Тема 2. КЛЕТКА КАК ОСНОВА ЖИЗНИ

2.1. Цель работы:

- ознакомиться с линейными размерами биологических объектов;

- изучить особенности строения растительной и животной клетки;

- изучить функции клеточных органелл;

- ознакомиться с химическим составом клеток

Величина и форма клеток

Микроорганизмы, наиболее часто встречающиеся в природе и широко используемые в микробиологической промышленности это микроскопические грибы (дрожжи или плесени), актиномицеты или лучистые грибы, а также бактерии. Размеры их клеток обычно находятся в пределах 0,5—10 мкм, они хорошо видны в световых микроскопах.

Сравнение размеров микроорганизмов с другими биологическими объектами дано в таблице 1.

В среде, содержащей все необходимые питательные вещества, микроорганизмы растут и размножаются.

Если к жидкой питательной среде, например бульону или пивному суслу, добавить агар или желатин, она затвердевает.

В пробирках и чашках Петри на поверхности твердой питательной среды невооруженным глазом можно наблюдать, как образуются и растут колонии микроорганизмов (рис.1)

По форме, окраске колоний, их величине и скорости роста можно судить о систематической принадлежности микроорганизмов.

Возбудителями многих болезней человека, животных, и растений являются вирусы. Их можно рассмотреть только с помощью электронного микроскопа, так как размер вирусов колеблется от 10 до 400 нм. В клетках бактерий паразитируют бактериофаги, или вирусы бактерий. Они тоже не видны в обычном световом микроскопе.

Для обозначения культуры микроорганизмов используют латинские названия рода и вида, за которыми указывают номер штамма или обозначение, например Saccharomyces cerevisia Томская 7 или раса 12.

Бактерии могут быть шаровидные, палочковидные и спиральные. Если шаровидные бактерии (кокки) расположены в группе по две, их называют диплококками, в группы по четыре — тетракокками, в группы по восемь — сарцинами, цепочками — стрептококками.

Рис.2 Бактерии

а-микрококки, б - стрептококки, в - сарцины, г - диплококки и тетракокки д - стафилококки, е - палочки, ж - спороносные палочки

Палочковидные бактерии, образующие споры, называют ба-циллами (рис. 2).

Клетки дрожжей могут быть круглыми, продолговатыми, лимонообразными или сильно удлиненными.

Плесени образуют длинные нитевидные мицелии, которые часто переплетаются друг с другом. У некоторых видов бактерий имеется специальный двигательный аппарат — жгутики (рис. 3).

Задание:

1. Выписать таблицу 1

2. Зарисовать формы и расположение групп микроорганизмов.

3. Рассмотреть в оптическом микроскопе фиксированные препараты микроорганизмов.

Контрольные вопросы

1. Назовите наиболее часто встречающиеся группы микроорганизмов. Каковы их размеры?

2. Какие формы микроорганизмов можно увидеть невооружённым глазом?

3. Какие объекты рассматриваются оптическим микроскопом, каковы их размеры?

4. Какие микроорганизмы рассматриваются электронным микроскопом, каковы их размеры?

5. По каким признакам определяется систематическая принадлежность микроорганизмов?

6. Назовите основные формы бактерий, чем отличаются бактерии от грибов и вирусов?

7. Дайте определение бациллам

8. Чем отличаются дрожжи от плесеней?

Структура клетки

Улучшение техники микроскопирования, разработка методов окраски клеток, появление люминесцентных и электронных микроскопов дало возможность подробнее изучить строение и структурные элементы клеток микроорганизмов. В общих чертах строение клеток животных, растений и микроорганизмов одинаково (табл. 2).

От внешней среды клетку отделяет оболочка 2,под которой находится цитоплазматическая мембрана 3.Цитоплазма содержит органоиды — ядро 1,митохондрии, лизосомы 4,рибосомы и т.д.(рис. 4). На рисунке показана растущая клеточная перегородка 5.

Клеточная стенка дрожжей, например, составляет примерно 15% массы клетки, ее толщина достигает 400 нм. В состав клеточной стенки входят белково-полисахаридные комплексы и липиды. Примерно 70% сухой массы клеточной стенки дрожжей составляют полисахариды маннан и глюкан. Именно полисахариды играют большую роль в сохранении ее механической прочности.

Химический состав клеточной стенки микроорганизмов различных групп неодинаков. Он изменяется и в зависимости от условий культивирования. Механически и химически клеточная стенка является очень прочным образованием. Она сохраняет форму клетки и поддерживает нужное осмотическое давление в ней, а также принимает участие в транспорте веществ. В отличие от цитоплазматической мембраны клеточная стенка проницаема для солей и других низкомолекулярных соединений.

Цитоплазматическая мембрана отделяет протоплазму от клеточной стенки. Она рассматривается как главный определитель осмотического давления, транспорта веществ и проницаемости в клетке. Поверхность цитоплазматической мембраны складчатая, ее толщина 8 нм.

Внутренняя поверхность цитоплазматической мембраны граничит с цитоплазмой, которая представляет собой коллоидный раствор углеводов, аминокислот, ферментов, минеральных и других веществ в воде. Вязкость цитоплазмы в 800 раз выше вязкости воды. При старении клеток вязкость цитоплазмы увеличивается, в ней появляются мелкие гранулы и вакуоли. В цитоплазме находятся важнейшие клеточные органоиды — ядро, митохондрии, рибосомы, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи и др. В них протекают все ферментативные процессы жизни.

Эндоплазматическая сеть представляет собой мембранное образование, которое в виде мелких канальцев или пузырьков локализуется в любом месте цитоплазмы. Обычно она связана с цитоплазматической мембраной и нуклеолеммой. Эндоплазматическая сеть содержит около 50% липидов. Своей обширной мембранной поверхностью это образование в клеточной цитоплазме как бы изолирует и локализует различные ферментные системы, которые катализируют синтез липидов, углеводов и других веществ.

Этот структурный элемент, надо полагать, частично организует и направляет транспорт веществ в клетках. На эндоплазматической сети расположены рибосомы.

Комплекс Гольджи — мембранное образование, которое морфологически связано и с эндоплазматической сетью, и с нуклеолеммой. Он участвует в выводе вредных веществ из клетки, обеспечивает транспорт веществ между другими структурными элементами и участвует в образовании новых структурных элементов, например мезосом. В них локализуются ферменты, катализирующие разрушение биополимеров.

Митохондрии — сравнительно большие, несколько изогнутые палочковидные структуры, длина которых достигает 1500 нм, а диаметр — 500 нм.

Доказано, что митохондрии являются автономными структурами в клетке, которые размножаются самостоятельно, реплицируя митохондриальную ДНК и продуцируя свои специфические белковые вещества.

В митохондриях протекают реакции, которые дают энергию и исходные вещества для клеточного роста и синтеза органических веществ. Форма и строение митохондрий у различных микроорганизмов неодинаковы.

Рибосомы находятся в цитоплазме клеток. Обычно они шаровидны, их размер составляет всего 15—35 нм. В рибосомах происходит синтез белка. В состав входят рибонуклеопротеиды, т. е. РНК и белковый комплекс. Молекулярная масса рибосом составляет около 10⁶.

Ядро – в клетках эукариотов ядра имеют различную форму и размеры. Бактерии принадлежат к группе прокариотных микроорганизмов, у которых ядро не выражено, но имеется его аналог – нуклеотид или даже диффузное распределение ядерного вещества в протоплазме.

Главная составная часть ядра – ДНК, в которой закодирована информация о биосинтетических признаках клетки. ДНК составляет 1-2% сухой биомассы клеток. В ядре находятся также белки и РНК.

Задание:

1. Выписать таблицу 2

2. Рассмотреть в оптическом микроскопе фиксированные препараты животной и растительной клетки.

3. Пользуясь цветным альбомом (рис. 5-8) выписать определение основных видов микроорганизмов, отличительные признаки, зарисовать клетки бактерий и вирусов.

4. Пользуясь цветным альбомом (рис. 9-10) выписать основные различия между животной и растительной клеткой, зарисовать клетки.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные органеллы клеток микроорганизмов

2. Какие функции они выполняют?

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 825; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!