Строение митохондрий. Митохондрия имеет две мембраны: наружную (гладкую) и внутреннюю (образующую выросты — листовидные (кристы) и трубчатые (тубулы))

Митохондрия имеет две мембраны: наружную (гладкую) и внутреннюю (образующую выросты — листовидные (кристы) и трубчатые (тубулы)). Мембраны различаются по химическому составу, набору ферментов и функциям.

У митохондрий внутренним содержимым является матрике — коллоидное вещество, в котором с помощью электронного микроскопа были обнаружены зерна диаметром 20—30 нм (они накапливают ионы кальция и магния,запасы питательных веществ,например,гликогена).

В матриксе размещается аппарат биосинтеза белка органеллы:

2-6 копий кольцевой ДНК, лишенной гистоновых белков (как

у прокариот), рибосомы, набор т-РНК, ферменты редупликации,

транскрипции, трансляции наследственной информации. Этот аппарат

в целом очень похож на таковой у прокариот (по количеству,

структуре и размерам рибосом, организации собственного наследственного аппарата и др.), что служит подтверждением симбиотической концепции происхождения эукариотической клетки.

В осуществлении энергетической функции митохондрий активно участвуют как матрикс, так и поверхность внутренней мембраны, на которой расположена цепь переноса электронов (цитохромы) и АТФ-синтаза, катализирующая сопряженное с окислением фосфорилирование АДФ, что превращает его в АТФ.

Митохондрии размножаются путем перешнуровки, поэтому при делении клеток они более или менее равномерно распределяются между дочерними клетками. Так, между митохондриями клеток последовательных генераций осуществляется преемственность.

Таким образом, митохондриям свойственна относительная автономность внутри клетки (в отличие от других органоидов). Они возникают при делении материнских митохондрий, обладают собственной ДНК, которая отличается от ядерной системой синтеза белка и аккумулирования энергии.

Митохондрии-хондриосомы, постоянно присутствующий в клетках животных и растений органоид, обеспечивающий клеточное дыхание, в результате которого энергия высвобождается или аккумулируется в легко используемой форме. Отсутствуют лишь у бактерий, синезелёных водорослей и других прокариотов , где их функцию выполняет клеточная мембрана. Обычно концентрируются в функционально активных зонах клетки.

19) Лизосомы - органоиды грибов и животных, отсутствующие в клетках растений. Они представляют собой пузырьки, окруженные мембраной. Образуются в комплексе Гольджи . Содержат набор гидролитических ферментов. С их помощью осуществляется внутриклеточное пищеварение. У растений функции лизосом сравнимы с некоторыми функциями вакуолей .

Это самые мелкие из мембранных органелл клетки; они представляют собой пузырьки диаметром 0,5 мкм, содержащие гидролитические ферменты, способные расщеплять белки, углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты. Лизосомы участвуют в расщеплении "старых" частей клетки, целых клеток и отдельных органов. Например, при развитии лягушки хвост головастиков "растворяется" благодаря действию лизосом. В лизосомах существуют системы защиты их от самопереваривания. При фагоцитозе лизосомы сливаются с мембраной фагоцитарного пузырька, и гидролитические ферменты переваривают поступившую в клетку пищу. Пиноцитозные пузырьки доставляют капли жидкости к вакуолям - мебранным органеллам, которые являются резервуарами воды и растворенных в ней соединений.

Ферменты лизосом нередко высвобождаются при разрушении мембраны лизосомы. Обычно при этом они инактивируются в нейтральной среде цитоплазмы. Однако при одновременном разрушении всех лизосом клетки может произойти ее саморазрушение — автолиз —

саморастворение живых клеток и тканей.

20)

Основные свойства автотрофных, гетеротрофных и моксотрофных организмов:

1. Автотрофные организмы (автотрофный тип питания) – способны синтезировать органические вещества из неорганических.

Автотрофные фотосинтезирующие организмы (фотоавтотрофы) , к которым относятся зеленые растения и фотосинтезирующие бактерии, при создании органических соединений непосредственно используют лучистую энергию Солнца – единственного источника энергии для живой природы Земли.

Все остальные живые существа используют энергию, заключенную в химических связях.

Автотрофные хемосинтезирующие организмы (хемоавтотрофы) , к которым относятся некоторые бактерии, для синтеза органических соединений применяют энергию, выделяющуюся при окислении неорганических соединений (сероводорода, аммиака, железа и др.) .

2. Гетеротрофные организмы (животные, грибы, незеленые растения, большинство бактерий) не способны самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических, они используют энергию химических связей готовых органических соединений (гетеротрофный тип питания) .

Гетеротрофные организмы, в свою очередь, подразделяются на сапрофитов и паразитов. Сапрофиты, или сапротрофные организмы, питаются органическими веществами мертвых тел (большинство видов животных, бактерий и грибов) . Паразиты, или паразитические организмы (болезнетворные бактерии, паразитические растения, животные, грибы) , потребляют органические вещества живых организмов.

3. Миксотрофные организмы, например, эвглена зеленая, насекомоядные растения (миксотрофный тип питания) могут питаться и как автотрофы, и как гетеротрофы.

По отношению к кислороду организмы также неодинаковы и подразделяются на аэробные, которые дышат кислородом, необходимым для окислительно-восстановительных реакций при тканевом дыхании (энергетический обмен) , в результате чего образуются молекулы АТФ – аккумуляторы энергии; и анаэробные, использующие вместо кислорода другие окислители.

Обмен веществ - последовательное потребление, превращение, использование, накопление и потеря веществ и энергии в живых организмах в процессе жизни, позволяющие им самосохраняться, расти, развиваться и самовоспроизводиться в условиях окружающей среды, а также адаптироваться в ней. Обмен веществ состоит из непрерывно протекающих процессов ассимиляции и диссимиляции Обмен веществ, как и метаболизм, сложно регулируется в организме. В дополнение к внутриклеточным процессам у высших организмов имеются механизмы гормональной регуляции, координируемые нервной системой.

Таким образом, обмен веществ имеет созидательный характер, его сущность в преобразовании поступающих извне веществ, а после их использования – в расщеплении данных веществ до образования продуктов жизнедеятельности (продуктов выделения) и последующего их удаления в окружающую среду. Поток веществ и энергии обеспечивает самообновление и самовоспроизведение организмов.

21) Автотрофные организмы образуют так называемую первичную продукцию - биомассу органического вещества, которая в дальнейшем утилизируется другими организмами. К автотрофам относятся некоторые бактерии и все без исключения виды зеленых растений.

Автотрофные организмы способны усваивать углекислый газ из воздуха и превращать его в сложные органические соединения. Каскад биохимических реакций, конечным продуктом которых являются белки и другие органические вещества, необходимые для жизнедеятельности, требует значительных затрат энергии. По способу получения энергии автотрофы подразделяются на фотоавтотрофы и хемоавтотрофы.

Гетеротрофные организмы использующие для своего питания готовые органические соединения, принято называть гетеротрофными.

К гетеротрофным организмам относятся все животные и человек, а также некоторые паразитические растения и бактерии. Разделение организмов по типу питания на автотрофные и гетеротрофные весьма условно.

Некоторые автотрофы - фотосинтезирующие зеленые растения - могут усваивать небольшое количество органических соединений. Некоторые растения-хищники (росянка, пузырчатка) используют органические соединения для азотного питания, а углеродное питание осуществляется посредством фотосинтеза. Некоторые автотрофы нуждаются в витаминоподобных веществах.

Ассимиляциейназывают сумму процессов созидания живой материи: усвоение клетками веществ, поступающих в организм из внешней среды, образование более сложных химических соединений из более простых, происходящий в организме синтез живой протоплазмы. Термин «ассимиляция» происходит от латинского слова assimulo — делаю подобным и в буквальном переводе означает «уподобление», т. е. такое использование клетками различных веществ, при котором эти последние превращаются в живую материю.

Диссимиляция (от слова dissimulo — делаю неподобным) — это разрушение живой материи, распад, расщепление веществ, входящих в состав клеточных структур, в частности белковых соединений. При этом образуются удаляемые из организма продукты распада.

Виды обмена веществ:

- Белковый

- Углеводный

- Водный

- Солевой

22) Ч. Дарвин в 1868 г. выдвинул теорию пангенезиса, согласно которой все клетки и ткани как эмбриона, так и взрослого организма образуют мельчайшие частицы – «геммулы». Эти геммулы, циркулируя по сосудистой системе животных и растений, в конце концов достигают половых клеток, и таким путем в эти клетки поступает информация о структуре и функциях всех частей организма. У потомков развиваются органы и ткани, от которых произошли геммулы, со всеми особенностями, приобретенными в течение жизни родителей. Дарвин не исключал, что в некоторых случаях геммулы могут находиться в «дремлющем состоянии» и начать функционировать лишь спустя ряд поколений, с чем и связано появление у потомков признаков далеких предков. Отметим, что дарвиновская теория пангенезиса, допуская наследование благоприобретенных признаков, более приемлема для ламаркизма, чем для эволюционной теории самого Дарвина.

В 80-х годах XIX века теорию пангенезиса и саму идею о наследовании благоприобретенных признаков резкой критике подверг А. Вейсман (1834-1914). Он выдвинул гипотезу о существовании в организме особой наслед- ственной субстанции, названной им «зародышевой плазмой», которая в полном объеме присутствует только в половых клетках. Вейсман принял и развил идею, высказанную в те же годы некоторыми цитологами, согласно которой наследственный материал сосредоточен в ядерной субстанции клеток, т. е. в хромосомах. Если учесть, что о поведении хромосом в митозе и мейозе к концу ХIХ в. было уже довольно много известно, то не удивительно, что теория Вейсмана о зародышевой плазме во многом подготовила биологов к необходимости коренного пересмотра взглядов на наследственность сразу после вторичного открытия законов Менделя.

23) Колониальные гипотезы базируются на признании предками многоклеточных колониальных простейших. Ими являются:

1. Гипотеза «гастреи» Э.Геккеля (1874 г.). В процессе эволюции происходит впячивание стенки однослойного бластулоподобного предка.

Такой двухслойный организм плавал, питался и стал предком кишечнополостных животных.

2. Гипотеза «плакулы» О.Бючли (1884 г.). Согласно его представлениям предком была пластинчатая колония одноклеточных

животных. Путем расщепления пластинки на два слоя возникает плакула, а гастрея образуется путем прогибания двухслойной пластинки.

3. Гипотеза «фагоцителлы» И.И.Мечникова (1882г.). Многоклеточные возникли из колоний жгутиконосцев, образование

внутреннего пласта происходит вследствие вползания отдельных клеток стенки колонии в ее внутреннюю полость. Этот процесс связан с внутриклеточным пищеварением. Такой организм напоминает паренхимулу губок.

4. Гипотеза «синзооспоры» А.А.Захваткина (1949г.). Многоклеточные возникли из колониальных простейших с голозойным

типом питания и имели гаметическую редукцию хромосом. Фагоцителла И.И.Мечникова является личинкой многоклеточного – синзооспорой. Взрослые являлись сидячими колониальными животными, подобными губкам.

5. А.В.Иванов (1967г.) за основу принимает гипотезу фагоцителлы. Предком многоклеточных является колония воротничковых жгутиконосцев с голозойным способом питания. Моделью фагоцителлы является трихоплакс. Фагоцителла дала начало двум типам: губкам и пластинчатым животным.