Ядро, его строение и химический состав. Функция ядра. Роль ядра в процессе передачи наследственность и синтезе белков

Содержание:

6.Ядро, его строение и химический состав. Функция ядра. Роль ядра в процессе передачи наследственность и синтезе белков………………………. 2

7. Опишите строение хлоропластов и метохондрий, видимое под электронным микроскопом. Приведите рисунки……………………………… 7

15. Понятие о растительной ткани. Классификация тканей. Понятие о первичных и вторичных тканей……………………………………….……….. 9

19. Развитие, строение, функции и местоположение перидермы. Чечевички. Корка, ее образование и строение. Приведите рисунки……………………... 14

25. Опишите процесс формирования сосудов и ситовидных трубок….…... 19

54. Дайте определение андроцея, укажите его функции. Типы андроцея. Строение тычинки. Приведите рисунок. Напишите формулы цветков 3-х видов растений с разными типами околоцветника………………………….. 21

64. Определение, развитие и строение плода монокарпия. Приведите рисунки…………………………………………………………………………. 24

74. Опишите строение клетки и тела сине-зеленых водорослей, особенности их размножения и распространения. Укажите их значение в природе и жизни человека. Приведите примеры и рисунки водорослей………………………. 24

93. Сравните жизненный цикл мохообразных и папоротникообразных растений, изобразите жизненные циклы в виде схемы……………………… 29

119. Охарактеризуйте семейство Капустные. Зарисуйте  цветок и приведите его формулу. Приведите рисунки, отражающие разнообразие плодов у разных видов капустных. Запишите названия культурных, сорных и произрастающих в естественных растительных сообществах видов из этого семейства……………………………………………………………………….. 34

135. Опишите способы размножения сорных растений из классов Однодольные и Двудольные…………………………………………………... 36

Заключение……………………………………………………………………... 36

Список использованной литературы……………………………………......... 38 
 

1. Ядро, его строение и химический состав. Функция ядра. Роль ядра в процессе передачи наследственность и синтезе белков.

   Сам термин "ядро" впервые был применен Броуном в 1833 г. Для обозначения шаровидных постоянных структур в клетках растений. Позднее такую же структуру описали во всех клетках высших организмов.

    Клеточное ядро обычно одно на клетку (есть примеры многоядерных клеток), состоит из ядерной оболочки, отделяющей его от цитоплазмы, хроматина, ядрышка, кариоплазмы (или ядерного сока). Эти четыре основных компонента встречаются практически во всех неделящихся клетках эукариотических одно- и многоклеточных организмов.

    Ядра имеют обычно шаровидную или яйцевидную форму; диаметр первых равен приблизительно 10 мкм, а длина вторых - 20 мкм.

   Ядро необходимо для жизни клетки, поскольку именно оно регулирует всю ее активность. Связано это с тем, что ядро несет в себе генетическую (наследственную) информацию, заключенную в ДНК.

   Ядро имеется в клетках всех эукариот за исключением эритроцитов млекопитающих. У некоторых простейших имеются два ядра, но как правило, клетка содержит только одно ядро. Ядро обычно принимает форму шара или яйца; по размерам (10–20 мкм) оно является самой крупной из органелл.

    Ядро отграничено от цитоплазмы ядерной оболочкой, которая состоит из двух мембран: наружной и внутренней, имеющих такое же строение, как и плазматическая мембрана. Между ними находится узкое пространство, заполненное полужидким веществом. Через множество пор в ядерной оболочке осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой (в частности, выход и-РНК в цитоплазму). Внешняя мембрана часто бывает усеяна рибосомами, синтезирующими белок.

    Под ядерной оболочкой находится кариоплазма (ядерный сок), в которую поступают вещества из цитоплазмы. Кариоплазма содержит хроматин – вещество, несущее ДНК, и ядрышки. Ядрышко – это округлая структура внутри ядра, в которой происходит формирование рибосом.

    Совокупность хромосом, содержащихся в хроматине, называют хромосомным набором. Число хромосом в соматических клетках диплоидное (2n), в отличие от половых клеток, имеющих гаплоидный набор хромосом (n).

    Важнейшей функцией ядра является сохранение генетической информации. При делении клетки ядро также делится надвое, а находящаяся в нём ДНК копируется (реплицируется). Благодаря этому у всех дочерних клеток также имеются ядра.

    Строение ядра различно в состоянии деления и между делениями. Последнее называется часто покоящимся состоянием, хотя это по существу неверно, так как в этот период в ядре наиболее активно происходят процессы обмена веществ. Лучше называть такое "покоящееся" ядро интеркинетическим, т.е. находящимся в промежутках между делениями. В таком состоянии ядра чаще всего и приходится наблюдать.

    В живых, совершенно неповрежденных клетках высших растений ядра нередко мало отличаются по светопреломлению от окружающей цитоплазмы, так что при наблюдении слабо различимы в виде пузырька со светлым контуром. В таком пузырьке резко выступают одно или несколько ядрышек в виде круглых, сильнее преломляющих свет (блестящих) телец. После фиксации и окраски ядра делаются видимы значительно яснее.

    Ядро фиксированной клетки, находящееся в интеркинетическом состоянии, содержит ядерный сок, или кариолимфу, в котором расположены тонкая хроматиновая нитчато-зернистая структура - хроматин и одно или несколько ядрышек, особенно ярко окрашивающихся основными красителями благодаря высокой концентрации рибонуклеопротеидов. От цитоплазмы ядро отграничено очень тонкой цитоплазматической мембраной (ядерной оболочкой). Электронный микроскоп позволяет видеть, что мембрана двуслойна и в ней имеются очень тонкие пронизывающие ее канальцы. Оболочка ядра представляет собой часть мембранной системы клетки. Между ядром и цитоплазмой осуществляется постоянный обмен веществ. Описанные структуры хорошо видны на фиксированных и окрашенных препаратах. Наличие описанных структур подтверждают и фотографические снимки с живых, нефиксированных и неокрашенных ядер.

    По химическому составу и физико-химическому строению как ядро, так и цитоплазма представляют в основном комплекс гидрофильных коллоидов, находящихся в большей или меньшей степени набухания. Из них главное значение имеют белки, и особенно сложные белки, называемые протеидами , представляющие соединения собственно белка (протеина) с небелковым компонентом, большей частью кислотного характера. Из них особенно важное значение имеют нуклеопротеиды - соединения белка с нуклеиновыми кислотами .

    Известны два типа нуклеиновых кислот: содержащиеся в ядре дезоксирибонуклеиновые (тимонуклеиновые), сокращенно называемые ДНК, и содержащиеся в ядрышках и цитоплазме рибонуклеиновые кислоты, обозначаемые РНК. Они обусловливают окрашиваемость ядра основными красками, так как лежат в основе хроматина2. ДНК весьма точно обнаруживаются цветной реакцией Фельгена3. РНК этой реакции не дают. ДНК входят в состав клеточного ядра в виде нуклеопротеидов, а отчасти, вероятно, и в свободном состоянии.

    Нуклеиновые кислоты представляют собой очень длинные цепочки, звенья которых - нуклеотиды - состоят из пятиуглеродного сахара (рибозы C5H10O5 или дезоксирибозы C5H10O4), фосфорной кислоты и одного из азотистых оснований.

    Макромолекула нуклеиновой кислоты состоит из двух таких цепей, обвивающих одна другую и образующих таким образом двойную спираль. Каждая лента представляет собой основную цепь. Горизонтальные отрезки соответствуют парам оснований, присоединенных по одному к каждой цепи.

    Ядро осуществляет две группы общих функций: одну, связанную собственно с хранением генетической информации, другую - с ее реализацией, с обеспечением синтеза белка.

    В первую группу входят процессы, связанные с поддержанием наследственной информации в виде неизменной структуры ДНК. Эти процессы связаны с наличием так называемых репарационных ферментов, ликвидирующих спонтанные повреждения молекулы ДНК (разрыв одной из цепей ДНК, часть радиационных повреждений), что сохраняет строение молекул ДНК практически неизменным в ряду поколений клеток или организмов. Далее, в ядре происходит воспроизведение или редупликация молекул ДНК, что дает возможность двум клеткам получить совершенно одинаковые и в качественном и в количественном смысле объемы генетической информации. В ядрах происходят процессы изменения и рекомбинации генетического материала, что наблюдается во время мейоза (кроссинговер). Наконец, ядра непосредственно участвуют в процессах распределения молекул ДНК при делении клеток.

Итак, в ядре клеток заключены хромосомы, которые  содержат ДНК - хранилище наследственной информации. Этим определяется ведущая  роль клеточного ядра в наследственности. Данное важнейшее положение современной биологии не просто вытекает из логических рассуждений, оно доказано рядом точных опытов. Приведем один из них. В Средиземном море обитает несколько видов одноклеточных зеленых водорослей - ацетабулярий. Они состоят из тонких стебельков, на верхних концах которых располагаются шляпки. По форме шляпок различают виды ацетабулярий.

В нижнем конце  стебелька ацетабулярии находится ядро.

   У ацетабулярии одного вида искусственно удалили шляпку и ядро, а к стебельку подсадили ядро, извлеченное у ацетабулярии другого вида. Что же оказалось? Через некоторое время на водоросли с подсаженным ядром образовалась шляпка, характерная для того вида, которому принадлежало пересаженное ядро.

    Хотя ядру принадлежит ведущая роль в явлениях наследственности, из этого, однако, не следует, что только ядро ответственно за передачу всех свойств из поколения в поколение. В цитоплазме также существуют органоиды (хлоропласты и митохондрии), содержащие ДНК и способные передавать наследственную информацию.

     Таким образом, именно в ядре каждой клетки содержится основная наследственная информация, необходимая для развития целого организма со всем разнообразием его свойств и признаков. Именно ядро играет центральную роль в явлениях наследственности .

    Другой группой клеточных процессов, обеспечивающихся активностью ядра, является создание собственно аппарата белкового синтеза. Это не только синтез, транскрипция на молекулах ДНК разных информационных РНК и рибосомных РНК. В ядре эукариотов происходит также образование субъедениц рибосом путем комплексирования синтезированных в ядрышке рибосомных РНК с рибосомными белками, которые синтезируются в цитоплазме и переносятся в ядро.

   Таким образом, ядро представляет собой не только вместилище генетического материала, но и место, где этот материал функционирует и воспроизводится. Поэтому выпадение лил нарушение любой из перечисленных выше функций губительно для клетки в целом. Так нарушение репарационных процессов будет приводить к изменению первичной структуры ДНК и автоматически к изменению структуры белков, что непременно скажется на их специфической активности, которая может просто исчезнуть или измениться так, что не будет обеспечивать клеточные функции, в результате чего клетка погибает. Нарушения редупликации ДНК приведут к остановке размножения клеток или к появлению клеток с неполноценным набором генетической информации, что также губительно для клеток. К такому же результату приведет нарушение процессов распределения генетического материала (молекул ДНК) при делении клеток. Выпадение в результате поражения ядра или в случае нарушений каких-либо регуляторных процессов синтеза любой формы РНК автоматически приведет к остановке синтеза белка в клетке или к грубым его нарушениям.

    Значение ядра как хранилища генетического материала и его главная роль в определении фенотипических признаков были установлены давно. Немецкий биолог Хаммерлинг одним из первых продемонстрировал важнейшую роль ядра. Он выбрал в качестве объекта своих экспериментов необычайно крупную одноклеточную (или неклеточную) морскую водоросль Acetabularia . Существует два близко родственных вида A. medierranea и A. crenulata , различающихся только по форме УшляпкиФ.