Кратко: жизнедеятельность клетки обеспечивают обмен веществ и энергии, деление, поддержание постоянства внутренней среды, реализация наследственной информации и дифференцировка.
Конспект § 5. Жизнедеятельность клетки
1. Обмен веществ и энергии
- Клетка постоянно обменивается веществами с окружающей средой.
- Через клетку проходит поток энергии, необходимый для жизненных процессов.
- Метаболизм — совокупность процессов обмена веществ и превращения энергии.
- Метаболизм включает:
- биосинтез — образование сложных органических веществ;
- распад — разрушение органических веществ с высвобождением энергии.
- Пища даёт клетке:
- строительный материал;
- энергию.
- Кислород участвует в реакциях, при которых высвобождается энергия.
2. Ферменты и регуляция процессов
- Катализаторы ускоряют химические реакции, но сами не входят в состав продуктов реакции.
- Биологические катализаторы — ферменты.
- Ферменты имеют белковую природу и участвуют почти во всех биохимических реакциях клетки.
- Для нормальной работы клеток человека необходимы подходящие условия: температура около 37 °C и нормальное давление.
- Гомеостаз — относительное постоянство внутренней среды организма, несмотря на изменения внешней среды.
3. Деление клетки
- Деление клетки — часть клеточного цикла.
- Оно необходимо для:
- роста организма;
- развития;
- размножения;
- восстановления повреждённых тканей.
Клеточный цикл
- Клеточный цикл — период от одного деления клетки до следующего.
- Интерфаза — период между делениями.
- В интерфазе происходят:
- рост клетки;
- удвоение наследственного материала;
- подготовка к делению.
- Само деление обычно занимает 30–60 минут, а основная часть жизни клетки проходит в интерфазе.
4. Митоз
- Митоз — непрямое деление соматических клеток.
- В результате митоза образуются две дочерние клетки с одинаковой наследственной информацией.
- Значение митоза:
- рост и развитие организма;
- размножение клеток;
- заживление повреждений.
- Перед митозом ДНК удваивается.
- Поэтому каждая хромосома состоит из двух одинаковых сестринских хроматид, соединённых центромерой.
- Митоз включает:
- кариокинез — деление ядра;
- цитокинез — деление цитоплазмы.
Фазы митоза
Профаза
- ДНК спирализуется, становятся видны хромосомы.
- Каждая хромосома состоит из двух хроматид.
- Исчезают ядрышки.
- Образуется веретено деления.
- Ядерная оболочка разрушается.
Метафаза
- Хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки.
- Образуется метафазная пластинка.
- Нити веретена прикрепляются к центромерам.
Анафаза
- Хроматиды отделяются друг от друга.
- Они расходятся к противоположным полюсам клетки.
- У обоих полюсов оказывается одинаковый генетический материал.
Телофаза
- Хромосомы раскручиваются.
- Формируются ядерные оболочки и ядрышки.
- Веретено деления исчезает.
- Начинается деление цитоплазмы.
- У животных клетка разделяется перетяжкой.
Схема:
удвоение ДНК → две сестринские хроматиды → их расхождение → две генетически одинаковые клетки.
5. Мейоз
- Мейоз — особый вид деления, при котором образуются половые клетки — гаметы.
- Особенности:
- происходят два последовательных деления;
- удвоение ДНК происходит только один раз;
- число хромосом уменьшается вдвое.
Главное отличие:
| Митоз | Мейоз |
|---|---|
| Деление соматических клеток | Образование половых клеток |
| Одно деление | Два последовательных деления |
| Набор хромосом сохраняется | Набор хромосом уменьшается вдвое |
| Дочерние клетки генетически одинаковы | Формируются клетки с уменьшенным набором хромосом |
6. Реализация генетической информации
- Генетический аппарат клетки хранит, реализует и передаёт наследственную информацию.
- ДНК содержится:
- главным образом в ядре;
- также в митохондриях.
- Около 98 % клеточной ДНК находится в ядре.
- ДНК организована в виде:
- хроматина — вещества хромосом;
- хромосом — хорошо заметных структур во время деления.
- Ген — участок ДНК, содержащий информацию о белке.
- В одной молекуле ДНК находится много генов.
- Геном — совокупность наследственной информации организма.
- Активация генов приводит к синтезу определённых белков, а значит, к изменениям строения и функций клетки.
7. Дифференцировка клеток
- Дифференцировка — процесс формирования специализированных клеток из неспециализированных.
- При дифференцировке изменяются:
- форма и размеры клетки;
- обмен веществ;
- функции клетки.
- Дифференцировка происходит:
- при эмбриональном развитии;
- при кроветворении;
- при восстановлении повреждённых тканей.
- Её регулируют:
- вещества, воздействующие на генетический аппарат;
- межклеточные контакты.
- В результате формируются определённые ткани и органы.
Как не путать: в интерфазе клетка не бездействует — она растёт, удваивает ДНК и готовится к делению. Главное событие митоза — равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками.
