрии Параллельно этому клеткехозяине прокариотический генофор формируется обособленное от цитоплазмы ядро Так могли возникнуть гетеротрофные эукариотические клетки Повторные эндосимбиотические взаимоотношения между первичными эукариотическими клетками и синезелеными водорослями привели к появлению них структур типа хлоропластов, позволяющих клеткам осуществлять автосинтетические процессы и не зависеть от наличия органических субстратов В процессе становления такой составной живой системы часть генетической информации митохондрий и пластид могла изменяться, перенестись ядро Так, например две трети из 60 рибосомных белков хлоропластов кодируется ядре и синтезируются цитоплазме, а потом встраивается рибосомы хлоропластов, имеющие все свойства прокариотических рибосом Такое перемещение большой части прокариотических генов ядро привело к тому, что эти клеточные органеллы, сохранив часть былой автономии, попали под контроль клеточного ядра, определяющего большей степени все главные клеточные функции.

В цитоплазме клеток высших растений имеется три основных типа пластид. Одной из важных живых частей органелл клетки являют ся пластиды Различают три вида пластид бесцветные лейкопласты рис 12, оранжевые или краснооранже вые хромопласты рис 13 и зеленые хлоропласты рис. Лейкопласты могут быть родоначальниками хлоропластов Известно, что выращенные темно те растения бывают бледножелтого цвета Они со держат лейкопласты, которые на свету зеленеют, переходят хлоропласты Хлоропласта созре вающих плодах переходят хромопласты. Окраска пластид обуслов лена наличием особых кра сящих веществ пигментов У зеленых пластид хлоро пластов окраска обусловле на наличием хлорофил ла, а у хромопластов на личием оранжевого пигмента каротина. Существуют, однако, лей копласты, не зеленеющие на свету Такие лейкопласты можно найти эпидермисе ряда растений, например у традесканции. Рис 13 Хромо пласты Клетка из венчика цветка настурции Tropaeolum. По данным Н М Сисакяна 1956, все виды пластид играют еще одну весьма важную роль клетке, так как содержат целый ряд ферментов Сисакян считает, что пластиды являются своеобразными депо ферментов растении. Рис 14 Форма хлоропластов 1 Два звездчатых хлоропласта у водоросли Zygnema 2 Сетчатый хлоропласт у Oedogonium 3 У Rhodochorton floridulum 4 Хлоропласт виде лапчатого кольца у Draparnaldia 5 Хлоропласты печеночного мха Anthoceros пиреноиды, я ядро Вокруг пиреноидов видны крахмальные зерна.

Оболочка хлоропласта, состоящая из двух мембран, окружает бесцветную строму, которая пронизана множеством плоских замкнутых мембранных карманов цистерн тилакоидов, окрашенных зеленый цвет Поэтому клетки с хлоропластами бывают зелеными. Хлоропласты пластиды высших растений, которых идет процесс фотосинтеза, использование энергии световых лучей для образования из неорганических веществ углекислого газа и воды органических веществ с одновременным выделением атмосферу кислорода Хлоропласты имеют форму двояковыпуклой линзы, размер их около 46 мкм Находятся они паренхимных клетках листьев и других зеленых частей высших растений Число их клетке варьирует пределах. Связь внутренней мембраны хлоропласта с мембранными структурами внутри него хорошо прослеживается на примере мембран ламелл стромы В этом случае внутренняя мембрана хлоропласта образует узкую шириной около 20нм складку, которая может простираться почти через всю пластиду Таким образом, ламелла стромы может представлять собой плоский полый мешок или же иметь вид сети из разветвленных и связанных друг с другом каналов, располагающихся одной плоскости Обычно ламеллы стромы внутри хлоропласта лежат параллельно и не образуют связей между собой. Основная функция хлоропластов, состоит улавливании и преобразовании световой энергии.

Хлоропласты обладают известной автономией системе клетки В них имеются собственные рибосомы и набор веществ, определяющих синтез ряда собственных белков хлоропласта Имеются также ферменты, работа которых приводит к образованию липидов, входящих состав ламелл, и хлорофилла Как мы видели, хлоропласт располагает и автономной системой добывания энергии Благодаря всему этому хлоропласты способны самостоятельно строить собственные структуры Существует даже взгляд, что хлоропласты как и митохондрии произошли от какихто низших организмов, поселившихся растительной клетке и сперва вступивших с нею симбиоз, а затем ставших ее составной частью, органоидом. Немногие знают, что такое пластиды биологии Пластиды это тельца протоплазме растительных клеток Тельца могут быть окрашены или бесцветные Пластиды выполняют различные функции. Хромопласты содержатся лепестках большинства растений, зрелых плодов томатов, шиповника, рябины Иногда хромопласты присутствуют корнеплодах Например, яркоокрашенный корнеплод морковь Хромопласты окрашены оранжевый, желтый или красный цвет Окраска зависит от количества накопленного каротиноида Именно хромопласты способствуют опылению цветов и распространению семян, потому что создают зрительную приманку для людей и животных. Химический состав хлоропластов воды 75 7580 общего количества сухих веществ составляют орг соединения, 2025 минеральные.

Минеральные вещества Сами хлоропласты составляют 2530 массы листа, но них сосредоточено до 80 Fe 7072 Mg и Zn 50 Cu 60 Ca содержащихся тканях листа Это объясняется высокой и разнообразной ферментативной ак тивностью хлоропластов входят с состав простетических групп и кофакторов Mg входит состав хлорофилла Ca стабилизирует мембранные структуры хлоро пластов. Пигменты хлоропласта, участвующие улавливании световой энергии, а также ферменты, необходимые для световой фазы фотосинтеза, вмонтированы мембраны тилако идов. Ферменты которые катализируют многочисленные реакции восстановительного цикла углеводов темповой фазы фотосинте за, а также разнообразные биосинтезы, том числе биосинтезы белков, липидов, крахмала, присутствуют главным образом строме часть из них является периферическими белками ламелл.

Строение зрелых хлоропластов одинаково у всех высших рас тений, так же как клетках разных органов одного растения листьях, зеленеющих корнях, коре, плодах В зависимости от функциональной нагрузки клеток, физиологического состояния хлоропластов, их возраста различают степень их внутренней структурированности размеры, количество гран, связь между ними Так, замыкающих клетках устьиц основная функция хлоропластов фоторегуляция устьичных движений Хлоропласты не имеют строгой гранальной структу ры, содержат крупные крахмальные зерна, набухшие тилакоиды, липофильные глобулы Все это свидетельствует об их низкой энергетической нагрузке эту функцию выполняют мито хондрии Другая картина наблюдается при изучении хлоропластов зеленых пло дов томата Наличие хорошо развитой гранулярной системы сви детельствует о высокой фукциональной нагрузке этих органелл и, вероятно, существенном вкладе фотосинтеза при формирова нии плодов. Возрастные изменения Молодые характеризуются ламеллярнои структурой, таком состоянии хлоропласты способны размножаться путем деления В зрелых хорошо выражена система гран В стареющих происходит разрыв тилакоидов стро мы, связь между гранами уменьшается, дальнейшем наблюдаются распад хлорофилла и деструкция гран В осенней листве деградация хлоропластов приводит к образованию хромопластов.

Структура хлоропластов лабильна и ди намична ней отражаются все условия жизни растения Большое влияние оказывает режим минерального питания растений При недостатке N хлоропласты становятся 1 52 раза мельче, дефицит P и S нарушает нормальную структуру ламелл и гран, одновременная нехватка N и Ca приводит к переполнению хлоропластов крахмалом изза нарушения нормального оттока ассимилятов При недостатке Ca нарушается структура наружной мембраны хло ропласта Для поддержания структуры хлоропласта также необхо дим свет, темноте идет постепенное разрушение тилакоидов гран и стремы. Цвет, функции и строение хлоропласта обусловлены наличием определённых веществ пигментов По природе они являются органическими соединениями, окрашивающими разные части растения Хлорофиллы являются самыми распространёнными из них Они встречаются клетках водорослей и высших растений В природе также часто попадаются каротиноиды Они обнаружены у большинства известных живых существ В частности, у всех растений, некоторых видов микроорганизмов, насекомых, рыб и птиц Кроме того, что они придают цвет различным органам, каротиноиды являются основными зрительными пигментами, обеспечивая зрительное и цветовое восприятие.

Главная функция зелёных пластид синтез органических веществ из неорганических за счёт энергии света Его продуктами является полисахарид глюкоза и кислород Без этого газа осуществление дыхания всех существ на Земле будет невозможно А значит, фотосинтез является жизненно важным процессом планетарного значения. Хлоропласт это связующее звено между растением и окружающей средой В результате фотосинтеза происходит не только образование кислорода, но и круговорот природе углерода, водорода, поддержание постоянного состава атмосферы Этот процесс ограничивает содержание углекислого газа, что препятствует возникновению парникового эффекта, перегреванию земной поверхности и гибели многих живых существ на планете Пластиды хлоропласты, которые являются органеллами клеток, осуществляют важнейшие функции, обусловливая существование жизни на Земле. В зависимости от окраски, связанной с наличием или отсутствием тех или иных пигментов, различают три основных типа пластид. Пластиды это живые белковонуклеиноволипидные тельца Они содержатся только растительных клетках У бактерий, грибов, слизевиков, синезеленых водорослей, некоторых паразитных цветковых растений пластиды не образуются. Хлоропласты органеллы, осуществляющие фотосинтез, ограничены двумя мембранами внешней и внутренней Между мембранами есть межмембранное пространство В хлоропластах присутствует зеленый пигмент хлорофилл, находящийся системе мембран, которые погружены во внутреннее содержимое пластид матрикс или строму.

Хромопласты образуются из хлоропластов или редко из лейкопластов например, моркови Присутствие хромопластов лепестках цветов и плодах обусловливает яркость их окраски и способствует привлечению насекомыхопылителей цветов и животных, распространителей плодов. Лейкопласты бесцветны Они не содержат пигментов, но приспособлены для хранения запасов питательных веществ, например, крахмала Лейкопластов особенно много корнях, семенах, корневищах и клубнях Лейкопласты отличаются от хлоропластов тем, что содержат мало ламелл, но под влиянием света способны образовывать тилакоидные структуры и приобретать зеленую окраску Например, картофель может позеленеть, если его хранить на свету. В ходе развития хлоропласта из пропластиды внутренняя мембрана её оболочки образует впячивания внутрь пластиды Из них развиваются мембраны тилакоидов, которые создают стопки граны и ламеллы стромы. В темноте пропластиды дают начало формированию предшественника хлоропласта этиопласта, который содержит структуру, напоминающую кристаллическую решетку При освещении эта структура разрушается и происходит формирование характерной для хлоропласта внутренней структуры, состоящей из тилакоидов гран и ламелл стромы. Иногда зеленый цвет маскируется другими пигментами хлоропласᴛᴏʙ у красных и бурых водорослей или клеточного сока у лесного бука Клетки водорослей содержат одну или несколько различной форм хлоропласᴛᴏʙ.

Продукция фотосинтеза биомасса колоссальна За год на земном шаре она составляет около 1010 Органические вещества, создаваемые растениями, это единственный источник жизни не только растений, но и животных, учитывая, что последние перерабатывают уже гоᴛᴏʙые органические вещества, питаясь либо непосредственно растениями, либо другими животными, которые, свою очередь, питаются растениями На основании выше сказанного приходим к выводу, что основе всей современной жизни на Земле лежит фотосинтез Все превращения веществ и энергии растениях и животных представляют собой перестройки, перекомбинации и переносы вещества и энергии первичных продукᴛᴏʙ фотосинтеза Фотосинтез важен для всего живого и тем, что одним из его продукᴛᴏʙ является свободный кислород, происходящий из молекулы воды и выделяющийся атмосферу Полагают, что весь кислород атмосферы образовался благодаря фотосинтезу Он необходим для дыхания как растениям, так и животным.

Весь процесс фотосинтеза протекает зеленых пластидах хлоропластах Различают три вида пластид лейкопласты бесцветные, хромопласты оранжевые, хлоропласты зеленые Именно хлоропластах сосредоточен зеленый пигмент хлорофилл Незеленые растения, например грибы, лишены пластид Эти растения не обладают способностью к фотосинтезу В процессе эволюции дифференциация пластид произошла очень рано Правда, у фотосинтезирующих бактерий и синезеленых водорослей пластид еще нет, их роль выполняет окрашенная часть протоплазмы, прилегающая к оболочке Это наиболее примитивная организация фотосинтетического аппарата Однако уже у водорослей имеются специальные образования хроматофоры, которых сосредоточены пигменты, они разнообразны по форме спиральные, ленточные, виде пластинок или звезд Высшие растения характеризуются вполне сформировавшимся типом пластид форме диска или двояковыпуклой линзы Приняв форму диска, хлоропласты становятся универсальным аппаратом фотосинтеза. Важнейшей составной частью хлоропластов являются липиды, содержание которых колеблется от 30 до 40 сухой массы Липиды хлоропластов представлены тремя группами соединений.

В хлоропластах высокое содержание минеральных веществ Сами хлоропласты составляют 25 30 массы листа, но них сосредоточено до 80 железа, 70 72 магния и цинка, около 50 меди, 60 кальция, содержащихся тканях листа Эти данные хорошо согласуются с высокой и разнообразной ферментативной активностью хлоропластов Минеральные элементы выступают роли простетических групп и кофакторов деятельности ферментов Магний входит состав хлорофилла Важная роль кальция заключается стабилизации мембранных структур хлоропластов. Строение хлоропласта, наблюдаемое с помощью электронного микроскопа, весьма сложное Подобно ядру и митохондриям хлоропласт окружен оболочкой, состоящей из двух липопротеидных мембран Внутреннюю среду представляет относительно однородная субстанция матрикс, или строма, которую пронизывают мембраны ламеллы Ламеллы, соединенные друг с другом, образуют пузырьки тилакоиды Плотно прилегая друг к другу, тилакоиды образуют граны, которые различают даже под световым микроскопом В свою очередь, граны одном или нескольких местах объединены друг с другом с помощью межгранных тяжей тилакоидов стромы Пигменты хлоропласта, участвующие улавливании световой энергии, а также ферменты, необходимые для световой фазы фотосинтеза, вмонтированы мембраны тилакоидов.

С возрастом строение хлоропластов существенно меняется Молодые хлоропласты характеризуются ламеллярной структурой, таком состоянии хлоропласты способны размножаться делением В зрелых хлоропластах хорошо выражена система гран В стареющих хлоропластах происходит разрыв тилакоидов стромы, связь между гранами уменьшается, дальнейшем наблюдаются распад хлорофилла и деструкция гран В осенней листве деградация хлоропластов приводит к образованию хромопластов, которых каротиноиды сосредоточены пластоглобулах. Химический контроль Известно, что многие вещества стимулируют или ингибируют синтез каротиноидов В их число входят некоторые гербициды например Sandoz 6706 4хлор5 диметиламино 2 а, а, атрифторЛ1толил 3 2Н пиридазинон, который может ингибировать синтез каротиноидов блокируя десатурацию фитоина и таким образом предотвращать правильное развитие хлоропластов. Хотя точно не известно, чем определяется превращение пропластиды ту или иную форму пластид, очевидно, что существенную роль регуляции этого процесса играет ядериый геном Ядерные мутации могут изменять направление развития пропластиднапример, вместо хромопластов будут образовываться хлоропласты или наоборот, либо блокировать их развитие, и тогда будут получаться различные формы лейкопластов или же незрелые хлоропласты с аномальной пигментацией, которые свойственны многим декоративным растениям.

Такие переходные формы способные осуществлять различные типы углеродного питания, представляют большой интерес для исследователей механизма фотосинтеза В связи с этим нельзя не упомянуть об эвглене, обладающей свойствами и животных и растений В темноте эта жгутиковая водоросль не образует хлоропластов с хлорофиллом и использует для своего развития органические субстраты глюкозу, то есть является гетеротрофом При освещении у эвглены образуется хлорофилл, формируются хлоропласты и начинается фотосинтез, то есть эвглена переходит к автотрофному типу питания. В условиях ингибированного синтеза хлорофилла или дефицита минеральных веществ например марганца, развитие хлоропластов из пропластид имеет иную морфологическую картину Ингибирование синтеза хлорофилла может быть вызвано этиолированием, мутацией или действием стрептомицина В этих условиях пропластиды не образуют ламелл, а превращаются так называемое проламеллярное тело, от яичающееся сильным развитием ретикуляр. Хлоропласты это структуры, которых происходят фотосинтетические процессы, приводящие конечном итоге к связыванию углекислоты, к выделению кислорода и синтезу сахаров Структуры удлиненной формы с шириной 24 мкм и протяженностью 510 мкм У зеленых водорослей встречаются гигантские хлоропласты хроматофоры, достигающие длины 50.

У зеленых водорослей процессы фотосинтеза осуществляются хроматофорах, которые не содержат гран, и продукты первичного синтеза различные углеводы часто откладываются вокруг особых клеточных структур, называемых пиреноидами. Пластиды это мембранные органоиды, встречающиеся у фотосинтезирующих эукариотических организмов высшие растения, низшие водоросли, некоторые одноклеточные организмы У высших растений найден целый набор различных пластид хлоропласт, лейкопласт, амилопласт, хромопласт, представляющих собой ряд взаимных превращений одного вида пластиды другой Основной структурой которая осуществляет фотосинтетические процессы, является хлоропласт. Произошли от симбиотических цианобактерий Функция фотосинтез оксигенный Имеют собственную кольцевую хромосому, свои рибосомы, самостоятельно размножаются делением, как бактерии Органы фотосинтеза растений Кроме цианолбактерий и их потомков хлоропластов никто не умеет осуществлять кислородный фотосинтез. Электрон изначально берется у воды, и результате образуется кислород Отдается электрон конечном счете веществу NADP близкое к NAD, которое результате превращается энергетически ценное вещество NADPH, переносчик протонов и электронов. Часть 2 Догмы, мобильные элементы и горизонтальный перенос лекции. Был задан вопрос если интроны не нужны, почему они не исчезли, почему отбор их не отсеял. Эволюция всегда имеет дивергентный характер ветви эволюционного древа, разделившись, более никогда не сливаются.

Эволюция основана на безжалостной борьбе за существование и конкуренции по принципу каждый за себя. Обратная транскрипция не только жизни вирусов играет важную роль Благодаря вирусам, постоянно встраивающимся геномы живых организмов, гены обратных транкриптаз постоянно попадают эти геномы Например, геноме человека сотни генов обратных транскриптаз Это самый распространенный ген геноме человека. Это первый этап Далее, когда организм попадает инфекция, осуществляется более точная подгонка гена антитела к конкретному антигену. Домашнее задание Самостоятельная работа идентифицировать белок по аминокислотной последовательности. Предметные знать строение клетки изучить клеточные органоиды и их роль клетке уметь отличать клетки бактерий от клеток растений, грибов и животных. Метапредметные регулятивные самостоятельно определять цель учебной деятельности, искать пути решения проблемы и средства достижения цели, участвовать коллективном обсуждении проблемы, интересоваться чужим мнением, высказывать свое коммуникативные обсуждать рабочей группе информацию слушать товарища и обосновывать свое мнение выражать свои мысли и идеи познавательные работать с учебником находить отличия, составлять схемыопоры работать с информационными текстами объяснять значения новых слов сравнивать и выделять признаки уметь использовать графические организаторы, символы, схемы для структурирования информации.

Продолжить формирование умения находить отличия, составлять схемыопоры, работать с информационными текстами, объяснять значения новых слов, сравнивать и выделять признаки. Продолжить формирование умения самостоятельно организовывать учебное взаимодействие при работе группе паре. Продолжить формирование умения слушать товарища и обосновывать свое мнение. Продолжить формирование умения определять критерии изучения строения клетки. Давайте посмотрим друг на друга и улыбнёмся Говорят, улыбка это поцелуй души Присаживайтесь на свои места Я рада, что у вас хорошее настроение, это значит, что мы с вами сегодня очень дружно и активно поработаем В этом я даже не сомневаюсь. Вспоминают нужную информацию, выполняют тесты, определяют, каких знаний не хватает, где и как их добыть открыть. Отвечают растительных клетках находятся мелкие тельца зелёного цвета. Цвет пластидам обеспечивают пигменты Хлоропласты содержат зелёный пигмент хлорофилл обеспечивает зелёную окраску. Выполнение заданий по контролю после изучения темы Строение клетки, проверка умений.

Проверка уровня понимания учебного материала, психологического состояния учащихся после урока по вопросам. Зеленый урок прошел хорошо, мне все понятно Желтый некоторые задания вызвали затруднения Красный задания были трудными, многое не понял. Идёт приём заявок на международный конкурс по математике Весенний марафон для учеников 111 классов и дошкольников. С этим файлом связано 57 файл ов Среди них и ещё 47 файл а Показать все связанные файлы. На основании изучения ископаемых остатков бактерий и цианобактерий предполагают, что предковой клеточной формой была примитивная прокариотическая клетка, возникшая около 3, 5 10 9 лет назад Клетки этого типа для обеспечения своего существования и размножения начале использовали органические молекулы небиологического происхождения Первым актом формировании примитивных клеток было образование мембраны, окружавшей вещество клетки. В последующем у примитивных прокариотических клеток стали развиваться механизмы синтеза и энергетического обеспечения Предполагают, что первые прокариотические клетки обладали наиболее простыми каталитическими системами, результате чего обеспечение их энергией основывалось на брожении В последующем отдельные виды прокариотических клеток переключились с брожения на дыхание, что способствовало более эффективному получению энергии Таким образом, эволюционные изменения прокариотических клеток шли по линии развития у них различных метаболических путей Их геном развивался направлении формирования голых молекул.

Объяснения эволюции тканей связаны со сложностями, которые обусловлены одинаковым строением тканей, принадлежащих живым организмам, находящимся на разных ступенях эволюционной лестницы Например, мышечные волокна членистоногих, некоторых моллюсков и позвоночных имеют одинаковое строение Между тем эти организмы филогенетически разделены очень большими расстояниями Аналогичная ситуация имеет место и при сравнении тканей растений из разных таксономических групп. Начала тканеобразования эволюционном плане уже прослеживаются у самых простых организмов Например, у вольвокса отмечается формирование колоний, состоящих иногда более чем из 50 000 клеток, причем часть клеток уже специализирована В частности, клетки, располагающиеся по краям колониальной формы, ответственны за образование новых колоний У цианобактерий при нерасхождении разделившихся клеток образуются клеточные нити, которых часть клеток специализирована на фиксации азота, чем обеспечиваются потребности азоте и других клеток. Идя вверх по эволюционной лестнице, можно видеть, что у губок уже отмечается около пяти специализированных типов клеток, специализация которых связана с выполнением разных функций процессе фильтрации воды и поглощения отфильтрованных пищевых частиц. Альберте В Брей Д Льюис Дж Рэфф М Роберте К Уотсон Дж Молекулярная биология клетки М Мир 1994 Т 1 615 стр 1994 Т 2 540.

Первичным источником энергии на Земле является энергия Солнца Диапазон солнечного излучения, достигающего земной поверхности, называется видимым или белым светом нижний предел длины волны его равен примерно 400 нм, а верхний 700 нм Фотосинтезирующие организмы зеленые растения, водоросли, цианобактерии обладают способностью улавливать кванты солнечного света и трансформировать их полезную химическую энергию Процесс фотосинтеза, заключительной реакцией которого является синтез углеводов из CO 2 может быть суммирован следующим стехиометрическим уравнением. В высших растениях хлоропласты обычно имеют цилиндрическую форму длиной примерно 510 мкм и диаметром 0, 52 мкм, они 25 раз больше митохондрий Подобно последним, они имеют высокоупорядоченную внутреннюю структуру Внутренняя мембрана хлоропластов образует уплощенные мембранные тела пузырьковидные диски, называемые тилакоидными дисками которые уложены стопку и соединены между собой перемычками Эта стопка называется граной их число составляет 4080 шт на один хлоропласт, наружная мембрана хлоропластов, как и митохондрий, гладкая. К фоточувствительным пигментам относятся хлорофиллы a, b, c, d, каротиноиды и фикобилины Наиболее широко распространены две молекулярные формы хлорофилла одна из них обозначается как хлорофилл a другая хлорофилл b Зеленые растения и зеленые водоросли содержат обе формы хлорофилла, а фотосинтезирующие бактерии хлорофилл a, отличающийся от хлорофиллов a и b растений и называемый бактериохлорофиллом.

Хлорофилл имеет планарную циклическую тетрапиррольную структуру, напоминающую структуру гема Молекула хлорофилла отличается от гема следующим. В хлорофилле металлом, связанным координационными связями с тетрапиррольной структурой является магний виде ионов Mg 2, а не железо. Хлорофиллы содержат характерные боковые группировки спирт фитол и конденсированное циклопентановое кольцо Гидрофобный, 20углеродный спирт фитол обеспечивает присоединение молекулы хлорофилла к мембране тилакоидов. Различия структуре молекул хлорофилла приводят к тому, что каждый из них обладает уникальным спектром поглощения Первичным пигментом считается хлорофилл a поскольку он присутствует большом количестве, чем хлорофилл b Внутри группы молекул хлорофилла a есть различия светопоглощении молекул, которые определяются конкретным микроокружением липопротеиновом слое мембраны тилакоидов Существуют достоверные данные о наличии двух специализированных видов молекул хлорофилла a максимумы поглощения которых соответствуют 680 и 700. Д Каким станет соотношение генотипов и фенотипов, если первом поколении посеять только те семена, которые образовались на махровых растениях. Клетка элементарная живая система и основная структурнофункциональная единица всех живых организмов Краткая история изучения клетки. Индивидуальное развитие организма Эмбриональный этап онтогенеза Основные стадии эмбрионального развития Органогенез.

Постэмбриональное развитие организма Рост Особенности роста Влияние внутренних и внешних факторов на рост организма. Популяция структурная единица вида и эволюции Генетическая стабильность и процессы популяции. Приспособленность организмов к условиям внешней среды, как результат действия естественного отбора Формирование приспособленности к среде обитания Способы видообразования Сохранение многообразия видов. Биосфера глобальная экосистема Понятие, структура, границы учения В И Вернадского о биосфере Биомасса. Почему бурное размножение отдельных видов растений биогеоценозе служит сигналом его постепенной гибели. Что такое массовый отбор Индивидуальный отбор Расскажите, как они проводятся. Назовите критерии качества воды Какие воды пригодны для питья Что такое эпидемическая опасность.

У человека полидактилия шестипалость определяется доминантным геном Его рецессивный аллель обусловливает развитие нормального количества пальцев От брака гетерозиготных шестипалых родителей родился ребенок с шестью пальцами Можно ли ожидать появления у них детей с нормальным количеством пальцев. Выявление мутагенов окружающей среде и оценка их влияния на организм. Загрязнение окружающей среды также оказывает отрицательное влияние на развитие зародыша радиация, выхлопные газы, нитраты и. Таким образом, изучение методов селекции позволило Дарвину сформулировать принцип искусственного отбора и с помощью этого признака объяснить причину совершенствования форм и их многообразия. Искусственный отбор это процесс создания новых пород животных и сортов растений, путем сохранения и размножения особей с ценными для человека признаками.

Движущая форма действует при изменении условий внешней среды Например, среди серых крыс очень быстро распространяется устойчивость к яду, вызывающего кровотечения Сейчас крысы без вреда для себя поедают приманки отравленные таким ядом, у крыс выработалась устойчивость к ядохимикатам, устойчивость к выживанию Изменение признака может происходить, как сторону его усиления, так и сторону ослабления, вплоть до полного исчезновения Примером может служить редукция глаз у кротов, ведущих подземный образ жизни Утрата крыльев у некоторых видов птиц и насекомых, пищеварительной системы у ленточных червей Следует помнить, что отбор сохраняет не только признаки, а целые фенотипы, весь комплекс признаков, а значит определенные комбинации генов, присущие данному признаку. Это означает, что популяции с численностью ниже минимальной величины не удовлетворяют требованиям закона. Специализация подавляет эволюционные возможности группы и при быстром изменении условий среды приводит к вымиранию. В пустые лягушки охотятся ночью, а днем укрываются норах грызунов Разнообразные адаптации выработали птицы и млекопитающие Пустынные животные при наступлении жары, накапливают жир При его окислении образуется много воды.

В разных популяциях одного вида частота мутантных генов неодинакова Практически нет 2 популяций с совершенно одинаковой частой встречаемости мутантных признаков Эти различия могут быть обусловлены тем, что популяции обитают неодинаковых условиях среды Изменения частоты генов популяции обусловлено действием естественного отбора Близкорасположенные соседние популяции могут отличаться друг от друга Это объясняется Тем, что популяции ряд процессов приводит к ненаправленному случайному изменению частоты генов, генетической структуры. В морях обитало много водорослей, отложениях находят представителей типов животных губок, кишечнополостных, членистоногих. Рудименты органы недоразвитые по сравнению с гомологичными органами предков червеобразный аппендицит, ушная мышца, три века углу глаз, наличие хвоста. Все приведенные факты не оставляют сомнений животном происхождении человека. Человека и приматы, отличие от других млекопитающие обладают высокоразвитым головным мозгом, имеющим затылочную долю и выделяющиеся лобные доли Наличие затылочных долей связано с развитием зрения, а лобных с интеллектуальными способностями Весь же комплекс способные к манипуляциям передние конечности, высокоразвитые органы зрения и головной мозг обезьян фундаментальная предпосылка способности к труду. Биогеоценоз устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов, находящихся постоянном взаимодействии с компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы.

Положительные черты улучшение снабжения населения продуктами питания, налаженная сеть медицинских учреждений, удобства транспорта и. Биосферой называется оболочка земли, населенная и активно преобразуемая живыми организмами. Масса живого вещества биосфере носит название биомассы Биомасса распределена неравномерно по поверхности планеты Биомасса животных и микроорганизмов составляет менее 1 от общей биомассы Земли Основные функции биосферы целом определяются именно живыми организмами. Загрязнение пресных вод суточное потребление воды на хозяйственные бытовые нужды сельской местности составляет 50 на 1 человека городе 150 литров. Экологическая проблема одна из глобальных проблем современности, экологического кризиса. Бионика как одно из направлений биологии и кибернетики Введение бионику Цели и задачи Заслуги отечественных инженеров развитии бионики. Массовый отбор устаревшая форма Индивидуальный отбор проводится с учетом данных о фенотипах родителей, потомства и других родственников Индивидуальный отбор эффективнее к проводится. Семенники это мужские половые органы, где развиваются мужские половые клетки сперматозоиды Семенник состоит из перегородки, долек семенника и извитого семенного канальца, где формируются мужские половые клетки зависимости от стадии развития.

Например, медведь бурый хищное млекопитающее, один из крупных и опасных хищников, размеры средние и крупные, тело мощное, голова массивная с небольшими глазами и ушами, длина тела 130 255 см масса до 640 кг высота 120130 см хвост короткий 65210 мм лапы сильные с крупными когтями, пятипалые, шерсть густая, окраска разнообразная, цвет бурый. Каждая грана состоит из отдельных слоев, расположенных наподобие столбиков монет Слои белковых молекул чередуются со слоями, содержащими хлорофилл, каротины и другие пигменты, а также особые формы липидов содержащих галактозу или серу, но только одну жирную кислоту Эти поверхностно активные липиды, повидимому, адсорбированы между отдельными слоями молекул и служат для стабилизации структуры, состоящей из чередующихся слоев белка и пигментов Как мы увидим, характерное слоистое ламеллярное строение граны имеет большое значение, облегчая перенос энергии процессе фотосинтеза от одной молекулы к близлежащей. При помощи электронного микроскопа ламеллах были обнаружены повторяющиеся структуры, названные квантосомами, которые состоят примерно из 230 молекул хлорофилла каждая Предполагается, что квантосома служит функциональной единицей фотосинтеза Остальная часть хлоропласта, находящаяся между гранами, называется стромой она содержит ферменты, осуществляющие темновые реакции.

Наземные растения поглощают необходимую для процесса фотосинтеза воду через корни, а водные растения получают ее путем диффузии из окружающей среды Необходимая для фотосинтеза углекислота диффундирует растение через мелкие отверстия на поверхности листьев устьица Поскольку углекислота расходуется процессе фотосинтеза, ее концентрация клетке обычно несколько ниже, чем атмосфере Освобождающийся процессе фотосинтеза кислород диффундирует наружу из клетки, а затем и из растения через устьица Образующиеся при фотосинтезе сахара также диффундируют те части растения, где их концентрация ниже. Как мы видели, при поглощении фотона энергия электрона возрастает и он перескакивает с одной из внутренних орбиталей на орбиталь, более удаленную от ядра Количество поглощенной энергии должно точно соответствовать разнице энергетических уровнях между старой и новой орбиталями Число орбиталей, которые может занимать электрон, ограничено, и фотон поглощается только том случае, если он может повысить энергию электрона ровно настолько, чтобы она соответствовала энергетическому уровню определенной орбитали.

Ассимиляция углекислоты Процесс включения углекислоты органические вещества настоящее время детально изучен экспериментах по инкубации суспензии водорослей присутствии углекислоты, меченной 14C Варьируя продолжительность инкубации и идентифицируя выделенные продукты, удалось установить, какие вещества первыми включают метку ходе этих реакций Темновые реакции синтеза углеводов протекают определенной циклической последовательности 1 карбоксилирование, 2 восстановление и 3 регенерация. Следующей ступенью процессе эволюции было, повидимому, нециклическое фотофосфорилирование такого типа, как у некоторых ныне живущих бактерий у этих бактерий происходит восстановление пиридиннуклеотидов которые после этого могут быть использованы реакциях биосинтеза, но донорами электронов служат молекулы тиосульфата или янтарной кислоты Третья ступень, достигнутая зелеными водорослями, это способность использовать при фотофосфорилировании качестве доноров электронов молекулы воды вместо тиосульфата или янтарной кислоты Выработав систему, позволяющую получать необходимые для процессов восстановления электроны из молекул воды, зеленые растения получили возможность жить почти повсюду, а не только тех местах, где имеются источники специальных доноров электронов, например тиосульфат.

По мере расселения и размножения растений они выделяли атмосферу молекулы кислорода и обеспечили тем самым возможность дальнейшей биохимической эволюции животных и других организмов, которым необходим молекулярный кислород. Таким образом, суммарный процесс фотосинтеза, который приводит к образованию органических молекул согласно уравнению. Хлорофилл и хлоропласты образуются только на свету Растения, выращенные темноте, не имеют зеленой окраски и называются этиолированными Вместо типичных хлоропластов них образуются измененные пластиды, не имеющие развитой внутренней мембранной системы, этиопласты. Лейкопласты это органеллы, связанные с синтезом и накоплением запасных питательных веществ, первую очередь крахмала, редко белков и липидов Лейкопласты, накапливающие крахмал, называются амилопластами Этот крахмал имеет вид зерен, отличие от ассимиляционного крахмала хлоропластов, он называется запасным или вторичным Запасной белок может откладываться форме кристаллов или аморфных включений так называемых протеинопластах жирные масла виде пластоглобул элайопластах. Часто клетках встречаются лейкопласты, не накапливающие запасные питательные вещества, их роль еще до конца не выяснена На свету лейкопласты могут превращаться хлоропласты.

Внутренняя мембранная система хромопластах, как правило, отсутствует Каротиноиды чаще всего растворены жирных маслах пластоглобул рис 2 6, и хромопласты имеют более или менее сферическую форму В некоторых случаях корнеплоды моркови, плоды арбуза каротиноиды откладываются виде кристаллов различной формы Кристалл растягивает мембраны хромопласта, и он принимает его форму зубчатую, игловидную, серповидную, пластинчатую, треугольную, ромбовидную. В эволюционном смысле первичным, исходным типом пластид являются хлоропласты, из которых произошли пластиды остальных двух типов В процессе индивидуального развития онтогенеза почти все типы пластид могут превращаться друг друга. Реферат представляет собой самостоятельную творческую работу студента Тема выбирается из предложенного перечня Для написания рекомендуется использовать предложенную преподавателем основную и дополнительную литературу, Интернет поиск и периодические издания. Для изучения основных законов, теорий и гипотез биологии рекомендуется использовать классические учебники. Пластиды органоиды, специфичные для клеток растений они имеются клетках всех растений, за исключением большинства бактерий, грибов и некоторых водорослей В клетках высших растений находится обычно от 10 до 200 пластид размером 3 10 мкм, чаще всего имеющих форму двояковыпуклой линзы У водорослей зеленые пластиды, называемые хроматофорами, очень разнообразны по форме и величине Они могут иметь звездчатую, лентовидную, сетчатую и другие формы.

В гранах содержится хлорофилл, упакованный с белковыми и фосфолипидными молекулами так, чтобы обеспечить способность улавливать световую энергию. Молекула хлорофилла очень сходна с молекулой гемоглобина и отличается главным образом тем, что расположена центре молекулы гемоглобина атом железа заменен хлорофилле на атом магния. В природе встречается четыре типа хлорофилла а, Ь, с, d Хлорофиллы а и Ь содержат высшие растения и зеленые водоросли, диатомовые водоросли содержат а и с, красные а и d Лучше других изучены хлорофиллы auk их впервые разделил русский ученый М С Цвет начале XX Кроме них существуют четыре вида бактериохлорофиллов зеленых пигментов пурпурных и зеленых бактерий а, Ь, с, d Большинство фотосинтезирующих бактерий содержат бактериохлорофилл а, некоторые бактериохлорофилл Ь, зеленые бактерии с и d Хлорофилл обладает способностью очень эффективно поглощать солнечную энергию и передавать ее другим молекулам Благодаря этой способности хлорофилл единственная структура на Земле, которая обеспечивает процесс фотосинтеза Пластидам, так же, как и митохондриям, свойственна до некоторой степени автономность внутри клетки Они размножаются путем деления. Наряду с фотосинтезом, пластидах происходит процесс биосинтеза белка см Биосинтез белка. Строение клетки Наружная клеточная мембрана Половые клетки Спермотозооны Ядро Строение и функции период интерфазы Цитоплазма Рибосомы Митохондрии Комплекс Гольджи Лизосомы.

Цитоплазма внутренняя жидкая среда любой клетки, содержит все органойды, органические и неорганические вещества поддерживает тургор внутреннее давление клетки. Рибосомы производство белка Рибосом растительной клетке мало, гораздо меньше, чем животной Это связано с тем, что функция обмена веществ ложится, главным образом, на хлоропласты. Органелла, которая отвечает за этот процесс синтеза органических веществ глюкозы из неорганических CO2, H2O и солнечного света хлоропласт. Фотосинтез процесс синтеза органических веществ за счет энергии света. Пластиды это мембранные органоиды, встречающиеся у фотосинтезирующих эукариотических организмов высшие растения, низшие водоросли, некоторые одноклеточные организмы Пластиды окружены двумя мембранами, их матриксе имеется собственная геномная система, функции пластид связаны с энергообеспечением клетки, идущим на нужды фотосинтеза. История развития исследований области физиологии растений Особенности понятий пластиды и хлоропласты, их функции и классификация Геном пластид как генетическая система хлоропласт Основные отличия пропластидов и лейкопластов, их особенности.

Всем пластидам свойственен ряд общих черт Они имеют собственный геном, одинаковый у всех представителей одного вида растений, собственную белоксинтезирующую систему от цитозоля пластиды отделены двумя мембранами наружной и внутренней Для некотоҏыҳ фототрофных организмов число пластидных мембран может быть больше Например, пластиды эвглен и динфлагеллят окружены тремя, а у золотистых, бурых, желтозелёных и диатомовых водорослей они имеют четыре мембраны Это связано с происхождением пластид Считается, что симбиотический процесс, результатом которого стало формирование пластид, процессе эволюции происходило неоднократно как минимум, трижды. Эти открытия вновь пробудили интерес к теории симбиотического происхождения хлоропластов Идея о том, что хлоропласты возникли за счет объединения клетокгетеротрофов с прокариотическими синезелеными водорослями, высказанная на рубеже XIX и XX вв А С Фоминцин, К С Мережковский вновь находит свое подтверждение В пользу этой теории говорит удивительное сходство строении хлоропластов и синезеленых водорослей, сходство с основными их функциональными особенностями, и ᴨȇрвую очередь со способностью к фотосинтетическим процессам. У зеленых водорослей процессы фотосинтеза осуществляются хроматофорах, которые не содержат гран, и продукты ᴨȇрвичного синтеза различные углеводы часто откладываются вокруг особых клеточных структур, называемых пиреноидами.

Хлоропласты это структуры, которых происходят фотосинтетические процессы, приводящие конечном итоге к связыванию углекислоты, к выделению кислорода и синтезу сахаров. В основе фотосинтеза лежит окислительновосстановительный процесс с образованием углевода и выделением молекулярного кислорода O2 случае, если окисляется вода Фотосинтезирующие бактерии часто используют не воду, а иные вещества, и кислород при таком фотосинтезе не образуется. Впервые хлорофилл кристаллическом виде был получен русским физиологом и ботаником, академиком И П Бородиным 1883 году, а его элементарный состав был установлен немецким химиком Р Вильштеттером 1914 году Но еще 1906 году русский физиолог Михаил Семенович Цвет, впервые используя разработанный им метод хроматографического анализа, доказал существование двух весьма близких друг другу по химическому составу соединений хлорофиллов. Разные хлорофиллы избирательно поглощают солнечную энергию Для хлорофиллов группы а максимумы поглощения локализованы красной части спектра пределах 650 700 нм и синей части спектра диапазоне 430 460 нм Максимум поглощения хлорофилла 6 находится пределах 642 644 и 452 455 нм Все хлорофиллы слабо поглощают оранжевый и желтый свет и практически не поглощают зеленые и инфракрасные лучи.

Среди пигментов растений наиболее распространенными являются две формы хлорофилла a, работающие диапазоне спектра с длиной волны 680 и 700 нм Хлорофилл a, улавливающий свет с длиной волны 680 нм, называют коротковолновым хлорофиллом 680 или пигментом 680 П 680, а поглощающий свет диапазоне 700 нм длинноволновым хлорофиллом 700 или пигментом 700 П 700 Все другие формы хлорофилла групп b, c, d и каротиноиды, присутствующие хлоропласте, улавливают свет том диапазоне спектра, где хлорофиллы a его не воспринимают Это позволяет фотосинтезирующим пигментам использовать большее количество диапазонов и энергии света и, следовательно, максимально обеспечивать процесс фотосинтеза Различают два типа фотосинтезирующих пигментов главные основные и вспомогательные.

Антенный комплекс передачи энергии фотосинтезе Особенность хлорофилла Хлорофилл обладает особым свойством при поглощении энергии кванта света его молекула возбуждается, и от нее отрываются электроны, которые переходят перескакивают на более высокие вакантные орбитали то есть на энергетически более высокие уровни Энергия электронов может сохраняться благодаря их присоединению к слабому акцептору, при этом образуется сильный донор электронов, от которого эти электроны вновь, как по цепочке, передаются от одного вещества к другому Такое перемещение электронов называют электронным транспортом или цепью переносчиков, а сам путь передачи электронов электронтранспортной цепью Соединения, отдающие электроны, называют донорами, а принимающие их акцепторами. Процесс фотосинтеза у растений происходит хлоропластах, где важную роль выполняют мембраны тилакоидов. Многоклеточные организмы это организмы, тело которых состоит из множества клеток и их производных различные виды межклеточного вещества Характерный признак многоклеточных неравноценность клеток, образующих их тело, а также дифференцировка клеток и их объединение комплексы различной сложности ткани и органы Для многоклеточных характерно индивидуальное развитие онтогенез, начинающееся большинстве случаев за исключением вегетативного размножения с деления одной клетки зиготы, споры К многоклеточным организмам относят представителей трех царств.

Растения это организмы способные к фотосинтезу Для них характерна зелёная окраска, так как они содержат хлорофилл. Растительный мир многообразен Царство растений включает себя отделы водорослей, моховидных, папоротникообразных, голосеменных и покрытосеменных. В результате фотосинтеза цитоплазме растительных клеток откладываются полисахариды, обычно крахмал Кроме хлорофилла, клетках растений часто содержатся желтые, красные или бурые пигменты ксантофилл, антоцианы и, придающие соответствующую окраску клеткам. Среди грибов известны сапротрофные, симбиотрофные и паразитические виды Симбиотрофами называют организмы, питание которых зависит от организмов других видов, с которыми они находятся мутуалистических отношениях В состав клеточных стенок грибов часто, кроме других полисахаридов, входит полисахарид хитин В цитоплазме отсутствует клеточный центр Там же запасается полисахарид гликоген, а вакуолях гранулы белков Продуктом обмена азотсодержащих соединений является мочевина В плодовых телах и грибнице часто присутствуют несколько типов клеток, однако настоящие ткани отсутствуют. Значительное число грибов полезно, например человек употребляет их пищу Пищевая ценность грибов достаточно высока, и некоторые их виды культивируют например, шампиньоны и вешенки. Существуют несъедобные грибы, которые не используются пищу К ним относят ядовитые грибы, вызывающие острые, иногда смертельные отравления.

Тело многоклеточных грибов состоит из последовательно размещенных клеток, образующих нити гифы Гифам присущи верхушечный рост и боковое ветвление Их совокупность называется грибница или мицелий Гифы способны быстро расти у некоторых грибов за одни сутки мицелий разрастается на много метров Часть мицелия расположена внутри среды, на которой растет гриб субстратный мицелий, другая часть на ее поверхности воздушный мицелий За счет воздушного мицелия образуются так называемые плодовые тела, служащие для размножения спорами Все грибы гетеротрофные организмы. Тело многоклеточных водорослей называется таллом Разные группы водорослей различаются совокупностью пигментов, структурой хлоропластов, продуктами фотосинтеза, особенностями строения митохондрий и Отдел бурых водорослей представлен исключительно многоклеточными видами Среди зеленых водорослей, кроме одноклеточных и колониальных, известны настоящие многоклеточные хара и так называемые нитчатые, тело которых, подобно гифе, образовано нитями из последовательно соединенных клеток. Многоклеточные эукариоты относятся к одному из трех царств Растения, Грибы или Животные. С расширением и углублением человеческих знаний о живых организмах появились такие разделы науки, которые изучают процессы и явления, относящиеся одновременно к различным областям знаний Среди таких научных дисциплин биологическая физика, или биофизика Что же она изучает и каковы ее методы исследований.

Молекулярная биофизика изучает свойства биологических молекул, физикохимические процессы рецепторных клетках Эти клетки называются рецепторными или чувствительными, так как они первыми воспринимают сигналы о свете, вкусе, запахе полатински рецептио чувствую. Известно, что химики создали 1 млн органических соединений и почти каждое из них имеет свой характерный запах Человек может различать несколько тысяч запахов, причем некоторые вещества мы ощущаем при исключительно малой концентрации всего миллионные и миллиардные доли миллиграмма на литр воды Например, чтобы ощутить такие вещества, как скатол, тринитробутилтолуол, достаточно их концентрации 10 9 мг Животные намного чувствительнее человека Например, геологи используют специально обученных собак для поиска по запаху рудных месторождений, расположенных глубоко под землей Всем хорошо известна работа собакищеек, находящих след по ничтожно слабому запаху Но, пожалуй, остротой обоняния всех превосходят рыбы и насекомые Некоторые рыбы ощущают пахучее вещество, даже если оно содержится воде исчезающе малых концентрациях всего 10 11 мг Бабочки обнаруживают чуть ли не одну молекулу пахучего вещества, приходящуюся на 1 3 воздуха.

Молекулярная биофизика помогает выяснить не только различие чувствительности и строении органов обоняния у различных животных, но и сам процесс определения запаха Сейчас установлено, что имеется 6 7 основных запахов, разными сочетаниями которых объясняется их многообразие Этим основным запахам соответствуют определенные типы обонятельных клеток. Существует тесная связь между изучением клеток и молекулярных процессов, происходящих них, между молекулярной и клеточной биофизикой Одна из них изучает молекулярные изменения, свойства биологических молекул и системы, образуемые молекулами клетках как говорят, субмолекулярные образования, их свойства и изменения, другая исследует свойства и функционирование различных клеток выделительных, сократительных, обонятельных, светочувствительных. В любой клетке живого организма происходит поглощение необходимых веществ и выделение ненужных, совершается дыхание, деление, наряду с этим клетки выполняют специальные функции Так, клетки сетчатки глаза определяют силу и качество света, клетки слизистой носа определяют запах веществ, клетки различных желез выделяют физиологически активные вещества ферменты и гормоны, регулирующие рост и развитие организма.

О всей своей большой работе увиденном, услышанном, опознанном клетки нервной ткани животных сообщают электрическими импульсами головной мозг главный координирующий центр Биофизика клетки целом и один из ее важных разделов, называемый электрофизиологией клетки, изучают, как клетки получают необходимые сведения из окружающего пространства, как эти сведения зашифрованы электрических сигналах импульсах, как образуются клетках биологические токи и потенциалы. Клетки живого организма тесно связаны между собой, с головным мозгом главным управляющим центром В самих клетках, тысячах их структурных элементов, происходят упорядоченные биохимические процессы Благодаря чему так согласованно и точно совершаются эти сотни тысяч реакций. Вот только один простой пример такой саморегуляции Мы уже рассказывали о важной роли хлоропластов, находящихся клетках зеленого листа Хлоропласты способны к самостоятельному передвижению клетках под влиянием света, поскольку они очень чувствительны к нему В солнечный яркий день при большой интенсивности света Хлоропласты располагаются вдоль клеточной стенки, как бы стараясь избежать действия сильного света В пасмурные облачные дни хлоропласты располагаются по всей поверхности клетки, чтобы поглощать больше лучей Переход хлоропластов из одного положения другое под влиянием света фототаксис совершается благодаря клеточной саморегуляции.

В конце XVIII ученые с помощью опытов выяснили, что для нормального роста и развития растениям необходимы вода, минеральные и органические вещества Вы уже знаете, что воду и минеральные вещества растение получает из почвы. Откуда растении берутся органические вещества Где, каких органах и клетках они образуются В настоящее время ученые нашли ответы на эти вопросы Они установили, что такие органические вещества, как сахар и крахмал углеводы, образуются из углекислого газа и воды клетках, содержащих хлоропласты Для образования органических веществ необходима световая энергия. Процесс образования органических веществ из неорганических углекислого газа и воды хлоропластах с использованием энергии света называют фотосинтезом рис. У растений имеются приспособления для улавливания световой энергии широкая и плоская листовая пластинка расположение листьев на стебле так, чтобы они не затеняли друг друга прозрачная кожица, через которую, как через стекло, свет проникает внутрь листа. Углекислый газ, необходимый для фотосинтеза, растение поглощает из воздуха. Часто растениях образуется больше органических веществ, чем может быть немедленно израсходовано для роста и других жизненных процессов Часть органических веществ запасается семенах, клубнях, луковицах Наиболее важным и часто запасаемым растениями веществом является крахмал. Почему у растений, растущих рядом с цементным заводом, фотосинтез идет менее интенсивно.

Фотосинтез Хлорофилл Хлоропласты Органические вещества Космическая роль растений. Установлено, что 1 га леса весной и летом за час выделяет кислорода столько, что его достаточно для дыхания 200 человек. В городском парке изза загрязнения атмосферы интенсивность фотосинтеза у растений 4 раза ниже по сравнению с растениями леса. В процессе фотосинтеза образуются органические вещества и кислород Чтобы доказать, что для образования органических веществ листьях растениям необходим свет, поставим следующий опыт Возьмем два листа один с растения, стоявшего на свету, другой с растения, находившегося 2 3 дня темноте Прокипятим их спирте, затем промоем листья воде и нанесем на них раствор иода йодистом калии. На рисунке 42 видно, что окраска листьев неодинакова лист растения, находившегося на свету, окрасился синефиолетовый цвет изза наличия нем крахмала рис 42, а Крахмал образуется листе процессе фотосинтеза С листом растения, стоявшего темноте, этого не произошло, так как нем нет крахмала рис 42, Значит, для образования крахмала листьях необходим свет. Среди растений встречаются хищники, которые время от времени подкармливают себя насекомыми Это росянка рис 44, венерина мухоловка и др Обычно они растут на бедных азотом почвах Наряду с фотосинтезом они используют пищу белки насекомых, которых ловят с помощью специальных приспособлений. Кожица один из видов покровной ткани растения Ее клетки предохраняют лист от повреждений и высыхания.

Под кожицей находится мякоть листа, состоящая из клеток основной ткани Дватри слоя, непосредственно прилегающих к верхней кожице, образованы плотно прилегающими друг к другу клетками удлинённой формы Они напоминают почти одинаковой величины столбики, поэтому верхнюю часть основной ткани листа называют столбчатой В цитоплазме этих клеток особенно много хлоропластов. Кожица листа защищает лист от внешних воздействий, избирательно пропускают влагу, газы и другие вещества и таким образом регулируют как выделение различных веществ, так и их поглощение Она образована клетками покровной ткани. Как и все растения, луку необходим солнечный свет При его дефиците этот овощ буде очень медленно и незначительно развиваться, листья его будут тонкими и тусклыми. Растения приспосабливаются к условиям внешней среды Уменьшение количества устьиц позволяет растению сократить поглощение вредных веществ. Рибосомы, лизосомы, пластиды, комплекс Гольджи, вакуоли, клеточный центр, митохондрии, эндоплазматическая сеть. Одномембранные лизосомы, комплекс Гольджи, вакуоли, эндоплазматическая сеть. Хлоропласты имеют зелёную окраску к содержат основные фотосинтетические пигменты хлорофиллы Также хлоропластах содержатся оранжевые, жёлтые или красные каротиноиды Обычно хлоропласты имеют форму двояковыпуклой линзы Хорошо развита внутренняя мембранная система, тилакоиды собраны стопки граны Главная функция хлоропластов осуществление фотосинтеза.

Лейкопласты бесцветные пластиды Они не имеют гран и не содержат пигментов В лейкопластах откладываются запасные питательные вещества крахмал, белки, жиры. Хромопласты имеют оранжевый, жёлтый или красный цвет, что связано с содержанием них каротиноидов Форма хромопластов разнообразная дисковидная, серповидная, ромбическая, пирамидальная и В этих пластидах отсутствует внутренняя мембранная система Хромопласты обусловливают яркую окраску зрелых плодов например, томатов, рябины, шиповника и некоторых других органов растений например, корнеплодов моркови. Митохондрии содержат ферменты, участвующие процессе клеточного дыхания Внутренняя мембрана хлоропластов содержит фотосинтетические пигменты и ферменты, участвующие преобразовании энергии света.

Хлоропласты образуются из небольших недифференцированных телец, называемых пропластидами такие тельца имеются растущих частях растения клетках меристемы, они окружены двойной мембраной будущей оболочкой хлоропласта В хлоропластах всегда содержатся хлорофилл и другие фотосинтетические пигменты, локализованные системе мембран, которые погружены основное вещество хлоропласта строму Детали строения хлоропластов выявляются с помощью электронного микроскопа На рис 7 6 показан внешний вид типичных хлоропластов клетке мезофилла при сравнительно малом увеличении На рис 9 6 и 9 8 представлены другие электронные микрофотографии, а на рис 9 7 схема расположения мембран Мембранная системаэто то место, где протекают световые реакции фотосинтеза разд 9 4 2 В мембранах находятся хлорофилл и другие пигменты, ферменты и переносчики электронов Вся система состоит из множества плоских, заполненных жидкостью мешков, называемых тилакоидами Тилакоиды местами уложены стопки граны Отдельные граны соединены друг с другом ламеллами одиночными слоями Каждая грана похожа на кучку монет, уложенных столбиком, а ламеллы чаще всего имеют вид пластинок рис 9 8 В световом микроскопе граны едва различимы виде мелких зернышек. Рис 9 7 Строение хлоропласта Для удобства система мембран изображена лишь частично Звездочкой отмечен белоксинтезирующий аппарат, схожий с аппаратом прокариот.

У фотосинтезирующих прокариот синезеленых водорослей и некоторых бактерий хлоропластов нет фотосинтетические пигменты находятся у них не хлоропластах, а мембранах, расположенных внутри цитоплазмы Поэтому такая клетка напоминает один большой хлоропласт, тем более что и по своим размерам они почти не различаются. Шаблон Ambox У различных групп организмов хлоропласты значительно различаются по размерам, строению и количеству клетке Особенности строения хлоропластов имеют большое таксономическое значениеШаблон Sfn В основном хлоропласты имеют форму двояковыпуклой линзы, размер их около 46. В В Пасечник, А А Каменский, Е А Криксунов, Г Г Швецов Биология Введение общую биологию 9 класс.

Благодаря знанию законов наследственности и изменчивости учёныеселекционеры получили новые высокопродуктивные породы домашних животных и сорта культурных растений На основе изучения взаимоотношений между организмами созданы биологические методы борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур В настоящее время изучаются механизмы биосинтеза белка и фотосинтеза Учёные надеются, что будущем это позволит решить проблему промышленного получения ценных органических веществ Изучение строения и принципов работы различных систем живых организмов помогли найти оригинальные решения технике и строительстве Благодаря достижениям биологии всё большее значение приобретает новое направление материального производства биотехнология Уже сейчас она оказывает значительное влияние на решение таких глобальных проблем, как производство продуктов питания, поиск новых источников энергии, охрана окружающей среды и др До недавнего времени люди считали, что восстановительные способности природы безграничны Но оказалось, что это не так Незнание или игнорирование законов природы приводит к тяжёлым экологическим катастрофам, которые грозят гибелью всем живым организмам, том числе и человеку Настало время, когда от каждого из нас зависит будущее нашей планеты, поэтому значение биологических знаний возрастает с каждым годом Биологическая грамотность необходима каждому человеку, так же как умение читать, писать и считать Профессии, связанные с биологией Биология включает около 70 научных дисциплин, и по каждой из них готовятся специалисты, например ботаник, зоолог, биохимик, генетик и Биология является научной базой для медицины и сельского хозяйства Поэтому все медицинские работники медсёстры разных направлений, фельдшеры, врачипедиатры, хирурги, терапевты, стоматологи и другие имеют специальное биологическое образование В сельском хозяйстве наиболее известны профессии агрономов, зоотехников, ветеринаров Большое число специалистов требуется для бурно развивающихся микробиологической промышленности и биотехнологии Активно ведётся подготовка по различным направлениям экологии В настоящее время вузы готовят не только биоэкологов или геоэкологов, но всё большую востребованность имеет, например, такая профессия, как инженерэколог В последнее время стала очень популярной профессия ландшафтный дизайнер Существует очень много профессий, связанных с биологией, и любую из них вы можете выбрать.

Биология Микология Бриология Альгология Палеоботаника Генетика Биофизика Биохимия Радиобиология Космическая биология. Вопросы 1 Что изучает биология 2 Почему современную биологию считают комплексной наукой 3 Какова роль биологии современном обществе 4 Какая область человеческой деятельности называется биотехнологией Как она связана с биологией 5 Какие современные профессии требуют биологического образования. Задания 1 Объясните, почему живые организмы называют открытыми биологическими системами 2 Перечислите известные вам уровни организации живого Попробуйте привести примеры соответствующих им биологических систем.

Свойства биополимеров зависят от строения их молекул от числа и разнообразия мономерных звеньев, образующих полимер Все они универсальны, так как построены по одному плану у всех живых организмов, независимо от видовой принадлежности Для каждого вида биополимеров характерны определённое строение и функции Так, молекулы белков являются основными структурными элементами клеток и регулируют протекающие них процессы Нуклеиновые кислоты участвуют передаче генетической наследственной информации от клетки к клетке, от организма к организму Углеводы и жиры представляют собой важнейшие источники энергии, необходимой для жизнедеятельности организмов Именно на молекулярном уровне происходит превращение всех видов энергии и обмен веществ клетке Механизмы этих процессов также универсальны для всех живых организмов В то же время оказалось, что разнообразные свойства биополимеров, входящих состав всех организмов, обусловлены различными сочетаниями всего лишь нескольких типов мономеров, образующих множество вариантов длинных полимерных цепей Этот принцип лежит основе многообразия жизни на нашей планете Специфические свойства биополимеров проявляются только живой клетке Выделенные из клеток, молекулы биополимеров теряют биологическую сущность и характеризуются лишь физикохимическими свойствами того класса соединений, к которому они относятся Только изучив молекулярный уровень, можно понять, как протекали процессы зарождения и эволюции жизни на нашей планете, каковы молекулярные основы наследственности и процессов обмена веществ живом организме Преемственность между молекулярным и следующим за ним клеточным уровнем обеспечивается тем, что биологические молекулы это тот материал, из которого образуются надмолекулярные клеточные структуры.

Ди и полисахариды образуются путём соединения двух и более молекул моносахаридов Так, сахароза тростниковый сахар, мальтоза солодовый сахар, лактоза молочный сахар дисахариды образовавшиеся результате слияния двух молекул моносахаридов Дисахариды по своим свойствам близки к моносахаридам Например, и те и другие хороню растворимы воде и имеют сладкий вкус Полисахариды состоят из большого числа моносахаридов К ним относятся крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин и др рис 6 С увеличением количества мономеров растворимость полисахаридов уменьшается и сладкий вкус исчезает Основная функция углеводов энергетическая При расщеплении и окислении молекул углеводов выделяется энергия при распаде 1 углеводов 17, 6 кДж, которая обеспечивает жизнедеятельность организма При избытке углеводов они накапливаются клетке качестве запасных веществ крахмал, гликоген и при необходимости используются организмом качестве источника энергии Усиленное расщепление углеводов клетках можно наблюдать, например, при прорастании семян, интенсивной мышечной работе, длительном голодании Углеводы используются и качестве строительного материала Так, целлюлоза является важным структурным компонентом клеточных стенок многих одноклеточных, грибов и растений Благодаря особому строению целлюлоза нерастворима воде и обладает высокой прочностью В среднем 20 40 материала клеточных стенок растений составляет целлюлоза, а волокна хлопка почти чистая целлюлоза, и именно поэтому они используются для изготовления тканей.

Углеводы, или сахариды Моносахариды Дисахариды Полисахариды Рибоза Дезоксирибоза Глюкоза Фруктоза Галактоза Сахароза Мальтоза Лактоза Крахмал Гликоген Хитин. Вопросы 1 Какой состав и строение имеют молекулы углеводов 2 Какие углеводы называются моно, ди и полисахаридами 3 Какие функции выполняют углеводы живых организмах. Жиры являются основной формой запасания липидов клетке У позвоночных животных примерно половина энергии, потребляемой клетками состоянии покоя, образуется за счёт окисления жиров Жиры могут использоваться также качестве источника воды при окислении 1 жира образуется более 1 воды Это особенно ценно для арктических и пустынных животных, обитающих условиях дефицита свободной воды Благодаря низкой теплопроводности липиды выполняют защитные функции служат для теплоизоляции организмов Например, у многих позвоночных животных хорошо выражен подкожный жировой слой, что позволяет им жить условиях холодного климата, а у китообразных он играет ещё и другую роль способствует плавучести Липиды выполняют и строительную функцию так как нерастворимость воде делает их важнейшими компонентами клеточных мембран Многие гормоны например, коры надпочечников, половые являются производными липидов Следовательно, липидам присуща регуляторная функция. Липиды Жиры Гормоны Функции липидов энергетическая, запасающая, защитная, строительная, регуляторная.

Вопросы 1 Какие вещества относятся к липидам 2 Какое строение имеет большинство липидов 3 Какие функции выполняют липиды 4 Какие клетки и ткани наиболее богаты липидами. Этот процесс частично обратим если не разрушена первичная структура, то денатурированный белок способен восстанавливать свою структуру Отсюда следует, что все особенности строения макромолекулы белка определяются его первичной структурой Кроме простых белков состоящих только из аминокислот, есть ещё и сложные белки состав которых могут входить углеводы гликопротеины, жиры липопротеины, нуклеиновые кислоты нуклеопротеины и др Роль белков жизни клетки огромна Современная биология показала, что сходство и различие организмов определяется конечном счёте набором белков Чем ближе организмы друг к другу систематическом положении, тем более сходны их белки. Функции белков строительная, двигательная, транспортная, защитная, регуляторная, сигнальная, энергетическая, каталитическая Гормон Фермент. Задания Обобщив имеющиеся у вас знания, подготовьте сообщение о роли витаминов нормальном функционировании организма человека Обсудите с одноклассниками вопрос каким образом человек может обеспечить свой организм необходимым количеством витаминов.

Выполните лабораторную работу Расщепление пероксида водорода ферментом каталазой Цель работы показать действие фермента каталаза на пероксид водорода Н 2 О 2 и условия, которых он функционирует Информация для учащихся Пероксид водорода ядовитое вещество, образующееся клетке процессе её жизнедеятельности Фермент каталаза, расщепляя Н 2 О 2 на воду и кислород, играет защитную роль клетке Ход работы 1 Поместите первую из трёх пробирок кусочек сырого мяса, во вторую кусочек сырого картофеля, третью кусочек варёного картофеля 2 Прилейте пробирки по 2 мл 3 го раствора Н 2 О 2 3 Запишите наблюдаемые вами явления каждой пробирке 4 Сделайте вывод. Вопросы 1 Какие вещества называются катализаторами 2 Какую роль играют ферменты клетке 3 От каких факторов может зависеть скорость ферментативных реакций 4 Почему большинство ферментов при высокой температуре теряет каталитические свойства 5 Почему недостаток витаминов может вызвать нарушения процессах жизнедеятельности организма. Вопросы 1 Какое строение имеют вирусы 2 На основании чего вирусы относят к живым организмам 3 Какие особенности отличают вирусы от других живых организмов.

Клетка элементарная единица жизни на Земле Все живые существа на Земле, за исключением вирусов, построены из клеток и могут быть одноклеточными бактерии, некоторые водоросли, простейшие или многоклеточными Клетка обладает всеми признаками живого организма растёт, размножается, обменивается с окружающей средой веществами и энергией, реагирует на внешние раздражители Из этой главы вы узнаете как устроена клетка каковы функции органоидов клетки как клетка получает энергию как клетка синтезирует вещества, необходимые ей для жизнедеятельности как клетка делится. Рис 21 Микроскопы 1 микроскоп XVII 2 современные световые микроскопы 3 электронный микроскоп.

В настоящее время учёные используют и другие физические и химические методы, позволяющие выделять и исследовать различные виды молекул, входящих состав клетки Основные положения клеточной теории Клетки различных органов животных, растений, грибов внешне не очень похожи друг на друга Ну что общего, казалось бы, между нейроном нашего мозга, стрекательной клеткой гидры, инфузорией туфелькой и клеткой листа берёзы И тем не менее между этими, да и всеми другими клетками, гораздо больше сходства, чем различий И хотя многие учёные пользовались микроскопами для изучения живых существ, техника XVII XVIII вв была ещё очень несовершенной Лишь начале XIX Р Броун смог увидеть внутри клеток листа плотное образование, которое он назвал ядром К середине XIX немецкие учёные Т Шванн и М Шлейден, обобщив сведения, полученные многими исследователями, сформулировали клеточную теорию одну из основных современной биологии 1 Все живые существа, от одноклеточных до крупных растительных и животных организмов, состоят из клеток 2 Все клетки сходны по строению, химическому составу и жизненным функциям 3 Несмотря на то что многоклеточных организмах отдельные клетки специализируются на выполнении какойто определённой работы, они способны к самостоятельной жизнедеятельности, могут питаться, расти, размножаться М Шлейден и Т Шванн ошибочно полагали, что клетки могут самопроизвольно зарождаться жидкостях или во множестве рождаться внутри старых клеток Однако немецкий биолог и врач Р Вирхов доказал, что клетки способны делиться, и предложил следующее дополнение к клеточной теории 4 Все клетки образуются из клетки Таким образом, клетка элементарная единица живого, лежащая основе строения, развития и размножения всех живых организмов.

Клетка Методы изучения клетки световая микроскопия и электронная микроскопия, центрифугирование Клеточная теория. Вопросы 1 Каковы функции наружной мембраны клетки 2 Какими способами различные вещества могут проникать внутрь клетки 3 Чем пиноцитоз отличается от фагоцитоза 4 Почему у растительных клеток нет фагоцитоза. Задания 1 Составьте план параграфа 2 Проанализировав текст параграфа и рисунки 22 и 23, установите взаимосвязь между строением и функциями клеточной мембраны. Вопросы 1 Каковы функции ядра клетки 2 Какие организмы относятся к прокариотам 3 Как устроена ядерная оболочка 4 Что собой представляет хроматин 5 Каковы функции ядрышек 6 Из чего состоит хромосома 7 Где располагаются хромосомы у бактерий 8 Что такое кариотип 9 Как называется набор хромосом соматических клетках 10 Какой набор хромосом гаметах 11 Может ли диплоидный набор содержать нечётное число хромосом. Задания Подсчитайте, каким должен быть гаплоидный набор хромосом клетках рака, если диплоидный равен. Задания Сравнив строение и функции митохондрий и пластид В чём их сходство и различия.

 
 

© Copyright 2017-2018 - the-institution