в клетках каких организмов имеется ядро
Строение и функции ядра
Вопрос 1. Каковы функции ядра клетки?
Ядро в клетке выполняет основные функции:
1. хранение и воспроизведение наследственной информации, которая хранится в ядре в виде молекул ДНК, входящих в состав хромосом;
2. регуляция обмена веществ в клетке осуществляется благодаря тому, что в ядре содержится наследственная информация о строении клеточных белков в составе ядерных хромосом.
Вопрос 2. Какие организмы относятся к прокариотам?
Прокариоты — это организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра. К ним относят бактерии, сине-зеленые водоросли (цианобактерии) и археи.
Вопрос 5. Каковы функции ядрышек?
Ядрышки – это округлые, сильно уплотненные, не ограниченные мембраной участки ядра. Форма их, размеры и количество зависит от функционального состояния ядра. В клетке, выполняющей функцию синтеза большого количества белка, в ядре будет несколько ядрышек или они будут крупные и рыхлые, т.е. функция ядрышка – это синтез рРНК и сборка малой и большой субъединиц рибосом. В составе ядрышка находится: 80% белка, 10-15% РНК, небольшое количество ДНК и другие химические компоненты. В профазу деления клетки субъединицы рибосом через ядерные поры выходят в цитоплазму, ДНК ядрышка упаковывается на хромосомы, имеющие вторичную перетяжку или ядрышковый организатор, и соответственно, ядрышко как структура распадается и становится не видимой структурой, поэтому иногда говорят, что оно «растворяется».
Вопрос 6. Из чего состоит хромосома?
Хромосома представляет собой молекулу ДНК, соединенную с особым белком, придающим ей компактность.
Вопрос 7. Где располагаются хромосомы у бактерий?
В клетках бактерий нет оформленного ядра. Генетический аппарат бактерий представлен одной кольцевой молекулой ДНК (бактериальной хромосомой), которая присоединена в определенном месте к клеточной мембране и занимает в цитоплазме пространство, называемое нуклеоидом.
Вопрос 9. Как называется набор хромосом в соматических клетках?
Как правило, соматические клетки содержат двойной набор хромосом, который называется диплоидным.
Вопрос 10. Какой набор хромосом в гаметах?
Гаметы содержат только по одной хромосоме каждого вида, т. е. имеют одинарный набор хромосом, который называется гаплоидным.
Вопрос 11. Какой гаплоидный набор хромосом в клетках рака, если диплоидный равен 118?
Если диплоидный набор хромосом в клетках равен 118, то гаплоидный будет в два раза меньше — 59 (118/2=59).
Вопрос 12. Может ли диплоидный набор содержать нечетное число хромосом?
Диплоидный набор хромосом может содержать нечетное количество хромосом. Существуют организмы, у которых в соматических клетках имеется только одна половая хромосома. Например, у некоторых насекомых (клопы, кузнечики) самки гомогаметны (XX), а самцы имеют только одну половую хромосому (ХО).
Естествознание.ру
Строение клетки
Жизнь — способ существования одних тел за счет выживания других.
Задумывались ли вы, из чего состоят растения, животные и человек? На первый взгляд все вокруг состоит из крупных деталей — частей тела и органов. На самом деле все живое на планете состоит из микроскопических частиц — клеток. Деревья, звери, человек, микробы — все организмы построены из невидимых глазу «кирпичиков». Собранные воедино, они складываются в целостную систему. Но каждая клетка — отдельный микромир со своими свойствами и функциями.
Когда одной клетки достаточно
До 1665 года человечество не подозревало о существовании клеток. Впервые их обнаружил англичанин Роберт Гук. Он разглядывал через увеличительный прибор кору дуба и заметил, что она состоит из множества ячеек. Позднее выяснилось, что это были мертвые оболочки клеток, полые внутри.
В живых клетках растений, в отличие от мертвых, присутствует вязкое вещество — цитоплазма, в которой плавают ядро и вакуоли — пузырьки с клеточным соком. Взгляните на разрезанный помидор или кусочек арбуза. Вы заметите, что спелая мякоть состоит из мельчайших гранул. Это и есть растительные клетки.
Как вы думаете, все ли живые существа состоят из множества клеток, или порой достаточно и одной, чтобы создание могло полноценно жить, питаться и размножаться? Иногда одной клетки хватает для жизни. На Земле есть ничтожно малые существа — одноклеточные, организм которых состоит из одной-единственной клетки.
В 1675 году голландский ученый Антони ван Левенгук начал рассматривать под микроскопом капельки воды. Он заметил, что жидкость кишит микроскопическими созданиями. Каждое из них могло бы с легкостью проплыть сквозь тонкое игольное ушко. Тела этих крошечных существ состояли из одной клетки. Тем не менее, организмы легко реагировали на свет, тепло, химические вещества и механические раздражители. Они были способны самостоятельно питаться, дышать, размножаться, расти и развиваться.
Однажды Роберт Гук (1635-1703 гг. — английский естествоиспытатель и изобретатель) вел наблюдения на старом микроскопе. Он был в виде полуметровой позолоченной вертикальной трубы. Работать на нем приходилось, согнувшись в три погибели. Гук решил усовершенствовать прибор. Для начала он сделал тубус наклонным. Затем биолог установил перед прибором масляную лампу для лучшего освещения. Потом к нему пришла мысль усилить свет за счет солнечных лучей и сконцентрировать его. Так появился большой стеклянный шар, наполненный водой. За ним была установлена специальная линза. Эта оптическая система в сотни раз усиливала яркость освещения.
Ученые сделали вывод: одноклеточные — такие же живые существа, как, к примеру, слон или человек. С тех пор все живое делится на две группы — одноклеточные и многоклеточные.
Строение клетки
Животные и растительные клетки имеют схожее строение. Внутри клетка заполнена цитоплазмой, в которой «плавают» внутренние компоненты.
Главный орган клетки — ядро, покрытое пористой оболочкой. Сквозь поры в ядро и обратно поступают питательные вещества и отходы. Ядро заполнено соком, в котором находятся ниточки молекул ДНК и ядрышко. Ядро — главнокомандующий, оно управляет всеми процессами внутри клетки и заведует важной генетической информацией.
Помимо ядра, вакуолей и цитоплазмы внутри клетки присутствуют и другие органоиды. И в животных, и в растительных клетках есть вакуоли — пузырьки, заполненные клеточным соком. Они отвечают за хранение питательных веществ, обезвреживание ядов и вывод отходов. Митохондрии — производители энергии. Они помогают клетке дышать, размножаться, расти. Аппарат Гольджи отвечает за производство, хранение и доставку веществ в разные части клетки. Рибосомы в ответе за выработку белка — строительного материала. Лизосомы, мешочки с ферментами, которые ускоряют процессы в организме, переваривают пищу. Пероксисомы тоже содержат ферменты. Они нейтрализуют вредные вещества и разрушают жиры.
У растительных и животных клеток есть и отличия
Клетки бывают крупных размеров. Например, клетка стебля льна достигает 40 мм, а клетка мякоти арбуза — 1 мм. Их видно невооруженным глазом.
Митохондрии и хлоропласты
Все клетки нуждаются в питании, которое они получают при помощи митохондрий и хлоропластов.
Митохондрии производят аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ). Это своеобразный аналог батарейки, которая вырабатывает, хранит и распределяет между органоидами энергию. Активные клетки расходуют большое количество энергии, и митохондрий в них много. Если внутренние процессы в клетке протекают вяло, избыток энергии ни к чему. В такой клетке митохондрий мало. Митохондрии могут иметь спиралевидную, округлую, чашевидную и нитевидную формы и даже способны трансформироваться. Они передвигаются внутри клетки. Эти частички словно чувствуют, какая часть клетки остро нуждается в энергии, и спешат именно туда.
Хлоропласты — такие же «энергетические фабрики» в клетках зеленых растений. Они достигают в ширину 2-4 микрометров, в длину — 5-10 микрометров. У зеленых водорослей встречаются хроматофоры — гигантские хлоропласты длиной 50 микрометров. Таких хроматофоров может содержаться всего по одному на клетку.
В хлоропластах содержится пигмент хлорофилл, который окрашивает растения в зеленый цвет и участвует в важнейшем процессе — фотосинтезе. При помощи хлорофилла зеленые растения поглощают солнечный свет и перерабатывают его в органические вещества.
Ядро клетки
Самая первая живая клетка зародилась на планете миллионы лет назад. Ученые до сих пор спорят о том, когда и как она появилась: в воде или на суше, из каких частиц, в каких условиях.
В поиске истины ученые выдвинули две теории происхождения клеток: клеточную и теорию биогенеза. Клеточная теория стала основополагающей. В середине XIX века после долгих исследований немецкие ученые Маттиас Шлейден и Теодор Шванн впервые заявили: абсолютно все живые организмы на Земле состоят из клеток. Так появилась клеточная теория. Немногим позднее Рудольф Вирхов высказал мнение о том, что живая клетка может произойти только от живой клетки, а ее спонтанное появление из неживой материи невозможно. Выходит, жизнь была всегда. Вечно. Это стало главным утверждением биогенеза.
Оказывается, не у каждой клетки есть ядро. Да-да, существуют организмы, способные выжить без этого важнейшего компонента. Исходя из этого, современные ученые выделяют два вида клеток: прокариотические и эукариотические. Названия этих групп произошли от древнегреческого языка. Слово «карио» переводится как ядро, приставка «про» — до, «эу» — хорошо. Значит, прокариоты — это организмы, клетки которых не содержат ядра. К доядерным относятся бактерии, сине-зеленые водоросли и археи — древнейшие одноклеточные.
В целом эукариотические клетки отличаются от прокариотов сложностью своей конструкции. Биологи считают, что прокариоты — предки эукариотов, которые в процессе эволюции начали объединяться, образуя многоклеточные организмы.
Симбиогенез. История о том, как съеденная жертва стала звеном эволюции
Между живой клеткой и большинством высокоупорядоченных небиологических систем, таких как кристалл или снежинка, существует пропасть настолько обширная и абсолютная, как только можно представить»
Майкл Дентон, британско-австралийский биохимик
Миллионы лет назад, когда начала зарождаться жизнь, Землю населяли одноклеточные безъядерные создания. Они жили, питались и размножались. Крупные особи пожирали мелких. Однажды кроха, проглоченная «хищником», выжила внутри его организма и поселилась там. Поскольку внутри одноклеточного прокариота была лишь цитоплазма, кроха прижилась в ней. Спустя годы эволюции съеденные микроскопические организмы превратились в митохондрии и хлоропласты. На самом деле все происходило не так быстро, как может показаться.
Эукариоты образовывались в несколько этапов
Строение и функции ядра
Вопрос 1. Каковы функции ядра клетки?
Ядро в клетке выполняет основные функции:
1. хранение и воспроизведение наследственной информации, которая хранится в ядре в виде молекул ДНК, входящих в состав хромосом;
2. регуляция обмена веществ в клетке осуществляется благодаря тому, что в ядре содержится наследственная информация о строении клеточных белков в составе ядерных хромосом.
Вопрос 2. Какие организмы относятся к прокариотам?
Прокариоты — это организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра. К ним относят бактерии, сине-зеленые водоросли (цианобактерии) и археи.
Вопрос 5. Каковы функции ядрышек?
Ядрышки – это округлые, сильно уплотненные, не ограниченные мембраной участки ядра. Форма их, размеры и количество зависит от функционального состояния ядра. В клетке, выполняющей функцию синтеза большого количества белка, в ядре будет несколько ядрышек или они будут крупные и рыхлые, т.е. функция ядрышка – это синтез рРНК и сборка малой и большой субъединиц рибосом. В составе ядрышка находится: 80% белка, 10-15% РНК, небольшое количество ДНК и другие химические компоненты. В профазу деления клетки субъединицы рибосом через ядерные поры выходят в цитоплазму, ДНК ядрышка упаковывается на хромосомы, имеющие вторичную перетяжку или ядрышковый организатор, и соответственно, ядрышко как структура распадается и становится не видимой структурой, поэтому иногда говорят, что оно «растворяется».
Вопрос 6. Из чего состоит хромосома?
Хромосома представляет собой молекулу ДНК, соединенную с особым белком, придающим ей компактность.
Вопрос 7. Где располагаются хромосомы у бактерий?
В клетках бактерий нет оформленного ядра. Генетический аппарат бактерий представлен одной кольцевой молекулой ДНК (бактериальной хромосомой), которая присоединена в определенном месте к клеточной мембране и занимает в цитоплазме пространство, называемое нуклеоидом.
Вопрос 9. Как называется набор хромосом в соматических клетках?
Как правило, соматические клетки содержат двойной набор хромосом, который называется диплоидным.
Вопрос 10. Какой набор хромосом в гаметах?
Гаметы содержат только по одной хромосоме каждого вида, т. е. имеют одинарный набор хромосом, который называется гаплоидным.
Вопрос 11. Какой гаплоидный набор хромосом в клетках рака, если диплоидный равен 118?
Если диплоидный набор хромосом в клетках равен 118, то гаплоидный будет в два раза меньше — 59 (118/2=59).
Вопрос 12. Может ли диплоидный набор содержать нечетное число хромосом?
Диплоидный набор хромосом может содержать нечетное количество хромосом. Существуют организмы, у которых в соматических клетках имеется только одна половая хромосома. Например, у некоторых насекомых (клопы, кузнечики) самки гомогаметны (XX), а самцы имеют только одну половую хромосому (ХО).
Задания части 2 ЕГЭ по теме «Строение эукариотической клетки»
1. Что такое центриоли и центромеры? Как они связаны между собой?
1) Центриоль – компонент клеточного центра, организующего веретено деления.
2) Центромера – первичная перетяжка, в которой две хроматиды связываются между собой.
3) Во время деления нить веретена деления связывает центромеру с центриолью.
2. Объясните, почему зрелые эритроциты не могут синтезировать белки.
В зрелых эритроцитах отсутствует ядро, следовательно, у них отсутсвует наследственная информация (информация о строении белков).
3. В чем проявляется сходство и различие хлоропластов и митохондрий?
1) Сходства:
а) Они имеют двойную мембрану, наружная мембрана гладкая, внутренняя с выростами.
б) Имеют кольцевую ДНК и прокариотические рибосомы, самостоятельно синтезируют белок.
в) Размножаются внутри клетки делением.
2) Различия:
а) хлоропласты содержат хлорофилл и находятся только в растительных клетках, а митохондрии содержатся и в растительных, и в животных клетках;
б) в хлоропластах происходит фотосинтез, а митохондрии осуществляют клеточное дыхание.
4. Замороженные яблоки при оттаивании выделяют сладковатый сок. С чем это связано?
При замораживании вода превращается в лед, расширяется и разрывает клетки, цитоплазма и клеточный сок вытекают.
5. Каково строение и функции цитоплазмы?
Цитоплазма – внутренняя полужидкая среда клетки. Функции:
1) Цитоплазма связывает между собой все компоненты клетки.
2) За счет микротрубочек («белковых нитей») выполняет функцию скелета клетки, обеспечивает передвижение её частей.
3) В цитоплазме происходят основные процессы обмена веществ, например, гликолиз.
7. Рассмотрите предложенную схему классификации немембранных органоидов клетки. Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный на схеме вопросительным знаком.
8. Найдите три ошибки в приведённом тексте «Структуры клеток». Укажите номера предложений, в которых допущены ошибки, исправьте их. (1) Цитология – это раздел биологии, изучающий живые клетки, их органеллы, строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти. (2) Все органеллы клетки можно разделить на три группы: одномембранные, двумембранные, трёхмембранные. (3) К двумембранным органеллам относятся митохондрии и пластиды. (4) Митохондрии можно увидеть в клетках бактерий, растений, животных, грибов. (5) У бактерий нет оформленного ядра, а генетический аппарат у них представлен кольцевой ДНК – нуклеоидом. (6) Цитоплазма, плазмолемма и рибосомы присутствуют в клетках представителей всех царств живых организмов. (7) Поверх плазмолеммы может присутствовать клеточная стенка, которая у растений в основном состоит из вещества белковой природы – клетчатки.
9. Хлоропласты и митохондрии – полуавтономные органоиды эукариотных клеток. В результате какого процесса в ходе эволюции сформировались митохондрии и хлоропласты в эукариотной клетке? Приведите соответствующее доказательство. В чем заключается полуавтономность митохондрий и хлоропластов?
1) митохондрии и хлоропласты в эукариотной клетке в ходе эволюции сформировались из древних прокариот в результате симбиогенеза;
2) сходство в строении с прокариотной клеткой: кольцевая молекула ДНК, мелкие рибосомы, наличие выростов внутренней мембраны;
3) митохондрии и хлоропласты способны к самостоятельному делению, к биосинтезу своих белков, но используют для этого ресурсы клетки, и находятся под контролем ядра
В клетках каких организмов имеется ядро
Подробное решение параграф § 23 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Пасечник В.В., Каменский А.А., Рубцов A.M. Углубленный уровень 2019
Вопрос 1. Все ли клетки имеют ядра? У каких организмов клетки не содержат оформленного ядра?
Прокариотические клетки не имеют ядра (клетки бактерий и сине — зеленых водорослей). У эукариотических организмов во всех клетках есть ядро, за исключением зрелых эритроцитов и тромбоцитов млекопитающих, а также клеток ситовидных трубок растений.
Вопрос 2. Встречаются ли в природе многоядерные клетки? Приведите примеры.
Да, встречаются. Многоядерные клетки: клетки скелетных мышц, волокна поперечнополосатой мускулатуры, до 20% клеток печени человека, мыши, крапива двудомная, виноградная улитка, гриб — трутовик, клоп ягодный, кишечная палочка, инфузория туфелька.
Вопрос 3. Какие вещества отвечают за хранение, передачу и реализацию наследственной информации в биологических системах?
Вопрос 4. Эритроциты человека и млекопитающих животных — красные кровяные клетки, которые во взрослом (зрелом) состоянии совсем не имеют ядра. Оно выдавливается из этой клетки в процессе её созревания. А вот эритроциты большинства других животных — ядерные. Эта особенность очень помогала сыщикам уже более 100 лет тому назад определять, не подменил ли преступник место преступления, налив где — нибудь птичьей крови, например куриной. Как вы думаете, почему эритроциты человека не имеют ядра? Какой в этом физиологический смысл?
Ядро эритроцита утратилось в процессе эволюции. Отсутствие ядра в этих клетках позволяет вмещать больше молекул гемоглобина и использовать для транспортировки кислорода и углекислого газа весь объем клетки.
Поэтому каждый эритроцит человека может захватывать больше кислорода, чем эритроциты низших животных, например, лягушки. Так на высоких ступенях развития животного мира отдельные клетки «приносят себя в жертву» всему живому организму.
Вопрос 5. Какова функция ядра в клетке?
В ядре содержится вся информация о процессах жизнедеятельности, росте и развитии клетки. Эта информация хранится в ядре в виде молекул ДНК, входящих в состав хромосом. Поэтому ядро координирует и регулирует синтез белка, а, следовательно, все процессы обмена веществ и энергии, протекающие в клетке.
Вопрос 6. Какое строение имеет оболочка ядра клетки? Какие функции она выполняет?
1. отделяет содержимое ядра, его генетический материал от цитоплазмы, ограничивает свободный доступ в ядро или выход из него различных веществ.
2. регулирует транспорт макромолекул между ядром и цитоплазмой. Например, известно, что гистоны и другие белки после синтеза в цитоплазме мигрируют в ядро. Известен также и обратный процесс транспорта веществ из ядра в цитоплазму. Это прежде всего касается транспорта РНК и рибонуклеопротеидов, образующиеся исключительно в ядре. Транспорт высокомолекулярных соединений, а также рибосом через ядерную оболочку осуществляется через поры.
3. участвует в поддержании внутренней структуры ядра в интерфазе путем фиксации хромосомного материала к внутренней ядерной мембраны.
Вопрос 7. Что представляет собой хроматин? Какую функцию в ядре выполняют белки — гистоны?
Хроматин представляет собой хромосомы в деспирализованном состоянии. Хроматин — это ДНК, связанная с белками. Перед делением клетки ДНК плотно скручивается, образуя хромосомы, а ядерные белки — гистоны — необходимы для правильной укладки ДНК, в результате которой объём, занимаемый ДНК, во много раз уменьшается. В растянутом виде длина хромосомы человека может достигать 5 см.
Вопрос 8. Что представляют собой хромосомы? Каково их значение в клетке?
Хромосомы — это плотные палочки или нитевидные тельца, которые заметны в ядре клетки во время митотического деления.
Каждая митотическая хромосома состоит из двух хроматид (d — хромосома). В каждой хромосоме можно заметить суженное место — первичную перетяжку (центромеру), которая разделяет хромосому на два плеча (плечи бывают разной длины). Каждый вид растительных и животных организмов имеет специфику числа, размеров и строения хромосом.
1) хранят наследственную информацию.
2) воспроизводят ее в процессе репликации.
2) участвуют в реализации генетической информации. С ДНК (которая составляет основу хромосом) в процессе транскрипции информация переписывается на иРНК.
Вопрос 9. Каковы основные функции ядрышек, содержащихся в ядре клетки?
Ядрышки — участки ДНК, которые отвечают за синтез молекул РНК и белков, использующихся клеткой для построения рибосом.
Основная функция ядрышка — образование рибосомных субъединиц.
Вопрос 10. Продолжайте заполнение сравнительной таблицы о строении клеток эукариотов (см. задание 1 на с. 152).
Вопрос 11. Прочитайте описание эксперимента и оформите его как мини — исследование. Роль ядра в клетке можно продемонстрировать на примере следующего эксперимента. Нужно разделить клетку амёбы на две равные части, отличающиеся друг от друга только тем, что в одной из них будет содержаться ядро, а другая соответственно окажется без него. В итоге мы увидим, что первая часть быстро оправится от последствий травмы и будет активно питаться, расти и даже делиться. Вторая же часть просуществует всего несколько дней, а затем погибнет. Но если в неё ввести ядро от другой амёбы, то она быстро восстановится в нормальный одноклеточный организм.
Мини — исследование строится по единому алгоритму, который отражает этапность работы над научно — исследовательской проблемы. Это выбор проблемы; сбор информации об уже имеющихся в науке знаниях по изучаемой проблематике; анализ и обобщение полученных знаний по проблеме; разработка концепции и планирование исследования; подбор методов и методик осуществления исследования; проведение исследования; обработка полученных данных; письменное оформление теоретического и эмпирического материала в виде целостного текста; представление работы на рецензирование; представление к защите и защита работы.
Структура работы должна быть представлена следующим образом: титульный лист; содержание; введение; главы основной части; выводы; заключение; список литературы; приложения.
Проблема. Роль ядра в клетке.
Гипотеза. Большинство клеток живых организмов без ядра нормально жить и функционировать не могут.
Объект исследования: амёба обыкновенная.
Предмет исследования: важно ли наличие ядра в клетке.
Методы исследования: морфологический, наблюдение, метод извлечения ядра из клетки.
Цель исследования: исследовать важность присутствия ядра на процессы жизнедеятельности клетки и одноклеточного организма в целом.
1. Разделить клетку амёбы на две равные части, отличающиеся друг от друга только тем, что в одной из них будет содержаться ядро, а другая соответственно окажется без него.
2. Отмечать изменения в жизнедеятельности клеток.
3. В клетку без ядра ввести ядро от другой амёбы.
4. Отмечать изменения в жизнедеятельности клетки.
Вопрос 12. Обсудите с одноклассниками: почему иногда в информационных источниках о строении клетки ядро не относят к органоидам клетки?
Порой под органоидами понимается исключительно лишь постоянные структуры клетки, которые находятся в ее цитоплазме. Здесь эти компоненты клетки сопоставляются с органами многоклеточного организма. По этой же причине ядро клетки и ее ядрышко не называют органоидами, равно как и не являются органоидами клеточная мембрана, реснички и жгутики.