Підручник Біологія 9 клас - Л.І. Остапченко - Генеза 2017

ТЕМА 2. СТРУКТУРА КЛІТИНИ

§15. ТИПИ КЛІТИН ТА ЇХНЯ ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА. БУДОВА ПРОКАРІОТИЧНОЇ КЛІТИНИ

Пригадайте будову і функції плазматичної мембрани. Що таке хромосоми, спори, інцистування? Які функції ДНК у клітині?

Ви вже знаєте, що існують організми одноклітинні та багатоклітинні. В одноклітинних істот клітина одночасно є цілісним самостійним організмом, який здійснює всі життєві функції, притаманні й багатоклітинним тваринам, рослинам і грибам. Тому клітина одноклітинних організмів часто організована складніше, ніж клітини багатоклітинних. Клітини багатоклітинних істот зазвичай спеціалізуються на здійсненні лише певних функцій. Вони можуть утворювати тканини, органи та системи органів. Отже, у багатоклітинних організмів клітини слугують елементарними складовими частинами тканин або органів. Функціонування таких організмів як цілісних біологічних систем можливе лише завдяки взаємодії клітин різних типів (мал. 79).

Чим відрізняються за будовою клітини рослин, грибів і тварин? Ви вже знаєте, що залежно від рівня організації клітини всі організми поділяють на дві групи - прокаріоти та еукаріоти. Клітини прокаріотів (бактерій, археїв) мають простішу будову (вони позбавлені ядра, більшості органел тощо). Клітини еукаріотів - тварин, рослин і грибів - організовані складніше. Вони мають ядро, принаймні на певних етапах свого клітинного циклу. Цитоплазма поділена мембранами на окремі функціональні ділянки, містить різноманітні органели. Але в будові клітин різних представників еукаріотів є й певні відмінності. Пригадаємо їх.

Мал. 79. Різні типи еукаріотичних клітин: А. Рослин. Б. Тварин. Завдання. Розгляньте малюнок. Користуючися знаннями з біології, одержаними в попередніх класах, визначте ці клітини, тканини, до складу яких вони входять, залежність їхньої будови від виконуваних функцій

Мал. 80. Схематична будова клітин: А. Рослин, Б. Грибів, В. Тварин: 1 - клітинна оболонка;

2 - плазматична мембрана; 3 - цитоплазма; 4 - мітохондрія;

5 - хлоропласт; 6 - ядро; 7 - ендоплазматична сітка; 8 - комплекс Гольджі; 9 - лізосома. Завдання. Знайдіть органели спільні та відмінні для цих груп організмів

Розгляньте уважно на малюнку 80 схематичну будову клітин рослин, грибів і тварин, проаналізуйте таблицю 4 і зверніть увагу на основні відмінності між клітинами тварин, рослин і грибів.

Таблиця 4

Основні відмінності між клітинами тварин, рослин і грибів

Структури клітин

Тварини

Рослини

Справжні гриби

Клітинна оболонка

Відсутня, є глікокалікс

Є, до її складу входить полісахарид целюлоза

Є, до її складу входить, крім целюлози, полісахарид хітин

Плазматична мембрана

Є

Є

Є

Ядро

Є

Є

Є

Вакуолі з клітинним соком

Відсутні

Трапляються

Трапляються

Мітохондрії

Є

Є

Є

Хлоропласти

Відсутні, трапляються в окремих одноклітинних видів

Є

Відсутні

Органели руху

Є в певних типів клітин багатоклітинних і деяких одноклітинних

Є у клітинах деяких водоростей і сперматозоїдів вищих спорових рослин

Відсутні

Яка будова клітин прокаріотів? Понад 2,5 млрд років тому, коли ще не було ані рослин, ані тварин, ані грибів, на нашій планеті існували лише прокаріоти (від лат. про - перед, замість та грец. каріон - ядро). До них належать археї (нечисленна група прокаріотів), різні бактерії та ціанобактерії (мал. 81).

Як і клітини еукаріотів, клітини прокаріотів мають поверхневий апарат і цитоплазму, в якій розташовані нечисленні органели та різноманітні включення. У клітинах прокаріотів немає ядра й таких органел, як: мітохондрії, пластиди, ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі, лізосоми, клітинний центр тощо (мал. 82). Така спрощена будова прокаріотів свідчить про давність їхнього походження.

Мал. 81. Представники прокаріотів: 1 - археї; 2 - бактерії роду Хелікобактер; 3 - ціанобактерії

Мал. 82. Схема будови клітини прокаріотів: 1 - капсула; 2 - клітинна оболонка; 3 - плазматична мембрана; 4 - складчасті вп’ячування мембрани; 5 - фотосинтетичні мембрани; 6 - кільцева молекула ДНК; 7 - рибосоми; 8 - джгутик; 9 - цитоплазма; 10 - запасні поживні речовини; 11 - білкові вирости оболонки клітини

До складу поверхневого апарату клітин прокаріотів входить плазматична мембрана та клітинна оболонка (мал. 83). Будова клітинної оболонки прокаріотів (різних груп бактерій, ціанобактерій) досить складна. У бактерій вона складається з полімерної сполуки - муреїну. Ця сполука утворює сітчасту структуру, яка надає клітинній стінці жорсткості. У ціанобактерій до складу зовнішнього шару клітинної стінки входить полісахарид пектин та особливі скоротливі білки. Вони забезпечують особливий рух клітин - ковзання або обертання. Клітини ціанобактерій джгутиків не мають.

Сполуки з ліпідів і полісахаридів клітинної оболонки дають змогу клітинам бактерій прилипати до різних субстратів (клітин еукаріотів, емалі зубів тощо), а також злипатися між собою. Над клітинною оболонкою багатьох бактерій інколи розміщена захисна слизова капсула, що складається з полісахаридів. Вона не дуже міцно зв’язана з клітиною і легко руйнується під дією певних сполук.

У цитоплазмі клітин прокаріотів є рибосоми та різноманітні включення (мал. 82). Але ці рибосоми дрібніші за рибосоми клітин еукаріотів. Плазматична мембрана може утворювати гладенькі або складчасті вгини в цитоплазму. На відміну від клітин еукаріотів, ці утвори не поділяють цитоплазму на відокремлені функціональні ділянки. На складчастих мембранних вгинах можуть розташовуватися дихальні ферменти, рибосоми, а на гладеньких - фотосинтетичні пігменти.

Мал. 83. Схема будови клітинної оболонки прокаріотів:

І - плазматична мембрана; ІІ - клітинна оболонка: 1 - муреїн

Цікаво знати

До складу клітинної оболонки багатьох бактерій входить ще додаткова зовнішня мембрана, яка забезпечує надійний захист вмісту клітини. На такі бактерії не діють певні антибіотики (наприклад, пеніцилін, актиноміцин). Клітинна оболонка бактерій має антигенні властивості, тобто організм, у який потрапляє бактерія, сприймає її як чужорідне, невластиве йому Завдяки цьому певні групи лейкоцитів упізнають хвороботворні бактерії й виробляють до них антитіла. (Пригадайте, як антитіла знешкоджують антигени.)

Мал. 84. Будова клітини ціанобактерії. 1 - кільцева молекула ДНК; 2 - рибосоми; 3 - плазматична мембрана; 4 - клітинна оболонка; 5 - слизова капсула; 6 - тилакоїди

Цікаво знати

У клітинах деяких бактерій (наприклад, ціанобактерій) фотосинтезуючі пігменти можуть міститися в кулястих замкнених мішкоподібних структурах, утворених вгинами плазматичної мембрани. Такі мішечки можуть бути розташовані поодинці або ж зібрані в купки. У ціанобактерій ці структури називають тилакоїдами (мал. 84).

Цікаво знати

Невеликі за розмірами кільцеві молекули ДНК розташовані й у цитоплазмі клітин прокаріотів. Їх називають позахромосомними факторами спадковості - плазмідами.

Коротко про головне

Клітини прокаріотів - бактерій і археїв - характеризуються простою будовою. Вони не мають ядра і багатьох органел (мітохондрій, пластид, ендоплазматичної сітки, комплексу Гольджі, лізосом, клітинного центру тощо).

Поверхневий апарат клітин прокаріотів включає плазматичну мембрану, клітинну стінку, іноді - слизову капсулу. У цитоплазмі клітин прокаріотів розташовані дрібні рибосоми та різноманітні включення. Замість ядра в клітинах прокаріотів є ядерна зона - нуклеоїд, де розташований спадковий матеріал - кільцева молекула ДНК. У прокаріотів, на відміну від еукаріотів, ДНК не пов'язана з ядерними білками.

Клітини деяких бактерій мають органели руху - один, декілька або багато джгутиків.

Замість ядра в клітинах прокаріотів є ядерна зона. Там розташований спадковий матеріал - кільцева молекула ДНК (мал. 82, 1; 84, 1), яка в певному місці прикріплена до плазматичної мембрани. У прокаріотів молекули ДНК не пов’язані з ядерними білками. Отже, типові хромосоми, які в клітинах еукаріотів розташовані в ядрі, у прокаріотів відсутні.

Клітини деяких бактерій мають органели руху - один, декілька або багато джгутиків. Джгутики можуть бути в декілька разів довші за саму клітину, проте їхній діаметр незначний. Тому у світловий мікроскоп вони не помітні. Джгутики прокаріотів лише зовні нагадують джгутики клітин еукаріотів. Їхня будова простіша: вони складаються з однієї трубчастої молекули особливого білка.

Ключові терміни та поняття:

прокаріоти, археї.

Перевірте здобуті знання

1. Що спільного та відмінного у будові клітин рослин, грибів і тварин? 2. Чим клітини прокаріотів за будовою відрізняються від клітин еукаріотів? 3. Яка будова поверхневого апарату клітин прокаріотів?

4. Які внутрішньоклітинні структури є у прокаріотів?

Поміркуйте

1. Чим можна пояснити простішу будову клітин прокаріотів, порівняно з еукаріотами? Відповідь обґрунтуйте. 2. Чи можна припустити, що предками еукаріотичних клітин були прокаріотичні?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

Вивчення структурно-функціональної різноманітності клітин

Мета: вивчити особливості будови клітин прокаріотів і еукаріотів; навчитися розпізнавати на схемах, постійних мікропрепаратах, мікрофотографіях прокаріотичні та еукаріотичні клітини.

Обладнання і матеріали та об’єкти дослідження: мікроскопи, предметні й накривні скельця, пінцети, скляні й дерев’яні палички, препарувальні голки; постійні мікропрепарати бактерій, епітелію ротової порожнини, шкірки цибулі, гіфів гриба мукора; електронно-мікроскопічні фотографії клітин бактерій, тварин, рослин і грибів.

Хід роботи

1. Підготуйте мікроскоп до роботи.

2. При малому збільшенні мікроскопа на постійних мікропрепаратах знайдіть клітини бактерій, грибів, рослин, тварин.

3. За відсутності постійних мікропрепаратів виготовте тимчасові:

а) стерилізованою скляною або дерев’яною паличкою зніміть із поверхні зубів наліт навколо ясен, перенесіть його на предметне скло і накрийте накривним скельцем;

б) виготовте препарат епітелію ротової порожнини у краплині слини, для чого проведіть скляною паличкою по внутрішній поверхні щоки, перенесіть мазок на предметне скло;

в) виготовте препарат шкірки м’ясистої луски цибулі, для чого перенесіть шкірку на предметне скло у краплину води та накрийте накривним скельцем;

г) зберіть зі шматка хліба або овочів цвіль білого кольору - грибницю мукора; розмістіть її на предметному склі та накрийте накривним скельцем.

4. Розгляньте при великому збільшенні мікроскопа клітини бактерій, грибів, рослин і тварин. Порівняйте особливості їхньої будови.

5. Роздивіться електронно-мікроскопічні фотографії клітин бактерій, грибів, рослин і тварин. Знайдіть клітинну стінку, плазматичну мембрану, ядро, ендоплазматичну сітку, комплекс Гольджі, мітохондрії, пластиди, вакуолі.

6. Зробіть висновки.

ТЕСТ НА ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬ

Виберіть із запропонованих відповідей правильну

1. Укажіть сполуки, з яких переважно складається плазматична мембрана: а) білки та вуглеводи; б) вуглеводи та ліпіди; в) білки та ліпіди; г) ліпіди і мінеральні солі.

2. Укажіть організми, клітини яких здатні до фагоцитозу: а) бактерії; б) справжні гриби; в) рослини; г) тварини.

3. Укажіть організми, до складу оболонки клітин яких входить глікокалікс: а) бактерії; б) гриби; в) рослини; г) тварини.

4. Укажіть сполуки, з яких переважно складаються хромосоми: а) білки та ліпіди; б) білки та ДНК; в) білки та РНК; г) ліпіди та РНК.

5. Назвіть прізвище вченого, який запровадив термін «клітина»: а) Р Гук; б) Т. Шванн; в)М. Шлейден; г) Р Вірхов.

6. Назвіть органели, яким притаманний певний ступінь автономії в клітині: а) лізосоми; б) комплекс Гольджі; в) мітохондрії; г) ендоплазматична сітка.

7. Зазначте органели, які регулюють внутрішньоклітинний тиск у клітинах одноклітинних прісноводних організмів: а) травні вакуолі; б) лізосоми; в) клітинний центр; г) скоротливі вакуолі.

8. Зазначте молекули нуклеїнових кислот, які входять до складу рибосом: а) мРНК; б) тРНК; в) рРНК; г) ДНК.

9. Назвіть структури, які наявні у хлоропластах: а) кристи; б) центріолі; в) тилакоїди; г) нуклеосоми.

10. Укажіть органели, які трапляються у клітинах прокаріотів: а) комплекс Гольджі; б) рибосоми; в) ендоплазматична сітка; г) мітохондрії.

11. Назвіть клітини еукаріотів, які не мають ядер: а) еритроцити більшості ссавців; б) клітини епітелію; в) лейкоцити; г) нейрони.

12. Назвіть структури, які трапляються всередині ядра: а) субодиниці рибосом; б) тилакоїди; в) ламели; г) кристи.

13. Укажіть органели, здатні до самоподвоєння: а) рибосоми; б) хлоропласти; в) лізосоми; г) вакуолі з клітинним соком.

14. Назвіть органели, у яких міститься ДНК: а) рибосоми; б) мітохондрії; в) лізосоми; г) комплекс Гольджі.

15. Назвіть органели, які мають власні рибосоми: а) комплекс Гольджі; б) лізосоми; в) хлоропласти; г) травні вакуолі.

Утворіть логічні пари

16. Установіть відповідність між органелами та структурами клітин та організмами, у яких вони трапляються.

1 нуклеоїд

А клітини посмугованих м'язів

2 джгутик

Б еритроцити більшості ссавців

3 ядра вегетативне та генеративне

В евглена зелена

4 багато подібних за будовою

Г інфузорія-туфелька

і функціями ядер

Д ціанобактерії

17. Установіть відповідність між органелами клітин еукаріотів та особливостями їхньої будови.

1 зерниста ендоплазматична сітка

А мають кристи

2 лізосоми

Б здатні періодично змінювати свій об'єм, виводячи з клітини

3 комплекс Гольджі

надлишок води

4 мітохондрії

В основу становить купка пласких одномембранних мішечків

Г містять ферменти, здатні розщеплювати частинки їжі

Д на мембранах розташовані рибосоми

18. Установіть відповідність структур щодо певних органел клітин.

1 диктіосома

А хлоропласти

2 кристи

Б клітинний центр

3 центріолі

В мітохондрії

4 грани

Г скоротливі вакуолі

Д комплекс Гольджі

19. Установіть відповідність між особливостями будови оболонки клітини та організмами, яким вони притаманні.

1 глікокалікс

А бактерії

2 клітинна стінка, до складу якої входить хітин

Б рослини

3 клітинна стінка, до складу якої входить муреїн

В тварини

Г справжні гриби

Завдання з вибором трьох правильних відповідей із трьох груп запропонованих варіантів відповідей 20. Охарактеризуйте будову та функції різних органел.

Клітинний центр

Лізосоми

Мітохондрії

1 оточений однією мембраною

1 оточені двома мембранами

1 оточені трьома мембранами

2 включає дві центріолі

2 містять гідролітичні ферменти

2 містяться лише в клітинах анаеробних організмів

3 трапляються у клітинах вищих рослин

3 трапляються у клітинах прокаріотів

3 мають власні молекули ДНК

21. Назвіть основні функції, притаманні органелам клітин еукаріотів.

Гранулярна (зерниста) ендоплазматична сітка

Лізосоми

Мітохондрії

1 перетравлення поживних речовин

1 синтез білків

1 синтез АТФ

2 синтез білків

2 синтез вуглеводів

2 фотосинтез

3 синтез АТФ

3 перетравлення поживних

3 транспорт поживних речовин по

речовин

клітині

22. Охарактеризуйте будову клітин різних організмів.

Бактерії

Рослини

Тварини

1 мають мітохондрії

1 до складу клітинної стінки входить хітин

1 зовнішній шар оболонки клітини - глікокалікс

2 мають клітинний центр

2 клітини містять вакуолі з клітинним соком

2 до складу клітинної стінки входить целюлоза

3 до складу клітинної стінки входить муреїн

3 можуть утворювати псевдоподії

3 джгутики складаються з однієї мікротрубочки

Запитання з відкритою відповіддю

23. Як відсутність ядра впливає на властивості клітини? Відповідь обґрунтуйте.

24. Чим можна пояснити, що деякі еукаріотичні клітини позбавлені ядра? Наведіть приклади таких клітин.

25. Яке значення має вивчення каріотипів організмів для систематики? Відповідь обґрунтуйте.

26. Що спільного та відмінного є між спадковим матеріалом клітин прокаріотів і еукаріотів?

27. Які з органел еукаріотичної клітини беруть участь у синтезі органічних сполук?



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити