Dlya_ekzamena

1

Раздел Биология клетки

1. Какие виды лизосом в эукариотической клетке существуют и их функциональное значение

Первичные лизосомы . Они образуются в комплексе Гольджи , где синтезированные на рибосомах ферменты окружаются мембраной и выводятся в цитоплазму. Это неактивные лизосомы.

Вторичные ( ак тивные ) лизос омы образуются из первичных проникновения в них органических веществ и ферменты в них активны. Они подразделяются на:

Гетеролизосомы ( Фаголизосомы ) переваривают материал , поступающий в клетку путём фагоцитоза и пиноцитоза.

Аутолизосомы ( Цитолизосомы ) разрушают собственные , изношенн структуры клетки.

Вторичные лизосомы , в которых процесс переваривания завер называются остаточными тельцами ( Телолизосомы ). В них отсутствуют ферменты, и содержится материал, который не может быть разрушен.

(Ярыгин 2015 Т1, стр 145)

2. Сформулировать три главных положения клеточной теории.

Главные положения клеточной теории следующие:

1. клетка – основная структурная , функциональная и генетическая единица всех живых организмов, наименьшая единица живого; (Клетки рас - тений и животных сходны по химическому составу и строению, то есть гомологичны)

2. клетки размножаются делением , и каждая новая клетка образуется результате деления исходной (материнской) клетки;

3 . к л е т к и м н о г о к л е т о ч н ы х о р г а н и з м о в с п е ц и а л и з и р о в а н ы выполняемым ими функциям и образуют ткани. Ткани образуют органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервным и гуморальным формам регуляции, что обеспечивает целостность организма.

(Ярыгин 2015 Т1, стр 98)

3. Какое значение имеет компартментация эукариотической клетки

Компартментация это разделение объема клетки с помощью биологических мембран на компартменты или «ячейки», различающиеся по хими - ческому (ферментному) составу. Компартментация обеспечивает про - странственное разделение, а значит обособление протекающих в клетке процессов (зачастую противоположных). Понятие компартмента распро - страняется на целую органеллу (митохондрия) или её часть (внутренняя мембрана митохондрии и ограничиваемое ею пространство).

(Ярыгин 2015 Т1, стр 104)

2

4. Перечислить признаки, отличающие про- и эукариотическую клет - ку.

Клетки прокариот имеют более простое строение:

1. Нет оформленного ядра , т . е . наследственный материал ( ДНК ) не -о делен от цитоплазмы собственной мембраной;

2. Наследственный материал ( ДНК ) представлен единственной хромсомой, состоящей из 1 молекулы ДНК, замкнутой в кольцо; 3. В хромосоме нет белков гистонов;

4. Не развита система мембран - отсутствует явление компартментации; 5. Из органоидов присутствуют только многочисленные , но мелкие рибосомы;

6. Функцию митохондрий выполняют ферменты , лежащие непосрственно на плазматической мембране (Мезосомы) и образующие дыха - тельную цепь;

7. Нет клеточного центра , следовательно , нет митоза ( делятся амитзом). Характерна быстрая смена поколений;

8. Отсутствуют циклоз ( постоянное круговое движение цитоплазмы амёбоидное движение;

9. Клетки прокариот обладают меньшими размерами; Организация животной эукариотической клетки:

1. Имеется оформленное ядро, в котором располагаются молекулы ДНК; 2. Молекулы ДНК имеют линейную форму и находятся в связи с гист-

нами (нуклеогистоновый комплекс); 3. Имеется развитая система мембран . Присуще явление компартмента-

ции и соответственно органоиды мембранного строения: ЭПС, аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии;

4. Имеется клеточный центр , поэтому размножаются митозом ( медленее, чем прокариоты); 5. Могут передвигаться при помощи ложноножек (амеба); 6. Имеется циклоз;

7. Клетки эукариот обладают большими размерами по сравнению с прокариотами ; 8. Рибосомы крупнее и могут быть прикреплены к эндоплазматическому ретикулуму.

(Ярыгин 2015 Т1, стр ___)

3

5. Строение клеточной оболочки животной эукариотической клетки. Её функции.

с о с та вл я ют к о м п л е к с ы п ол и с а ха р и д о в с бел к а м и ( гл и к о п р оте и д ы ) , жирами ( глик опротеиды ) и жиров с углеводами ( глик олипиды ) . На поверхности клеточных мембран существуют специальные образования МАК (молекулы адгезии клеток), это гликопротеиды. Таким образом, компоненты гликокаликса обеспечивают избирательное взаимодействие клеток друг с другом, а также факторами внутренней среды организма.

Среди многочисленных моделей мембран , наиболее универсальной оказалась так называемая "жидкостно-мозаичная" модель. Согласно ей ос -

новой мембраны является жидкостный билипидный слой (1), образован - ный строго ориентированными фосфолипидными молекулами. Двойной слой фосфолипидных молекул обращен друг к другу гидрофобными участками, а внешняя и внутренняя поверхности билипидного слоя обра - зованы гидрофильными участками молекул.

Белки (2), входящие в мембрану , не составляют сплошного слоя внутренней и внешней поверхности билипидного слоя, а расположены мозаично. Среди белков выделяют интегральные и периферические мембранные белки. Интегральные белки пронизывают мембрану на - сквозь или погружены в липидный слой частично. Периферические белки располагаются на поверхности мембраны. Такая структура позволяет рассматривать мембрану как жидко-мозаичное образование.

Функции плазматической мембраны:

1)Защитная или барьерная функция . Защищает внутреннюю с клетки.

2)Обеспечивает контакты между клетками.

3)Сигнальная или рецепторная функция . На поверхности мембра находятся рецепторы, которые воспринимают сигналы из внешней среды.

4)Транспортная функция – регулирует транспорт веществ , так обладает избирательной проницаемостью.

5)Участвует в образовании органоидов движения ( ложноножки , реснички, жгутики).

(Ярыгин 2015 Т1, стр 107)

5

9. Назвать химические компоненты хромосом и указать их пример - ный % состав.

Химические компоненты хромосом : ДНК (~35%), белки (~65%) , а также углеводы, РНК, ионы металлов (Ca, Мg):(менее 1%). Белковая часть представлена кислыми белками и основными белками (гистонами). На гистоны приходится 60-80% от всех белков, и они играют важнейшую роль в хроматине. Выделяют пять классов гистонов: Н1, Н2А, Н2Б, Н3,

Н4.

(Ярыгин 2015 Т1, стр 120)

10. Перечислить группы хромосом человека в зависимости от поло - жения центромеры.

В зависимости о положения центромеры выделяют следующие в хромосом:

1)Метацентрическая ( равноплечая ) – центромера делит хромосому н два равных плеча (p=q); ○○○○●○○○○

2)Субметацентрическая ( умеренно - неравноплечая ) – центромера делит хромосому на два слабо неравных плеча (p<q); ○○○●○○○○

3)Очень субметацентрическая ( выраженная - неравноплечая ) – центрмера делит хромосому на два резко неравных плеча (p<<q); ○○●○○○○

4)Акроцентрическая – одно плечо очень короткое , второе очень длинное (p<<<q). ○●○○○○

(Ярыгин 2015 Т1, стр 381)

11. Что представляют собой по химической природе ядрышки. Назо - вите их функцию.

ядрышко (нуклеола) – это плотное округлое тельце не ограниченное мембраной, состоящее из: рРНК, белков и неорганических веществ. Яд - рышки образуются на особых участках некоторых хромосом, эти зоны получили название ядрышко-образующие зоны (организаторы, районы) хромосом и располагаются, как правило, в области вторичной перетяжки хромосом (13, 14, 15, 21, 22 пара хромосом).

Количество ядрышек зависит от функциональной активности ядра . Так у человека обычно 1 ядрышко, но в телофазу митоза ядрышек у человека может стать максимально 10.

Функции ядрышка:

– синтез рРНК и соединение их с белками, т.е. образуются субъединицы рибосом: малая и большая, которые затем уходят из ядра в ЦП и участ - вуют в синтезе белка (1 ядрышко за 1 минуту синтезирует до 3000 обеих субъединиц рибосом).

(Ярыгин 2015 Т1, стр 116)

6

12. Какие виды включений встречаются в животной эукариотической клетке.

гликоген, желток яйцеклетки), продуктами, подлежащими выведению из к л ет к и ( г р а н ул ы с е к р ета )б, ал л а с т н ы м и ве щ ес т ва м и ( н е к ото р ы е пигменты). Наличие их и количество зависит от интенсивности обмена веществ и состояния организма.

Виды включений:

1) Питательные ( трофические ) ( крахмал , гликоген , жиры , углев желток яйцеклетки);

2) Секреторные вещества , подлежащие выведению из клетки выполнения своих функций в организме (ферменты, гормоны). В клетках э н д о к р и н н ы х ж е л е з с и н т е з и р у ю т с я г о р м о н ы , о н и в р е м е н н о накапливаются в клетках, а затем удаляются из них и используются организмом;

3) Балластные вещества ( некоторые пигменты ( меланин , гемоглобин (накопление с возрастом в нервных волокнах, в клетках скелетных мышц и миокарда пигмента изнашивания, или липофусцина).

(Ярыгин 2015 Т1, стр 141)

7

13. Перечислить органеллы, имеющие мембранное строение. Оха - рактеризовать вакуолярную систему.

Органеллы , имеющие мембранное строение : ЭндоПлазматическая Сеть , лизосомы, комплекс Гольджи, митохондрии, пероксисомы, а также пла - стиды (последние только у растений).

Вакуолярная система представлена сетью каналов и уплощённых полостей, ограниченных одинарной мембраной. В ней выделяют шероховатую и гладкую ЭндоПлазматическую Сеть.

ЭПС это органоид , который представляет собой разветвленную каналов и полостей в цитоплазме клетки , расположенную вокруг ядра и образованную мембранами. Особо много этих каналов в клетках с интенсивным обменом веществ. В среднем объем ЭПС от 30 до 50% объема всей клетки.

Н а м е м б р а н а х г л а д к о й Э П С н а х о д я т с я ф е р м е н т н ы е с и с т участвующие в жировом и углеводном обмене, а также в обмене других веществ небелковой природы, например, стероидных гормонов в клетках

пол о в ы х ж ел ез и к о р к о во го ве ще с т ва н а д п оч еч н и к о в . Та к и е Э П С преобладают в клетках сальных желез, где осуществляется синтез жиров; в к л е т к а х п е ч е н и (с и н т е з г л и к о г е н а, с и н т е з ф е р м е н т о в д л я

обезвреживания ток сических веществ и ряда лек арств ); в к летк ах богатых запасными питательными веществами (семена растений, депо ионов Ca в мускулатуре).

Шероховатая ЭПС отвечает за синтез белков , который осуществляется в

полисомах (полирибосомах), прикрепленных к мембранам с внутренней поверхности сети. Полисома состоит из мРНК объединяющей нескольк рибосом наподобие нитки бус. Полисомы могут свободно располагаться в

о с н о в н о м в е щ е с т в е ц и т о п л а з м ы . П р е д п о л а г а ю т , ч т о б е л к и ,

синтезируются белки, выводимые из клетки и используемые на нужды организма (например, в клетках экзокринных желез: пищеварительные ф е р м е н т ы , бел к и г руд н о го м ол о к а ) . В о бл а с т и ш е р охо вато й с ет и происходит не только синтез и сборка белков, но и липидов клеточных мембран.

Функции ЭПС:

1. Транспортная . По каналам ЭПС транспортируются вещества , в т числе синтезированные на мембранах ЭПС.

2. Синтетическая. Если кратко: Синтез белков, жиров, углеводов.

2.1. В шероховатой сети происходит синтез и сборка белков и липидо клеточных мембран.

2.2. Гладкая сеть связана с обменом углеводов , жиров и других веществ небелковой природы, например, стероидных гормонов в клетках половых желез и к орк ового вещества надпочечник ов . Осуществляет синтез л и п и д о в , в х о д я щ и х в с о с т а в м е м б р а н . О с у щ е с т в л я е т с и н т е з предшественников стероидных гормонов.

3. Обезвреживающая . Гладк ая сеть осуществляет синтез вещ

участвующих в обезвреживании вредных продуктов метаболизма и ряда лекарств.

4. Депонирующая . В гладкой сети поперечно - полосатой мускулат сохраняются (депонируются) ионы Ca, играющие важную роль в процессе мышечного сокращения.

5. Разделительная . Так мембраны ЭПС осуществляют пространственное

8

14. Охарактеризовать митохондрии как генетически автономные си - стемы.

Митохондрия – двумембранный органоид . Внутри митохондрии находится матрикс, содержащий различные ферменты, ионы Са 2+ и М g2+, а так - же ДНК, тРНК, иРНК и рибосомы (причём ДНК и рибосомы у митохондрий похожи на таковые у бактерий).

Благодаря наличию собственной ДНК (1 (2-6 копий) молекула кольцевой формы (хромосома М )), митохондрии могут размножаться независимо от деления клетки. Происходит это путём перешнуровки исходной митохон - дрии. Предварительно у них удваивается количество ДНК. Благодаря со - держанию тРНК, иРНК и рибосом, митохондрии могут синтезировать соб - ственный белок.

Кроме того , митохондрии играют определённую роль в передаче признаков по наследству (цитоплазматическая наследственность). Поэтому ми - тохондрии можно рассматривать как генетически автономные системы.

(Ярыгин 2015 Т1, стр 147)

15. Перечислить эволюционно-обусловленные уровни организации жизни.

Эволюционно-обусловленные уровни организации жизни:

1)Молекулярно-генетический ( элементарная единица – ген ; явление – конвариантная редупликация гена (его воспроизведение с искажением информации));

2)Клеточный уровень ( единица – клетка ; явление – процессы жизнедеятельности);

3)Организменный ( онтогенетический ) уровень , ( единица – особь ; явление - изменения индивидуального развития);

4)Популяционно-видовой уровень ( единица – популяция ; явление – изменения генофонда в ряду поколений);

5)Биогеоценотический ( экосистемный ) уровень , ( единица – биогеоценозы; явление – вещественно-энергетические круговороты и потоки);

6)Биосферный уровень – область распространения жизни.

(Ярыгин 2015 Т1, стр 65)

1 6 . Ч ем х а р а к т е р и зу ютс я у н и к а л ь н ы е ( р е д ко п о вто ря ю щ и ес я ) последовательности генома человека.

Уникальные последовательности (уникальные гены) генома человека: а) составляют 60-70% ядерной ДНК, это гены подавляющего числа белков клеток человека б) встречаются один или несколько раз в геноме

в) представлены структурными генами и внутригенными некодирующими областями

Для уникальных генов характерно экзонно - интронное строение : кодирующий участок – экзон чередуется с не кодирующим участком – интроном. Экзон – это кодирующий участок ДНК (фактически ген), который будет транслироваться в аминокислотные последовательности белка через ка -

кой-либо вариант зрелой мРНК. Количество экзонов в уникальном гене различно: от 1 до 364, но в среднем 8.

(Ярыгин 2015 Т1, стр ___)

9

17. Охарактеризовать высоко повторяющиеся последовательности генома человека.

В ы с о к о п о в т о р я ю щ и е с я п о с л е д о в а т е л ь н о с т и н у к л е о т и д характеризуются:

а) составляют 25-28% ядерной ДНК б) повторяются в геноме сотни тысяч и миллионы раз

в) имеют размер от нескольких нуклеотидов до нескольких сотен г ) в ход я т в с о с та в с т ру к т ур н о го гете р ох р о м ат и н а ( це н т р о м е р н ы е , теломерные районы хромосом)

(Ярыгин 2015 Т1, стр ___)

18. В чем сущность избыточности ДНК у эукариот. Каковы возмож - ные функции избыточной ДНК.

В процессе эволюции количество ДНК у эукариотических организ возросло в 1 000 раз, а количество генов увеличилось в гораздо меньшей степени. Например, у бактерий в единственной хромосоме содержится примерно 1 000 генов, а в геноме человека содержится 22-2 4 000 генов. Такое несоразмерное увеличение количества ДНК по сравнению с увеличением числа генов называется избыточностью ДНК.

В эукариотической клетке только 3% ДНК являются генами . Из них 1,2% генов кодируют структуру белков, и 1,8% генов кодируют структуру РНК. Избыточность ДНК обусловлена наличием высоко повторяющихся последовательностей нуклеотидов, спейсеров и интронов.

Возможные функции избыточной ДНК:

1 . в ы с о к о п о в т о р я ю щ и е с я п о с л е д о в а т е л ь н о с т и н у к л е о т и д обеспечивают:

а) узнавание гомологичных участков хромосом во время кроссинговера,

б) разделение структурных и регуляторных генов в кодирующих участках ДНК,

в) регуляция функции генов 2. спейсеры разделяют кластеры генов рРНК

3. интроны разделяют кодирующие участки уникальных генов (экзоны) (Ярыгин 2015 Т1, стр 134)

19. Структурная организация клеточного центра, его функции.

Клеточный центр (диплосома) – не мембранный органоид, в котором из белка тубулина образуются микротрубочки . Клеточный центр состоит из двух центриолей, расположенных перпендикулярно друг к другу. Каждая центриоль имеет вид «полого» цилиндра, стенка которого образована 27 микротрубочками, сгруппированными в 9 триплетов. Микротрубочки со - единены между собой системой связок, а снаружи одеты белковым чех - лом. Перед делением клетки центриоли удваиваются.

Во время митоза центриоли определяют местоположения полюсов веретена деления. Причём положение центриолей в делящейся клетке опре - деляет центры новых клеток. Здесь будет располагаться ядро, поэтому клеточный центр всегда располагается вблизи ядра.

(Ярыгин 2015 Т1, стр 152)