| Слава Україні | Героям слава | ЗСУ | ДСНС | 103 | 102 | Обленерго | Лікарі | Вчителі | Українці |
| КЛІТИНА (від лат. cellula - комірка) - елементарна відкрита біологічна система із власним метаболізмом та процесами життєдіяльності, що здійснюються у взаємозв’язку із навколишнім середовищем. Основними принципами життєдіяльності клітини є відкритість, упорядкованість, взаємозв’язок із зовнішнім середовищем, структурно-функціональна цілісність (табл. 4).... |
| Сергій Миколайович Виноградський (1856-1953) - геніальний український мікробіолог, вперше довів, що клітини здатні утворювати органічні речовини не тільки за рахунок світлової енергії, а й за допомогою хімічної енергії окисно-відновних реакцій. Енергія, що утворюється при цьому, використовується для фіксації вуглекислого газу й утворення глюкози. Відкрите ним явище було названо хемосинтезом. 25 травня 2012 р. в м. Городку на Хмельниччині було відкрито пам’ятник знаменитому співвітчизнику. ЗМІСТ Які особливості та значення хемосинтезу? ХЕМОСИНТЕЗ — процес утворення органічних речовин із неорганічних завдяки енергії, яка вивільняється під час перетворення неорганічних речовин. Цей процес здійснюють хемоавтотрофні бактерії: нітрифікуючі бактерії (окиснюють амоніак до нітритної, а потім до нітратної кислоти), залізобактерії (перетворюють сполуки двовалентного Феруму на сполуки тривалентного Феруму) та сіркобактерії (окиснюють сірководень до сульфатів) (іл. 50). Вивільнена енергія акумулюється в клітинах бактерій у формі АТФ. Хемосинтез відбувається аналогічно темновій фазі фотосинтезу. Особливостями хемосинтезу, які відрізняють його від фотосинтезу, є те, що цей процес: а) здійснюється без участі світла; б) відбувається з використанням кисню, тобто це аеробний процес. Джерелом активного Гідрогену для відновлення НАДФ+, як і у фототрофів, є вода. У планетарному масштабі хемосинтез становить не більш ніж 1 % фотосинтезу, проте він має велике значення для біологічного колообігу та геохімічних перетворень. Значення хемотрофів є важливим в природі, оскільки вони забезпечують колообіг речовин (нітрифікуючі бактерії), беруть участь в утворенні гірських порід (сіркобактерії, які утворюють вільну сірку), спричиняють корозію металів (залізобактерії). Хемоавтотрофні організми можуть жити в океанах на великих глибинах, де є отруйний сірководень. Вони окиснюють його і отримують органічні речовини для життєдіяльності. Хемосинтезуючі бактерії, що окиснюють сполуки Феруму, Мангану, поширені й у прісних водоймах. Імовірно, що саме з їх участю упродовж мільйонів років на дні боліт й озер утворилися поклади залізних та манганових руд.... |
| Зелений колір досить часто згадується у віршах поетів. Так, у Богдана-Ігоря Антонича є рядки: «...поезії кипучої і мудрої, мов зелень», «.завія зелені, пожежа зелені», «...рослинних рік підноситься зелена повінь». Зелений колір - це колір оновлення, символ молодості, спокою, колір природи. А чому рослини зелені? ЗМІСТ Якими є умови фотосинтезу? Фотосинтез (від грец. фото - світло, синтезіс - поєднання) - надзвичайно складна сукупність процесів пластичного обміну. Науковці виокремлюють три типи фотосинтезу: кисневий (з виділенням молекулярного кисню у рослин й ціанобактерій), безкисневий (за участі бактеріохлорофілів в анаеробних умовах без виділення кисню у фотобактерій) та безхлорофільний (за участі бактеріородопсинів у архей). На глибині 2,4 км виявлено зелені сіркобактерії GSB1, які замість сонячного світла використовують слабкі промені чорних курців. Але, як писав К. Свенсон у монографії, присвяченій клітинам: «Первинним джерелом енергії для живої природи є та частка енергії, яку називають видимим світлом». Найпоширенішим у живій природі є кисневий фотосинтез, для якого потрібні енергія світла, вуглекислий газ, вода, ферменти та хлорофіл. Світло для фотосинтезу поглинається хлорофілом, вода доставляється в клітини крізь пори клітинної стінки, вуглекислий газ надходить в клітини шляхом дифузії.... |
| Визначте послідовність процесів травлення в організмі людини після того, як в її ротову порожнину потрапив шматочок шоколадно-бананового торта: г) порожнинне травлення у дванадцятипалій кишці білків, жирів й вуглеводів; e1) повільне подрібнення їжі та її зволоження; н) розщеплення амілазами слини вуглеводів, що є в торті; е2) склеювання їжі у харчові грудочки та їхнє переміщення стравоходом до шлунка; і) остаточне пристінне травлення складних молекул та всмоктування малих молекул у кров та лімфу; р) розщеплення у шлунку бісквітних білків та жирів молока; я) транспортування амінокислот, жирних кислот і глюкози до клітин, що відбувається за допомогою крові й лімфи. Яке слово отримали? ЗМІСТ Яке біологічне значення клітинного дихання? Основні поживні речовини для клітин - це амінокислоти, жирні кислоти й глюкоза. Дихання є процесом, за якого ці речовини розщеплюються й вивільняють хімічну енергію. Виокремлюють два основні типи клітинного дихання: анаеробний та аеробний. АНАЕРОБНЕ ДИХАННЯ - сукупність процесів, які здійснюють біологічне окиснення поживних речовин і отримання енергії за відсутності кисню. Характерне для клітин організмів, які живуть в безкисневих умовах (наприклад, молочнокислі бактерії, паразитичні черви, глибоководні безхребетні). У клітинах аеробних організмів цей механізм завжди передує кисневому розщепленню поживних речовин. За анаеробного дихання кінцевим продуктом є органічні молекули молочної кислоти (C3H6O3). Під час анаеробного дихання виділяється значно менше енергії, ніж під час аеробного. АЕРОБНЕ ДИХАННЯ - сукупність процесів біологічного окиснення поживних речовин і отримання енергії за участі кисню. Розщеплення органічних речовин відбувається з утворенням кінцевих продуктів окиснення Н2О і СО2. Аеробне дихання характерне для переважної більшості еукаріотичних клітин. Починається гліколізом у цитоплазмі й продовжується в мітохондріях. Аеробне окиснення відбувається з використанням кисню як акцептора (приймача) електронів й протонів Гідрогену з утворенням води. Аеробне дихання - найдосконаліший спосіб отримання енергії. Його енергетичний ефект приблизно в 20 разів більший, ніж під час анаеробного дихання.... |
| Сукупність процесів, що здійснюють надходження в клітину необхідних для життєдіяльності речовин, називається клітинним живленням (іл. 46). У клітини рослин, ціанобактерій, фото- і хемосинтезуючих бактерій надходять неорганічні сполуки, з яких утворюються прості органічні сполуки, що визначає автотрофне живлення. Внаслідок гетеротрофного живлення клітини багатьох прокаріотів, тварин і грибів отримують прості (амінокислоти, жирні кислоти, моносахариди) або складні (білки, ліпіди й складні вуглеводи) органічні речовини. Є в живій природі ще група організмів, які на світлі живляться за допомогою хлоропластів, а в умовах недостатнього освітлення поглинають крізь пори клітинної стінки низькомолекулярні органічні речовини (наприклад, хламідомонада, діатомові водорості). У них змішане, або міксотрофне, живлення. Живлення клітин відбувається за участі клітинної мембрани, гіалоплазми, хлоропластів, лізосом. Розщеплення простих або складних органічних речовин спрямоване на вивільнення хімічної енергії, що може перетворюватися в інші форми. Слід пам’ятати, що в біологічних системах енергія існує в різних формах: хімічній, електричній, механічній, тепловій і світловій, які здатні перетворюватися одна в одну. Так, хімічна енергія сполук, що розщепилися, використовується для біохімічних реакцій синтезу, перетворюється в механічну енергію руху, електричну енергію нервових імпульсів, теплову енергію для підтримання оптимальної для життя температури, світлову енергію біологічного світіння. Отже, розщеплення органічних речовин забезпечує вивільнення хімічної енергії з поживних речовин, що надходять у клітини завдяки живленню. Як відбувається розщеплення органічних сполук у клітинах? КАТАБОЛІЗМ (від грец. катаболе - скидання донизу, руйнування) - це енергетичний обмін, або сукупність реакцій розщеплення складних сполук до простіших, що супроводжується виділенням енергії. Розділ біохімії, який займається вивченням перетворення і використання енергії у живих клітинах, називається біоенергетикою. Енергетика катаболічних процесів різниться з енергетичними реакціями неживої природи.... |
| «Розглядаючи живий світ на клітинному рівні організації, ми помічаємо його єдність: єдність складу - основні макромолекули в усіх живих істот побудовані з одних і тих самих малих молекул, єдність будови - кожна клітина містить ядро, занурене у протоплазму, єдність функцій - обмін речовин подібний у загальних рисах у всіх клітинах», - так писав лауреат Нобелівської премії з фізіології та медицини (1965), французький мікробіолог Андре Львов (1902-1994). Що ж таке життєдіяльність клітини? ЗМІСТ Які процеси визначають життєдіяльність клітин? ЖИТТЄДІЯЛЬНІСТЬ КЛІТИНИ - сукупність процесів, що зумовлюють потік речовин, енергії та інформації і забезпечують існування клітини. Одним із визначальних принципів життєдіяльності клітини є її ВІДКРИТІСТЬ. Клітина обмінюється із навколишнім середовищем речовинами, енергією та інформацією. В цьому загальному обміні можна виокремити три етапи: потік у клітину, внутрішньоклітинні перетворення й потік із клітини. Всі ці процеси становлять зовнішній обмін клітини. Потік речовин, енергії та інформації в клітину відбувається завдяки процесам живлення, дихання, транспортування речовин, травлення й подразливості. Ці процеси за участі поверхневого апарату забезпечують надходження в клітину поживних речовин, вуглекислого газу, води, кисню, світлової чи хімічної енергії, інформації про чинники середовища тощо.... |
| КЛІТИНА - найменша біологічна система, основна структурна й функціональна одиниця живого, здатна до саморегуляції, самооновлення та самовідтворення. Будь-яка клітина є відкритою системою, яку поєднує із середовищем постійний потік енергії, речовин та інформації. Клітина може існувати лише тоді, коли кожний з її структурних компонентів виконує свої функції (табл. 3).... |
| «Кожна клітина має копію повного генетичного коду - настанови з догляду за вашим організмом, - так що вона знає не лише свою роботу, а й всіляку іншу справу в організмі. Вам жодного разу в житті не доведеться нагадувати клітині про те, щоб вона слідкувала за вмістом АТФ. Клітина зробить за вас все - і це, і мільйон інших справ. Кожна клітина за своєю природою є чудом...» (Білл Брайсон. Коротка історія майже всього на світі» (A Short History of Nearly Everything). Чому кожна клітина є справжнім чудом? ЗМІСТ Що визначає різноманітність еукаріотичних клітин? Спосіб отримання енергії, здатність до активного руху, складність організації еукаріотичних організмів зумовлює величезну різноманітність їхніх клітин, що різняться не лише у представників різних царств органічного світу, а й одного й того самого організму. Клітини одноклітинних організмів існують як самостійні організми і здійснюють усі життєво важливі функції. Одноклітинними еукаріотами є твариноподібні організми, одноклітинні водорості та нижчі гриби. Розміри й форма клітин таких організмів залежать від типу живлення й середовища існування. Наприклад, у багатьох мешканців водного середовища клітини кулясті, оскільки це найпростіша форма, за якої можливі рівномірний розподіл поверхневого натягу клітинних оболонок і найбільша площа клітини для отримання енергії й речовин. Такими є клітини твариноподібної істоти ночесвітки, зеленої водорості хлорели (іл. 39).... |
| Довжина ДНК становить близько 2 м, а розмір ядра, в якому вона розташована, дорівнює в середньому 16 мкм. Отже, ДНК в ядрі має бути певним чином просторово організована. Але проблема полягає не в щільності укладки, а в можливості зчитування інформації з її витків. Науковці знайшли відповідь на запитання про те, як в ядрі розташовуються нитки ДНК. Виявляється, що всі нитки ДНК утворюють фрактальну глобулу. Саме поняття запозичене з математики, але в сучасній науці застосовується в радіотехніці, інформатиці, біології і навіть в економіці. ЗМІСТ Чому ядро відіграє провідну роль у життєдіяльності клітини? У 1831 р. англійський учений Роберт Броун, розглядаючи клітини під світловим мікроскопом, побачив дещо цікаве: кожна рослинна клітина містила круглий і непрозорий елемент. Він назвав його ядром (лат. nucleus) (іл. 35). Дізнавшись про спостереження Броуна, німецький фізіолог Т. Шванн почав шукати подібні елементи в тваринних клітинах і знайшов їх (іл. 36). Це було важливим відкриттям, що свідчить про єдність будови усіх еукаріотичних клітин. Пізніші дослідження, започатковані І. Геммерлінгом у 1930-х роках, довели провідну роль ядра у передачі спадковості. Ядро містить основну частку генетичної інформації про те, якими мають бути форма й будова клітини, як їй жити й розвиватися. Саме в ядрі містяться молекули ДНК, в яких закодована спадкова інформація про структуру білків. Ця інформація переписується на іРНК, яка за допомогою білків-переносників надходить у цитоплазму до рибосом. Повний цикл перенесення РНК з ядра в цитоплазму триває лише близько 200 мс. І вже на цих немембранних органелах синтезуються речовини, від яких залежить формування ознак й властивостей клітини й організму. Ядро регулює й енергетичні перетворення, оскільки в ньому записана інформація про ферменти та органели енергетичного обміну. Ось чому ядро є обов’язковим складником клітин рослин, грибів і тварин. Лише у клітинах деяких типів немає ядра. Це, зокрема, еритроцити ссавців, ситоподібні трубки насінних рослин. І такі клітини нездатні до тривалого життя, самооновлення й самовідтворення.... |
| Рух цитоплазми притаманний певною мірою всім живим клітинам, проте найпомітнішим під світловим мікроскопом він є у клітинах елодеї канадської (Elodeacanadensis). Реальна швидкість руху цитоплазми в клітинах її листків становить 0,1 мм/хв. Розрізняють ці рухи, спостерігаючи за переміщеннями хлоропластів. Яке ж значення має рух цитоплазми для життєдіяльності клітин? ЗМІСТ Чому цитоплазма є структурною системою? Під клітинною мембраною всередині живої клітини є не просто розчин сполук та органели, а складна динамічна структурна система, що називається цитоплазмою (іл. 32). Пригадуємо, що ядро до цієї системи не належить. З цитоплазмою пов’язані усі життєві функції клітини - її опора, рух, живлення, травлення, дихання, виділення, транспортування речовин, подразливість, розмноження та ін. Внутрішній вміст клітини характеризується відносною сталістю складу та властивостей. Причиною цьому є те, що в клітині постійно відбуваються процеси перетворення речовин, енергії та інформації. Основною властивістю цитоплазми є здатність до руху (циклоз). Завдяки їй цитоплазма створює оптимальні умови для біохімічних реакцій, пов’язує всі частини клітини в єдине ціле. Під контролем ядра цитоплазма регулює реакції синтезу (асиміляція) й розпаду (дисиміляція), має здатність до росту і самооновлення, бере участь у самовідтворенні клітин, здійснює розподіл органел й ресурсів материнської клітини. Цитоплазма складається з таких компонентів, як гіалоплазма, цитоскелет, включення і органели. Цитоскелет - сукупність мікрониток і мікротрубочок, які виконують насамперед рухову та опорну функції. Мікронитки (мікрофіламенти) побудовані зі скоротливих білків актину і міозину, мікротрубочки - із спірально упакованих одиниць білка тубуліну. Ця опорно-рухова система про- та еукаріотичних клітин, як і цитоплазма загалом, постійно змінюється, її функціями є підтримка і адаптація форми клітини, забезпечення зовнішніх й внутрішніх рухів, ріст й поділ клітин.... |
