Як називається внутрішнє середовище клітини: поняття цитоплазми, гіалоплазми, цитозоля. Життєві процеси клітини

>> Клітинна будоваорганізму

§ 7. Клітинна будова організму

1. Яка будова тваринної клітини?
2. Яку функцію виконують хромосоми?
3. Як відбувається поділ клітини?

Зовнішнє та внутрішнє середовище організму.

Зовнішнім середовищем називають ту, в якій знаходиться організм. Людина живе до газоподібного середовища, але може тимчасово перебувати у воді, наприклад під час купання.

Мітохондрії беруть участь у біологічному окисленні речовин, за рахунок якого звільняється енергія, необхідна для життєдіяльності клітин. Ці ниткоподібні утворення, що ледь помітні в оптичний мікроскопназиваються енергетичними станціями клітини.

Завдяки біологічному окисленню складні органічні речовини розпадаються і енергія, що виділяється при цьому, використовується клітинами для м'язового скорочення, вироблення тепла, синтезу речовин, необхідних для формування структур клітини. У клітинах часто зустрічаються мікроскопічні бульбашки, лізосоми, у яких розпадаються складні органічні речовини, що підлягають переробці чи знищенню.

Зв'язок між об'ємом та поверхнею клітини.

Розмір клітин обмежений, оскільки зі збільшенням об'єму та маси клітини відносна її поверхня зменшується, і клітина вже не може отримати потрібної кількості поживних речовині виділити повністю продукти розпаду. Тому, досягнувши певного розміру, вона перестає збільшуватися обсягом.

Розподіл клітини – складний процес (рис. 12). Він починається з того, що біля кожної молекули ДНК синтезується її двійник – така сама молекула. У хромосомі виявляється поряд пара однакових молекул ДНК, які потім стануть самостійними хромосомами дочірніх клітин.

Перед поділом ядро ​​розбухає та збільшується у розмірах. Хромосоми скручуються в спіраль і стають помітними в оптичний мікроскоп. Ядерна оболонка зникає. Органоїди клітинного центру розходяться до протилежних полюсів клітини, а між ними формується «веретено» поділу.

У наступній фазі поділу хромосоми вишиковуються за екватором клітини. Парні молекули ДНК кожної хромосоми зв'язуються з відповідними центріолями: одна молекула з однією центріоллю, та її двійник - з іншого. Незабаром молекули ДНК починають розходитися, кожна до свого полюса. Утворюються два нових набори, що складаються з однакових хромосом та однакових генів. Хромосоми дочірніх клітин утворюють клубки. Навколо них синтезується ядерна оболонка. Скручені раніше спіраль хромосоми повністю розкручуються і перестають бути видимими. Після формування ядра відбувається розподіл органоїдів, цитоплазма «перешнуровується» на дві половини, і утворюються дві повністю відокремлені дочірні клітини.

Життєві процеси клітини.

У всіх клітинах йдуть процеси обміну речовин. З поживних речовин, що надходять в клітину, утворюються складні речовини (характерні для кожного типу клітин), формуються клітинні структури. Паралельно з утворенням нових речовин йдуть процеси біологічного окиснення органічних речовин- білків, жирів, вуглеводів. У цьому відбувається виділення енергії, яка потрібна на життєдіяльності клітини. Продукти розпаду видаляються її межі.

Ферменти.

Синтез та розпад речовин відбуваються завдяки дії ферментів. Це біологічні каталізатори білкової природи, що прискорюють у багато разів перебіг хімічних процесів. Кожен фермент діє лише певні сполуки. Вони називаються субстратом цього ферменту.

Ферменти виробляються і рослинних і тварин клітинах. Іноді їхні дії схожі. Так, фермент каталаза, що знаходиться в клітинах стінки ротової порожнини, м'язах, печінки, здатний розщеплювати пероксид водню Це шкідлива сполука, що утворюється в організмі.

Зробимо досвід.

Наллємо в хімічну склянку пероксид водню і опустимо в нього шматочки дрібно нарізаної бульби картоплі. Рідина спінюється за рахунок утворення бульбашок кисню: 2Н202 каталізатор 2Н2О + О2; отруйний пероксид водню розкладається на нешкідливі кисень та воду.

Ферменти діють як у клітинах, і поза клітин. При кип'ятінні білки згортаються, а ферменти втрачають активність. Виводять їх з ладу та деякі хімічні речовининаприклад солі важких металів. (Якщо зварити картоплю, реакції розкладання пероксиду водню не буде.)

Зростання та розвиток клітини.

У процесі життєдіяльності відбуваються зростання та розвитку клітин. Ростом називають збільшення розмірів та маси клітини, а розвитком клітини – її вікові зміни, зокрема і досягнення нею можливості повністю виконувати свої функції. Наприклад, для того, щоб кісткова клітина могла створювати тверду та міцну кісткову речовину, вона повинна дозріти.

Спокій та збудження клітин.

Клітини можуть перебувати у стані спокою чи стані збудження.
При збудженні клітина включається в роботута виконує свої функції. Зазвичай перехід до збудження пов'язаний із роздратуванням. Так, у відповідь на роздратування нервова клітинапосилає нервові імпульси; м'язова клітинаскорочується, а залозиста – виділяє секрет.

Отже, роздратування - це процес на клітину. Воно може бути механічним, електричним, тепловим, хімічним тощо. буд. У відповідь роздратування клітина зі стану спокою перетворюється на стан збудження, тобто активної роботи.

Здатність клітини відповідати роздратування специфічної реакцією називається збудливістю. Найбільшу збудливість мають м'язові та нервові клітини.

Клітинна мембрана, ядро, цитоплазма, хромосоми, гени, ДНК, РНК, ядерце, органоїди, ендоплазматична мережа, рибосоми, мітохондрії, лізосоми, центріолі, обмін речовин, ріст, розвиток, ферменти.

1. У якому середовищі знаходяться клітини організму людини?
2. Яке значення має клітинна мембрана?
3. Які функції ядра та ядерця?
4. Скільки хромосом мають статеві клітини – сперматозоїд та яйцеклітина?
5. Назвіть органоїди клітини.

Колосов Д. В. Маш Р. Д., Бєляєв І. Н. Біологія 8 клас
Надіслано читачами з інтернет-сайту

Зміст уроку конспект уроку та опорний каркас презентація уроку акселеративні методи та інтерактивні технологіїзакриті вправи (тільки для використання вчителями) оцінювання Практика завдання та вправи, самоперевірка практикуми, лабораторні, кейси, рівень складності завдань: звичайний, високий, олімпіадний домашнє завдання Ілюстрації ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, коміксі, мультимедіа реферати фішки для допитливих шпаргалки гумор, казки Доповнення зовнішнє незалежне тестування (ВНТ) підручники основні та додаткові тематичні свята, слогани статті національні особливостісловник термінів інші Тільки для вчителів

Завдання шкільної олімпіади з біології

6 клас

Завдання 1 . Завдання включає 20 питань, до кожного з них запропоновано 4 варіанти відповіді. На кожне запитання виберіть лише одну відповідь, яку ви вважаєте повною та правильною.

Запишіть індекс відповідної відповіді.

1. Який зв'язок існує між терміном «рослина» та одним із чотирьох термінів, наведених нижче. Визначте цей термін.

а) вакуоля

Б) корінь

В) фотосинтез

г) мінеральне харчування

2. Утворення органічних речовин з неорганічних з використанням енергії Сонця відбувається у рослин у процесі:

А) фотосинтезу

Б) дихання

В) випаровування

Г) транспорту речовин

3. Назвіть внутрішнє середовище клітини, в якій розташовується ядро ​​та численні органоїди:

А) оболонка

Б) плазматична мембрана

В) цитоплазма

г) ядро

4. Група клітин, подібних до будови, розмірів і виконуваних функцій, утворює:

А) орган

Б) тканина

В) вірус

5. Які бувають кореневі системи:

А) бічні та стрижневі

Б) мочкуваті та стрижневі

В) головні та мочкуваті

Г) придаткові та стрижневі

6. Як називається частина тіла, яка виконує певні функції:

А) орган

Б) тканина

В) вірус

7. Вода з розчиненими в ній органічними та неорганічними речовинами (вміст вакуолі) - це:
а) цитоплазма;
б) клітинний сік;
в) хлорофіл;
г) міжклітинна речовина.

8. Освіта різної формита кольори, які можуть надавати забарвлення різним органамрослини - це:
а) вакуолі;
б) міжклітинні;
в) хромосоми;
г) пластиди.

9. Речовина, що надає рослині зелений колірі граючу вирішальну роль повітряному харчуванні рослини - це:
а) клітинний сік;
б) міжклітинна речовина;
в) хлорофіл;
г) цитоплазма.

10. Зародок насіння квасолі складається з наступних частин:
а) корінець, стеблинка, нирка;
б) зародковий корінець, стеблинка, нирка, ендосперм;
в) сім'ядолі, ендосперм, нирки;
г) сім'ядолі, зародковий корінець, стеблинка, нирка.

11. Поживні речовини в насінні пшениці знаходяться в:
а) корінці;
б) сім'ядолі;
в) покривах насіння;
г) ендосперм.

12. Корінь, що розвивається з корінця зародка, називається:
а) головним;
б) бічним;
в) підрядним;
г) мочкуватим.

13. Функція кореневого чохлика:
а) безперервне подовження кореня за рахунок поділу клітин;
б) проведення води та мінеральних речовин;
в) захист кінчика кореня від ушкоджень;
г) всмоктування води та мінеральних речовин.

14. Кореневе тиск - це:
а) тиск ґрунту на кореневий чохлик;
б) сила, з якою корінь жене воду в стебло;
в) тиск рослини на ґрунт;
г) тиск ґрунту на кореневу волосину.

15. Кореневі бульби утворюються з:
а) головного кореня;
б) бічних коренів;
в) з головного кореня та нижньої частини стебла;
г) з бічних та придаткових коренів.

16. Нирки, що виконують резервну функціюі розвиваються після різних ушкодженьрослини називаються:
а) пазушними;
б) сплячими;
в) верхівковими;
г) генеративними.

17. Втеча, у якої погано видно міжвузля:
а) подовжена втеча;
б) повзуча втеча;
в) укорочена втеча;
г) втеча втеча

18. Органи рослин, які здійснюють розмноження, називаються:

а) насіннєвими;

б) генеративними;

в) суперечливими.

19. Наука ботаніки вивчає:

А) усі живі організми;

Б) рослини;

в) гриби.

20. Рослини мають такі життєві форми:

а) дерева, чагарники, трави;

Б) дерева, чагарники, трави;

В) чагарники, трави, чагарники;

Г) чагарники, чагарники, трави, дерева

Завдання 2. Завдання визначення правильності суджень (17 суджень). Випишіть номер правильних суджень.

1. Аркуш є спеціальним органом повітряного живлення, оскільки за участю енергії сонячного світла у хлорофілових зернах із вуглекислого газу та води утворюються органічні речовини.

2. Складний процесфотосинтезу йде у хлоропластах протягом доби безупинно.

3. Кореневе харчування забезпечує рослину мінеральними солями та водою, а повітряне (листове) є основним постачальником органічних речовин.

4. Зелені рослини – автотрофи, тобто здатні самостійно створювати органічні речовини із неорганічних.

5. Усі органи рослини складаються з клітин та тканин.

6. Лише рослини можуть поглинати енергію сонячного випромінювання.

7. Споживаючи неорганічні речовини: вуглекислий газ, воду та мінеральні солі, - Рослина харчується.

8. На полях після збирання врожаю поглинені рослинами мінеральні речовини не повертаються у ґрунт.

9. У лісі поглинені рослинами мінеральні солі повертаються в грунт з опалим листям і хвоєю.

10. Живлення рослини повітрям називають повітряним живленням.

11. За допомогою хлорофілу з вуглекислого газу та води у листі утворюються органічні речовини (цукри).

12. Автотрофи – організми, здатні самостійно синтезувати органічні речовини із неорганічних.

13. Роль зелених рослин називають космічною тому, що вони з космосу одержують енергію сонячного світла.

14. Енергія сонячного світла, що надійшла з космосу, запасається зеленими рослинами у вигляді вуглеводів, жирів і білків.

15. З появою Землі зелених рослин утворився атмосферний кисень.

16. Кисень - речовина, необхідна для фотосинтезу та дихання рослин.

17. Обмін речовин – це харчування та дихання рослин.

Завдання 3. Розв'яжіть біологічне завдання.

При зберіганні картоплі в теплому приміщенні вона зморщується, а підморожування стає солодким. Поясніть це явище.

Відповіді шкільної олімпіади з біології

Завдання 1.

1в, 2а, 3в, 4б, 5б, 6а, 7б, 8г, 9в, 10г, 11г, 12а, 13в, 14б, 15г, 16б, 17в, 18б, 19б, 20г.

Завдання 2.

1, 3, 4,5,6, 9,11,12, 14.

Завдання 3.

При зберіганні картоплі в теплому приміщенні вона зморщується, тому що з неї випаровується вода.

При підморожуванні картопля стає солодкою, тому що при зниженні температури крохмаль переходить у цукор.

Внутрішнє середовищеклітини

Усередині клітини знаходиться цитоплазма. Вона складається з рідкої частини – гіалоплазми (матрикса), органел та цитоплазматичних включень.

Гіалоплазма

Гіалоплазма – основна речовина цитоплазми, що заповнює весь простір між плазматичною мембраною, оболонкою ядра та іншими внутрішньоклітинними структурами. Гіалоплазму можна розглядати як складну колоїдну систему, здатну існувати у двох станах: золеподібному (рідкому) та гелеподібному, які взаємно переходять одне в інше. У цих переходів здійснюється певна робота, витрачається енергія. Гіалоплазма позбавлена ​​певної організації. Хімічний складгіалоплазми: вода (90 %), мінеральні іони, білки (ферменти гліколізу, обміну цукрів, азотистих основ, білків та ліпідів). Деякі білки цитоплазми утворюють субодиниці, що дають початок таким органелам, як центріолі, мікрофіламенти.

Функції гіалоплазми:

1) утворення справжнього внутрішнього середовища клітини, що об'єднує всі органели та забезпечує їхню взаємодію;

2) підтримання певної структури та форми клітини, створення опори для внутрішнього розташування органел;

3) забезпечення внутрішньоклітинного переміщення речовин та структур;

4) забезпечення адекватного обміну речовин як усередині самої клітини, так і із зовнішнім середовищем.

Увімкнення

Це щодо непостійні компоненти цитоплазми. Серед них виділяють:

1) запасні поживні речовини, які використовуються самою клітиною в періоди недостатнього надходження поживних речовин ззовні (при клітинному голоді), – краплі жиру, гранули крохмалю чи глікогену;

2) продукти, які підлягають виділенню з клітини, наприклад, гранули зрілого секрету секреторних клітинах (молоко в лактоцитах молочних залоз);

3) баластові речовинидеяких клітин, які не виконують будь-якої конкретної функції (деякі пігменти, наприклад, ліпофусцин старіючих клітин).

Метаболізм

Матеріальна сутність життя проявляється, насамперед, у безперервному обміні речовин та енергії, що відбувається між живою системою (клітиною, організмом, біоценозом) та навколишнім його зовнішнім середовищем. В цьому сенсі біологічні системиє відкритими .

Різні організмиспоживають різні видиенергії, у зв'язку з чим їх ділять на автотрофні та гетеротрофні.

Автотрофні організми(самопитані) здатні поглинати енергію неживої природи. Насамперед, це зелені рослини, а також бурі та червоні водорості, що використовують сонячне світлодля процесу фотосинтезу – утворення органічної речовини глюкози з неорганічної води та вуглекислого газу. До автотрофів належать також синьо-зелені водорості (ціанії) та деякі бактерії, здатні до реакцій. хемосинтеза – синтезу органічних речовин за рахунок енергії простих хімічних реакцій. При цьому первинна енергія (сонячна чи хімічна) перетворюється на енергію хімічних зв'язків складних органічних молекул, Так що автотрофи як би самі створюють собі їжу.

Гетеротрофні організми(харчуються за рахунок інших) – людина, всі тварини, гриби, а також багато бактерій – отримують їжу у вигляді готових органічних речовин, вироблених автотрофами, в основному рослинами.У складі цієї їжі вони отримують енергію, укладену в хімічних зв'язках.

Якщо органічна речовина їжі розщепити на більш прості речовини, звільняється енергія. Фактично гетеротрофи отримують ту ж сонячну енергію, але перетворену зеленими рослинами на хімічну. Звідси ясна величезна роль рослинних організмівяк посередника в енергетичному забезпеченні тварин та людини. Позбутися цієї залежності, отримувати якусь енергію прямо з неживої природи людство ще не навчилося. І хоча академік В. І. Вернадський висував таке наукове завдання, далі фантастичних творів справа не просунулася і навряд чи просунеться в найближчому майбутньому. Тому для біологів всього світу одним із пріоритетних завдань залишається зрозуміти у всіх деталях механізм фотосинтезу, щоб максимально інтенсифікувати його в рослинах і по можливості відтворити в штучних умовах.

Структура АТФ та її зміна під час метаболізму

Р еакції енергетичного обміну. Незалежно від вихідного джерела енергії, всі організми, як автотрофи, так і гетеротрофи, спочатку переводять енергію в зручний для подальшого використання стан. Це так звані макроергічні (багаті на енергію) зв'язки в молекулах аденозінтрі фосфорної кислоти- АТФ . Утворюються молекули АТФ з аденозин ді фосфорної (АДФ) або аденозин моно фосфорної (АМФ) кислоти та вільних молекул фосфорної кислоти, але при неодмінному поглинанні зовнішньої енергії – сонячної чи хімічної (ендотермічна реакція). Кількість енергії, запасене в макроергічному зв'язку, на порядок більше, ніж у звичайних зв'язках, наприклад, всередині молекули глюкози, тому в складі АТФ зручно зберігати енергію і транспортувати в межах клітини.

У місцях споживання цієї енергії АТФ розпадається на АДФ та фосфат (при крайній необхідності навіть на АМФ та два фосфати), а звільнена енергія витрачається на ту чи іншу роботу – синтез глюкози у хлоропластах рослинних клітин, синтез білків та інших макромолекул, транспорт речовин у клітину та з клітини, рух та ін. АДФ (АМФ) та фосфат можуть знову з'єднатися, захопивши чергову порцію зовнішньої енергії, а потім зруйнуватися та віддати енергію в роботу. Циклічні перетворення АТФ багаторазово повторюються.

Таким чином, АТФ виступає як універсальний переносник енергії всередині клітини, своєрідною розмінною монетою в енергетичних платежах за внутрішньоклітинні процеси..

Шляхи анаболізму та катаболізму в клітині

Проблема клітинної енергетики зводиться до розуміння первинних джерел енергіїта механізмів її переведення в АТФ. У загальному виглядіситуація така: у фотосинтетичних аутотрофних організмів синтез АТФ із АДФ та фосфату генерується сонячною енергією, у гетеротрофів – енергією від окислення харчових продуктів.

Таким чином, рослин для синтезу АТФ потрібен світло, тваринам та людині потрібна органічна їжа.

Світлоє первиннимджерелом енергії,він використовується в реакціях фотосинтезуу рослин. По кінцевій суті реакція фотосинтезу досить проста:

6СО 2 + 6H 2 O + енергія світла → С 6 Н 12 О 6 + 6О 2

За допомогою енергії світла з вуглекислого газу та води синтезується 6-вуглецева органічна речовина - глюкоза (моносахарид), і як «зайвий» продукт утворюється кисень, який йде в атмосферу. Насправді ця реакція складніша, вона складається з двох стадій: світлової та темнової. Спочатку на світлі за допомогою особливого Mg-пігменту, що містить хлорофілу вода розщеплюється на кисень та водень, а енергія водню передається на синтез АТФ. Тільки потім, у темновій стадії, водень з'єднується з вуглекислим газомта утворюється глюкоза. При цьому частина АТФ розщеплюється, віддаючи енергію глюкозі.

Глюкоза разом з мінеральними речовинами, що надходять у рослину з ґрунту (солі азоту, сірки, фосфору, заліза, магнію, кальцію, калію, натрію та ін), стає основою для більш складних синтезів – утворюються полісахариди, ліпіди, білки, нуклеїнові кислоти, з яких будуються робочі структури клітин. Але ці синтези, як і синтез глюкози, вимагають енергетичних витрат. Пряме використаннясвітла тут неможливо (еволюція не створила таких енергетичних переходів), тому деяка частина глюкози витрачається як енергетичний субстрат, тобто глюкозастає вториннимджерелом енергії. Глюкоза розщеплюється і віддає енергію спочатку на синтез АТФ, а після розщеплення АТФ на біосинтези макромолекул.

Значна частина АТФ, як сказано вище, витрачається іншу роботу – транспорт речовин, рух клітини та інших. Найбільш ефективно глюкоза розщеплюється з участю кисню:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + енергія

З хімічної точки зору це повне окиснення - "горіння" глюкози. У живій клітці

«горіння» відбувається уповільнено, поетапно, отже енергія виділяється малими порціями, і її частина (близько 55 %) використовується на синтез АТФ, решта розсіюється як тепла. Повне окиснення однієї молекули глюкози забезпечує синтез 38 молекул АТФ . Оскільки кисень для окислення ми вдихаємо з атмосферним повітрям, то і на хімічному рівні окислення глюкози киснем називають диханням. Головна рисарослинної автотрофної клітини – здатність до фотосинтезу, який забезпечує перший етап побудови органічної речовини у формі глюкози. Але й дихання повною мірою притаманне рослинам, оскільки саме цей процес витягує енергію з глюкози (а також із жирів та зайвих білків), переводить її тимчасово в АТФ і далі у складні макромолекули. Ця ж схема, але з вилученням реакції фотосинтезу, відповідає і гетеротрофному метаболізму тварин клітин. У цьому випадку глюкоза (а також інші вуглеводи, жири, трофічні білки та ін.) надходять у клітину ззовні готовому вигляді. Частина цих матеріалів йде на дихання (в топку, для отримання енергії через синтез АТФ), а частина, після деякої переробки, на синтез нових макромолекул як будівельний матеріал. Таким чином, їжа у гетеротрофів (тобто й у нас із вами) має подвійне призначення– енергетичне та пластичне (будівельне).

Між пластичним обміном (анаболізмом) та енергетичним (катаболізмом) існує нерозривна єдність.Енергія поглинається з зовнішнього середовища, перетворюється на АТФ, передусім, здійснення будівельних процесів, для побудови живої матерії. А побудова живої матерії, тобто синтез макромолекул із простих неорганічних речовин, можливий лише з поглинанням зовнішньої енергії.

\ Документи \ Для вчителя хімії та біології

При використанні матеріалів цього сайту - та розміщення банера -ОБОВ'ЯЗКОВО!

Олімпіада з біології для 6 класу

Матеріал розробила та надіслала:Маслова Вікторія Вікторівна, учитель біології Муніципальне освітня установаДворянська середня загальноосвітня школа, 403843, с.Дворянське, Камишинський муніципальний район, Волгоградська область. Адреса e-mail: [email protected]

ВАРІАНТ "А"

До кожного із завдань варіанта "А" дано чотири варіанти відповіді, з яких лише один правильний. Номер цієї відповіді обведіть кухлем.

1. Який зв'язок існує між терміном "рослина" та одним із чотирьох термінів, наведених нижче. Визначте цей термін.

1) вакуоль 2) корінь 3) фотосинтез 4) мінеральне харчування

2. Які бактерії вважають "санітарами планети"?

1) гниття 2) оцтовокислі 3) молочнокислі 4) бульбочкові

3. Утворення органічних речовин з неорганічних з використанням енергії Сонця відбувається у рослин у процесі

1) фотосинтезу 2) дихання 3) випаровування 4) транспорту речовин

4. До якого класу відносяться квіткові рослини, що мають стрижневу кореневу систему та сітчасте жилкування листя?

1) сфагнових мохів 2) хвойних 3) дводольних 4) папоротеподібних

5. Особливості будови якого органу квіткових рослин відіграють вирішальну роль при їх об'єднанні у класи?

1) насіння 2) плоду 3) квітки 4) листка

6. Назвіть внутрішнє середовище клітини, в якій розташовується ядро ​​та численні органоїди

1) оболонка 2) плазматична мембрана 3) цитоплазма 4) ядро

7. Число хромосом кожного виду організмів постійно. Скільки хромосом у людини?

1) 54 2) 78 3) 48 4) 46

8. Група клітин, подібних до будови, розмірів і виконуваних функцій, утворює:

9. Які бувають кореневі системи

1) бічні та стрижневі 2) мочкуваті та стрижневі 3) головні та мочкуваті 4) придаткові та стрижневі

10. Як називається частина тіла, яка виконує певні функції

1) орган 2) фагоцитоз 3) тканина 4) вірус