Читать книгу Биология. Общие закономерности. 9 класс - Н. И. Сонин - Страница 13

Вспомните!

• Доядерные клетки • Генетическая информация

• Хромосома • ДНК • Ядрышко

Ядро – важнейшая составная часть клетки грибов, растений и животных. Клеточное ядро содержит ДНК, т. е. гены, и благодаря этому выполняет две главные функции: 1) хранение и воспроизведение генетической информации и 2) регуляцию процессов обмена веществ, протекающих в клетке.

Эукариотическая клетка без ядра обречена на гибель, и ядро тоже не способно к самостоятельному существованию, поэтому цитоплазма и ядро образуют взаимозависимую систему.

Как правило, клетки содержат одно ядро. Однако можно наблюдать и 2–3 ядра в одной клетке, например в клетках печени.

Известны и многоядерные клетки, причём число ядер может достигать нескольких десятков. Форма ядра зависит большей частью от формы клетки, она может быть и совершенно неправильной.

Ядро окружено оболочкой, которая состоит из двух мембран. Ядерная мембрана со стороны, обращённой в цитоплазму, покрыта рибосомами, внутренняя мембрана ядра гладкая. Ядерная оболочка – часть мембранной системы клетки. Выросты внешней ядерной мембраны соединяются с каналами эндоплазматической сети, образуя единую систему сообщающихся каналов. Между ядром и цитоплазмой осуществляется постоянный обмен веществами (рис. 14).

Рис. 14. Возможные пути обмена веществами между ядром и цитоплазмой: 1 – перемещение веществ через поры ядерной оболочки; 2 – впячивание цитоплазмы внутрь ядра; 3 – выпячивание ядерной оболочки в цитоплазму; 4 – продолжение мембран ядерной оболочки в каналы эндоплазматической сети; 5 – часть каналов открывается в окружающую (внеклеточную) среду

Несмотря на активный обмен между ядром и цитоплазмой, ядерная оболочка отграничивает ядерное содержимое от цитоплазмы, обеспечивая тем самым различия в их химическом составе. Это необходимо для нормального функционирования ядерных структур.

В гелеобразном ядерном соке располагаются хроматин и одно или несколько ядрышек.

В живой клетке ядерный сок выглядит бесструктурной массой, заполняющей промежутки между структурами ядра. В состав ядерного сока входят различные белки (в том числе большинство ферментов ядра), свободные нуклеотиды, аминокислоты, а также рибонуклеиновые кислоты (РНК), транспортируемые затем из ядра в цитоплазму.

Хроматином (от греч. хрома – окраска, цвет) называют комплекс ДНК и белков, интенсивно окрашивающийся некоторыми красителями и отличающийся по форме от ядрышка. В делящихся клетках молекулы ДНК сильно спирализуются, укорачиваются и приобретают компактные размеры и форму. Такое компактное состояние ДНК называют хромосомами.

Форма хромосом зависит от положения так называемой первичной перетяжки, или центромеры, – области, к которой во время деления клетки (митоза) прикрепляются нити веретена деления. Центромера делит хромосому на два плеча, которые могут быть одинаковой или разной длины (рис. 15).

Изучение хромосом позволило установить следующие факты.

1. Во всех соматических клетках любого растительного или животного организма число хромосом одинаково.

2. Половые клетки любого вида организмов всегда содержат вдвое меньше хромосом, чем соматические клетки.

3. У всех организмов, относящихся к одному виду, количество хромосом в клетках одинаково.

Число хромосом не зависит от уровня организации вида и не всегда указывает на его родственные связи: число их может быть одинаковым у представителей очень далёких друг от друга систематических групп – и может сильно различаться у близких по происхождению видов.

Совокупность количественных (число и размеры) и качественных (форма) признаков хромосомного набора соматической клетки называют кариотипом (рис. 16).

Число хромосом в кариотипе большинства видов живых организмов чётное. Это объясняется тем, что в каждой соматической клетке находятся две одинаковые по форме и размеру хромосомы: одна – из отцовского организма, вторая – из материнского.

Хромосомы, одинаковые по форме и размеру и несущие одинаковые гены, называют гомологичными. Хромосомный набор соматической клетки, в котором каждая хромосома имеет себе пару, носит название двойного (или диплоидного) и обозначается 2n. Из каждой пары гомологичных хромосом в половые клетки попадает только одна хромосома, поэтому хромосомный набор гамет называют одинарным (или гаплоидным) и обозначают 1n.

После завершения деления клетки хромосомы вновь деспирализуются и перестают быть видимыми в световой микроскоп.

Третья характерная для ядра клетки структура – ядрышко. Оно представляет собой плотное тельце, погружённое в ядерный сок (см. рис. 11). Ядрышки есть только в неделящихся ядрах, во время митоза они исчезают, а после завершения деления возникают вновь.

Рис. 15. Общий вид удвоенной спирализованной хромосомы

Рис. 16. Хромосомные наборы организмов разных видов: 1 – мухомор; 2 – липа; 3,4 – дрозофила, 5 – сёмга; 6 – растение из семейства ароидных; 7 – саранча; 8 – бабочка-хохлатка; 9 – растение из семейства сложноцветных; 10 – цветочный клоп; 11 – водомерка; 12, 13 – зелёные водоросли; 14 – амбистома; 15 – алоэ

Ядрышко не является самостоятельной структурой ядра. Оно образуется вокруг участка хромосомы, в котором закодирована структура рибосомальной РНК (рРНК). В нём содержится большое число молекул рРНК. В зоне ядрышка происходит также формирование субъединиц рибосом, которые потом перемещаются в цитоплазму. Таким образом, ядрышко – это скопление рРНК и рибосом на разных этапах формирования.

Вопросы для повторения и задания

1. Опишите строение ядра эукариотической клетки.

2. Что такое ядрышко? Как вы считаете, можно ли ядрышко выделить из ядра как самостоятельную единую структуру? Объясните свою точку зрения.

3. Что такое хроматин? Опишите строение и состав хромосомы.

4. Как соотносится число хромосом в соматических и половых клетках? Почему число хромосом в половых клетках должно быть вдвое меньше, чем в соматических?

5. Какие хромосомы называют гомологичными?

6. Что такое кариотип?

7. Вспомните строение ДНК бактерий. Выберите критерии и сравните наследственный материал про– и эукариотических клеток.

8. Используя рисунок 14, расскажите, как осуществляется обмен веществами между ядром и цитоплазмой.

9. Используя дополнительные источники информации, приведите примеры числа хромосом у разных видов живых организмов. Сделайте вывод, зависит ли степень сложности организации вида от числа хромосом.

10. Согласны ли вы с утверждением, что ядро является важнейшей частью клетки? Ответ обоснуйте.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

• Найдите в Интернете сайты, материалы которых могут служить дополнительным источником информации, раскрывающим содержание ключевых понятий параграфа.

• Подготовьтесь к следующему уроку. Используя дополнительные источники информации (книги, статьи, ресурсы сети Интернет и др.), сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.