dashkov.by Решебник "Биология 10" §11. Методы изучения клетки. Общий план строения клетки

Поделиться с друзьями

Авторизация



Поиск по сайту

Каталог TUT.BY

Рейтинг@Mail.ru

§11. Методы изучения клетки. Общий план строения клетки
Решебник "Биология 10"

 


 


 

1. Какие организмы относятся к эукариотам? К прокариотам?

Растения, грибы, протисты, бактерии, животные.

К эукариотам относятся растения, грибы, протисты и животные.

К прокариотам относятся бактерии.

 

2. Какие понятия пропущены в биологических «уравнениях» и заменены вопросительными знаками?

Поверхностный аппарат клетки + ? + ядро = эукариотическая клетка

Цитоплазма = органоиды + включения + цитоскелет + ?

Надмембранный комплекс + ? = поверхностный аппарат клетки

В первом "уравнении" вопросительным знаком заменено понятие "цитоплазма", во втором – "гиалоплазма", в третьем – "цитоплазматическая мембрана (плазмалемма)".

 

3. Назовите и охарактеризуйте основные методы изучения клетки.

● Световая микроскопия основана на том, что через прозрачный или полупрозрачный объект исследования проходят лучи света, попадающие затем в систему линз объектива и окуляра. Линзы увеличивают объект исследования. С помощью световых микроскопов была открыта клетка и некоторые её структуры (ядро, клеточная стенка, пластиды, вакуоли).

● Электронная микроскопия даёт возможность детального изучения клеточных структур. Этот метод позволяет увидеть составные компоненты клеток размером до 0,1 нм, например, биологические мембраны (толщина 6–10 нм), рибосомы (диаметр около 20 нм).

● Метод дифференциального (разделительного) центрифугирования применяется для выделения и изучения отдельных компонентов клетки. Разрушенные клетки помещают в центрифугу, где пробирки с клеточным материалом вращаются на очень высокой скорости. Разные клеточные структуры имеют различные массу, размеры и плотность, поэтому под действием центробежной силы в растворах определённых веществ (например, сахарозы или хлорида цезия) они оседают с разной скоростью и останавливаются в определённом слое жидкости, что даёт возможность отделить одни компоненты клетки от других.

● Методы цитохимии и гистохимии используются для изучения локализации отдельных химических веществ в клетках. Эти методы основаны на избирательном действии реактивов и красителей на определённые химические вещества, содержащиеся в той или иной клеточной структуре.

● Метод авторадиографии позволяет проследить за каким-либо химическим веществом в клетке. Для этого в молекулы вещества вводят радиоактивную метку (заменяют один из атомов на радионуклид), а затем устанавливают локализацию вещества с помощью счётчика радиоактивных частиц или по засвечиванию фотоплёнки.

● Метод рентгеноструктурного анализа даёт возможность определять пространственное расположение атомов и их группировок в молекулах (например, ДНК, белков), входящих в состав клеточных структур.

● Метод клеточных культур представляет собой выращивание клеток многоклеточных организмов на питательных средах в контролируемых условиях и используется для изучения процессов деления клеток, их дифференцировки и специализации.

● Методы микрохирургии (удаление отдельных клеточных компонентов, их пересаживание из одних клеток в другие, микроинъекции различных веществ и т. д.) применяется для исследования живых клеток, выяснения функций отдельных органоидов и др.

● Замедленная кино- или видеосъёмка через мощные световые микроскопы позволяет проследить за процессами, происходящими в живой клетке в течение длительного времени.

 

4. Каков общий принцип строения клеток? О чём свидетельствует тот факт, что клетки различных организмов имеют общий план строения?

Клетка состоит из трёх основных частей: поверхностного аппарата, цитоплазмы и ядра (только у эукариот).

Проверхностный аппарат представлен цитоплазматической мембраной и надмембранным комплексом. Цитоплазма включает гиалоплазму (внутреннюю среду клетки) и погружённые в неё цитоскелет, органоиды и включения. Ядро содержит ДНК, обеспечивая хранение и реализацию наследственной информации, а также её передачу дочерним клеткам.

Единый план строения клеток свидетельствует о родстве живых организмов, общности их происхождения.

 

5. Как устроен поверхностный аппарат клеток?

Поверхностный аппарат клеток образован цитоплазматической мембраной (плазмалеммой) и надмембранным комплексом. Поверхностный аппарат ограничивает внутреннее содержимое клеток, защищает его от внешних воздействий, осуществляет обмен веществ между клеткой и внеклеточной средой. Надмембранный комплекс клеток растений, грибов и многих протистов представлен плотной, часто многослойной, разнообразной по строению клеточной стенкой (оболочкой).

Примечание: Надмембранный комплекс животных клеток представлен гликокаликсом (этот материал будет рассмотрен в §12).

 

6. Чем органоиды отличаются от включений? В клетках каких тканей и органов растений содержится больше всего включений?

Органоиды – постоянные структуры цитоплазмы, т.е. они всегда присутствуют в клетке. Включения – непостоянные внутриклеточные образования, которые могут появляться в процессе жизнедеятельности, исчезать и вновь образовываться. Много включений содержат клетки запасающей паренхимы растений. Эта ткань хорошо развита в семенах, сочных плодах, корневищах, клубнях и луковицах.

 

7. Подберите методы, подходящие для каждого цитологического исследования. Объясните свой выбор.

а) Определение толщины цитоплазматической мембраны клетки.

б) Выделение из нейронов ядер и их сбор в отдельную пробирку для дальнейшего изучения.

в) Подсчёт числа лейкопластов (бесцветных пластид) в клетках клубня картофеля.

г) Определение формы молекулы белка и построение её объемного изображения.

д) Размножение в лаборатории лейкоцитов человека и определение, смогут ли они выполнять свои функции без ядра.

е) Подсчёт числа эритроцитов в 1 мм3 крови человека.

а) Электронная микроскопия, т.к. цитоплазматическая мембрана очень тонкая и увидеть её в световой микроскоп невозможно.

б) Дифференциальное центрифугирование, поскольку именно этот метод используется для выделения отдельных компонентов клеток.

в) Световая микроскопия в сочетании с окрашиванием (методами цито- и гистохимии). Лейкопласты – достаточно крупные органоиды. Однако они бесцветные и для того, чтобы хорошо различать лейкопласты под световым микроскопом, необходимо окрашивание.

г) Рентгеноструктурный анализ. Крупные белковые молекулы можно увидеть под электронным микроскопом, однако для детального изучения формы молекулы, выяснения её пространственной конфигурации и построения объёмного изображения больше подходит метод рентгеноструктурного анализа.

д) Размножить лейкоциты можно с помощью метода клеточных культур. Для выяснения того, смогут ли они выполнять свои функции без ядра, нужно удалить ядро, т.е. осуществить оперативное воздействие на клетку (микрохирургия).

е) Световая микроскопия, причём окрашивание проводить не обязательно, т.к. красные кровяные тельца будут достаточно хорошо различимы под микроскопом.

 

8*. В связи с чем некоторые клетки достигают сравнительно крупных размеров (яйцеклетки птиц и акул, клетки мякоти плодов и эндосперма семян, нейроны с отростками более 1 м)? Есть ли пределы увеличению (уменьшению) размеров клеток? Чем они обусловлены?

Потребности клетки в питательных веществах и кислороде, в выведении конечных продуктов обмена зависят от её объёма, а интенсивность транспорта веществ в клетку и из неё – от площади поверхности. Увеличение размеров клеток сопровождается отставанием интенсивности транспорта веществ (пропорциональна квадрату линейного размера) от потребностей клеток (пропорциональны кубу линейного размера). Следовательно, увеличение размеров приводило бы к замедлению процессов жизнедеятельности и в конечном итоге – к гибели клеток.

Поэтому крупных размеров могут достигать, например, те клетки, которые не принимают активного участия в метаболизме, а служат хранилищами запасных веществ (яйцеклетки, клетки мякоти плодов, эндосперма семян и т. п.) или клетки, имеющие отростки (нейроны), поскольку это увеличивает площадь поверхности.

Уменьшение размеров клеток также имеет предел. Любая клетка должна иметь объём, достаточный для содержания хотя бы минимального количества нуклеиновых кислот, ферментов и других макромолекул, необходимых для поддержания жизнедеятельности и для размножения. Самые мелкие из известных клеток имеют диаметр 0,1-0,15 мкм (микоплазмы). Учёные подсчитали, что в такой клетке может содержаться порядка 1200 молекул белка и осуществляться около 100 ферментативных реакций.

* Задания, отмеченные звёздочкой, предполагают выдвижение учащимися различных гипотез. Поэтому при выставлении отметки учителю следует ориентироваться не только на ответ, приведённый здесь, а принимать во внимание каждую гипотезу, оценивая биологическое мышление учащихся, логику их рассуждений, оригинальность идей и т. д. После этого целесообразно ознакомить учащихся с приведённым ответом.

Дашков М.Л.

Сайт: dashkov.by

Вернуться к оглавлению

 



 


 
www.dashkov.by г. Минск
Google