Материал для подготовки к ГИА по биологии по теме "Клетка" (9, 11 класс)

Повторяем тему «Клетка»

Клетка как биологическая система.

Основные термины и понятия темы: клеточная теория, цитология, клетка, прокариоты, эукариоты, органоиды, взаимосвязь строения и функций органоидов клетки, сравнительная характеристика клеток растений, животных, грибов и бактерий.

Цитология – наука о клетке. Цитология изучает строение и химический состав клеток, их функции, метаболизм, размножение и развитие.

Методы изучения клетки.

1.Оптическая микроскопия (увеличение около 8000 раз).

2.Электронная микроскопия (увеличение порядка 100 000 раз).

3. Тунельная микроскопия – алмазная игла сканирует препарат. В момент перекрывания электронных облаков иглы и молекул препарата компьютер регистрирует скачок электрического тока.

4. Химические методы.

5. Центрифугирование – разделение частей клеток, отличающихся по удельному весу с помощью центрифуги.

6. Нанобиотехнологии.

История развития представлений о клетке.

Этапы	Годы, исследователи, научные открытия
Зарождение и развитие понятия о клетке	1665 – Роберт Гук ввёл понятие «клетка»; 1680 – Антони ван Левенгук открыл одноклеточные организмы; 1833 – Роберт Броун обнаружил внутри клетки ядро (деление на прокариоты и эукариоты); 1837-1838 – Матиас Шлейден пришёл к выводу, что все растительные клетки имеют ядро, Томас Шванн обнаружил ядра в животных клетках
Возникновение клеточной теории	1838 – Т.Шванн и М.Шлейден обобщили знания о клетке, сформулировали основные положения клеточной теории
Развитие клеточной теории	1858 – Роберт Вирхов доработал клеточную теорию положением, что каждая новая клетка происходит только из клетки в результате деления; 1858 – Карл Максимович Бэр установил, что все организмы начинают своё развитие с одной клетки; 1868 – Ф.Мишер открыл нуклеиновые кислоты; 1892 – Д.И.Ивановский открыл вирусы; 1898 – К.Гольджи открыл аппарат Гольджи; 1931 – сконструирован первый электронный микроскоп (Е.Руска, М.Кноль); 1953 – Д.Уотсон, Ф.Крик создали модель структуры ДНК в виде двойной спирали; 1953 – Г.Э.Паладе обнаружил и описал рибосомы

Основные положения клеточной теории.

Основные положения	Характеристика
1.         Клетка – основная структурная единица, развития и жизнедеятельности	Все организмы состоят из клеток. Многоклеточные организмы развиваются из одной оплодотворённой яйцеклетки. Процессы жизнедеятельности организма складываются из жизнедеятельности отдельных клеток
2.         Клетки всех организмов сходны по химическому составу, строению, функциям	Все клетки содержат органические соединения: углеводы, липиды, белки, нуклеиновые кислоты и неорганические вещества (воду и минеральные соли). Все клетки имеют оболочку, цитоплазму; эукариотические – ядро и другие клеточные структуры – органоиды. Все клетки имеют способность к росту, размножению, дыханию, выделению, обмену веществ и энергии, обладают раздражимостью.
3.         Все новые клетки образуются при делении исходных клеток	Рост организма происходит в результате деления клеток, новые клетки образуются только при делении исходных, материнских клеток. В многоклеточном организме клетки специализируются по функциям и образуют ткани.

Химический состав клетки.

Химические вещества клетки

 

             Неорганические вещества                               Органические вещества

 

Соединения                         Ионы                      Малые молекулы            Биополимеры

 

Вода                                   Анионы                    Моносахариды                Полисахариды

 

Соли,                                 Катионы                   Аминокислоты                Белки

кислоты

                                                                              Нуклеотиды                     Нуклеиновые

                                                                                                                          кислоты

                                                                               Липиды

Все клетки животных и растительных организмов, а также микроорганизмов сходны по химическому составу. В клетке содержится несколько тысяч веществ, которые участвуют в разнообразных химических реакциях. Сходство в строении и химическом составе разных клеток свидетельствует о единстве их происхождения.

Одни элементы содержатся в клетках в относительно большом количестве, другие - в малом. Особенно велико содержание в клетке четырех элементов - кислорода, углерода, азота и водорода (до 98%). Сера, фосфор, хлор, калий, магний, натрий, кальций, железо составляют вместе 1,9%. Все остальные элементы содержатся в клетке в исключительно малых количествах (меньше 0,01%). В живых телах наряду с веществами, распространенными в неживой природе, содержится много веществ, характерных только для живых организмов.

Вода составляет почти 80% массы клетки. Ей принадлежит существенная многообразная роль в жизни клетки. Она определяет физические свойства клетки - ее объем, форму, упругость. Вода участвует в образовании структурных молекул органических веществ, в частности структуры белков. Большинство реакций, протекающих в клетке, могут идти только в водном растворе; многие вещества поступают в клетку из внешней среды в водном растворе и в водном же растворе отработанные продукты выводятся из клетки. Вода является непосредственным участником многих химических реакций (расщепление белков, углеводов, жиров и др.).

Биологическая роль воды определяется особенностью ее молекулярной структуры, полярностью молекул воды. Частица воды - диполь: в области атомов водорода (протона) преобладает положительный заряд, а в области атомов кислорода - отрицательный. Этим объясняется способность воды к ориентированию в электрическом поле и присоединению к различным молекулам и участкам молекул, несущим заряд, с образованием гидратов. Много веществ способно растворяться в воде: соли, кислоты, щелочи, а из органических веществ - многие спирты, амины, углеводы, белки и др. Вещества, хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными веществами (греч. “гидрос” - вода, “филео” - люблю). Жиры, клетчатка и другие вещества плохо или вовсе не растворяются в воде, их называют гидрофобными (греч. “гидрос” - вода, “фобос” - страх, ненависть). Гидрофильность объясняется наличием групп атомов, способных вступать с молекулами воды в электростатическое взаимодействие или образованием с ними водородных связей. Гидрофильные вещества - это соли, углеводы, белки, низкомолекулярные органические соединения. Многие жиры - гидрофобны. Гидрофобные вещества входят в состав клеточных мембран, обусловливая их полупроницаемость.

Минеральные соли: в клетке диссоциируют на катионы и анионы.

Функции	Значение
Сохранение кислотно-щелочного равновесия	За счёт буферных систем происходит регуляция рН среды. Фосфатная буферная система поддерживает рН внутриклеточной среды в пределах 6,9 – 7,4. Бикарбонатная – на уровне 7,4.
Активация ферментов	Некоторые катионы являются активаторами и компонентами различных ферментов, витаминов и гормонов.
Структурная	Служат источником для синтеза органических веществ, участвуют в образовании внутреннего и наружного скелетов
Создание мембранного потенциала	Внутри клетки преобладают ионы калия, а снаружи – натрия и хлора. В результате образуется разность потенциалов
Создание осмотического давления	Внутри клетки концентрация ионов солей выше, что обеспечивает поступление в клетку воды, создаёт тургорное давление

УГЛЕВОДЫ:

	Моносахариды	Олигосахариды	Полисахариды
Особенности строения и свойства	бесцветные, твёрдые кристаллические вещества, хорошо растворяются в воде, имеют сладкий вкус	в большей степени представлены дисахаридами, растворимы в воде, обладают сладким вкусом	полимеры, состоящие из моносахаридов, линейные или разветвлённые, нерастворимы в воде, не имеют сладкого вкуса; могут образовывать соединения с липидами (гликолипиды) и белками (гликопротеины)
Примеры	пентозы (рибоза, дезоксирибоза); гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза)	мальтоза (состоит из 2-х молекул глюкозы), лактоза (галактоза+глюкоза), сахароза (глюкоза + фруктоза)	целлюлоза, крахмал, гликоген, хитин
функции	1.Энергетическая – основной источник энергии, при полном окислении 1 г глюкозы освобождается 17,6 кДж энергии. 2.Запасающая – крахмал (у растений)  и гликоген (у животных и грибов) 3.Строительная – входят в состав нуклеиновых кислот, клеточных мембран, клеточных стенок. 4.Рецепторная – гликопротеины, которые входят в состав клеточных мембран, обеспечивают узнавание клетками друг друга. 5.Защитная – растворы углеводов защищают от механических повреждений ткани и органы

ЛИПИДЫ:

	Простые липиды	Сложные липиды	Липоиды
Особенности	Сложные эфиры спиртов с жирными кислотами, гидрофобные, легче воды, способны подвергаться гидролизу(омылению), в воде нерастворимы; пластичные вещества, обладают водоотталкивающими свойствами	Сложные эфиры спиртов с жирными кислотами и другими группами	Жироподобные вещества, предшественники или производные липидов
Примеры	1.Нейтральные жиры – сложные эфиры трёхатомного спирта глицерина и жирных кислот 2.Воски – сложные эфиры одноатомных спиртов и жирных кислот	1.Фосфолипиды – сложные эфиры трёхатомного спирта глицерина, жирных кислот и фосфорной кислоты. 2.Гликолипиды – соединения, построенные из липидного и углеводного компонентов. 3.Липопротеиды – комплексы липидов и белков	Жирные кислоты, глицерин, холестерин, жёлчные кислоты, жирорастворимые витамины (А, D? E? K), стероидные гормоны
Функции	1. Энергетическая – при полном расщеплении 1 г жира освобождается 38,9 кДж энергии. 2.Запасающая – откладываются в клетках жировой ткани, источник энергии во время спячки, миграции, голода. 3.Источник метаболической воды. 4.Защитная – амортизация органов, теплоизоляция, предохраняют от смачивания	1.Структурная – принимают участие в образовании мембран	1.Регуляторная – гормоны регулируют рост, дифференцировку, размножение, адаптации, обмен веществ. 2.Каталитическая – витамины являются кофакторами ферментов

БЕЛКИ – биологические гетерополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В образовании природных белков участвует 20 аминокислот, из них для человека 8 являются незаменимыми, так как не могут синтезироваться в организме и должны поступать с пищей – это лизин, валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенилаланин, триптофан и метионин. Аминокислоты имеют общий план строения и между собой различаются только радикалами.

СТРУКТУРА БЕЛКОВОЙ МОЛЕКУЛЫ

Структура  белковой  молекулы - сложная пространственная структура, обладающая первичным, вторичным, третичным и четвертичным уровнями организации. Особенности структурной организации белковой молекулы определяются первичным уровнем ее организации.

Название структуры	Особенности структуры	Химические связи
Первичная	Цепочка из аминокислот	Пептидные связи (ковалентные, прочные)
Вторичная	Цепочка закручена в спираль (белки называют фибриллярными)	водородные (непрочные)
Третичная	Имеет вид клубка или глобулы (белки называют глобулярными)	Гидрофобные, водородные, ионные и дисульфидные S-S (ковалентные)
Четвертичная	Сложный комплекс из нескольких белковых макромолекул	Ионные, водородные, гидрофобные (нековалентные, непрочные)

Свойства белков.

Денатурация белков — процесс, при котором происходит нарушение структурной организации белковой молекулы. Денатурация может происходить под влиянием различных факторов.

Денатурация может быть обратимой, когда происходит сохранение первичной структуры белковой молекулы и возможно восстановление полноценной структуры белка. Этот вид денатурации имеет чрезвычайно важное значение в процессе выполнения белками различных функций в организме. Необратимая денатурация характеризуется нарушениями в первичной структуре белка, когда восстановление белковой структуры становится невозможным.

Ренатурация — процесс восстановления структурной организации белковой молекулы. Ренатурация возможна только при обратимой денатурации.

ФУНКЦИИ БЕЛКОВ:

Биологические функции белков столь разнообразны, что трудно назвать процессы, в которых белки не принимают участия. Лишь генетическая функция принадлежит не белкам, а нуклеиновым кислотам, структура которых приспособлена для записи и воспроизведения генетической программы.

Функции белков	Характеристика функций белков	Примеры белков, осуществляющих данную функцию
Ферментативная, или каталитичеcкая	Одна из наиболее распространенных функций белков, которая состоит в ускорении химических превращений (синтез и распад веществ; перенос отдельных групп атомов, электронов от одного вещества к другому)	Фумаратгидратаза - катализирует обратимое превращение фумарат + Н2О -> малат Цитохромоксидаза - участвует в транспорте электронов на кислород
Гормональная, или регуляторная	Регуляция обмена веществ внутри клеток и интеграция обмена в разных клетках целого организма	Инсулин - участвует в регуляции углеводного, белкового, жирового и других обменов Лютропин - участвует в регуляции синтеза прогестерона в желтом теле яичников
Рецепторная	Избирательное связывание различных регуляторов (гормонов, медиаторов, циклических нуклеотидов) на поверхности клеточных мембран или внутри клетки (цитозольные рецепторы)	Цитозольный рецептор эстрадиола - связывает эстрадиол внутри клеток, например слизистой матки Глюкагоновый рецептор - связывает гормон глюкагон на поверхности клеточной мембраны, например печени Регуляторная субъединица протеинкиназы - связывает цАМФ внутри клеток
Транспортная	Связывание и транспорт веществ между тканями и через мембраны клетки	Липопротеиды - участвуют в переносе липидов между тканями организма Транскортин - переносит кортикостероиды (гормоны коры надпочечников в крови) Миоглобин - переносит кислород в мышечной ткани
Структурная	Участвуют в построении различных мембран	Структурные белки митохондрий, плазматической мембраны и т. д.
Опорная, или механическая	Близкая по назначению к структурной. Обеспечивает прочность опорных тканей, участвуя в построении внеклеточных структур	Коллаген - структурный элемент опорного каркаса костной ткани, сухожилий Фиброин - участвует в построении оболочки кокона шелкопряда β-Кератин - структурная основа шерсти, ногтей, копыт
Резервная, или трофическая	Использование белков как запасного материала для питания развивающихся клеток	Проламины и глютелины - запасной материал семян пшеницы Овальбумин - запасной белок куриного яйца (используется при развитии зародыша)
Субстратно-энергетическая	Близка к резервной. Белок используется как субстрат (при распаде) для образования энергии. При распаде 1 г белка выделяется 17,1 кДж энергии	Все белки (поступающие или с пищей, или внутриклеточные), которые распадаются до конечных продуктов (СО2, Н2О, мочевина)
Механохимическая, или сократительная	Сокращение (механический процесс) с использованием химической энергии	Миозин - закрепленные нити в миофибриллах Актин - движущиеся нити в миофибриллах
Электроосмотическая	Участие в образовании разницы электрических зарядов и градиента концентрации ионов на мембране	Na+, К+ АТФаза - фермент, участвующий в создании разницы концентраций ионов Na+ и К+ и электрического заряда на клеточной мембране
Энерготрансформирующая	Трансформация электрической и осмотической энергии в химическую энергию (АТФ)	АТФ-синтетаза - осуществляет синтез АТФ за счет разности электрических потенциалов или градиента осмотической концентрации ионов на сопрягающей мембране
Когенетическая	Вспомогательная генетическая функция белков (приставка "ко" в переводе с латинского означает совместность действия). Сами белки не являются генетическим (наследственным) материалом, но помогают нуклеиновым кислотам реализовывать способность к самовоспроизведению и переносу информации	ДНК-полимераза - фермент, участвующий в репликации ДНК ДНК-зависимая РНК-полимераза - фермент, участвующий в переносе информации от ДНК к РНК
Генно-регуляторная	Способность некоторых белков участвовать в регуляции матричных функций нуклеиновых кислот и переноса генетической информации	Гистоны - белки, участвующие в регуляции репликации и частично транскрипции участков ДНК Кислые белки - участвуют в регуляции процесса транскрипции отдельных участков ДНК
Иммунологичеcкая, или антитоксическая	Антитела участвуют в обезвреживании чужеродных антигенов микроорганизмов (токсинов, выделяемых ими) путем образования комплекса антиген - антитело	Иммуноглобулины А, М, G и др. - выполняют защитную функцию Комплемент - белок, способствующий образованию комплекса - антиген-антитело
Токсигенная	Некоторые белки и пептиды, выделяемые организмами (в основном микроорганизмами), являются ядовитыми для других живых организмов	Ботулинический токсин - пептид, выделяемый палочкой ботулизма
Обезвреживающая	Благодаря функциональным группам белки связывают токсические соединения (тяжелые металлы, алкалоиды), обезвреживая их	Альбумины - связывают тяжелые металлы, алкалоиды
Гемостатическая	Участвуют в образовании тромба и остановке кровотечения	Фибриноген - белок сыворотки крови, полимеризуется в виде сетки, составляющей структурную основу тромба

Ферменты - вещества белковой природы, за счет наличия которых обеспечивается ускорение реакций, протекающих в организме. Скорость этих реакций при отсутствии ферментов была бы чрезвычайно мала.

Для ускорения реакции необходимо очень небольшое количество фермента. Ферменты обладают рядом свойств: ферменты являются глобулярными белками, обеспечивают ускорение скорости реакций, протекающих в организме, количество ферментов до и после реакции не изменяется, определенный фермент катализирует определенную реакцию или определенную группу реакций, т. е. обладает специфичностью. Активность ферментов может быть различна. Влияние на активность ферментов могут оказывать различные факторы среды, в которой протекает реакция: кислотность среды, температура, давление. Большое значение также имеет количество субстрата реакции и самого фермента.

Энергия активации — то количество энергии, которое необходимо, чтобы реакция началась. Ферменты обеспечивают снижение энергии активации.

Фермент-субстратный комплекс — соединение, образующееся при взаимодействии субстрата и фермента, что необходимо для обеспечения катализируемой реакции. за счет наличия активного центра фермента, который и взаимодействует с субстратом.

Специфичность ферментов обеспечивается определенной структурой его активного центра, который должен соответствовать структуре молекулы субстрата по принципу «ключ-замок».

Кофакторы — вещества небелковой природы, которые необходимы некоторым ферментам для обеспечения их активной работы. Выделяют три группы кофакторов — неорганические ионы, протетические группы и коферменты.

Голофермент — комплекс, образующийся при взаимодействии фермента с кофактором.

Апофермент — часть голофермента без кофактора.

Ингибиторы — вещества, которые препятствуют протеканию ферментативных реакций. Ингибирование может быть обратимым и необратимым. При обратимом ингибировании ингибитор не вступает в реакцию с субстратом, но препятствует осуществлению ферментативной реакции за счет взаимодействия с активным центром фермента.

Необратимое ингибирование — ингибирование ферментативной реакции, когда ингибитор соединяется с неактивной частью фермента, изменяя таким образом его структурную организацию, и создает невозможные условия для осуществления реакции.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ – полимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Открыты в 1869 г. швейцарским химиком Ф.Мишером в ядрах лейкоцитов, входящих в состав гноя.

знаки	ДНК	РНК
Местонахождение в клетке	Ядро, митохондрии, хлоропласты	Ядро, рибосомы, цитоплазмы, митохондрии, хлоропласты
Местонахождение в ядре	Хромосомы	Ядрышко
Строение макромолекулы	Двойной неразветвленный линейный полимер, свернутый правозакрученной спиралью	Одинарная полинуклеотидная цепочка
Мономеры	Дезоксирибонуклеотиды	Рибонуклеотиды
Состав нуклеотид а	Азотистое основание (пуриновое-аденин, гуанин, пиримидиновое – тимин, цитозин); дезоксирибоза (углевод); остаток фосфорной кислоты	Азотистое основание (пуриновое-аденин, гуанин, пиримидиновое-урацил, цитозин);рибоза (углевод); остаток фосфорной кислоты
Типы нуклеидов	Адениловый (А), гуаниловый(Г), тимидиловый (Т), цитидиловый (Ц)	Адениловый (А), гуаниловый (Г), уридиловый (Т), цитидиловый (Ц)
Свойства	Способная к самоудвоению по принципу комплементарности А=Т, Т=А, Г=Ц, Ц=Г Стабильна.	Не способна к самоудвоению. Лабильна.
Функции	Химическая основа хромосомного генетического материала (гена); синтез ДНК, синтез РНК, информация о структуре белков.	Информационная (иРНК) – передает код наследственной информации о первичной структуре белковой молекулы, рибосомальная (рРНК) – входит в состав рибосом; транспортная (тРНК) – переносит аминокислоты к рибосомам; митохондриальная и платидная РНК – входят в состав рибосом этих органелл

АТФ (аденозинтрифосфорная кислота)

В цитоплазме каждой клетки, а также в митохондриях, хлоропластах и ядрах содержится аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Она поставляет энергию для большинства реакций, происходящих в клетке. С помощью АТФ клетка синтезирует новые молекулы белков, углеводов, жиров, избавляется от отходов, осуществляет активный транспорт веществ, биение жгутиков и ресничек и т. д.

Молекула АТФ представляет собой нуклеотид, образованный азотистым основанием аденином, пятиуглеродным сахаром рибозой и тремя остатками фосфорной кислоты. Фосфатные группы в молекуле АТФ соединены между собой высокоэнергетическими (макроэргическими) связями:

Связи между фосфатными группами не очень прочные, и при их разрыве выделяется большое количество энергии. В результате гидролитического отщепления от АТФ фосфатной группы образуется аденозиндифосфорная кислота (АДФ) н высвобождается порция энергии:

АДФ также может подвергаться дальнейшему гидролизу с отщеплением еще одной фосфатной группы и выделением второй порции энергии; при этом АДФ преобразуется в аденозин-монофосфат (АМФ), который далее не гидролизуется:

АТФ образуется из АДФ и неорганического фосфата за счет энергии, освобождающейся при окислении органических веществ и в процессе фотосинтеза. Этот процесс называется фосфорилированием. При этом должно быть затрачено не менее 40 кДж/моль энергии, которая аккумулируется в макроэргических связях:

Следовательно, основное значение процессов дыхания и фотосинтеза определяется тем, что они поставляют энергию для синтеза АТФ, с участием которой в клетке выполняется большая часть работы.

Таким образом, АТФ — это главный универсальный поставщик энергии в клетках всех живых организмов.

АТФ чрезвычайно быстро обновляется. У человека, например, каждая молекула АТФ расщепляется и вновь восстанавливается 2 400 раз в сутки, так что ее средняя продолжительность жизни менее 1 мин. Синтез АТФ осуществляется главным образом в митохондриях и хлоропластах (частично в цитоплазме). Образовавшаяся здесь АТФ направляется в те участки клетки, где возникает потребность в энергии.

КЛЕТКА

 

               ПРОКАРИОТЫ                                                                          ЭУКАРИОТЫ   

 

      Бактерии            Цианобактерии            Простейшие       Растения     Грибы    Животные

Особенности строения и функций прокариотической и эукариотической клеток

Свойства	Прокариотическая клетка	Эукариотическая клетка
СТРОЕНИЕ:
Обособление ядра	отсутствует	имеется
Число хромосом	одна	определённое для каждого вида
Строение хромосом	кольцевая; двухцепочечная ДНК не связана с белками	линейные; двухцепочечная ДНК связана с гистоновыми белками
Ядрышки	отсутствуют	имеются
Рибосомы	мелкие	крупные
Мембранные органоиды	отсутствуют	имеются
Клеточный центр	отсутствует	имеется в клетках грибов и животных
Мезосома	имеется	отсутствует
Клеточная стенка	имеется из муреина	имеется у растений (целлюлоза), грибов (хитин); у животных отсутствует
Размер клеток	1 – 15 мкм	обычно до 50 мкм
ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Спорообразование	Свойственно многим бактериям. Споры предназначены для перенесения неблагоприятного периода	Свойственно растениям и грибам. Служат для бесполого размножения
Способы деления	Бинарное деление	Митоз, мейоз, амитоз
Фагоцитоз и пиноцитоз	отсутствуют	свойственны клеткам животных; у растений и грибов отсутствуют
Тип питания	автотрофы (фототрофы и хемотрофы), гетеротрофы (сапрофиты, паразиты, симбионты)	растения автотрофы (фототрофы), животные и грибы гетеротрофы (сапрофиты, паразиты, симбионты)

Клетка эукариотов состоит из трех неразрывно связанных между собой частей: плазматической мембраны (плазмалеммы), цитоплазмы и ядра. У растительной клетки поверх мембраны имеется наружная стенка из целлюлозы и других материалов, выполняющих важную роль, которая представляет собой внешний каркас, защитную оболочку, обеспечивает тургор растительных клеток, пропускает воду, соли, молекулы многих органических веществ. У большинства клеток (особенно животных) наружная сторона мембраны покрыта слоем полисахаридов и гликопротеидов (гликокаликс). Гликокаликс - очень тонкий, эластичный слой (в световой микроскоп не виден). Он, как и целлюлозная стенка растений, осуществляет прежде всего функцию непосредственной связи клеток с внешней средой, однако, он не обладает опорной функцией стенки растительной клетки. Отдельные участки мембраны и гликокаликса могут дифференцироваться и превращаться в микроворсинки (обычно на поверхности клетки, которая контактирует с окружающей средой); межклеточные соединения и связи, находящиеся между клетками ткани, имеющими различную структуру. Одни из них играют механическую роль (межклеточные соединения), а другие участвуют в межклеточных обменных процессах, изменяя электрический потенциал мембраны.

Плазматическая мембрана выполняет различные функции. Во-первых, она является барьером, ограничивающим внутреннее содержимое клетки от внешней среды. Во-вторых, она пропускает в клетку или из нее различные вещества, обладая свойством полупроницаемости. Транспорт через мембрану осуществляется путем диффузии (по градиенту концентрации) или активного переноса (против градиента концентрации) с затратой энергии в виде АТФ. Транспорт может быть облегченным, если ему способствует какой-нибудь переносчик или система переносчиков (наличие особых белков - пермеаз, изменяющих свою конформацию, в результате чего в мембране открываются “ворота” (или каналы), обеспечивающие поступление отдельных ионов, солей неорганических и органических молекул в клетку или их удаление из клетки). Крупные молекулы биополимеров практически в клетку через мембрану не транспортируются. Они поступают в клетку в результате эндоцитоза - фагоцитоза и пиноцитоза. Фагоцитоз (греч. "phagos" - пожирать и "cytos" - вместилище) - захват и поглощение крупных частиц (например, фагоцитоз лимфоцитов, простейших и др.). Пиноцитоз (греч. "pino" - пить) - процесс захвата и поглощения капелек жидкости с растворенными в ней веществами. Пиноцитоз напоминает фагоцитоз, но фагоцитоз широко распространен у животных, а пиноцитоз осуществляется как растительными, так и животными организмами. Клеточная стенка растений, бактерий и цианобактерий препятствует фагоцитозу и поэтому фагоцитоз у них практически отсутствует.

Название	Строение	Функции
I.     Поверхностный аппарат клетки Схема молекулярного строения клеточной мембраны.	Надмембранный комплекс, плазматическая мембрана, субмембранный комплекс ·                             1 - углеводные цепи ·                             2 - гликолипид ·                             3 - гликопротеид ·                             4 - углеводородный хвост ·                             5 - полярная головка ·                             6 - белок ·                             7 - холестерин ·                             8 - микрофиламенты ·                             9 - микротрубочки	Взаимодействие с внешней средой Обеспечение клеточных контактов Транспорт: а) через поры; б) путем диффузии; в) в результате осмоса; г) при помощи пиноцитоза; д) в результате фагоцитоза; е) активный транспорт
·            1) Плазматическая мембрана Строение плазматической мембраны.	Имеет двойной слой липидных молекул (1), в которые встроены молекулы белка (2)	Структурная
·                 2) Надмембранный комплекс: ·                 а) гликокаликс Гликокаликс.	Углеводы, белки 1 углеводные цепи 2 молекула белка	Рецепторная
·            б) клеточная стенка  Клеточная стенка.	Целлюлоза	Структурная, защитная
3) Субмембранный комплекс	1. Микротрубочки 2. Микрофиламенты	Опорная
II.               Цитоплазма 1) гиалоплазма Цитоплазма.	Коллоидная система	Внутриклеточные взаимодействия
2) Органоиды общего назначения: 1) Эндоплазматическая сеть ·                            а) гладкая  Эндоплазматическая сеть гладкая. ·                            б) шероховатая Эндоплазматическая сеть шероховатая.	Нет рибосом Система мембран, образующих трубочки, канальцы, цистерны Рибосомы имеются ·                            1 - рибосомы ·                            2 - цистерна	Транспорт веществ внутри и вне клетки Разграничение ферментных систем Синтез липидов Синтез белков
2.             Комплекс Гольджи Комплекс Гольджи.	Плоские цистерны(З), микровакуоли (2), крупные цистерны (1)	Образование лизосом Укрупнение молекул белка Синтез сложных углеводов Накопление и транспорт продуктов секреции
Митохондрии Митохондрия.	Ограничены двумя мембранами: ·                             1. внешняя - гладкая, ·                             2. внутренняя имеет ·                             3. складки - кристы. Внутри митохондрии находится матрикс (4). В нем есть рибосомы (5), ДНК, РНК (6), ферменты	Клеточное дыхание Синтез АТФ Синтез белков митохондрий
Рибосомы  Рибосома.	Имеют 2 субъединицы: большую, малую. В каждую субъединицу входят рРНК и белки. Рибосомы образуются в ядрышке. Рибосомы есть в митохондриях, хлоропластах, цитоплазме и ЭПС	Синтез белка
Лизосомы ·                        а) первичные Первичная лизосома.	Пузырьки, ограниченные одной мембраной, заполненные ферментами	Расщепление макромолекул пищи и чужеродных веществ, поступающих в клетку Защитная
·                                 б) вторичные  Вторичные лизосомы.	1) пищеварительные вакуоли (фагосома+лизосома) 2) аутофагирующие вакуоли (органеллы+ лизосома) 3) остаточные тельца (нерасщепленные вещества внутри лизосомы)	Эндогенное питание Поглощение собственных органелл Остаются непереваренные остатки
6.        Клеточный центр Клеточный центр (центросома). Поперечный срез центриоли.	Состоит из двух центриолей и центросферы. Центриоли перпендикулярны друг другу Центриоли образованы 9 триплетами микротрубочек	Деление клетки
7.             Пластиды: ·                а) хлоропласт Хлоропласт, б) хромопласт Хромопласт.  Лейкопласт.	Двумембранные органеллы. Наружная мембрана гладкая. Внутри находится строма, в строме - ламеллы (система мембран). Есть мембранные диски - тилакоиды, собранные в стопки ~ граны. В гранах - зеленый пигмент (хлорофилл), в строме - ДНК, РНК, рибосомы Содержит желтый, красный, оранжевый пигменты Бесцветный	Фотосинтез Световая стадия - в гранах. Темновая - в строме. Способны создавать органические вещества из неорганических (СО2 и Н2О) при участии энергии света Окрашивание плодов, листьев, лепестков Накопление запасных веществ - зерна крахмала
3) Органеллы специального назначения а) реснички Инфузория. Поперечный срез реснички. б) жгутики Эвглена.	Многочисленные выросты цитоплазмы на поверхности клетки Имеется 9 пар микротрубочек по периферии и одна пара в центре) Единичные выросты цитоплазмы	Органеллы передвижения (инфузории) Передвижение (одноклеточные - эвглена), сперматозоиды
в) миофибриллы  Мышечные волокна.	Тонкие нити белка ·                             1 - миозин ·                             2 - актин	Сокращение мышечных волокон
3) Включения	Капли жира, глыбки гликогена. Гемоглобин в эритроцитах	Запасающая Секреторная Специфическая
III.Ядро Ядро. 1.             Ядерная оболочка Рис.Ядерная оболочка. 2.             Кариоплазма	1.             Ядерная оболочка (две мембраны) 2.             Ядерная пора 3.             Хроматин (гетерохроматин, эухроматин) 4.             Ядрышко 5.             Нуклеоплазма Двуслойная мембрана. Есть поры. Между мембранами перинуклеарное пространство. Связана с мембранами ЭПС Жидкая часть ядра, похожая на цитоплазму	Хранение наследственной информации. Передача информации в цитоплазму Передача информации дочерним клеткам Отделяет ядро от цитоплазмы. Регулирует транспорт веществ в цитоплазму Структурная, регуляция и организация процессов репликации, транскрипции, созревания и перемещения продуктов транскрипции внутри ядра и за его пределами
3.             Ядрышко 4.             Хроматиновые структуры а) в интерфазном ядре б) в делящемся ядре Рис.Хромосомы.	Округлая форма. Состоит из РНК и белка, есть ядрыш-ковый хроматин Мелкозернистые гранулы, состоящие из ДНК и белка Хромосомы 1 - метацентрическая; 2 - субметацентри-ческая; 3 - акроцентрическая; 4 - хромосома со спутником; а - центромера (первичная перетяжка); б - вторичная перетяжка в - спутник	Синтез РНК Деление клетки

Примеры заданий.

1.     Все при­ве­ден­ные ниже при­зна­ки, кроме двух, можно ис­поль­зо­вать для ха­рак­те­ри­сти­ки общих свойств ми­то­хон­дрий и хло­ро­пла­стов. Опре­де­ли­те два при­зна­ка, «вы­па­да­ю­щих » из об­ще­го спис­ка, и за­пи­ши­те в таб­ли­цу цифры, под ко­то­ры­ми они ука­за­ны.

      1) фор­ми­ру­ют ли­зо­со­мы

2) яв­ля­ют­ся дву­мем­бран­ны­ми

3) яв­ля­ют­ся по­лу­ав­то­ном­ны­ми ор­га­но­и­да­ми

4) участ­ву­ют в син­те­зе АТФ

5) об­ра­зу­ют ве­ре­те­но де­ле­ния

ОТВЕТ: 15 (митохондрии и хлоропласты являются двумембранными органоидами, в матриксе содержаться собственная ДНК, РНК и рибосомы – полуавтономные органоиды; в хлоропластах в световую фазу синтезируется АТФ, а в митохондриях – в процессе клеточного дыхания)

2.     Какие из пе­ре­чис­лен­ных ве­ществ можно об­на­ру­жить в хло­ро­пла­стах?

      1) глю­ко­за

2) фос­фо­ли­пи­ды

3) хло­ро­филл

4) фер­мен­ты цикла Креб­са

5) цел­лю­ло­за

6) ко­фер­мент А

ОТВЕТ: 123 (глюкоза синтезируется в хлоропластах во время темновой фазы фотосинтеза, фосфолипиды входят в состав мембран, хлорофилл – основной пигмент содержащийся в хлоропластах).

3.     Му­та­ции ведут к из­ме­не­нию

      1) пер­вич­ной струк­ту­ры белка

2) эта­пов опло­до­тво­ре­ния

3) ге­но­фон­да по­пу­ля­ции

4) нормы ре­ак­ции при­зна­ка

5) по­сле­до­ва­тель­но­сти фаз ми­то­за

6) по­ло­во­го со­ста­ва по­пу­ля­ции

ОТВЕТ: 143

(Мутации — это внезапные наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.

Норма реакции — способность генотипа формировать в онтогенезе, в зависимости от условий среды, разные фенотипы).

4.     Мо­ле­ку­ла ДНК

      1) по­ли­мер, мо­но­ме­ром ко­то­ро­го яв­ля­ет­ся нук­лео­тид

2) по­ли­мер, мо­но­ме­ром ко­то­ро­го яв­ля­ет­ся ами­но­кис­ло­та

3) дву­це­поч­ный по­ли­мер

4) од­но­це­поч­ный по­ли­мер

5) со­дер­жит на­след­ствен­ную ин­фор­ма­цию

6) вы­пол­ня­ет энер­ге­ти­че­скую функ­цию в клет­ке

ОТВЕТ: 135 (мономером нуклеиновых кислот являются нуклеотиды, ДНК – двухцепочечная, основная функция – хранение и передача наследственной информации).

5. Все при­ведённые ниже при­зна­ки, кроме двух, можно ис­поль­зо­вать для опи­са­ния про­цес­сов пер­во­го де­ле­ния мей­о­за. Опре­де­ли­те два при­зна­ка, «вы­па­да­ю­щих» из об­ще­го спис­ка, и за­пи­ши­те в ответ цифры, под ко­то­ры­ми они ука­за­ны.

      1) об­ра­зо­ва­ние двух га­п­ло­ид­ных ядер

2) рас­хож­де­ние од­но­хро­ма­тид­ных хро­мо­сом к про­ти­во­по­лож­ным по­лю­сам клет­ки

3) об­ра­зо­ва­ние четырёх кле­ток с на­бо­ром nc

4) обмен участ­ка­ми го­мо­ло­гич­ных хро­мо­сом

5) спи­ра­ли­за­ция хро­мо­сом

ОТВЕТ: 23 (первое деление мейоза – редукционное, в профазе 1 происходит конъюгация и кроссинговер между гомологичными участками гомологичных хромосом. Поэтому ошибочными утверждениями будут 2 и 3, которые характерны для второго деления мейоза).

6.     Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между при­зна­ка­ми ор­га­но­и­да клет­ки и ор­га­но­и­дом, для ко­то­ро­го эти при­зна­ки ха­рак­тер­ны.

ПРИ­ЗНА­КИ ОР­ГА­НО­И­ДА		ОР­ГА­НО­И­ДЫ
А) со­дер­жит зелёный пиг­мент Б) со­сто­ит из двой­ной мем­бра­ны, ти­ла­ко­и­дов и гран В) пре­об­ра­зу­ет энер­гию света в хи­ми­че­скую энер­гию Г) со­сто­ит из двой­ной мем­бра­ны и крист Д) обес­пе­чи­ва­ет окон­ча­тель­ное окис­ле­ние пи­та­тель­ных веществ Е) за­па­са­ет энер­гию в виде 38 молей АТФ при рас­щеп­ле­нии 1 моля глю­ко­зы		1) хло­ро­пласт 2) ми­то­хон­дрия

За­пи­ши­те в ответ цифры, рас­по­ло­жив их в по­ряд­ке, со­от­вет­ству­ю­щем бук­вам: 

ОТВЕТ:

А	Б	В	Г	Д	E
1	1	1	2	2	2

7.     Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между про­цес­сом и ор­га­но­и­дом, в ко­то­ром этот про­цесс про­ис­хо­дит.

ПРО­ЦЕСС		ОР­ГА­НО­ИД
А) син­тез АТФ Б) со­зре­ва­ние бел­ко­вых мо­ле­кул В) под­го­тов­ка сек­ре­та к вы­бро­су из клет­ки Г) син­тез ли­пи­дов Д) окис­ле­ние ор­га­ни­че­ских ве­ществ Е) транс­порт элек­тро­нов внут­ри мем­бра­ны		1) ми­то­хон­дрия 2) ком­плекс Голь­д­жи

За­пи­ши­те в ответ цифры, рас­по­ло­жив их в по­ряд­ке, со­от­вет­ству­ю­щем бук­вам: 

ОТВЕТ:

A	Б	В	Г	Д	Е
1	2	2	2	1	1

8.     Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между про­цес­са­ми и эта­па­ми энер­ге­ти­че­ско­го об­ме­на: к каж­дой по­зи­ции, дан­ной в пер­вом столб­це, под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию из вто­ро­го столб­ца.

ПРО­ЦЕС­СЫ		ЭТАПЫ ЭНЕР­ГЕ­ТИ­ЧЕ­СКО­ГО ОБ­МЕ­НА
А) рас­щеп­ле­ние глю­ко­зы в ци­то­плаз­ме Б) син­тез 36 мо­ле­кул АТФ В) об­ра­зо­ва­ние мо­лоч­ной кис­ло­ты Г) пол­ное окис­ле­ние ве­ществ до СО2 и Н2О Д) об­ра­зо­ва­ние пи­ро­ви­но­град­ной кис­ло­ты		1) бес­кис­ло­род­ный 2) кис­ло­род­ный

За­пи­ши­те в ответ цифры, рас­по­ло­жив их в по­ряд­ке, со­от­вет­ству­ю­щем бук­вам: 

ОТВЕТ:

А	Б	В	Г	Д
1	2	1	2	1

9.     Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между стро­е­ни­ем ор­га­но­и­да клет­ки и ор­га­но­и­дом.

СТРО­Е­НИЕ ОР­ГА­НО­И­ДА		ОР­ГА­НО­ИД
A) дву­мем­бран­ный ор­га­но­ид Б) есть соб­ствен­ная ДНК B) имеет сек­ре­тор­ный ап­па­рат Г) со­сто­ит из мем­бра­ны, пу­зырь­ков, ци­стерн Д) со­сто­ит из ти­ла­ко­и­дов гран и стро­мы Е) од­но­мем­бран­ный ор­га­но­ид		1) хло­ро­пласт 2) ап­па­рат Голь­д­жи

За­пи­ши­те в ответ цифры, рас­по­ло­жив их в по­ряд­ке, со­от­вет­ству­ю­щем бук­вам: 

ОТВЕТ:

A	Б	В	Г	Д	Е
1	1	2	2	1	2

10. Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между клас­са­ми ор­га­ни­че­ских ве­ществ — уг­ле­во­ды (1) и нук­ле­и­но­выми кис­ло­та­ми ДНК и РНК (2) — и вы­пол­ня­е­мы­ми ими функ­ци­я­ми в клет­ке.

A) за­па­са­ние энер­гии

Б) сиг­наль­ная

B) хра­не­ние ге­не­ти­че­ской ин­фор­ма­ции

Г) пе­ре­нос энер­гии

Д) вхо­дит в со­став кле­точ­ных сте­нок и мем­бран

Е) ре­а­ли­за­ция ге­не­ти­че­ской ин­фор­ма­ции (син­тез белка)

За­пи­ши­те в ответ цифры, рас­по­ло­жив их в по­ряд­ке, со­от­вет­ству­ю­щем бук­вам: 

A	Б	В	Г	Д	Е
1	1	2	1	1	2

11. Сколь­ко хро­мо­сом со­дер­жит­ся в ядре клет­ки кожи, если в ядре опло­до­творённой яй­це­клет­ки че­ло­ве­ка со­дер­жит­ся 46 хро­мо­сом? В ответ за­пи­ши­те ТОЛЬ­КО со­от­вет­ству­ю­щее число.

ОТВЕТ: 46 (клетка кожи- соматическая, имеет диплоидный набор, оплодотворённая яйцеклетка – зигота, также имеет диплоидный набор хромосом, то есть обе эти клетки содержат 46 хромосом).

12. Сколь­ко пол­но­цен­ных гамет об­ра­зу­ет­ся в ово­ге­не­зе у че­ло­ве­ка? В ответ за­пи­ши­те ТОЛЬ­КО со­от­вет­ству­ю­щее число.

ОТВЕТ: 1 (В овогенезе идет образование яйцеклеток, из одной клетки при мейозе образуется 4 гаплоидных клетки: 1 яйцеклетка и 3 направительных тельца).

13. В мо­ле­ку­ле ДНК 100 нук­лео­ти­дов с ти­ми­ном, что со­став­ля­ет 10% от об­ще­го ко­ли­че­ства. Сколь­ко нук­лео­ти­дов с гу­а­ни­ном? В ответ за­пи­ши­те ТОЛЬ­КО со­от­вет­ству­ю­щее ко­ли­че­ству нук­лео­ти­дов число.

ОТВЕТ: 40 (Исходя из правила Чаргаффа (А+Т) + (Г+Ц) = 100%,  количество нуклеотидов с А =Т, Г= Ц. Отсюда (10% + 10%) + (Г + Ц) = 100%. Г = (100% - 20%)/ 2 = 40%.

14. Белок со­сто­ит из 180 ами­но­кис­лот­ных остат­ков. Сколь­ко нук­лео­ти­дов в гене, в ко­то­ром за­ко­ди­ро­ва­на по­сле­до­ва­тель­ность ами­но­кис­лот в этом белке. В ответ за­пи­ши­те ТОЛЬ­КО со­от­вет­ству­ю­щее число.

ОТВЕТ: 540 (Одна аминокислота кодируется 3 нуклеотидами, следовательно ген содержит 180 х 3 = 540 нуклеотидов)

15. Какой набор хро­мо­сом со­дер­жит­ся в ядре одной клет­ки в конце те­ло­фа­зы мей­о­за II, если в ис­ход­ной клет­ке было 16 хро­мо­сом? В ответ за­пи­ши­те ТОЛЬ­КО со­от­вет­ству­ю­щее число.

ОТВЕТ: 8 (в результате мейоза из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидных; исходная диплоидная (двойной набор)  клетка содержит 16 хромосом, значит гаплоидный (одинарный набор) составляет 8 хромосом.

http://bono-esse.ru/blizzard/A/Chimia/Belki/biol_funkcii_belkov.html

http://vseprosto.com/citologiya/sravnitelnaya-kharakteristika-dnk-i-rnk/

http://sbio.info/materials/obbiology/obbkletka/stroenorg/12

Краткое описание документа:

Материал подготовлен для организации повторения и подготовки к ГИА по биологии. Может использоваться как выпускниками 9 классов, так и выпускниками 11 классов. Содержит теоретический материал для повторения химического строения и структуры клетки. Даны типовые задания ЕГЭ по биологии (по структуре КИМов 2017 года) и пояснения к их выполнению.