Тема 4. Органоиды энергетического обмена
1. Митохондрии
2. Пластиды
1. Митохондрии – двумембранные органоиды, присутствующие почти во всех эукариотических клетках. Исключение составляют анаэробные паразитические организмы (например, кишечная амеба). Основная функция митохондрий - окисление органических веществ и синтез АТФ. Размеры и форма митохондрий непостоянны. Количество митохондрий в клетке также сильно варьирует (от 1 до нескольких тысяч). В гиалоплазме митохондрии распределены диффузно, или концентрируются в участках, где существует наибольшая потребность в АТФ.
Строение митохондрий. Митохондрии ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана ровная, не образует складок, замкнута сама на себя. Внутренняя мембрана ограничивает внутреннее содержимое митохондрии - матрикс. Характерной особенностью внутренней мембраны является наличие многочисленных складок, направленных внутрь митохондрий. Такие складки чаще имеют вид плоских гребней и называются кристы (от лат. crista — гребень). Кристы могут располагаться поперечно (клетки печени, почек) или продольно (сердечная мышца). Часто кристы ветвятся или образуют пальцевидные отростки. Количество и степень развития крист зависит от функциональной активности ткани. Например, митохондрии кардиомиоцитов содержат в 3 раза больше крист, чем митохондрии гепатоцитов.
Наружнюю мембрану отвнутренней отделяет межмембранное пространство шириной около 10-20 нм. Наружная и внутренняя мембраны митохондрий различаются по составу, по физическим свойствам и по проницаемости: наружная мембрана более проницаема, чем внутренняя. Внутренняя мембрана содержит большое количество белков (до 70%), которые включают транспортные белки, регулирующие обмен с цитоплазмой; ферменты дыхательной цепи, АТФ-синтетазу.
|
|
|
В матриксе митохондрий находятся ферменты (в том числе ферменты цикла Кребса), кольцевая ДНК и рибосомы. Митохондриальные ДНК представлены множественными копиями, собранными в группы. ДНК митохондрий человека включает 37 генов, которые кодируют 2 рРНК, 22 тРНК и 13 различных полипептидных цепей. Большая часть белков митохондрий находится под генетическим контролем ядра и синтезируется вне митохондрий.
Рибосомы митохондрий растительных клеток принадлежат к 70S рибосомам (состоят из 30S и 50S субъединиц), а в митохондриях клеток животных обнаружены более мелкие рибосомы (около 50S).В матриксе встречаются крупные (20-40 нм) плотные гранулы, это – места отложения солей магния и кальция.
Новые митохондрии образуются в клетке путем деления материнской митохондрии, или путем почкования. Делению митохондрий предшествует репликация митохондриальной ДНК, которая происходит независимо от ядерной. Совокупность всех митохондрий в одной клетке называется хондриом. Он может быть представлен отдельными митохондриями, равномерно распределенными в цитоплазме, группами митохондрий в местах интенсивной затраты АТФ, единичной сильно разветвлённой митохондрией (митохондриальный ретикулум).
|
|
|
2. Пластиды – это двумембранные органоиды растительных клеток. Присутствуют во всех живых клетках растения. Строение пластид сходно со строением митохондрий: они окружены двумя мембранами (внутренняя образует складки), содержат собственную ДНК и систему синтеза белка. ДНК пластид примерно в несколько раз больше митохондриальной ДНК млекопитающих. Она включает до 150 генов.Основная часть белков пластид находится под контролем ядерной ДНК. Это факты свидетельствует об ограниченной автономии пластид, так же как и митохондрий.
Различают 3 вида пластид: хлоропласты, лейкопласты, хромопласты.
Хлоропласты. Внешняя и внутренняя мембраны отделены друг от друга межмембранным пространством около 20-30 нм. Внутренняя мембрана хлоропластов ограничивает содержимое пластиды, называемое стромой (аналогична матриксу митохондрий). В строме различают два типа внутренних мембран. Это – ламеллы, образующие плоские, протяженные каналы, и тилакоиды гран, имеющие вид дисковидных вакуолей. Тилакоиды всегда замкнуты и не переходят в каналы ламелл. Функция хлоропластов – фотосинтез.
|
|
|
Хлоропласты, также как и лейкопласты и хромопласты, образуются из структур-предшественников, пропластид. Чаще всего они встречаются в делящихся тканях растений (меристемах).
Лейкопласты отличаются от хлоропластов отсутствием развитой мембранной системы. Встречаются они в клетках запасающих тканей. В некоторых тканях лейкопласты полностью заполняются гранулами крахмала и называются амилопластами.
Хромопласты представляют собой стареющие формы пластид, в которых внутренняя система мембран постепенно разрушается. При этом выделяются липидные капли, в которых хорошо растворяются различные пигменты (каротины и ксантофилы).
Лабораторное занятие №3
1. Хлоропласты в клетках листа элодеи, × 280(временный препарат)
Оторванный от стебля лист элодеи положите нижней стороной в каплю воды на предметное стекло, накройте покровным стеклом и рассмотрите при малом увеличении микроскопа (рис. 18). Обратите внимание на неравномерную окраску листовой пластинки, в середине которой вдоль листа располагается «средняя жилка», состоящая из более светлых клеток. Краевые клетки листа почти прозрачные. Некоторые клетки выступают наружу в виде острых зубцов.
|
|
|
Рассмотрите особенности строения клеток при большом увеличении. Клетки имеют тонкие прозрачные стенки, плотно соединенные между собой. Размеры, форма клеток, а также число содержащихся в них хлоропластов варьирует. Клетки «средней жилки» узкие, сильно вытянутые по длине листа, пластид в них немного, большинство из них располагается вдоль боковых стенок. Очертания пластид овальные. Клетки, прилегающие к «средней жилке», более широкие, квадратные, многоугольные или продолговатые. В этих клетках много пластид. Ядро, цитоплазма и вакуоль в клетке не видны, так как показатели преломления света всех этих структур примерно одинаковы. Ядро становится заметным, если лист обработать раствором йода в водном растворе йодида калия, однако этот реактив убивает клетку.
2. Хондриосомы в эпителиальные в клетках кишечника аскариды(окраска железным гематоксилином), ×280
При малом увеличении микроскопа выберите участок эпителия кишечника с заметной зернистостью в цитоплазме клеток и разместите его в поле зрения.
При большом увеличении микроскопа виден участок кишки с одним рядом тесно расположенных вытянутых клеток прямоугольной формы. На стороне клеток, обращенной в полость кишечника, заметна темная полоска - щеточная каемка, образованная большим количеством тесно расположенных микроворсинок – пальцевидными выростами клетки. На другой стороне клеток, противоположной полости органа, видна плотная нитевидная базальная мембрана, на которой расположены эпителиальные клетки. В основании клеток видны овальные ядра с одним или двумя ядрышками. Над ними заметны небольшие экскреторные зерна зеленоватого цвета. Выше располагаются палочковидные митохондрии, окрашенные в розовый цвет. Цитоплазма над ними сильно вакуолизирована и кажется более светлой.
Обозначьте на рисунке: 1 – базальная мембрана, 2 – ядро, 3 – плазмолемма, 4 – митохондрии, 5 – щеточная каемка (микроворсинки)
3. Электронные микрофотография. Ультраструктура митохондрий (отрезок 400 нм).
Обозначьте на рисунке: 1 – кристы, 2 – кальций-содержащие гранулымитохондрии.
Рис. 20. Ультраструктура митохондрий в клетках почки.
4. Электронная микрофотография. Ультраструктура хлоропласта, ×100000
Рис. 21. Фрагмент хлоропласта из паренхимной клетки листа кукурузы.
Обозначьте на рисунке: 1 – граны,2-ламеллы,3 – оболочка хлоропласта,4- строма,5 - крахмальное зерно.
Задания
Закончите предложения
1. К двумембранным органоидам эукариотической клетки относят … и … .
2. Митохондрии отсутствуют в клетках … .
3. Органоиды, участвующие в энергетическом обмене - … .
4. Многочисленные складки внутренней мембраны митохондрий называются … .
5. Большей проницаемостью обладает … мембрана митохондрии.
6. Ферменты дыхательной цепи, АТФ-синтетаза находятся во … мембране митохондрий.
7. Внутреннее содержимое митохондрии называется … .
8. В матриксе митохондрий находятся … , …. и … .
9. ДНК митохондрий человека включает … генов.
10. Рибосомы митохондрий растительных клеток принадлежат к …S рибосомам, а в митохондриях клеток животных обнаружены более мелкие рибосомы (около …S).
11. Новые митохондрии образуются в клетке путем … .
12. Совокупность всех митохондрий в одной клетке называется … .
13. ДНК пластид включает до … генов.
14. Различают 3 вида пластид: …, … и … .
15. Внутреннее содержимое пластиды называется … .
16. В строме различают два типа внутренних мембран: … и … .
2. Ситуационная задача.Под электронным микроскопом в клетках обнаружена деструкция митохондрий. Какие процессы в клетках будут нарушены?
Основные понятия:
кристы
матрикс
АТФ-синтетаза
дыхательная цепь
хондриом
граны
ламеллы
тилакоиды
строма
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 3002; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!