Хромосомы - структуры клетки, хранящие и передающие наследственную информацию. Хромосома состоит из ДНК и белка. Комплекс белков, связанных с ДНК, образует хроматин. Белки играют важную роль в упаковке молекул ДНК в ядре.

Основу хромосомы составляет одна непрерывная двухцепочечная молекула ДНК; длина ДНК одной хромосомы может достигать нескольких сантиметров. Понятно, что молекула такой длины не может располагаться в клетке в вытянутом виде, а подвергается укладке, приобретая определенную трехмерную структуру, или конформацию. Можно выделить следующие уровни пространственной укладки ДНК и ДНП:

1) нуклеосомный (накручивание ДНК на белковые глобулы),
2) нуклеомерный,
3) хромомерный,
4) хромонемный,
5) хромосомный.

В процессе преобразования хроматина в хромосомы ДНП образует не только спирали и суперспирали, но еще петли и суперпетли. Поэтому процесс формирования хромосом, который происходит в профазу митоза или профазу 1 мейоза, лучше называть не спирализацией, а конденсацией хромосом.

Метафазная хромосома (хромосомы изучаются в метафазу митоза) состоит из двух хроматид. Любая хромосома имеет первичную перетяжку (центромеру), которая делит хромосому на плечи. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку и спутник. Спутник - участок короткого плеча, отделяемый вторичной перетяжкой. Хромосомы, имеющие спутник, называются спутничными. Концы хромосом называются теломерами. В зависимости от положения центромеры выделяют:

а) метацентрические (равноплечие),
б) субметацентрические (умеренно неравноплечие),
в) акроцентрические (резко неравноплечие) хромосомы.

Молекула ДНК. Фото: Christian Guthier

Соматические клетки содержат диплоидный (двойной - 2n) набор хромосом, половые клетки - гаплоидный (одинарный - n). Диплоидный набор аскариды равен 2, дрозофилы - 8, шимпанзе - 48, речного рака - 196. Хромосомы диплоидного набора разбиваются на пары; хромосомы одной пары имеют одинаковое строение, размеры, набор генов и называются гомологичными.

Кариотип - совокупность сведений о числе, размерах и строении метафазных хромосом. Идиограмма - графическое изображение кариотипа. У представителей разных видов кариотипы разные, одного вида - одинаковые. Аутосомы - хромосомы, одинаковые для мужского и женского кариотипов. Половые хромосомы - хромосомы, по которым мужской кариотип отличается от женского.

Хромосомный набор человека (2n = 46, n = 23) содержит 22 пары аутосом и 1 пару половых хромосом.
Половые хромосомы не относятся ни к одной из групп и не имеют номера. Половые хромосомы женщины - ХХ, мужчины - ХУ. Х-хромосома - средняя субметацентрическая, У-хромосома - мелкая акроцентрическая.

В области вторичных перетяжек хромосом групп D и G находятся копии генов, несущих информацию о строении рРНК, поэтому хромосомы групп D и G называются ядрышкообразующими.

Функции хромосом

Функция хромосом заключается:

В хранении наследственной информации. Хромосомы являются носителями генетической информации.

В передаче наследственной информации. Наследственная информация передается путем репликации молекулы ДНК.

В реализации наследственной информации. Благодаря воспроизводству того или иного типа и-РНК и соответственно того или иного типа белка осуществляется контроль над всеми процессами жизнедеятельности клетки и всего организма.



СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ

Вариант 1

1 . Два слоя липидов с погруженными в них молекулами белка представляют собой

а) цитоплазму в) хромосому

б) плазматическую мембрану г) рибосому

2. Плазматическая мембрана в отличие от клеточной оболочки

а) обладает избирательной проницаемостью в) более прочная

б) полностью проницаема для различных веществ г) состоит из кле т чатки

3. Клеточная . оболочка характерна для клеток

а) всех эукариот б) животных в) всех организмов г) растений

4 . Функция клеточного центра заключается в

а) образования хромосом в) регуляции деятельности к л етки

б) регуляции обмена веществ г) образовании веретена деления

5 . Синтез АТФ происходит в

а) вакуолях б) лизосомах в) хлоропластах г) митохондри я х

6 . Эндоплазматическая сеть участвует в

а) расщеплении высокомолекулярных в-в
б) транспорте веществ внутри клетки

В) биологическом ок и слени и
г) энергетическом обмене

7. Синтез белков в клетке осуществляют

а) лизосомы б) хлоропласты в) митохондрии г) рибосомы

8 . Расщепление органических веществ и перерабо т ка струк т ур кле т к и происхо дит с
участием

а) ядра б) митохондрий в) комплекса Гольджи г) лизосом

9. На поверхности гладкой эндоплазматической се т и синт е зирую т ся молекулы

а) минеральных солей в) углеводов, липидов

б) нуклеотидов г) белков

10. Прокариоты - это организмы, не имеющие

а) оформленного ядра в) клеточной оболочки

б) жгутиков г) пластид

11 Клеточного строения не имеют

а) цианобактерии б) водоросли В) бактерии г) вирусы

12. Контроль над всеми процессами жизнедеятельности осуществляю т

а) пластиды б) рибосомы В) хромосомы г) митохондрии

13. Фотосинтез происходит в

а) хлоропластах б) лейкопластах В) хромопластах г) цитоплазме
14. На поверхности шероховатой эндоплазматической сети ра з мещаю т ся

а) лизосомы б) микротрубочки в) ми т охондрии г ) рибосомы

15. Каждая нить ДНК в со е динении с белками, расположенная в ядре,

представляет собой

а) ядрышко б) митохондрии в) центриоль г) хромосом у

СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ

Вариант 2

Выберите один правильный ответ.

1. Наружная клеточная мембрана обеспечивает

а) постоянную форму клетки в) обмен веществ и энергии в клетке

б) осмотическое давление в клетке г) избира т ельную проница е мос т ь

2. Оболочки из клетчатки , а также хлороплас т ов не имеют к л е т ки

а) водорослей б) мхов в) папоротников г) животных

3. В клетке ядро и органоиды расположены в

А) цитоплазме _ в) эндоплазматической се т и

б) комплексе Гольджи г) вакуолях

4 . На мембранах гранулярной э ндоплазматической сети происходит синтез

а) белков б) углеводов в) липидов г) нуклеиновых кислот

5. Крахмал накапливается в

а) хлоропластах б) ядре в) лейкоплас т ах г ) хромопла стах

6. Белки , жиры и углеводы накапливаются в

а) ядре б) лизосомах в) комплексе Гольджи г) митохондриях

7. В образовании веретена деления участвуют

а) цитоплазма б) клеточный центр в) вакуоль г ) комплекс Гольджи

8. Органоид, состоящий из множества связанных между собой полостей, в
которы х накап л иваются син т езированные в клетке органические вещества - это

а) комплекс Гольджи в) митохондрия

б) хлоропласт г) эндоплазматическая се т ь

9. Обмен вещес т в между к лет кой и окружающей ее сре д ой происходи т через
обо л очку бла г одаря наличию в ней

а) молекул липидов в) молекул углеводов

б) многочисленных нор г) молекул нуклеиновых кисло т

10.Синтезируемые в клетке органические вещества перемещаются к органоидам
а) с помощью комплекса Го л ьджи в) с помощью вакуолей

б) с помощью лизосом г) по каналам эндоплазма т ической се т и

11.Расщепление органических вещес т в в кле т к е , сопровождаемо е ос во божд е нием .
э нер г ии и синтезом большого числа молекул АТФ происходит в

а) ми т охондриях б) л изосома х в) х л ороп л ас т ах г) рибо с омах

12. Организмы, клетки которых не имеют оформленно г о ядра , ми т охон д рий,
комплекса Гольджи, относят к г руппе

а) прокариот б) эукариот в) автотрофов г) гетеротрофов

13 . К прокариотам относятся

а) водоросли б) бактерии в) грибы г) вирусы

14 . Ядро играет большую роль в клетке , т ак как о н о у ча ст в ует в си н т езе

а) глюкозы б) липидов в) кле т ча т ки г ) нуклеиновы х кислот и белков

15 . Органоид , о т граниченный о т ци т оп л азмы о д ной мембраной , с о д ержащий
множество ферментов, которые расщепляю т сложны е ор г анич е ские вещес т ва
до простых мономеров, это

а) митохондрия б) рибо с о ма в) комплекс Гольджи г) лизосома

Третий вариант в скачиваемом файле

Каждая клетка одноклеточных и многоклеточных животных, а также растений содержит ядро.

Форма и размеры ядра зависят от формы и размера клеток. В большинстве клеток имеется одно ядро, и такие клетки называют одноядерными. Существуют также клетки с двумя, тремя, с несколькими десятками и даже сотнями ядер. Это - многоядерные клетки. Встречаются они, например, у простейших, а также в печени, костном мозге, в мышцах и соединительной ткани позвоночных животных.

Жизнь клетки включает два периода: деление, в результате которого образуются две дочерние клетки; период между двумя делениями, который носит название интерфазы.

Строение и функции ядра в разные периоды жизни клетки различны. В ядре неделящейся клетки различают: ядерную оболочку, ядерный сок, ядрышко, хромосомы.

Рисунок 48. Различные формы клеток одноклеточных и многоклеточных организмов

Ядерная оболочка отделяет ядро от цитоплазмы и состоит из двух мембран - наружной и внутренней, а между ними находится узкое пространство, заполненное полужидким веществом - рисунко 48 и 55. Наружная и внутренняя мембраны ядерной оболочки имеют такое же строение, как плазматическая мембрана. В ядерной оболочке находится множество мельчайших пор, через которые из ядра в цитоплазму и обратно поступают белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, вода и разнообразные ионы, т. е. осуществляется непрерывный обмен веществ между ядром и цитоплазмой.

Рисунок 50. Схема строения животной клетки по данным электронного микроскопа

Рисунок 55. Электронно-микроскопическая фотография ядра и участка эндоплазматической сети, расположенной в цитоплазме

Ядерный сок - полужидкое вещество, которое находится под ядерной оболочкой и представляет внутреннюю среду ядра - рисунки 50 и 55. В ядерном соке находятся ядрышки и хромосомы.

В него поступают разнообразные вещества из цитоплазмы и концентрируются все вещества, выходящие из ядра в цитоплазму.

Ядрышко - плотное округлое тельце, размеры которого могут изменяться в широких пределах, от 1 до 10 мкм и больше. Количество ядрышек также меняется в разные периоды жизнедеятельности клетки и организма - от 1 до 10 и более.

В состав ядрышка входят РНК и белок. Ядрышки связаны с хромосомами, они образуются на определенных участках хромосом и в них синтезируется РНК, которая входит в состав рибосом. Поэтому в ядрышке происходит формирование больших и малых частиц рибосом. Ядрышки формируются и видны только в неделящихся клетках, а во время деления разрушаются хромосомы (греч. «хрома» - краска, «сома» - тело) - важнейшая составная часть ядра.

В неделящихся ядрах хромосомы имеют форму тончайших нитей, и потому их нельзя увидеть в световой микроскоп. Эти тончайшие нити, каждая из которых представляет одну молекулу ДНК в соединении с белком, могут иметь длину свыше 1 см. Нитевидные хромосомы неделящихся ядер располагаются в ядерном соке, переплетаются между собой, и различить каждую хромосому в отдельности трудно (рисунок 50, 51, 55). Однако такие сильно вытянутые в длину нитевидные хромосомы, а также участки их хорошо видны с помощью электронного микроскопа.

Рисунок 51. Схема строения растительной клетки по данным электронного микроскопа

Важнейший процесс, совершающийся только в период интерфазы - это синтез ДНК, в результате которого каждая хромосома удваивается. Отметим, что в основе синтеза лежит уникальная способность молекулы ДНК к удвоению. Синтез ДНК протекает в середине интерфазы, и продолжительность его различна у разных видов животных и растений. Например, в клетках млекопитающих этот процесс продолжается 6 - 10 часов и за это время каждая молекула ДНК строит подобную себе вторую молекулу. Следовательно, если до начала синтеза в состав одной хромосомы входила одна молекула ДНК, то после завершения синтеза в состав каждой хромосомы входят две совершенно одинаковые молекулы ДНК.

В течение всего периода интерфазы хромосомы активно осуществляют контроль над всеми процессами жизнедеятельности клетки. Именно в интерфазе в ядре непрерывно происходит синтез РНК, в цитоплазме идет синтез белков, углеводов и жиров, клетки растут. Все это означает, что в период интерфазы клетка активно функционирует, в ней осуществляются все процессы жизнедеятельности, включая питание, дыхание, синтез АТФ, выделение во внешнюю среду разнообразных продуктов обмена веществ.

Во время интерфазы происходит также увеличение числа митохондрий, хлоропластов, элементов аппарата Гольджи, удваивается число центриолей клеточного центра, т. е. клетка готовится к делению. Продолжительность интерфазы различна у разных клеток.

Есть и такие клетки в составе многоклеточного организма, которые не делятся, и интерфаза у них продолжается в течение многих лет. К их числу относятся нервные клетки, утратившие способность к делению и существующие в течение всей жизни организма.

Жизнедеятельность любого организма должна происходить в строгом соответствии с окружающими его условиями. Для этого необходимо воспринимать, усваивать, правильно обрабатывать и реагировать на сигналы из внешней среды. При этом весь организм должен работать как единое целое, органы которого функционируют упорядоченно и согласованно.

За упорядоченность и согласованность функций отвечает в организме нейрогуморальная система. Она оказывает влияние на системы и органы отдельно, осуществляя контроль над всеми процессами жизнедеятельности в организме. Таким образом сохраняется целостность организма.

Нейрогуморальная регуляция является той формой контроля, при которой переносимые лимфой и кровью вещества и нервные импульсы являются звеньями единого процесса.

Нейрогуморальная регуляция является неотъемлемой частью процесса поддержания внутреннего постоянства организма и уравновешивания его с внешней средой. Ей также принадлежит важная роль в процессах самостоятельного уравновешивания физиологических функций (автоматического поддержания строго постоянного уровня процессов и констант в организме). Нейрогуморальная регуляция соединяет в себе гуморальные и нервные механизмы, являя, таким образом, собой более совершенную форму уравновешивания, чем каждый из них отдельно. Гуморальное звено способствует длительным регулирующим влияниям. Посредством нервного звена производится обеспечение быстрого взаимодействия между различными участками.

Нейрогуморальная организма производится двумя способами. К первому способу относят непосредственное действие гормонов или продуктов обмена в тканях на ЦНС. При этом происходит изменение возбудимости нервных клеток. Например, углекислота в крови действует на клетки а раздражение клеток пищевой системы осуществляется химическим Нейрогуморальная регуляция осуществляется также путем воздействия различных, разносимых по организму при помощи крови, веществ на специальные рецепторы внутренних органов. Они начинают реагировать на изменение в химическом составе и осмотическом давлении жидкостей. Так, например, совместно с клетками дыхательной системы на изменение в содержании углекислоты в крови реагируют хеморецепторы сосудистых стенок.

В нейрогуморальной регуляции принимает участие большое количество специфических и неспецифических продуктов обмена (метаболиты). К ним относят гастроинтестинальные и тканевые гормоны, гистамин, гипоталамические нейрогормоны, широкого спектра олигопептиды, простагландины. Посредством кровотока происходит их распространение по организму. Однако специфические реакции они вызывают только в «результирующих органах» при вступлении в связь с их рецепторами.

Состояние нервных и гуморальных систем в организме определяется по уровню биологически активных продуктов в выделениях и жидких средах. При этом широко применяется иммуноцитохимия, гистохимия, ультраструктурный анализ. Постоянное изменение количественных и качественных соотношений биологически активных продуктов отражает и определяет реактивность, и тонус как центральных, так и периферических отделов в нервной системе, а также определяет жизнедеятельность всего организма в целом. Динамика процессов регуляции зависит, главным образом, от внешних раздражителей и от потребностей организма.