Elusorganismide põhijooned Elusorganismidel on mitmeid tunnuseid, mis enamikus elututes süsteemides puuduvad, kuid nende hulgas pole ühtegi, mis oleks omane ainult

Esitluse kirjeldus üksikutel slaididel:

1 slaid

Slaidi kirjeldus:

2 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Organismide rakuline ehitus kui tõend nende sugulusest, eluslooduse ühtsusest. Enamik tänapäeval tuntud elusorganisme koosneb rakkudest (välja arvatud viirused). Rakk on rakuteooria järgi elavate elementaarne struktuuriüksus. Elu iseloomulikud omadused avalduvad alates rakutasandist. Rakulise struktuuri olemasolu elusorganismides, valkude kaudu realiseeritavat pärilikku teavet sisaldavat ühtset DNA-koodi võib pidada tõendiks kõigi rakulise struktuuriga elusorganismide päritolu ühtsusest. Taime- ja seenerakkudel on palju ühist: 1. Rakumembraani, tuuma, tsütoplasma olemasolu koos organellidega. 2. Ainevahetusprotsesside fundamentaalne sarnasus, rakkude jagunemine. 3. Märkimisväärse paksusega jäik rakusein, võime tarbida väliskeskkonnast pärit toitaineid difusiooni teel läbi plasmamembraani (osmoos). 4. Taimede ja seente rakud suudavad veidi muuta oma kuju, mis võimaldab taimedel ruumis piiratud ulatuses asendit muuta (lehemosaiik, päevalille orientatsioon päikese poole, liblikõieliste kõõluste keerdumine, putuktoiduliste taimede püünised) seened väikeste mullausside – nematoodide püüdmiseks seeneniidistiku aasadesse . 5. Rakurühma võime tekitada uus organism (vegetatiivne paljunemine).

3 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Erinevused: 1. Taimede rakusein sisaldab tselluloosi, seentel - kitiini. 2. Taimerakud sisaldavad kloroplaste koos klorofülliga või leukoplaste, kromoplaste. Seentel ei ole plastiide. Sellest lähtuvalt toimub fotosüntees taimerakkudes - orgaaniliste ainete moodustumine anorgaanilistest, st iseloomulik on autotroofne toitumistüüp ja seened on heterotroofid, nende ainevahetusprotsessides domineerib dissimilatsioon. 3. Taimerakkudes on varuaineks tärklis, seentes - glükogeen. 4. Kõrgemates taimedes viib rakkude diferentseerumine kudede moodustumiseni, seentel moodustavad keha niitjad rakuread - hüüfid. Need ja muud omadused võimaldasid seeni eraldi kuningriigis välja tuua. Rakuteooria rajajad on Saksa botaanik M. Schleiden ja füsioloog T. Schwann aastatel 1838–1839. kes väljendas ideed, et rakk on taimede ja loomade struktuuriüksus. Rakkudel on sarnane struktuur, koostis, eluprotsessid. Rakkude pärilik informatsioon sisaldub tuumas. Rakud tekivad ainult rakkudest. Paljud rakud on võimelised iseseisvalt eksisteerima, kuid mitmerakulises organismis on nende töö koordineeritud.

4 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Looma- ja taimerakkudel on mõned erinevused: 1. Taimerakkudel on märkimisväärse paksusega jäik rakusein, mis sisaldab tselluloosi (kiudaineid). Loomarakk, millel pole rakuseina, on palju suurema liikuvusega ja võimeline kuju muutma. 2. Taimerakud sisaldavad plastiide: kloroplastid, leukoplastid, kromoplastid. Loomadel plastiide ei ole. Kloroplastide olemasolu muudab fotosünteesi võimalikuks. Taimi iseloomustab autotroofne toitumistüüp, mille ainevahetuses domineerivad assimilatsiooniprotsessid. Loomarakud on heterotroofid, see tähendab, et nad tarbivad valmis orgaanilisi aineid. 3. Vakuoolid taimerakkudes on suured, täidetud varutoitaineid sisaldava rakumahlaga. Loomadel on väikesed seede- ja kontraktiilsed vakuoolid. 4. Varusüsivesik taimedes on tärklis, loomadel glükogeen.

5 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Geenid ja kromosoomid. Geen: määratlus ja eesmärk Geen on elusorganismide pärilikkuse struktuurne ja funktsionaalne üksus. Geenid on meie vanematega "sarnasuse" võti. Iga geen sisaldab proovi ühest valgu molekulist ja ühest RNA molekulist (ribonukleiinhape on osa üldisest DNA koodist). See proov edastab rakkude arenguplaani tulevase organismi kõigis süsteemides. Iga geen on loodud teabe kodeerimiseks. Geeni struktuur ja omadused Igal geenil on molekulide osad, mis vastutavad ühe või teise koodiosa eest. Nende erinevad variatsioonid annavad kehale programmi oma omaduste kodeerimiseks ja lugemiseks. Sel juhul on asjakohane tuua analoogia arvutiprotsessoriga, milles kõik ülesanded sooritatakse koodi moodustamise ja teisendamise tasemel. Lisaks on kindlaks tehtud, et üks geen koosneb paljudest nukleotiidide paaridest. Sõltuvalt ülesandest ja edastatava teabe keerukusest on paaride arv erinev ja võib ulatuda mitmesajast kuni mitme tuhandeni.

6 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Kromosoom on raku tuuma niidilaadne struktuur, mis kannab geenide kujul geneetilist teavet, mis muutub nähtavaks raku jagunemise käigus. Kromosoom koosneb kahest pikast polünukleotiidahelast, mis moodustavad DNA molekuli. Ketid on spiraalselt üksteise ümber keeratud. DNA on valkudega ühendatud histoonide abil. Geenid on lineaarselt paigutatud kogu DNA molekuli pikkuses. Kromosoomid värvivad hästi põhiliste värvainetega rakkude jagunemisel.Iga inimese somaatilise raku tuum sisaldab 46 kromosoomi, millest 23 on ema- ja 23 isapoolsed. Iga kromosoom suudab reprodutseerida oma täpset koopiat rakkude jagunemise vahel, nii et iga uus moodustunud rakk saab täieliku kromosoomikomplekti.

7 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Rikkumised rakkude struktuuris ja talitluses on organismide haiguste üheks põhjuseks. Pahaloomuline kasvaja on kasvaja, mille omadused kõige sagedamini (erinevalt healoomulise kasvaja omadustest) muudavad selle organismi elule äärmiselt ohtlikuks, mis andis põhjust nimetada seda "pahaloomuliseks". Pahaloomuline kasvaja koosneb pahaloomulistest rakkudest. Sageli nimetatakse mis tahes pahaloomulist kasvajat valesti vähiks (mis on ainult pahaloomulise kasvaja erijuht). Väliskirjanduses nimetatakse aga iga pahaloomulist kasvajat tõesti vähiks. Pahaloomuline kasvaja on haigus, mida iseloomustab kontrollimatult jagunevate rakkude ilmumine, mis on võimelised tungima külgnevatesse kudedesse ja andma metastaase kaugematesse elunditesse. Haigus on seotud geneetilistest häiretest tingitud rakkude proliferatsiooni ja diferentseerumise halvenemisega.

8 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Pahaloomuliste kasvajate ühiseks tunnuseks on nende väljendunud rakuline atüüpism (rakkude diferentseerumisvõime kadumine koe struktuuri rikkumisega, millest kasvaja pärineb), agressiivne kasv koos organi enda ja teiste lähedalasuvate elundite kahjustusega, kalduvus metastaaseeruda, see tähendab kasvajarakkude levikut koos lümfi- või verevooluga kogu kehas koos uute kasvaja kasvukoldete moodustumisega paljudes esmasest fookusest eemal asuvates elundites. Kasvukiiruse poolest on enamik pahaloomulisi kasvajaid paremad kui healoomulised ja reeglina võivad need lühikese aja jooksul saavutada märkimisväärse suuruse. Samuti on olemas teatud tüüpi pahaloomulised lokaalselt destruktiivsed kasvajad, mis kasvavad koos infiltraadi moodustumisega koe paksusesse, mis viib selle hävimiseni, kuid reeglina ei anna metastaase (naha basalioom). Praegu on teada suur hulk tegureid, mis võivad käivitada kantserogeneesi mehhanismid (aineid või keskkonnategureid, millel on see omadus, nimetatakse kantserogeenideks). Keemilised kantserogeenid – nende hulka kuuluvad mitmesugused polütsükliliste ja heterotsükliliste aromaatsete süsivesinike rühmad, aromaatsed amiinid, nitrosoühendid, aflatoksiinid, teised (vinüülkloriid, metallid, plastid, mõned peenkiudsilikaadid jne). Nende ühine omadus on võime reageerida rakkude DNA-ga, põhjustades seeläbi nende pahaloomulist transformatsiooni.

9 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Füüsikalise iseloomuga kantserogeenid: erinevat tüüpi ioniseeriv kiirgus (α, β, γ kiirgus, röntgenkiirgus, neutronkiirgus, prootonkiirgus, klastri radioaktiivsus, ioonivood, lõhustumisfragmendid), ultraviolettkiirgus, mikrolainekiirgus [allikas täpsustamata 563 päeva ], asbest . Kantserogeneesi bioloogilised tegurid: erinevat tüüpi viirused (Epsteini-Barri herpeselaadne viirus (Burkitti lümfoom), inimese papilloomiviirus (emakakaelavähk), B- ja C-hepatiidi viirused (maksavähk)), mis kannavad oma struktuuris spetsiifilisi onkogeene, mis aitavad kaasa modifikatsioonile raku geneetilisest materjalist koos sellele järgneva pahaloomulise kasvajaga. Hormonaalsed tegurid – teatud tüüpi inimhormoonid (suguhormoonid) võivad põhjustada nende hormoonide toimele tundlike kudede pahaloomulist degeneratsiooni (rinnavähk, munandivähk, eesnäärmevähk). geneetilised tegurid. Üks haigusseisundeid, mis võivad vallandada haiguse arengu, on Barretti söögitoru. Üldiselt põhjustavad kantserogeenid rakule toimides selle struktuuri ja funktsiooni (eriti DNA) teatud rikkumisi, mida nimetatakse initsiatsiooniks. Kahjustatud rakk omandab seega väljendunud potentsiaali pahaloomuliseks kasvajaks. Korduv kokkupuude kantserogeeniga (sama, mis põhjustas initsiatsiooni või mis tahes muu) põhjustab rakkude jagunemist, kasvu ja diferentseerumist kontrollivate mehhanismide pöördumatut katkemist, mille tulemusena omandab rakk mitmeid võimeid, mis ei ole iseloomulikud. normaalsetest keharakkudest – edendamine. Eelkõige omandavad kasvajarakud võime kontrollimatult jaguneda, kaotavad oma koespetsiifilise struktuuri ja funktsionaalse aktiivsuse, muudavad oma antigeenset koostist jne. Kasvaja kasvu (kasvaja progresseerumist) iseloomustab diferentseerumise järkjärguline vähenemine ja võime suurenemine. jagunevad kontrollimatult, samuti kasvajaraku ja organismi vahelise suhte muutumine.mis viib metastaaside tekkeni. Metastaasid tekivad valdavalt lümfogeensel teel (st lümfivooluga) piirkondlikesse lümfisõlmedesse või hematogeenselt (koos verevooluga) metastaaside moodustumisega erinevates elundites (kopsud, maks, luud jne).

10 slaidi

11 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Viiruste suurus on 20 kuni 300 nm. Lihtsad viirused (näiteks tubaka mosaiikviirus) koosnevad nukleiinhappemolekulist ja valgukestast - kapsiidist. Keerulisemad viirused (gripp, herpes jne) võivad lisaks kapsiidvalkudele ja nukleiinhapetele sisaldada lipoproteiinimembraani, süsivesikuid ja mitmeid ensüüme. Valgud kaitsevad nukleiinhapet ja määravad viiruste ensümaatilised ja antigeensed omadused. Kapsiidi kuju võib olla pulgakujuline, filamentne, sfääriline jne. Sõltuvalt viiruses esinevast nukleiinhappest eristatakse RNA-d ja DNA-d sisaldavaid viirusi. Nukleiinhape sisaldab geneetilist teavet, tavaliselt kapsiidi valkude struktuuri kohta. See võib olla lineaarne või ringikujuline, ühe- või kaheahelalise DNA, ühe- või kaheahelalise RNA kujul.

12 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Küsimused: 1. Millises bioloogia valdkonnas töötati välja rakuteooria? 1) Viroloogia 2) Tsütoloogia 3) Anatoomia 4) Embrüoloogia 2. Millises bioloogia valdkonnas tegi T. Schwann oma avastused? 1) Tsütoloogia 2) anatoomia 3) psühholoogia 4) geneetika 3. Mis teadus uurib raku keemilist koostist, ehitust ja eluprotsesse? 1) Füsioloogia 2) histoloogia 3) embrüoloogia 4) tsütoloogia 4. Millises bioloogiavaldkonnas tegi M. Schleiden oma avastused? 1) tsütoloogia 2) anatoomia 3) psühholoogia 4) meditsiin 5. Rakuteooria roll teaduses on 1) raku tuuma avastamine 2) raku jagunemise mehhanismide selgitamine 3) raku avastamine 4) teadmiste üldistamine organismide ehitus 6. Esimese raku kirjelduse andis 1 ) A. Leeuwenhoek 2) R. Hooke 3) T. Schwann 4) M. Schleiden 7. Kuidas on sõnastatud üks rakuteooria sätetest? 1) keharakud täidavad sarnaseid ülesandeid 2) organismide rakud erinevad üksteisest suuruse poolest 3) erinevate organismide rakud on ehituselt sarnased 4) ühe- ja mitmerakuliste organismide rakud on erineva keemiliste elementide koostisega

13 slaidi

Slaidi kirjeldus:

8. Milline teadus uurib rakuorganellide ehitust ja talitlust? 1) tsütoloogia 2) füsioloogia 3) anatoomia 4) geneetika Rakuteooria olemust peegeldab järgmine seisukoht: 1) viirused on kõige väiksemad rakulised organismid, mis Maal elavad 2) kõigi organismide rakud täidavad sarnaseid funktsioone 3) kõik rakud neil on tuum 4) ühest algrakust arenevad mitmerakulised organismid 11. Rakuteooria roll bioloogiateaduses seisneb selles, et 1) teadlased hakkasid oma uurimistöös aktiivselt kasutama mikroskoopi 2) raku jagunemise mehhanismide väljaselgitamine 3) teadmiste üldistamine organismide ehituse ühtsuse kohta 4) raku enda avastamine 12. Schwanni ja Schleideni teooria järgi on elu elementaarühik 1) rakk 2 ) DNA molekul 3) kude 4) organism

14 slaidi

Slaidi kirjeldus:

13. Määrake bioloogia teaduslike teooriate ja avastuste tekkimise kronoloogiline järjekord. Kirjuta oma vastusesse vastav numbrijada. 1) Ch. Darwini evolutsioonilised õpetused 2) T. Schwanni ja M. Schleideni rakuteooria 3) J. Watsoni ja F. Cricki DNA molekuli struktuuri kindlakstegemine 4) I.P. konditsioneeritud reflekside teooria. Pavlova 14. Bakteriofaagid liigitatakse 1) eukarüootide 2) algloomade 3) prokarüootide 4) viiruste hulka 15. Millise haiguse tekitajal pole rakulist struktuuri? 1) tuberkuloosibatsill 2) vibrio cholerae 3) leetrite viirus 4) E. coli 16. Rakuteooria teke 19. sajandi keskel. seotud 1) geneetika 2) meditsiini 3) mikroskoopia 4) evolutsiooniteooria arenguga 17. Mis on gripi tekitaja? 1) Viirus 2) seen 3) bakterid 4) algloomad

15 slaidi

Slaidi kirjeldus:

18. Millise organismirühma esindaja on joonisel kujutatud? 1) Algloomad 2) ainuraksed vetikad 3) ainuraksed seened 4) viirused organismid on oma funktsioonide poolest sarnased 2) kõigi organismide rakkudel on tuum 3) kõik organismid koosnevad rakkudest 4) rakkudest koosnevad ainult loomad ja taimed 21. Millised teadlased avastasid rakud esimest korda korgisektsioonist ja kasutasid esmakordselt terminit "rakk"? 1) R. Hook 2) I.P. Pavlov 3) G. Mendel 4) N.I. Vavilov 22. Rakuteooria roll teaduses on 1) raku tuuma avastamine 2) raku jagunemise mehhanismide selgitamine 3) raku avastamine 4) teadmiste üldistamine organismide ehituse kohta 23. Esimene kirjeldus raku andis 1) A. Leeuwenhoek 2) R. Hooke 3) T. Schwann 4) M. Schleiden 24. Igal elus keharakul on võime 1) iseseisvaks liikumiseks 2) sugurakkude moodustumiseks 3) juhtivaks. närviimpulsi 4) ainevahetus

16 slaidi

Slaidi kirjeldus:

25. Rakuteooria on põhimõttelise tähtsusega mõistmaks 1) hingamis- ja toitumisprotsesse 2) ainete ringlemist biosfääris 3) eluslooduse kehade ehituse üldpõhimõtteid 4) organismide kohanemisvõimet keskkonnaga, loomi ja taimi. 2) kõigi organismide rakud on oma funktsioonide poolest sarnased 3) kõik organismid koosnevad rakkudest 4) kõikide organismide rakkudel on tuum 27. Viirus, mis põhjustab 1) AIDS-i 2) tuulerõugeid 3) läkaköha 4) gripp 28 pärsib pöördumatult inimese immuunsüsteem Rakueelsed eluvormid hõlmavad 1) pärmseent 2) penitsillium 3) vibrio cholerae 4) gripiviiruse teooria on järgmine: 1) rakk on pärilikkuse elementaarne ühik 2) rakk on paljunemis- ja arenguüksus. 3) kõik rakud on oma struktuurilt erinevad 4) kõik rakud on erineva keemilise koostisega 31. Milline teooria võttis kokku teadmised kõigi Maa eluslooduse kehade keemilise koostise, struktuuri ja elutegevuse sarnasusest? 1) molekulaarne 2) refleks 3) rakuline 4) evolutsiooniline

17 slaidi

Slaidi kirjeldus:

32. Näitab elussüsteemide omadusi ainult võõrorganismis 1) tuberkuloosibatsill 2) taigapuuk 3) rõugeviirus 4) maksalest 33. Rakuteooria loojad T. Schwann, M. Schleiden 1) avastasid rakulise struktuuri organismide 2) tõestas elusa ja eluta looduse ühtsust 3) kirjeldas rakuorganellide ehitust 4) koondas andmeid organismide rakulise ehituse kohta 33. Rakuteooria üks sätteid on, et 1) taimeorganismid koosnevad rakkudest 2 ) loomorganismid koosnevad rakkudest 3) kõik madalamad ja kõrgemad organismid koosnevad rakkudest 4) organismide rakud on oma ehituselt ja funktsioonidelt ühesugused 34. Neil on mitterakuline struktuur, nad näitavad elutegevust ainult teiste rakkudes. organismid 1) bakterid 2) viirused 3) vetikad 4) algloomad 35. Viirused kasutavad 1) oma energiat paljunemiseks 2 ) valguse energia 3) anorgaaniliste ainete energia 4) peremeesrakkude ainete energia 36. Kuidas on üks sõnastatud rakuteooria sätted? 1) keharakud täidavad sarnaseid ülesandeid 2) organismide rakud erinevad üksteisest suuruse poolest 3) erinevate organismide rakud on ehituselt sarnased 4) ühe- ja mitmerakuliste organismide rakud on erineva keemiliste elementide koostisega

18 slaidi

19 slaidi

Slaidi kirjeldus:

41. GEENID JA KROMOSOOMID Elusorganismide rakud sisaldavad geneetilist materjali hiiglaslike molekulide kujul, mida nimetatakse nukleiinhapeteks. Nende abiga antakse geneetiline informatsioon edasi põlvest põlve. Lisaks reguleerivad nad enamikku rakulisi protsesse, kontrollides valgusünteesi. Nukleiinhappeid on kahte tüüpi: DNA ja RNA. Need koosnevad nukleotiididest, mille vaheldumine võimaldab teil kodeerida pärilikku teavet erinevate liikide organismide mitmesuguste tunnuste kohta. DNA on "pakitud" kromosoomidesse. See kannab teavet kõigi rakus toimivate valkude struktuuri kohta. RNA kontrollib protsesse, mis muudavad DNA geneetilise koodi, mis on spetsiifiline nukleotiidide järjestus, valkudeks. Geen on DNA molekuli osa, mis kodeerib ühte kindlat valku. Pärilikke muutusi geenides, mis väljenduvad nukleotiidide asendamises, kadumises või ümberkorraldamises, nimetatakse geenimutatsioonideks. Mutatsioonide tagajärjel võivad organismi omadustes tekkida nii kasulikud kui ka kahjulikud muutused. Kromosoomid on niidilaadsed struktuurid, mida leidub kõigi rakkude tuumades. Need koosnevad DNA molekulist ja valgust. Igal organismitüübil on oma kromosoomide arv ja kuju. Konkreetsele liigile iseloomulikku kromosoomide kogumit nimetatakse karüotüübiks. Erinevate organismide karüotüüpide uuringud on näidanud, et nende rakud võivad sisaldada kahe- ja üksikuid kromosoomikomplekte. Topeltkromosoomide komplekt koosneb alati paaritud kromosoomidest, mis on suuruse, kuju ja päriliku teabe olemuse poolest identsed. Paaritud kromosoome nimetatakse homoloogseteks. Niisiis, kõik mittesoolised inimese rakud sisaldavad 23 paari kromosoome, s.t. 46 kromosoomi on esitatud 23 paarina. Mõnel rakul võib olla üks kromosoomikomplekt. Näiteks loomade sugurakkudes pole paariskromosoome, ei ole homoloogseid kromosoome, küll aga on mittehomoloogseid. Iga kromosoom sisaldab tuhandeid geene, see salvestab teatud osa pärilikust teabest. Mutatsioone, mis muudavad kromosoomi struktuuri, nimetatakse kromosomaalseteks mutatsioonideks. Kromosoomide ebaõige lahknemine sugurakkude moodustumisel võib põhjustada tõsiseid pärilikke haigusi. Näiteks tekib Downi tõbi sellise genoomse mutatsiooni tagajärjel, mille kohaselt igas inimese rakus on 46 kromosoomi asemel 47 kromosoomi. Kasutades teksti "Geenid ja kromosoomid" sisu, vasta küsimustele. 1) Milliseid funktsioone kromosoom täidab? 2) Mis on geen? 3) Drosophila karüotüübil on 8 kromosoomi. Mitu kromosoomi on sugurakkudes ja kui palju mittesugurakkudes?

20 slaidi

Slaidi kirjeldus:

42. PROKARÜOOTID JA EUKARÜOOTID Tänu elektronmikroskoobile õnnestus tuvastada peamised erinevused prokarüootsete organismide, mille hulka kuuluvad bakterid ja sinivetikad, ning eukarüootsete organismide rakkude vahel, kuhu kuuluvad teiste mahemaailma kuningriikide esindajad - taimed, seened, loomad. Teadlased usuvad, et eukarüootsed organismid tekkisid hiljem kui prokarüootsed. Bakteritel ja sinivetikatel on kõik elusolendite omadused. Siiski on nende rakkude struktuuris olulisi erinevusi. Peamine neist on tuuma puudumine prokarüootsetes rakkudes. Nende ainus DNA molekul on suletud rõngasse ja asub tuuma (tuuma) piirkonnas. Eukarüootsete rakkude kromosoomid paiknevad raku tuumas. Nende kombinatsioon moodustab organismi karüotüübi. Lisaks on eukarüootsete rakkude tsütoplasmas organellid: endoplasmaatiline retikulum ja mitokondrid, lüsosoomid ja Golgi aparaat. Taimerakkudes on lisaks plastiidid ja rakumahlaga täidetud vakuoolid. Prokarüootseid rakke ümbritseb rakusein, mis sisaldab ainet mureiini, mille all on rakumembraan. Nende rakkude tsütoplasma sisaldab väikeseid ribosoome. Neil pole muid organelle. Seda tüüpi rakkude vahel on veel üks erinevus – see on nende paljunemise viis. Bakterirakud jagunevad lihtsalt pooleks. Enne jagunemist kahekordistub bakteri DNA ja rakumembraan kasvab kahe molekuli vahel. Eukarüootsed rakud jagunevad mitoosi teel. Pärast kromosoomide ühtlast jaotumist toimub uute tuumade moodustumine ja tsütoplasma jagunemine. Kasutades teksti "Prokarüootid ja eukarüootid" sisu, vastake järgmistele küsimustele. 1) Mis aine sisaldub prokarüootse raku rakuseinas? 2) Paku välja sünonüüm mõistele "eukarüootne rakk". 3) Mis juhtub rakkude jagunemise ajal?

21 slaid

Slaidi kirjeldus:

43. TAIMERAKU OMADUSED Taimerakul on kõik loomarakule omased organellid: tuum, endoplasmaatiline retikulum, ribosoomid, mitokondrid, Golgi aparaat. Siiski on sellel olulisi struktuurseid omadusi. Esiteks on see tugeva ja märkimisväärse paksusega rakusein. Taimerakku, nagu loomarakkugi, ümbritseb plasmamembraan, kuid lisaks sellele piirab teda tselluloosist koosnev paks rakusein, mida loomadel ei ole. Rakuseinas on poorid, mille kaudu suhtlevad omavahel naaberrakkude endoplasmaatilise retikulumi kanalid. Taimeraku teine ​​omadus on spetsiaalsete organellide - plastiidide olemasolu, kus toimub süsivesikute esmane süntees anorgaanilistest ainetest, samuti süsivesikute monomeeride muundamine tärkliseks. Need on spetsiaalsed kahemembraanilised organoidid, millel on oma pärilik aparaat ja mis paljunevad iseseisvalt. Sõltuvalt värvist on kolme tüüpi plastiide. Rohelistes plastiidides – kloroplastides – toimub fotosünteesi protsess. Värvitutes plastiidides – leukoplastides – sünteesitakse tärklis glükoosist ning talletatakse ka rasvu ja valke. Kollase, oranži ja punase värvi plastiidides - kromoplastides - kogunevad ainevahetusproduktid. Tänu plastiididele domineerivad taimeraku ainevahetuses sünteetilised protsessid energia vabanemise protsesside üle. Kolmandaks taimeraku erinevuseks võib pidada endoplasmaatilise retikulumi tsisternidest arenevat vakuoolide võrgustikku. Vakuoolid on membraaniga ümbritsetud õõnsused, mis on täidetud rakumahlaga. See sisaldab lahustunud valke, süsivesikuid, vitamiine, erinevaid sooli. Lahustunud ainete poolt vakuoolides tekkiv osmootne rõhk viib selleni, et vesi siseneb rakku ja tekib rakuseina pinge - turgor. Turgor ja paksud rakkude elastsed membraanid määravad taimede tugevuse. Kasutades teksti "Taimeraku tunnused" sisu, vastake järgmistele küsimustele. 1) Mis on taimeraku rakusein? 2) Millist rolli mängivad plastiidid rakus? 3) Miks liigitatakse taimerakk eukarüootsete rakkude hulka?

23 slaidi

Slaidi kirjeldus:

3. Allolevas tabelis on seos esimese ja teise veeru positsioonide vahel. Mis mõiste tuleks sellesse tabelisse lünka asemel sisestada? rakukeskus 2) mitokondrid 3) ribosoom 4) vakuool 4. Allolevas tabelis on seos esimese ja teise veeru positsioonide vahel. Mis mõiste tuleks sellesse tabelisse lünka asemel sisestada? 1) Gamete 2) tsüst 3) eos 4) neer Objekt Protsess Tuum Infosalvestus ... Rakkude jagunemine Objekt Protsess Sügoot Lõhustumine ... Väljakasvu teke

Geneetiline teave rakus

Omasuguste paljunemine on elavate inimeste üks põhiomadusi. Selle nähtuse tõttu on sarnasus mitte ainult organismide, vaid ka üksikute rakkude, aga ka nende organellide (mitokondrid ja plastiidid) vahel. Selle sarnasuse materiaalseks aluseks on DNA nukleotiidjärjestuses krüpteeritud geneetilise teabe edastamine, mis toimub tänu DNA replikatsiooni protsessidele (isedubleerumine). Kõik rakkude ja organismide omadused ja omadused realiseeruvad tänu valkudele, mille struktuuri määrab eelkõige DNA nukleotiidide järjestus. Seetõttu on just nukleiinhapete ja valkude biosüntees ainevahetusprotsessides ülimalt tähtis. Päriliku informatsiooni struktuuriüksus on geen.

Geenid, geneetiline kood ja selle omadused

Pärilik teave rakus ei ole monoliitne, see on jagatud eraldi "sõnadeks" - geenideks.

Gene on geneetilise informatsiooni põhiühik.

Mitmes riigis samaaegselt läbiviidud ja selle sajandi alguses valminud töö "Inimese genoomi" programmi kallal andis meile arusaama, et inimesel on vaid umbes 25-30 tuhat geeni, kuid info enamikust meie DNA-d ei loeta kunagi, kuna see sisaldab tohutul hulgal mõttetuid lõike, kordusi ja geene, mis kodeerivad inimese jaoks tähenduse kaotanud tunnuseid (saba, kehakarvad jne). Lisaks on dešifreeritud hulk geene, mis vastutavad pärilike haiguste tekke eest, samuti ravimite sihtgeenid. Selle programmi rakendamisel saadud tulemuste praktiline rakendamine lükkub aga edasi seni, kuni enamate inimeste genoomid on lahti kodeeritud ja selgub, mille poolest need erinevad.

Nimetatakse geene, mis kodeerivad valgu primaarset struktuuri, ribosomaalset või ülekande-RNA-d struktuurne ja geenid, mis aktiveerivad või pärsivad struktuurigeenide teabe lugemist - regulatiivsed. Kuid isegi struktuursed geenid sisaldavad reguleerivaid piirkondi.

Organismide pärilik teave krüpteeritakse DNA-s teatud nukleotiidide kombinatsioonide ja nende järjestuse kujul - geneetiline kood. Selle omadused on: kolmik, spetsiifilisus, universaalsus, liiasus ja mittekattuvus. Lisaks puuduvad geneetilises koodis kirjavahemärgid.

Iga aminohapet kodeerib DNA kolm nukleotiidi - kolmik näiteks metioniini kodeerib TAC-triplet, see tähendab tripleti kood. Teisest küljest kodeerib iga kolmik ainult ühte aminohapet, mis on selle spetsiifilisus või ühemõttelisus. Geneetiline kood on universaalne kõigile elusorganismidele, see tähendab, et pärilikku teavet inimese valkude kohta saavad lugeda bakterid ja vastupidi. See annab tunnistust orgaanilise maailma päritolu ühtsusest. Kolme nukleotiidi 64 kombinatsioonile vastavad aga vaid 20 aminohapet, mille tulemusena saavad ühte aminohapet kodeerida 2–6 tripletti ehk geneetiline kood on üleliigne ehk degenereerunud. Kolmel kolmikul pole vastavaid aminohappeid, neid nimetatakse stoppkoodonid, kuna need tähistavad polüpeptiidahela sünteesi lõppu.

Aluste järjestus DNA kolmikutes ja aminohapped, mida need kodeerivad

*Stoppkoodon, mis näitab polüpeptiidahela sünteesi lõppu.

Aminohapete nimetuste lühendid:

Ala - alaniin

Arg - arginiin

Asn - asparagiin

Asp - asparagiinhape

Val - valiin

Tema - histidiin

Gly - glütsiin

Gln – glutamiin

Glu - glutamiinhape

Ile – isoleutsiin

Leu - leutsiin

Liz - lüsiin

Meth - metioniin

Pro - proliin

Ser - seriin

Tyr - türosiin

Tre - treoniin

Kolm - trüptofaan

Fen - fenüülalaniin

cis - tsüsteiin

Kui hakkate geneetilist teavet lugema mitte tripleti esimesest nukleotiidist, vaid teisest, siis mitte ainult lugemisraam ei nihku - sel viisil sünteesitud valk on täiesti erinev mitte ainult nukleotiidjärjestuses, vaid ka struktuuris. ja omadused. Kolmikute vahel pole kirjavahemärke, seega pole lugemisraami nihutamisel takistusi, mis avab võimaluse mutatsioonide tekkimiseks ja säilimiseks.

Biosünteetiliste reaktsioonide maatriksi olemus

Bakterirakud on võimelised dubleerima iga 20–30 minuti järel, eukarüootsed rakud aga iga päev ja veelgi sagedamini, mis nõuab DNA replikatsiooni suurt kiirust ja täpsust. Lisaks sisaldab iga rakk sadu ja tuhandeid koopiaid paljudest valkudest, eriti ensüümidest, seetõttu on nende paljundamiseks vastuvõetamatu nende tootmise "tükk" meetod. Progressiivsem viis on tembeldamine, mis võimaldab saada tootest arvukalt täpseid koopiaid ja ühtlasi vähendada selle maksumust. Tembeldamiseks on vaja maatriksit, millega tehakse jäljend.

Rakkudes on maatriksisünteesi põhimõte see, et uued valkude ja nukleiinhapete molekulid sünteesitakse vastavalt programmile, mis on sätestatud samade nukleiinhapete (DNA või RNA) olemasolevate molekulide struktuuris.

Valkude ja nukleiinhapete biosüntees

DNA replikatsioon. DNA on kaheahelaline biopolümeer, mille monomeerideks on nukleotiidid. Kui DNA biosüntees toimuks fotokopeerimise põhimõttel, tekiks paratamatult arvukalt moonutusi ja tõrkeid pärilikus informatsioonis, mis lõppkokkuvõttes tooks kaasa uute organismide hukkumise. Seetõttu on DNA dubleerimise protsess erinev, poolkonservatiivsel viisil: DNA molekul rullub lahti ja igal ahelal sünteesitakse komplementaarsuse põhimõttel uus ahel. DNA molekuli isepaljunemise protsessi, mis tagab päriliku informatsiooni täpse kopeerimise ja edasikandmise põlvest põlve nimetatakse nn. replikatsioon(alates lat. replikatsioon- kordamine). Replikatsiooni tulemusena moodustub DNA algmolekulist kaks absoluutselt täpset koopiat, millest igaüks kannab ühte algmolekuli koopiat.

Replikatsiooniprotsess on tegelikult äärmiselt keeruline, kuna selles osalevad mitmed valgud. Mõned neist kerivad lahti DNA kaksikheeliksi, teised lõhuvad komplementaarsete ahelate nukleotiidide vahelisi vesiniksidemeid, teised (näiteks DNA polümeraasi ensüüm) valivad komplementaarsuse põhimõttel uusi nukleotiide jne. Kaks DNA molekuli moodustuvad replikatsiooni tulemusena jagunevad jagunemise käigus kaheks vastloodud tütarrakud.

Vead replikatsiooniprotsessis on äärmiselt haruldased, kuid kui need ilmnevad, kõrvaldatakse need väga kiiresti nii DNA polümeraaside kui ka spetsiaalsete parandusensüümide abil, kuna iga nukleotiidjärjestuse viga võib põhjustada valgu struktuuri ja funktsioonide pöördumatuid muutusi. ja lõppkokkuvõttes kahjustab uue raku või isegi indiviidi elujõulisust.

valkude biosüntees. Nagu 19. sajandi silmapaistev filosoof F. Engels piltlikult ütles: "Elu on valgukehade eksisteerimise vorm." Valgumolekulide struktuuri ja omadused määrab nende esmane struktuur, st DNA-s kodeeritud aminohapete järjestus. Selle teabe reprodutseerimise täpsusest ei sõltu mitte ainult polüpeptiidi enda olemasolu, vaid ka raku kui terviku toimimine, seetõttu on valkude sünteesi protsessil suur tähtsus. See näib olevat kõige keerulisem sünteesiprotsess rakus, kuna siin osaleb kuni kolmsada erinevat ensüümi ja muud makromolekuli. Lisaks voolab see suurel kiirusel, mis nõuab veelgi suuremat täpsust.

Valkude biosünteesil on kaks peamist etappi: transkriptsioon ja translatsioon.

Transkriptsioon(alates lat. transkriptsioon- ümberkirjutamine) on mRNA molekulide biosüntees DNA matriitsil.

Kuna DNA molekul sisaldab kahte antiparalleelset ahelat, siis mõlemast ahelast info lugemine tooks kaasa täiesti erinevate mRNA-de moodustumise, mistõttu on nende biosüntees võimalik ainult ühes ahelas, mida nimetatakse kodeerivaks ehk kodogeenseks, erinevalt teisest. mittekodeerivad või mittekodogeensed. Ümberkirjutamise protsessi tagab spetsiaalne ensüüm RNA polümeraas, mis selekteerib RNA nukleotiide vastavalt komplementaarsuse põhimõttele. See protsess võib toimuda nii tuumas kui ka organellides, millel on oma DNA – mitokondrites ja plastiidides.

Transkriptsiooni käigus sünteesitud mRNA molekulid läbivad keerulise translatsiooni ettevalmistamise protsessi (mitokondriaalsed ja plastiidsed mRNA-d võivad jääda organellidesse, kus toimub valkude biosünteesi teine ​​etapp). MRNA küpsemise protsessis kinnituvad sellele kolm esimest nukleotiidi (AUG) ja adenüülnukleotiidide saba, mille pikkus määrab, mitu valgu koopiat saab antud molekulil sünteesida. Alles siis lahkuvad küpsed mRNA-d tuumast läbi tuumapooride.

Paralleelselt toimub tsütoplasmas aminohapete aktiveerimise protsess, mille käigus seondub aminohape vastava vaba tRNA-ga. Seda protsessi katalüüsib spetsiaalne ensüüm, see kulutab ATP-d.

Saade(alates lat. saade- ülekanne) on polüpeptiidahela biosüntees mRNA maatriksil, mille käigus geneetiline informatsioon transleeritakse polüpeptiidahela aminohappejärjestuseks.

Valgu sünteesi teine ​​etapp toimub kõige sagedamini tsütoplasmas, näiteks krobelisel endoplasmaatilisel retikulumil. Selle esinemine eeldab ribosoomide olemasolu, tRNA aktiveerimist, mille käigus need kinnituvad vastavad aminohapped, Mg2+ ioonide olemasolu, aga ka optimaalseid keskkonnatingimusi (temperatuur, pH, rõhk jne).

Saate alustada initsiatsioonid) sünteesiks valmis mRNA molekuli külge kinnitub väike ribosoomi alaühik ja seejärel komplementaarsuse põhimõtte kohaselt selekteeritakse aminohapet metioniini kandev tRNA esimesse koodonisse (AUG). Alles siis liitub ribosoomi suur subühik. Kokkupandud ribosoomi sees on kaks mRNA koodonit, millest esimene on juba hõivatud. Sellega külgneva koodoni külge kinnitub teine, samuti aminohapet kandev tRNA, misjärel tekib ensüümide abil aminohappejääkide vahel peptiidside. Ribosoom liigutab ühte mRNA koodonit; esimene aminohappest vabastatud tRNA-st naaseb järgmise aminohappe saamiseks tsütoplasmasse ja ülejäänud tRNA küljes ripub justkui tulevase polüpeptiidahela fragment. Järgmine tRNA liitub uue koodoniga, mis on ribosoomi sees, protsess kordub ja samm-sammult polüpeptiidahel pikeneb, s.t. pikenemine.

Valgu sünteesi lõpp lõpetamine) tekib niipea, kui mRNA molekulis, mis ei kodeeri aminohapet (stoppkoodon), kohtab spetsiifilist nukleotiidjärjestust. Pärast seda eraldatakse ribosoom, mRNA ja polüpeptiidahel ning äsja sünteesitud valk omandab sobiva struktuuri ja transporditakse raku sellesse ossa, kus see hakkab oma funktsioone täitma.

Translatsioon on väga energiamahukas protsess, kuna ühe ATP molekuli energia kulub ühe aminohappe kinnitamiseks tRNA-le ja veel mitut kasutatakse ribosoomi liigutamiseks mööda mRNA molekuli.

Teatud valgumolekulide sünteesi kiirendamiseks saab mRNA molekuli külge järjestikku kinnitada mitu ribosoomi, mis moodustavad ühtse struktuuri - polüsoom.

Rakk on elusolendi geneetiline üksus. Kromosoomid, nende ehitus (kuju ja suurus) ja funktsioonid. Kromosoomide arv ja nende liigiline püsivus. Somaatilised ja sugurakud. Raku elutsükkel: interfaas ja mitoos. Mitoos on somaatiliste rakkude jagunemine. Meioos. Mitoosi ja meioosi faasid. Sugurakkude areng taimedes ja loomades. Rakkude jagunemine on organismide kasvu, arengu ja paljunemise aluseks. Meioosi ja mitoosi roll

Rakk on elu geneetiline üksus

Hoolimata asjaolust, et nukleiinhapped on geneetilise teabe kandjad, on selle teabe rakendamine väljaspool rakku võimatu, mida on viiruste näitel lihtne tõestada. Need organismid, mis sisaldavad sageli ainult DNA-d või RNA-d, ei saa iseseisvalt paljuneda, selleks peavad nad kasutama raku pärilikku aparaati. Nad ei suuda isegi rakku tungida ilma raku enda abita, välja arvatud membraanitranspordi mehhanisme kasutades või rakukahjustuse tõttu. Enamik viirusi on ebastabiilsed, nad surevad pärast mõnetunnist vabas õhus viibimist. Seetõttu on rakk elusate geneetiline üksus, millel on minimaalne komponentide komplekt päriliku teabe säilitamiseks, muutmiseks ja juurutamiseks, samuti selle edastamiseks järglastele.

Suurem osa eukarüootse raku geneetilisest informatsioonist asub tuumas. Selle organisatsiooni tunnuseks on see, et erinevalt prokarüootse raku DNA-st ei ole eukarüootsed DNA molekulid suletud ja moodustavad valkudega kompleksseid komplekse - kromosoome.

Kromosoomid, nende ehitus (kuju ja suurus) ja funktsioonid

Kromosoom(kreeka keelest. kroomitud- värv, värv ja säga- keha) on raku tuuma struktuur, mis sisaldab geene ja kannab teatud pärilikku teavet keha tunnuste ja omaduste kohta.

Mõnikord nimetatakse prokarüootide ring-DNA molekule ka kromosoomideks. Kromosoomid on võimelised ise paljunema, neil on struktuurne ja funktsionaalne individuaalsus ning nad säilitavad selle mitme põlvkonna jooksul. Iga rakk kannab endas kogu keha pärilikku teavet, kuid ainult väike osa sellest töötab.

Kromosoomi aluseks on kaheahelaline DNA molekul, mis on pakitud valkudega. Eukarüootides interakteeruvad histooni ja mittehistooni valgud DNA-ga, prokarüootides histooni valgud puuduvad.

Kromosoomid on kõige paremini nähtavad valgusmikroskoobi all rakkude jagunemise ajal, kui need muutuvad tihendamise tulemusena vardakujulisteks kehadeks, mis on eraldatud esmase kitsendusega - tsentromeer - õlgadele. Kromosoomil võib olla ka sekundaarne kitsendus, mis teatud juhtudel eraldab nn satelliit. Kromosoomide otsad on nn telomeerid. Telomeerid takistavad kromosoomide otste kokkukleepumist ja tagavad nende kinnitumise tuumamembraanile mittejagunevas rakus. Jagunemise alguses on kromosoomid kahekordistunud ja koosnevad kahest tütarkromosoomist - kromatiidid kinnitatud tsentromeerile.

Kuju järgi eristatakse võrdse käega, ebavõrdse käega ja vardakujulisi kromosoome. Kromosoomide suurused on märkimisväärselt erinevad, kuid keskmise kromosoomi suurus on 5 $ × $ 1,4 µm.

Mõnel juhul sisaldavad kromosoomid paljude DNA dubleerimise tulemusena sadu ja tuhandeid kromatiide: selliseid hiiglaslikke kromosoome nimetatakse nn. polüetüleen. Neid leidub Drosophila vastsete süljenäärmetes, aga ka ümarusside seedenäärmetes.

Kromosoomide arv ja nende liigiline püsivus. Somaatilised ja sugurakud

Rakkude teooria järgi on rakk organismi struktuuri, elu ja arengu üksus. Seega on rakutasandil tagatud elusolendite sellised olulised funktsioonid nagu organismi kasv, paljunemine ja areng. Mitmerakuliste organismide rakud võib jagada somaatilisteks ja soolisteks.

somaatilised rakud on kõik keharakud, mis tekivad mitootilise jagunemise tulemusena.

Kromosoomide uurimine võimaldas kindlaks teha, et iga bioloogilise liigi organismi somaatilisi rakke iseloomustab konstantne kromosoomide arv. Näiteks inimesel on neid 46. Somaatiliste rakkude kromosoomide komplekti nimetatakse diploidne(2n) või topelt.

sugurakud, või sugurakud, on spetsiaalsed rakud, mis teenivad seksuaalset paljunemist.

Sugurakud sisaldavad alati poole vähem kromosoome kui somaatilistes rakkudes (inimesel - 23), seega nimetatakse sugurakkude kromosoomide komplekti nn. haploidne(n) või üksik. Selle teket seostatakse meiootiliste rakkude jagunemisega.

Somaatiliste rakkude DNA kogus on tähistatud kui 2c ja sugurakkude DNA kogus 1c. Somaatiliste rakkude geneetiline valem on kirjutatud kui 2n2c ja sugu - 1n1c.

Mõnede somaatiliste rakkude tuumades võib kromosoomide arv erineda nende arvust somaatilistes rakkudes. Kui see erinevus on ühe, kahe, kolme jne haploidse hulga võrra suurem, siis nimetatakse selliseid rakke polüploidne(vastavalt tri-, tetra-, pentaploidne). Sellistes rakkudes on ainevahetusprotsessid tavaliselt väga intensiivsed.

Kromosoomide arv iseenesest ei ole liigispetsiifiline tunnus, kuna erinevatel organismidel võib olla võrdne arv kromosoome, samas kui lähedastel organismidel võib olla erinev arv. Näiteks malaariaplasmoodiumil ja hobuste ümarussil on kaks kromosoomi, inimestel ja šimpansil vastavalt 46 ja 48.

Inimese kromosoomid jagunevad kahte rühma: autosoomid ja sugukromosoomid (heterokromosoomid). Autosoom inimese somaatilistes rakkudes on 22 paari, need on meestel ja naistel ühesugused ning sugukromosoomid ainult üks paar, kuid tema määrab isendi soo. Sugukromosoome on kahte tüüpi - X ja Y. Naise keharakud kannavad kahte X-kromosoomi ja meestel X- ja Y-kromosoomi.

Karüotüüp- see on organismi kromosoomikomplekti märkide kogum (kromosoomide arv, kuju ja suurus).

Kariotüübi tingimuslik rekord sisaldab kromosoomide koguarvu, sugukromosoome ja võimalikke kõrvalekaldeid kromosoomide komplektis. Näiteks normaalse mehe karüotüüp on kirjutatud 46,XY, normaalse naise karüotüüp aga 46,XX.

Raku elutsükkel: interfaas ja mitoos

Rakud ei teki iga kord uuesti, need tekivad ainult emarakkude jagunemise tulemusena. Pärast eraldamist kulub tütarrakkudel veidi aega, et moodustada organellid ja omandada sobiv struktuur, mis tagaks teatud funktsiooni täitmise. Seda ajaperioodi nimetatakse valmimine.

Nimetatakse ajavahemikku raku ilmumisest jagunemise tulemusena selle jagunemiseni või surmani raku elutsükkel.

Eukarüootsetes rakkudes jaguneb elutsükkel kaheks põhifaasiks: interfaas ja mitoos.

Interfaas- see on ajavahemik elutsüklis, mille jooksul rakk ei jagune ja toimib normaalselt. Interfaas jaguneb kolmeks perioodiks: G 1 -, S- ja G 2 -periood.

G 1 -periood(presünteetiline, postmitootiline) on rakkude kasvu ja arengu periood, mille jooksul toimub aktiivne RNA, valkude ja muude ainete süntees, mis on vajalikud vastloodud raku täielikuks elutegevuseks. Selle perioodi lõpuks võib rakk hakata valmistuma DNA dubleerimiseks.

AT S-periood(sünteetiline) toimub DNA replikatsiooni protsess. Ainus kromosoomi osa, mis ei replikatsiooni ei toimu, on tsentromeer, mistõttu tekkivad DNA molekulid ei lahkne täielikult, vaid jäävad sellesse kinni ning jagunemise alguses on kromosoom X-kujuline. Raku geneetiline valem pärast DNA dubleerimist on 2n4c. Ka S-perioodil toimub rakukeskuse tsentrioolide kahekordistumine.

G 2 -periood(postsünteetiline, premitootiline) iseloomustab raku jagunemise protsessiks vajalik RNA, valkude ja ATP intensiivne süntees, samuti tsentrioolide, mitokondrite ja plastiidide eraldamine. Kuni interfaasi lõpuni jäävad kromatiin ja nukleool selgelt eristatavaks, tuumamembraani terviklikkust ei rikuta ja organellid ei muutu.

Mõned keharakud on võimelised täitma oma ülesandeid kogu keha eluea jooksul (meie aju neuronid, südame lihasrakud), teised eksisteerivad lühikest aega, misjärel nad surevad (sooleepiteeli rakud). , naha epidermise rakud). Järelikult peavad organismis pidevalt toimuma rakkude jagunemisprotsessid ja uute rakkude teke, mis asendaksid surnud. Jagunemisvõimelisi rakke nimetatakse varre. Inimkehas leidub neid punases luuüdis, naha epidermise sügavates kihtides ja mujal. Neid rakke kasutades saate kasvatada uue organi, saavutada noorendamise ja ka keha kloonida. Tüvirakkude kasutamise väljavaated on üsna selged, kuid selle probleemi moraalsed ja eetilised aspektid on endiselt arutlusel, kuna enamasti kasutatakse abordi käigus hukkunud inimlootetelt saadud embrüonaalseid tüvirakke.

Interfaasi kestus taime- ja loomarakkudes on keskmiselt 10–20 tundi, mitoos aga umbes 1–2 tundi.

Mitmerakuliste organismide järjestikuste jagunemiste käigus muutuvad tütarrakud järjest mitmekesisemaks, kuna loevad infot järjest suuremalt arvult geenidelt.

Mõned rakud lõpetavad lõpuks jagunemise ja surevad, mis võib olla tingitud teatud funktsioonide täitumisest, nagu naha epidermise rakkude ja vererakkude puhul, või nende rakkude kahjustamisest keskkonnategurite, eelkõige patogeenide poolt. Geneetiliselt programmeeritud rakusurma nimetatakse apoptoos, kui juhuslik surm - nekroos.

Mitoos on somaatiliste rakkude jagunemine. Mitoosi faasid

Mitoos- somaatiliste rakkude kaudse jagunemise meetod.

Mitoosi käigus läbib rakk järjestikuste faaside jada, mille tulemusena saab iga tütarrakk samasuguse kromosoomikomplekti, mis emarakus.

Mitoos jaguneb neljaks põhifaasiks: profaas, metafaas, anafaas ja telofaas. Profaas- mitoosi pikim staadium, mille käigus toimub kromatiini kondenseerumine, mille tulemusena tulevad nähtavale kahest kromatiidist (tütarkromosoomidest) koosnevad X-kujulised kromosoomid. Sel juhul tuum kaob, tsentrioolid lahknevad raku pooluste suunas ja hakkab moodustuma mikrotuubulite akromatiini spindel (spindel). Profaasi lõpus laguneb tuumamembraan eraldi vesiikuliteks.

AT metafaas kromosoomid joonduvad piki raku ekvaatorit oma tsentromeeridega, mille külge kinnituvad täielikult moodustunud jagunemisspindli mikrotuubulid. Selles jagunemisetapis on kromosoomid kõige tihedamad ja iseloomuliku kujuga, mis võimaldab uurida karüotüüpi.

AT anafaasis tsentromeerides toimub kiire DNA replikatsioon, mille tulemusena kromosoomid lõhenevad ja kromatiidid lahknevad mikrotuubulitega venitatuna raku pooluste suunas. Kromatiidide jaotus peab olema absoluutselt võrdne, kuna just see protsess säilitab kromosoomide arvu püsivuse keharakkudes.

Laval telofaas tütarkromosoomid kogunevad poolustele, despiraliseeruvad, nende ümber moodustuvad vesiikulitest tuumaümbrised ja äsja moodustunud tuumadesse tekivad tuumakesed.

Pärast tuuma jagunemist toimub tsütoplasma jagunemine - tsütokinees, mille käigus toimub emaraku kõigi organellide enam-vähem ühtlane jaotus.

Seega moodustub mitoosi tulemusena ühest emarakust kaks tütarrakku, millest igaüks on emaraku geneetiline koopia (2n2c).

Haigetes, kahjustatud, vananevates rakkudes ja keha spetsialiseeritud kudedes võib toimuda veidi erinev jagunemisprotsess - amitoos. Amitoos nimetatakse eukarüootsete rakkude otseseks jagunemiseks, kus geneetiliselt ekvivalentsete rakkude moodustumist ei toimu, kuna rakukomponendid jaotuvad ebaühtlaselt. See esineb taimedes endospermis ja loomadel maksas, kõhres ja silma sarvkestas.

Meioos. Meioosi faasid

Meioos- see on primaarsete sugurakkude (2n2c) kaudse jagunemise meetod, mille tulemusena moodustuvad haploidsed rakud (1n1c), kõige sagedamini sugurakud.

Erinevalt mitoosist koosneb meioos kahest järjestikusest raku jagunemisest, millest igaühele eelneb interfaas. Meioosi esimest jagunemist (meioosi I) nimetatakse vähendamine, kuna sel juhul väheneb kromosoomide arv poole võrra ja teine ​​jagunemine (meioos II) - võrrand, kuna selle käigus säilib kromosoomide arv.

I interfaas kulgeb sarnaselt mitoosi interfaasiga. Meioos I jaguneb neljaks faasiks: profaas I, metafaas I, anafaas I ja telofaas I. profaas I toimub kaks peamist protsessi – konjugatsioon ja üleminek. Konjugatsioon- see on homoloogsete (paaritud) kromosoomide liitmise protsess kogu pikkuses. Konjugatsiooni käigus tekkinud kromosoomipaarid säilivad kuni metafaasi I lõpuni.

Üleminek- homoloogsete kromosoomide homoloogsete piirkondade vastastikune vahetus. Ülekandmise tulemusena omandavad mõlemalt vanemalt organismi saadud kromosoomid uued geenikombinatsioonid, mis toob kaasa geneetiliselt mitmekesiste järglaste ilmumise. Profaasi I lõpus, nagu ka mitoosi profaasis, kaob tuum, tsentrioolid lahknevad raku pooluste suunas ja tuumaümbris laguneb.

AT metafaas I kromosoomipaarid reastuvad piki raku ekvaatorit, nende tsentromeeride külge on kinnitatud spindli mikrotuubulid.

AT anafaas I kahest kromatiidist koosnevad terved homoloogsed kromosoomid lahknevad poolustele.

AT telofaas I kromosoomide klastrite ümber raku poolustes tekivad tuumamembraanid, moodustuvad tuumakesed.

Tsütokinees I tagab tütarrakkude tsütoplasmade jagunemise.

Meioosi I (1n2c) tulemusena tekkinud tütarrakud on geneetiliselt heterogeensed, kuna nende kromosoomid, mis on juhuslikult raku poolustele hajutatud, sisaldavad ebavõrdseid geene.

Mitoosi ja meioosi võrdlevad omadused

II faas väga lühike, kuna selles DNA kahekordistumist ei toimu, st S-perioodi pole.

Meioos II samuti jagatud neljaks faasiks: II faas, II metafaas, II anafaas ja II telofaas. AT profaas II toimuvad samad protsessid, mis I profaasis, välja arvatud konjugatsioon ja üleminek.

AT metafaas II Kromosoomid asuvad piki raku ekvaatorit.

AT anafaas II kromosoomid lõhenevad tsentromeeril ja kromatiidid venivad pooluste suunas.

AT telofaas II Tütarkromosoomide klastrite ümber moodustuvad tuumamembraanid ja nukleoolid.

Pärast tsütokinees II kõigi nelja tütarraku geneetiline valem on 1n1c, kuid neil kõigil on erinev geenide komplekt, mis tuleneb ema- ja isakromosoomide ristumisest ja juhuslikust kombinatsioonist tütarrakkudes.

Sugurakkude areng taimedes ja loomades

Gametogenees(kreeka keelest. sugurakud- naine, sugurakud- abikaasa ja genees- päritolu, esinemine) on küpsete sugurakkude moodustumise protsess.

Kuna seksuaalseks paljunemiseks on kõige sagedamini vaja kahte isendit - emast ja isast, kes toodavad erinevaid sugurakke - munarakke ja seemnerakke, siis peaksid nende sugurakkude moodustumise protsessid olema erinevad.

Protsessi iseloom sõltub suuresti ka sellest, kas see toimub taime- või loomarakus, kuna taimedes toimub sugurakkude moodustumisel ainult mitoos, loomadel aga nii mitoos kui ka meioos.

Sugurakkude areng taimedes. Kaasseemnetaimedes toimub isas- ja emassugurakkude moodustumine õie erinevates osades - vastavalt tolmukates ja seemnetes.

Enne meeste sugurakkude moodustumist - mikrogametogenees(kreeka keelest. mikros- väike) - toimub mikrosporogenees, see tähendab tolmukate tolmukatesse mikroeoste teket. See protsess on seotud emaraku meiootilise jagunemisega, mille tulemuseks on neli haploidset mikrospoori. Mikrogametogenees on seotud mikrospooride mitootilise jagunemisega, mis annab kahest suurest rakust koosneva isase gametofüüdi. vegetatiivne(sifonogeenne) ja madal generatiivne. Isasgametofüüt on pärast jagunemist kaetud tihedate kestadega ja moodustab õietolmutera. Mõnel juhul jaguneb generatiivne rakk mitootiliselt isegi õietolmu küpsemise protsessis ja mõnikord alles pärast emaka häbimärgisesse ülekandumist kahe liikumatu mehe suguraku moodustumisega - sperma. Pärast tolmeldamist moodustub vegetatiivsest rakust õietolmutoru, mille kaudu tungivad spermatosoidid viljastamiseks pesa munasarja.

Naiste sugurakkude arengut taimedes nimetatakse megagametogenees(kreeka keelest. megas- suur). See esineb pesa munasarjas, millele eelneb megasporogenees, mille tulemusena moodustub tuumas paikneva megaspoori emarakust meiootilise jagunemise teel neli megaspoori. Üks megaspooridest jaguneb mitootiliselt kolm korda, andes emasele gametofüüdile kaheksa tuumaga embrüokoti. Järgneva tütarrakkude tsütoplasmade isoleerimisega saab ühest saadud rakkudest munarakk, mille külgedel asuvad nn sünergiidid, embrüokoti vastasotsas moodustuvad kolm antipoodi ja keskel. , kahe haploidse tuuma ühinemise tulemusena moodustub diploidne keskrakk.

Sugurakkude areng loomadel. Loomadel eristatakse kahte sugurakkude moodustumise protsessi - spermatogeneesi ja oogeneesi.

spermatogenees(kreeka keelest. sperma, spermatosoidid- seeme ja genees- päritolu, esinemine) on küpsete meessoost sugurakkude - spermatosoidide moodustumise protsess. Inimestel esineb see munandites ehk munandites ning jaguneb neljaks perioodiks: paljunemine, kasv, küpsemine ja moodustumine.

AT paaritumis hooaegürgsed sugurakud jagunevad mitootiliselt, mille tulemusena moodustuvad diploidid spermatogoonia. AT kasvuperiood spermatogooniad koguvad toitaineid tsütoplasmasse, suurenevad ja muutuvad primaarsed spermatotsüüdid, või I järgu spermatotsüüdid. Alles pärast seda sisenevad nad meioosi ( valmimisperiood), mille tulemuseks on esmalt kaks sekundaarne spermatotsüüt, või 2. järku spermatotsüüdid ja seejärel - neli haploidset rakku, millel on üsna palju tsütoplasma - spermatiidid. AT kujunemisperiood nad kaotavad peaaegu kogu tsütoplasma ja moodustavad lipu, mis muutub spermatosoidideks.

spermatosoidid, või kummikommid, - väga väikesed liikuvad isassugurakud pea, kaela ja sabaga.

AT pea, välja arvatud südamik, on akrosoom- modifitseeritud Golgi kompleks, mis tagab munaraku membraanide lahustumise viljastamise ajal. AT kaela seal on rakukeskuse tsentrioolid ja alus hobusesaba moodustavad mikrotuubulid, mis toetavad otseselt spermatosoidide liikumist. See sisaldab ka mitokondreid, mis annavad sperma liikumiseks ATP-energiat.

Ovogenees(kreeka keelest. ÜRO- muna ja genees- päritolu, esinemine) on küpsete naiste sugurakkude - munade moodustumise protsess. Inimestel esineb see munasarjades ja koosneb kolmest perioodist: paljunemine, kasv ja küpsemine. Spermatogeneesiga sarnased paljunemis- ja kasvuperioodid esinevad isegi emakasisese arengu ajal. Samal ajal tekivad mitoosi tulemusena esmastest sugurakkudest diploidsed rakud. oogonia, mis seejärel muutuvad diploidseks primaarseks munarakud, või 1. järku munarakud. aastal esinev meioos ja sellele järgnev tsütokinees valmimisperiood, mida iseloomustab emaraku tsütoplasma ebaühtlane jagunemine, nii et selle tulemusel saadakse algul üks sekundaarne munarakk, või munarakk 2. järk, ja esimene polaarkeha, ja seejärel sekundaarsest munarakust - munarakk, mis säilitab kogu toitainete varu, ja teine ​​polaarkeha, samas kui esimene polaarkeha jaguneb kaheks. Polaarkehad võtavad ära liigse geneetilise materjali.

Inimestel tekivad munad 28–29-päevase intervalliga. Munarakkude küpsemise ja vabanemisega seotud tsüklit nimetatakse menstruaaltsükliks.

Muna- suur naissoost sugurakk, mis ei kanna mitte ainult haploidset kromosoomikomplekti, vaid ka märkimisväärset toitainetega varustamist embrüo järgnevaks arenguks.

Imetajate muna on kaetud nelja membraaniga, mis vähendab erinevate tegurite mõjul selle kahjustamise tõenäosust. Muna läbimõõt inimestel ulatub 150–200 mikronini, jaanalinnul võib see olla mitu sentimeetrit.

Rakkude jagunemine on organismide kasvu, arengu ja paljunemise aluseks. Mitoosi ja meioosi roll

Kui üherakulistes organismides põhjustab rakkude jagunemine isendite arvu suurenemist, s.t paljunemist, siis hulkraksetes organismides võib sellel protsessil olla erinev tähendus. Seega on embrüo rakkude jagunemine, alustades sigootist, bioloogiline alus omavahel seotud kasvu- ja arenguprotsessidele. Sarnaseid muutusi täheldatakse inimesel noorukieas, kui mitte ainult ei suurene rakkude arv, vaid toimub ka kvalitatiivne muutus kehas. Mitmerakuliste organismide paljunemine põhineb ka rakkude jagunemisel, näiteks mittesugulisel paljunemisel taastub selle protsessi tõttu kehaosast terve keha ning sugulisel paljunemisel tekivad gametogeneesi käigus sugurakud, andes järgnevalt uus organism. Tuleb märkida, et eukarüootsete rakkude jagunemise peamised meetodid - mitoos ja meioos - omavad organismide elutsüklites erinevat tähendust.

Mitoosi tulemusena toimub päriliku materjali ühtlane jaotumine tütarrakkude vahel – ema täpsed koopiad. Ilma mitoosita oleks ühest rakust - sigootist - arenevate mitmerakuliste organismide olemasolu ja kasv võimatu, kuna kõik selliste organismide rakud peavad sisaldama sama geneetilist teavet.

Jagunemise käigus muutuvad tütarrakud struktuurilt ja funktsioonidelt järjest mitmekesisemaks, mis on seotud rakkudevahelise interaktsiooni tõttu neis uute geenirühmade aktiveerumisega. Seega on mitoos organismi arenguks vajalik.

See rakkude jagunemise meetod on vajalik kahjustatud kudede, aga ka elundite mittesugulise paljunemise ja regenereerimise (taastamise) protsesside jaoks.

Meioos omakorda tagab karüotüübi püsivuse sugulisel paljunemisel, kuna vähendab poole võrra enne sugulist paljunemist kromosoomide komplekti, mis seejärel viljastamise tulemusena taastub. Lisaks põhjustab meioos vanemate geenide uute kombinatsioonide tekkimist, mis on tingitud kromosoomide ristumisest ja juhuslikust kombinatsioonist tütarrakkudes. Tänu sellele on järglased geneetiliselt mitmekesised, mis annab materjali looduslikuks valikuks ja on evolutsiooni materiaalseks aluseks. Kromosoomide arvu, kuju ja suuruse muutus võib ühelt poolt kaasa tuua erinevate kõrvalekallete ilmnemise organismi arengus ja isegi selle surma, teisest küljest aga indiviidide ilmumiseni. keskkonnaga paremini kohanenud.

Seega on rakk organismide kasvu, arengu ja paljunemise üksus.