11 кл биология: Книга: «Биология. 11 класс. Учебник. Базовый уровень. ФП» — Каменский, Сивоглазов, Касперская. Купить книгу, читать рецензии | ISBN 9785090807302

Содержание

учебники, ГДЗ, учебные пособия, справочная литература

Биология 11 класс: учебники, ГДЗ, учебные пособия, справочная литература учебникиГДЗтесты и ГИАсправочникидля учителя
  • Биология животных, 10-11 класс, Агафонова И.Б., Сивоглазов В.И., 2010
  • Биология животных, 10-11 класс, Агафонова И.Б., Сивоглазов В.И., 2010
  • Биология растений, грибов, лишайников, 10-11 класс, Агафонова И.Б., Сивоглазов В.И., 2008
  • Биология растений, грибов, лишайников, 10-11 класс, Агафонова И.Б., Сивоглазов В.И., 2010
  • Биология, 10-11 класс, Андреева Н.Д., 2012
  • Биология, 10-11 класс, Базовый уровень, Вахрушев А.А., Бурский О.В., Раутиан А.С., Родионова Е.И., Розанов М.Н., 2015
  • Биология, 10-11 класс, Общая биология, Беляев Д.К., Дымшиц Г.М., 2012
  • Биология, 10-11 класс, Общая биология, Часть 1, Дымшиц Г.М., Шумный В.К., 2012
  • Биология, 10-11 класс, Общая биология, Часть 2, Дымшиц Г.
    М., Шумный В.К., 2012
  • Биология, 10-11 класс, Общие закономерности, Вахрушев А.А., Бурский О.В., 2012
  • Биология, 10-11 класс, Сухорукова Л.Н., Кучменко В.С., Иванова Т.В., 2011
  • Биология, 11 класс, Базовый уровень, Пономарева И.Н., Корнилова О.А., 2013
  • Биология, 11 класс, базовый уровень, учебник для учащихся общеобразовательных учреждений, Пономарёва И.Н., Корнилова О.А., Лощилина Т.Е., Ижевский П.В., 2013
  • Биология, 11 класс, Маглыш С.С., Каревский А.Е., 2010
  • Биология, 11 класс, Маглыш С.С., Каревский А.Е., 2010
  • Биология, 11 класс, Маглыш С.С., Каревский А.Е., 2016
  • Биология, 11 класс, Межжерин С.В., Межжерина Я.А., 2011
  • Биология, Биологические системы и процессы, 11 класс, Теремов А.В., Петросова Р.А., 2010
  • Биология, Биологические системы и процессы, 11 класс, Теремов А.В., Петросова Р.А., 2012
  • Биология, Биологические системы и процессы, 11 класс, Теремов, Петросова, 2012
  • Биология, Общая биология, 10-11 класс, Базовый уровень, Сивоглазов В. И., Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., 2010
  • Биология, Общая биология, 10-11 класс, Беляев Д.К., Бородин П.М., Воронцов Н.Н., 2012
  • Биология, Общая биология, 10-11 класс, Беляев Д.К., Дымшиц Г.М., 2012
  • Биология, Общая биология, 10-11 класс, Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В., 2005
  • Биология, Общая биология, 11 класс, Базовый уровень, Сивоглазов В.И., Агафонова И.Б., Захарова Е.Т.
  • Биология, Общая биология, 11 класс, Базовый уровень, Сивоглазов В.И., Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., 2013
  • Биология, Общая биология, 11 класс, Профильный уровень, Захаров В.Б., 2010
  • Биология, Общая биология, Базовый уровень, 10-11 класс, Сивоглазов В.И., Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., 2010
  • Биология, Общая биология, Профильный уровень, 11 класс, Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонин Н.И., 2010
  • Биология, учебное пособие для 11-го класса, Маглыш С.С., Каревский А.Е., 2010
  • Биология, учебное пособие для 11-го класса, Маглыш С. С., Каревский А.Е., 2016
  • Биология. Общая биология. 11 класс. Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонин Н.И. 2010
  • Общая биология — 10-11 класс — Высоцкая Л.В., Сергеев М.Г., Степанова Д.Ч.
  • Общая биология, 10-11 класс, Беляев Д.К., Бородин П.М., Воронцов Н.Н., 2005
  • Общая биология, 10-11 класс, Беляев Д.К., Дымшиц Г.М., 2005
  • Общая биология, 10-11 класс, Беляев Д.К., Дымшиц Г.М., Бородин П.М., Воронцов Н.Н., 2005
  • Общая биология, 10-11 класс, Беляев Д.К., Рувинский А.О., Воронцов Н.Н., 1991
  • Общая биология, 10-11 класс, Беляев Д.К., Рувинский А.О., Воронцов Н.Н., 1991
  • Общая биология, 10-11 класс, Вертьянов С.Ю., 2012
  • Общая биология, 11 класс, Кучеренко Н.Е., Вервес Ю.Г., Балан П.Г., 2001
  • Общая Биология, 11 класс, Лисов Н.Д., Камлюк Л.В., Лемеза Л.А., 2002
  • Общая биология, 11 класс, Лисов Н.Д., Камлюк Л.В., Лемеза Н.А., 2002
  • Общая биология, Пособие для старшеклассников и поступающих в ВУЗы, Краснодембский Е. Г., 2008
  • Уроки биологии в 10-11 классе, Пименов А.В., 2003
  • Уроки биологии, 10-11 класс, Гричик В.В., 2014
  • Уроки биологии, 10-11 класс, Пособие для учителей, Гричик В.В., 2014
  • Билеты по биологии с ответами для 11 классов
  • Биология — Примерные билеты для 11 классов
  • Биология — Экзаменационные билеты для 11 классов — Профильное обучение
  • Биология, 10-11 класс, Рабочая тетрадь, Пасечник В.В., Швецов Г.Г., 2013
  • Биология, 10-11 класс, Рабочая тетрадь, Саблина О.В., Дымшиц Г.М., 2012
  • Биология, 10-11 класс, Тетрадь-тренажер. Сухорукова Л.Н., Кучменко В.С., 2011
  • Биология, 11 класс, Краевая диагностическая работа, 03.2012
  • Биология, 11 класс, Краевая диагностическая работа, 11.2012
  • Биология, Общая биология, 10-11 класс, Рабочая тетрадь, Часть 1, Агафонова И.Б., Сивоглазов В.И., Котелевская Я.В., 2013
  • Биология, Общая биология, 10-11 класс, Рабочая тетрадь, Часть 2, Агафонова И. Б., Сивоглазов В.И., Котелевская Я.В., 2013
  • Биология, Ответы на экзаменационные билеты, 11 класс, Каменский А.А., Соколова Н.А., Сарычева Н.Ю., 2008
  • Биология. Ответы на экзаменационные билеты. 11 класс. Каменский А.А., Соколова Н.А., Сарычева Н.Ю. 2008
  • ВПР 2017, Биология, 11 класс, Описание, Образец, Ответы, Проект
  • ГИА 2012, Биология, 11 класс, Демонстрационный вариант
  • ГИА 2013, Биология, 11 класс, Тренировочная работа №3, Вариант БИ 1401
  • ГИА 2013, Биология, 11 класс, Тренировочная работа №3, Вариант БИ 1402
  • Задания 2 этапа XXXI Всероссийской биологической олимпиады школьников, Крымский федеральный округ, 2014-2015 учебный год, 10-11 класс
  • Общая биология, Поурочные тесты и тематический контроль, 11 класс, Юркова И.И., Шимкевич М.Л., 2004
  • Общая биология, Поурочный тест-задачник, 10-11 класс, Дикарев С.Д., Вертьянов С.Ю., 2010
  • Общая биология, Профильный уровень, 10-11 классы, Рабочая тетрадь к учебникам В.
    Б. Захарова, С.Г. Мамонтова, Н.И. Сонина, Е.Т. Захаровой, 2012
  • ОГЭ, биология, тематические и типовые экзаменационные варианты, 32 варианта, Рохлов В.С., 2015
  • Ответы на экзаменационные билеты по биологии — 11 класс
  • Тесты по биологии. 6 11 класс. Сухова Т.С. 1998
  • Шпаргалки по биологии для 11 классов
  • Шпаргалки по биологии для 11 классов с ответами

Биология 11 класс. (слушать аудиокнигу бесплатно)

Материал курсов разделен на 16 тем.
В аудиокниге представлен обширный и богатый материал по дальнейшему изучению многообразия живого мира и систематизации имеющихся знаний в области биологии. Школьники познакомятся с основными теориями эволюции жизни на Земле (система Линнея, теория Ламарка, теория Дарвина), получат представление о важнейших понятиях и терминах в биологии: естественный и искусственный отбор, видовые мутации, микро- и макроэволюция, биоценоз, круговорот веществ в природе.
Также ребята познакомятся с теорией происхождения человека и его месте в эволюции жизни на Земле, рассмотрят вопросы воздействии человека на природу и возможных последствиях его деятельности, а также многие другие вопросы и важнейшие понятия в курсе биологии 11 класса.
Будет полезен учащимся школ и лицеев, с ним они смогут хорошо подготовиться к урокам и ЕГЭ, а также узнать много нового и интересного из курса биологии. При создании этих курсов за основу была взята особая методика, которая повышает усвоение учебного материала и создает максимально комфортную обстановку при знакомстве с материалом. Курс рассчитан на учащихся средней школы, а также будет интересен всем, кто увлекается биологией.

Содержание:

01.Общая биология,Учение об эволюции.Глава 1.Система Линнея.Теория Ламарка — 1\01
02.Предпосылки теории Дарвина. Материалы Дарвина.Дарвин об искусств. и естесств.отборе — 1\02
03.Формы борьбы за существование.Образование новых видов — 1\03
04.

Механизм эволюции.Вид.Роль мутаций — 1\04
05.Генетическая стабильность популяций.Формы естеств. отбора — 1\05
06.Мимикрия.Предупреждающая окраска.Приспособление.Защита.Поведение.Забота о потомстве.Адаптации — 1\06
07.Глава 2 Макроэволюция — 1\07
08.Закономерности эволюции.Правила эволюции.Глава 3 развитие жизни на Земле — 1\08
09.Глава 4 Происхождение человека.Положение человека в системе.Стадии эволюции человека — 1\09
10.Эволюция человека.Современный этап эволюции человека.Взаимоотношения организма и среды.Глава 5 — 1\10
11.Круговорот серы.Круговорот фосфора.Глава 6 жизнь в сообществах.История сообществ — 1\11
12.Абиотические факторы среды.Взаимодействие факторов среды — 1\12
13.Биотические факторы среды.Видовое разнообразие биоценозов.Цепи питания.Смена биоценозов — 1\13
14.Комменсализм.Антибиотические отношения.Хищничество.Паразитизм.Конкуренция.Нейтрализм — 1\14
15.Глава 7 Биосфера и человек. Воздействие человека на природу.Природные ресурсы.Атмосфера и климат — 1\15
16.Охрана природы.Глава 8 Бионика — 1\16

Входной тест по биологии, 11 класс

Пояснительная записка к входной контрольной работе по биологии

11 класс (базовый уровень)


Контрольная работа в двух вариантах составлена в виде тестовых заданий, соответствующих темам, изучаемым в 10 классе:
— биология как наука; 
— структурно-функциональная организация организмов;
— размножение и индивидуальное развитие организмов;
— наследственность и изменчивость организмов.

В тестах представлены разнообразные задания по темам: 

Часть А содержит 12 заданий с выбором одного верного ответа из четырех базового уровня сложности (1 задание-1 балл).

Часть В содержит 3 задания с выбором нескольких верных ответов, на установление соответствия и определение последовательности биологических объектов, процессов и явлений. Эти задания повышенного уровня сложности (1 задание-2 балла).

В1 и В2 — умение устанавливать соответствие;

В3 — умение проводить множественный выбор;

На выполнение теста рекомендуется выделить 20 минут.
 
Элементы содержания. 

№ задания

Проверяемые элементы содержания

Виды деятельности

Уровень сложности базовый, повышенный

Максимальный бал за выполнение задания

1

Биология как наука. Методы изучения живой природы.

Объяснять роль биологии как науки и ее направлений, значимости биологических открытий.

Б

1

2

Клеточная теория. Многообразие клеток.

Объяснение роли клеточной теории в формировании естественно-научной картины мира. Выделение признаков каждого типа клеток живой природы.

Б

1

3

Б

1

4

Химический состав клетки. Строение клетки.

Приведение доказательств взаимосвязи строения и функций веществ и структур клетки

Б

1

5

 

1

6

Обмен веществ и превращение энергии. Генетическая информация в клетке. Деление клетки

Обоснование специфических особенностей процессов передачи наследственной информации

Б

1

7

 

1

8

Организменный уровень живого, процессы жизнедеятельности

Выделение особенностей процессов жизнедеятельности организмов

Б

1

9

Б

1

10

Б

1

11

Б

1

12

Б

1

13

Клеточный, организменный уровни организации живого

Анализ, сравнение и обобщение по клеточному и организменному уровням организации живого

П

2

14

П

2

15

П

2

  Критерии оценивания

   «5»   86% — 100% (16 — 18 баллов)

   «4»   66% — 85%   (12 — 15 баллов)

   «3»   51% — 65%   (9 — 11 баллов)


 

БЛАНК ОТВЕТОВ

Входной контрольной по биологии

11 класс __1_ вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

2

4

2

1

2

3

4

4

3

3

3


 

 

13.

 


 

 

14.

 


 

 

15.

 


 

БЛАНК ОТВЕТОВ

Входной контрольной по биологии

11 класс _2__ вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

2

1

1

3

2

1

2

1

2

3

3

3


 

 

13.

 


 

 

А

Б

В

Г

Д

Е

1

3

3

1

2

2

14.

 


 

 

15

 

Входная контрольная работа по биологии

11 класс

1 вариант

1. Живые тела в отличие от неживых

    1) Воспроизводят себе подобных 3) Участвуют в круговороте веществ

    2) Передвигаются в пространстве 4) Разрушаются под влиянием среды


     

    2. Какое утверждение относится к клеточной теории

      1) В ядрах клеток расположены хромосомы

      2) Клетки всех организмов имеют сходное строение

      3) Соматические клетки делятся митозом

      4) Все эукариотические клетки имеют ядро


       

      3. Бактериальные клетки, в отличие от клеток животных, растений и грибов НЕ ИМЕЮТ

        1) Рибосомы                  3) Плазматической мембраны

        2) Цитоплазмы               4) Обособленного ядра


         

        4. Белок – это полимер, мономерами которого являются

          1)Нуклеотиды            3) Глюкоза

          2)Аминокислоты         4) Жирные кислоты


             

            5. Двумембранный органойд клетки –

              1) Хлоропласт            3) Комплекс Гольджи

              2) Рибосома              4) Эндоплазматическая сеть


                 

                6. Исходные вещества для фотосинтеза – это

                  1) Вода и кислород                3) Вода и сахароза

                  2) Вода и углекислый газ        4)Углекислый газ и кислород


                     

                    7. Синтез полипептидной цепи на матрице иРНК – это

                      1) Ренатурация            3) Трансляция

                      2) Репликация             4) Транскрипция


                         

                        8. К прокариотам относятся

                          1) Дрожжи                   3) Плесневые грибы

                          2) Вирусы                   4) Железобактерии


                             

                            9. Образование нового организма, как правило, происходит при участии двух родительских особей – это размножение

                              1) Вегетативное          3) Бесполое

                              2) Спорами                4) Половое


                                 

                                10. Совокупность всех внешних признаков организма –

                                  1) Генофонд               3) Фенотип

                                  2) Генотип                 4) Фенокопии


                                     

                                    11. При скрещивании гибридов, различающихся по двум парам признаков, формируются четыре фенотипических класса потомков в отношении

                                      9:3:3:1 – это проявление закона

                                      1) Независимого наследования          3) Сцепленного наследования

                                      2) Доминирования                           4) Расщепления


                                         

                                        12. В селекции при скрещивании чистых линий между собой наблюдается явление

                                          1) Полиплоидия                              3) Гетерозиса

                                          2) Межвидового скрещивания          4) Близкородственного скрещивания


                                             

                                            13. Установите соответствие между характеристикой процесса и способом деления клетки, который она иллюстрирует.

                                              ХАРАКТЕРИСТИКА

                                              А) Образование половых клеток у животных

                                              Б) Обеспечение роста организмов

                                              В) Сохранение идентичности наследственной информации

                                              Г) Образование гаплойдных спор растений

                                              Д) Изменение сочетания генов в хромосомах

                                              СПОСОБ ДЕЛЕНИЯ

                                              1.Мейоз

                                              2.Митоз


                                                 

                                                14. Установите соответствие между особенностью типа питания и группой организмов, для которой этот тип характерен.

                                                  ОСОБЕННОСТЬ ТИПА ПИТАНИЯ

                                                  А) Используют энергию окисления неорганических веществ

                                                  Б) Преобразуют солнечную энергию в энергию АТФ

                                                  В) Осуществляют процесс фагоцитоза

                                                  Г) Используют готовые органические вещества

                                                  Д) Синтезируют органические вещества из неорганических на свету

                                                  ГРУППА ОРГАНИЗМОВ

                                                  1.Автотрофы

                                                  2.Гетеротрофы


                                                     

                                                    15. Каковы причины комбинативной изменчивости? (выберите три верных ответа из шести)

                                                      1)Комбинация негомологичных хромосом в мейозе

                                                      2)Случайное сочетание гамет при оплодотворении

                                                      3)Потеря отдельных нуклеотидов в гене

                                                      4)Изменение числа отдельных хромосом

                                                      5)Рекомбинация генов в результате кроссинговера

                                                      6)Кратное увеличение числа хромосом


                                                         


                                                         

                                                        Входная контрольная работа по биологии

                                                        11 класс

                                                        2 вариант

                                                        1. Один из главных признаков живых организмов –

                                                          1) Движение                     3) Преобразование веществ

                                                          2) Обмен веществ             4) Рост, сопровождающийся увеличением массы


                                                             

                                                            2. Какое из положений клеточной теории было дополнено Р. Вирховым?

                                                              1) Всякая клетка происходит от другой клетки

                                                              2) Клетки всех организмов сходны между собой по строению и химическому составу

                                                              3) Клеточное строение всех организмов свидетельствует о единстве происхождения

                                                              4) Все организмы состоят из одинаковых структурных единиц – клеток


                                                               

                                                              3. Прокариотичекая клетка, в отличие от эукариотической, не имеет

                                                                1) Ядра                                         3) Цитоплазмы

                                                                2) Плазматической мембраны          4) Рибосомы


                                                                   

                                                                  4. Составной частью нуклеотида РНК НЕ ЯВЛЯЕТСЯ

                                                                    1) Аденин                                    3) Дезоксирибоза

                                                                    2) Остаток фосфорной кислоты      4) Цитозин


                                                                       

                                                                      5. Немембранный органойд клетки – это

                                                                        1) Лейкопласт                     3) Комплекс Гольджи

                                                                        2) Рибосома                        4) Митохондрия


                                                                           

                                                                          6. Процесс синтеза органических веществ из неорганических за счет энергии окисления неорганических веществ – это

                                                                            1) Фотосинтез                 3) Хемосинтез

                                                                            2) Метаболизм                4) Диссимиляция


                                                                               

                                                                              7. Транскрипция – это процесс

                                                                                1) Репликации ДНК           3) Денатурации белка

                                                                                2) Синтез иРНК                 4) Синтез белка


                                                                                   

                                                                                  8. Организмы, способные функционировать только в клетках другого организма –

                                                                                    1) Вирусы                 3) Дрожжи

                                                                                    2) Бактерии             4) Лишайники


                                                                                       

                                                                                      9. Индивидуальное развитие организма –

                                                                                        1) Эмбриогенез            3) Овогенез

                                                                                        2) Онтогенез               4) Филогенез


                                                                                           

                                                                                          10. Преобладающий признак, проявляющийся у гибридов потомства, —

                                                                                            1) Сцепленный                3) Доминантный

                                                                                            2) Аллельный                  4) Рецессивный


                                                                                               

                                                                                              11. Какое расщепление по генотипу наблюдается при неполном доминировании в скрещивании Аа Х Аа?

                                                                                                1) 3:1                    3) 1:2:1

                                                                                                2) 1:1:1:1              4) 9:3:3:1


                                                                                                   

                                                                                                  12. Новое сочетание генов, которое возникает в ходе мейоза и оплодотворения, являются основой изменчивости

                                                                                                    1) Модификационной                   3) Комбинативной

                                                                                                    2) Мутационной                           4) Фенотипической


                                                                                                       

                                                                                                      13. Установите соответствие между характеристикой обмена и его видом.

                                                                                                        ХАРАКТЕРИСТИКА ОБМЕНА

                                                                                                        1) Синтез полимеров из мономеров

                                                                                                        2) Редупликация ДНК

                                                                                                        3) Фосфорилирование глюкозы

                                                                                                        4) Синтез молекулы АТФ

                                                                                                        5) Окисление органических веществ

                                                                                                        ВИД ОБМЕНА

                                                                                                        1. Пластический

                                                                                                        2.Энергетический


                                                                                                           

                                                                                                          14. Установите соответствие между типом зародышевого листка животного и органами, которые из него формируются.

                                                                                                            ТКАНИ И ОРГАНЫ

                                                                                                            1) Производные кожи – ногти, волосы

                                                                                                            2) Мышечная ткань

                                                                                                            3) Половые железы

                                                                                                            4) Поджелудочная железа

                                                                                                            5) Альвеолы

                                                                                                            6) Органы чувств

                                                                                                            ТИП ЗАРОДЫШЕВОГО ЛИСТКА

                                                                                                            1. Эктодерма

                                                                                                            2. Мезодерма

                                                                                                            3. Энтодерма


                                                                                                             

                                                                                                            15. Прокариотические клетки отличаются от эукариотичеких (выберите три верных ответа из шести)

                                                                                                              1)Наличием рибосом

                                                                                                              2)Наличием ДНК

                                                                                                              3)Отсутствием мембранных органойдов

                                                                                                              4)Наличием нуклеотида

                                                                                                              5)Наличием кольцевой ДНК

                                                                                                              6)Наличием плазматической мембраны


                                                                                                                 


                                                                                                                 

                                                                                                                БЛАНК ОТВЕТОВ

                                                                                                                Входной контрольной по биологии

                                                                                                                11 класс                                                                                                                   ___ вариант

                                                                                                                ФИО _______________________________________                       Дата _________________

                                                                                                                1

                                                                                                                2

                                                                                                                3

                                                                                                                4

                                                                                                                5

                                                                                                                6

                                                                                                                7

                                                                                                                8

                                                                                                                9

                                                                                                                10

                                                                                                                11

                                                                                                                12

                                                                                                                            


                                                                                                                 

                                                                                                                 

                                                                                                                1

                                                                                                                2

                                                                                                                3

                                                                                                                4

                                                                                                                5

                                                                                                                6

                                                                                                                      
                                                                                                                13.

                                                                                                                 


                                                                                                                 

                                                                                                                 

                                                                                                                1

                                                                                                                2

                                                                                                                3

                                                                                                                4

                                                                                                                5

                                                                                                                6

                                                                                                                      
                                                                                                                14.

                                                                                                                 


                                                                                                                 

                                                                                                                 

                                                                                                                15.

                                                                                                                 


                                                                                                                 

                                                                                                                КОЛ-ВО БАЛЛОВ ________

                                                                                                                ОЦЕНКА _________


                                                                                                                 

                                                                                                                _____________________________________________________________________________


                                                                                                                 


                                                                                                                 

                                                                                                                БЛАНК ОТВЕТОВ

                                                                                                                Входной контрольной по биологии

                                                                                                                11 класс ___ вариант

                                                                                                                ФИО _______________________________________ Дата _________________

                                                                                                                1

                                                                                                                2

                                                                                                                3

                                                                                                                4

                                                                                                                5

                                                                                                                6

                                                                                                                7

                                                                                                                8

                                                                                                                9

                                                                                                                10

                                                                                                                11

                                                                                                                12

                                                                                                                            


                                                                                                                 

                                                                                                                 

                                                                                                                1

                                                                                                                2

                                                                                                                3

                                                                                                                4

                                                                                                                5

                                                                                                                6

                                                                                                                      
                                                                                                                13.

                                                                                                                 


                                                                                                                 

                                                                                                                 

                                                                                                                1

                                                                                                                2

                                                                                                                3

                                                                                                                4

                                                                                                                5

                                                                                                                6

                                                                                                                      
                                                                                                                14.

                                                                                                                 


                                                                                                                 

                                                                                                                 

                                                                                                                15.

                                                                                                                 


                                                                                                                 

                                                                                                                КОЛ-ВО БАЛЛОВ ________

                                                                                                                ОЦЕНКА _________

                                                                                                                Модуль 1: Клетки как основа жизни

                                                                                                                Пытаетесь выяснить, из каких блоков строятся хорошие биологические оценки? В этом руководстве мы даем вам разбивку клеток как основу жизни, первый модуль биологии для этапа 6.

                                                                                                                Клетки как основа жизни

                                                                                                                В этом модуле основное внимание уделяется клеткам и типам клеток, их внутренним органеллам. и общие функции. Мы рассмотрим содержание учебной программы, которое NESA ожидает от учащихся.

                                                                                                                Чтобы понять клетки, вы узнаете, что отличает клетки друг от друга и как клетки координируют свою деятельность в своей внутренней и внешней среде.

                                                                                                                В этом руководстве мы обсудим:

                                                                                                                1. Структура ячейки
                                                                                                                2. Функция ячейки

                                                                                                                Тема 1: Структура ячейки

                                                                                                                Ячейки важны, поскольку они являются самой основой жизни. В 1839 году ученые Теодор Шванн и Маттиас Шлейден разработали принципы классической клеточной теории, заявив, что:

                                                                                                                • Все организмы состоят из одной или нескольких клеток
                                                                                                                • Клетки являются фундаментальной единицей жизни
                                                                                                                • Все клетки происходят из уже существующих клеток

                                                                                                                Есть два типа клеток: Prokaryote и Eukaryote .

                                                                                                                • Прокариотические клетки менее сложны и не имеют настоящего ядра или других мембраносвязанных органелл. У организмов внутри домена бактерий и архей есть одна прокариотическая клетка.

                                                                                                                Источник изображения: CNX OpenStax — https://cnx.org/contents/[email protected], CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=53712442

                                                                                                                • Эукариоты — Эукариотические клетки содержат ядро ​​и мембраносвязанные органеллы и обнаруживаются в организмах, таких как животные, растения, грибы и простейшие.

                                                                                                                Изображение: Животная клетка — «Эукариотическая клетка» Университета Райса, http://cnx.org/resources/ef2679bdefc15bad1aaf86742b60cc006353489c/Figure_04_03_01a.png

                                                                                                                Специфические структуры растений включают клеточную стенку, центральные вакуоли и хлоропласты найдено в животной клетке.

                                                                                                                Изображение: Растительная клетка «Эукариотическая клетка» Источник изображения: http://cnx.org/resources/ba7099e298ed4ef0aaedf6c34e81b8b5e92db0bc/Figure_04_03_01b.png.

                                                                                                                Эукариоты могут быть одноклеточными или многоклеточными организмами, тогда как прокариоты всегда одноклеточные.Следующие характеристики дополнительно помогают нам различать эукариотические и прокариотические клетки.

                                                                                                                Характеристика Прокариот Эукариот
                                                                                                                Хранение ДНК Свободно плавает в цитоплазме
                                                                                                                Длинный кольцевой нуклеоид и плазмиды меньшего размера
                                                                                                                Расположены в ядре.
                                                                                                                Состоит из нескольких хромосом
                                                                                                                Органеллы, связанные с мембраной Нет Многие e.грамм. ядро, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть.
                                                                                                                Клеточная стенка Присутствует у всех бактерий и архей. Встречается только в растениях, грибах и некоторых простейших.
                                                                                                                Размер 0,1-0,5 мкм 10-100 мкм

                                                                                                                Наблюдение за клетками

                                                                                                                Поскольку клеточные органеллы слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом (как показано на шкале ниже), Различные технологии, такие как микроскопы , , методы окрашивания , и методы освещения , , позволили нам визуализировать клетки и их содержимое.

                                                                                                                Изображение: относительные размеры

                                                                                                                Первым изобретенным типом микроскопа был световой микроскоп , который использует свет для визуализации клеток размером от 1 мм до 100 нм. Внутри окулярной линзы и линзы объектива находятся увеличительные стекла, обеспечивающие увеличение и разрешение для улучшенной визуализации клеток.

                                                                                                                Изображение: части светового микроскопа

                                                                                                                • Увеличение — это коэффициент увеличения (или уменьшения) изображения. Увеличение обычно выражается кратным числу, например X10, X40, X100 и т. Д.Чтобы рассчитать общее увеличение , вам нужно взять силу объектива (10X, 40X, 100X) и умножить ее на мощность окуляра (10X)
                                                                                                                • Разрешение — это способность объектив, чтобы показать мельчайшие детали просматриваемого образца.
                                                                                                                • Поле зрения (FOV) — это область, видимая вам при просмотре в микроскоп, которую можно использовать для расчета размера клетки. Вы также узнаете, как определять различные типы ячеек и рисовать масштабированные диаграммы.

                                                                                                                Изображение: Бактерии под микроскопом

                                                                                                                Световой микроскоп имеет ограничения с точки зрения детализации изображения. Таким образом, электронный микроскоп может использоваться вместо этого для разрешения объектов размером менее 1 нм и обеспечивает повышенное разрешение и увеличение до 2 000 000 раз! Электронный микроскоп использует электронные лучи вместо света и может быть двух типов:

                                                                                                                • Сканирующий электронный микроскоп (SEM) , который сканирует поверхность образца
                                                                                                                • Просвечивающий электронный микроскоп (TEM) , который производит изображения внутренних органелл

                                                                                                                Методы окрашивания , такие как красители, позволяют окрашивать различные клеточные структуры, например:

                                                                                                                • Метиленовый синий окрашивает ядро ​​ клеточного синего цвета (показано ниже)
                                                                                                                • Кристаллический фиолетовый окрашивает клеточную стенку
                                                                                                                • Гематоксилин окрашивает хромосомы

                                                                                                                Изображение: Техника окрашивания в действии

                                                                                                                Методы освещения , такие как фазово-контрастная микроскопия, также позволяют ученым улучшить качество изображения клеток.Фазовый контраст увеличивает контраст, позволяя визуализировать содержимое клеток и, таким образом, может быть полезным для наблюдения за биологическими процессами. Следующее сравнение представляет собой сравнение амебы при фазовом контрасте (A) и светлопольной микроскопии (B) .

                                                                                                                Тема 2: Функции клеток

                                                                                                                Диффузия — важное понятие в биологии. Распространение — это привычка жидкостей и газов перемещаться из области высокой концентрации в область низкой концентрации. Осмос — это диффузия воды через полупроницаемую мембрану. Диффузия и осмос помогают объяснить, как питательные вещества и отходы переносятся в клетки и из них.

                                                                                                                Изображение: Процесс распространения

                                                                                                                Клеточные мембраны и питание

                                                                                                                Клетки должны получать питательные вещества, чтобы выжить, удаляя отходы, которые могут стать токсичными при накоплении в больших количествах. Этому способствует клеточная мембрана , которая помогает в обмене этими материалами внутри их внутренней и внешней среды.Мембрана состоит из фосфолипидного бислоя, содержащего миллионы молекул фосфолипидов с гидрофильными головками, обращенными наружу в сторону воды, и гидрофобными хвостами, обращенными внутрь от воды.

                                                                                                                В мембрану встроены структуры из липидов, углеводов и белков, как показано ниже.

                                                                                                                Схема: мембрана

                                                                                                                Клеточные мембраны и осмос

                                                                                                                Некоторые малых , неполярных и нейтральных веществ, включая воду, кислород и углекислый газ, могут легко перемещаться через мембрану посредством пассивного транспорта .Пассивный транспорт НЕ требует энергии в форме АТФ. Пассивный транспорт перемещает молекулы воды через осмос , и ионы через осмос , облегчает диффузию , используя белковые каналы, встроенные в клеточную мембрану. Эти вещества перемещают вниз их градиент концентрации из областей высокой концентрации в области низкой концентрации. Чтобы лучше понять это, вы исследуете проведение эксперимента по наблюдению и моделированию диффузии и осмоса.

                                                                                                                Активный транспорт

                                                                                                                С другой стороны, больших , полярных и заряженных молекул, таких как липиды и углеводы, не могут легко пересечь клеточную мембрану и, следовательно, перемещаться через активный транспорт , который требует обоих белков. каналы и АТФ. Активный транспорт перемещает вещества с по по градиенту их концентрации от областей с низкой концентрацией к высокой. Чтобы заразить клетку, вирусы должны обманом пропустить клетку через клеточную мембрану!

                                                                                                                Эндоцитоз

                                                                                                                Иногда клеткам требуется перемещение большого количества материалов в клетки с использованием процесса, называемого эндоцитоз .При эндоцитозе белок плазмы сворачивается вокруг внеклеточного материала, образуя везикулу, которая захватывает материал внутрь клетки.

                                                                                                                Три типа эндоцитоза включают:

                                                                                                                • Фагоцитоз относится к эндоцитозу твердых частиц, таких как белые кровяные тельца, поглощающие бактерии
                                                                                                                • Пиноцитоз представляет собой эндоцитоз жидких частиц
                                                                                                                • Опосредованный рецепторами эндоцитоз где частицы должны первоначально связываются с рецептором клеточной мембраны, чтобы инициировать их поглощение

                                                                                                                Изображение: Различные типы эндоцитоза

                                                                                                                Экзоцитоз

                                                                                                                Экзоцитоз , с другой стороны, экспортирует такие материалы, как гормоны и продукты жизнедеятельности, за пределы клетки.Этот процесс является обратным эндоцитозу, когда материалы вытесняются в везикулах, которые сливаются с мембраной и выводятся из клетки.

                                                                                                                Поскольку они основаны на диффузии и осмосе, обмен материалами в ячейку и из нее ограничен размером ячейки. Клетки, как правило, меньше 1 мм в размере, и если бы они вырастали сверх этого, метаболические отходы накапливались бы, а питательные вещества транспортировались бы неэффективно. В результате клетки должны поддерживать высокое отношение площади поверхности к объему ( SA: V ).

                                                                                                                Изображение: отношение площади поверхности к объему

                                                                                                                Метаболические отходы, такие как азотистые отходы , должны быть удалены из организма для нормального функционирования клеток. Распад белков в клетке может производить азотистые отходы, такие как аммиак , который является высокотоксичным и требует большого количества воды для его выведения. Таким образом, азотные отходы преобразуются в различные формы в зависимости от наличия воды для улучшения скорости выведения. Например, водные виды имеют обильный запас воды и, таким образом, выделяют эти отходы в виде аммиака, тогда как у млекопитающих азотистые отходы должны превращаться в мочевину , поскольку она менее токсична и требует меньше воды для выведения.

                                                                                                                Изображение: Производство аммиака, мочевины и мочевой кислоты

                                                                                                                Автотрофы и гетеротрофы

                                                                                                                Растения — это автотрофов , которые получают питательные вещества путем фотосинтеза в своих хлоропластах. Многочисленные уплощенные диски в хлоропласте увеличивают площадь поверхности, что способствует более высокому уровню фотосинтеза.

                                                                                                                Животные — это обычно гетеротрофов , которые потребляют другие организмы для получения питательных веществ. Затем они производят химическую энергию (АТФ) посредством клеточного дыхания, которое происходит в митохондриях.Внутренняя митохондриальная мембрана сложена на , чтобы увеличить площадь ее поверхности на и, таким образом, максимизировать скорость клеточного дыхания.

                                                                                                                Как уже упоминалось, растения являются автотрофами, которые используют фотосинтез для производства собственной пищи. В фотосинтезе участвуют два процесса: светозависимая стадия и светонезависимая стадия . Краткое описание этих этапов выглядит следующим образом:

                                                                                                                Животные — это гетеротрофы, которые используют митохондрии для клеточного дыхания для выработки АТФ из глюкозы (растения также могут подвергаться клеточному дыханию!).В клеточном дыхании участвуют три процесса: гликолиз , цикл Кребса и электронная транспортная цепь . Краткое изложение этих этапов приводится ниже и будет рассмотрено более подробно во время занятия.

                                                                                                                Клетки реагируют на потребность в энергии в процессе метаболизма. Метаболизм — это совокупность поддерживающих жизнь химических реакций, включающих анаболизм и катаболизм. Катаболизм расщепляет сложные питательные вещества, такие как глюкоза, чтобы высвободить энергию для использования клетками, в то время как анаболизм — это синтез простых питательных веществ в более сложные для хранения энергии.

                                                                                                                Для ускорения метаболических реакций в клетках есть ферменты, которые представляют собой тип белка, который катализирует реакции, снижая уровень энергии, необходимый для начала реакции.

                                                                                                                Изображение: Ферментативная реакция

                                                                                                                Существует две модели того, как работают ферментные реакции: модель «замок и ключ», где активный центр фермента идеально соответствует субстрату (как указано выше), и модель «индуцированного соответствия», где активный участок немного меняет форму, чтобы соответствовать субстрату.

                                                                                                                Поскольку ферменты являются белками, они обладают определенной трехмерной формой, которую необходимо поддерживать для их эффективного функционирования.Такие факторы, как температура , концентрация субстрата и уровень pH — все они влияют на активность ферментов. При высоких температурах или при высоком / низком pH ферменты денатурируют — они меняют форму и больше не могут функционировать.

                                                                                                                Во время занятий вы проведете исследование из первых рук, чтобы лучше понять, как на ферментативную активность влияет среда клетки.

                                                                                                                © Matrix Education и www.matrix.edu.au, 2021. Несанкционированное использование и / или копирование этого материала без явного письменного разрешения автора и / или владельца этого сайта строго запрещено. Выдержки и ссылки могут быть использованы при условии, что Matrix Education и www.matrix.edu.au полностью и четко указали на исходный контент с соответствующим конкретным указанием на исходный контент.

                                                                                                                Лекция 11: Клетки, простейшие функциональные единицы | Видео лекций | Вводная биология | Биология

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Итак, в прошлом семестре мой дед скончался, и я отвечал за объяснение своим двум сыновьям, как устроены похороны.Значит, я профессор, да? Я горжусь тем, что могу ясно объяснять. Итак, я пошел рассказать своему пятилетнему сыну о том, что происходит во время похорон. Я сказал ему, что тело твоего папы находится в том деревянном ящике наверху. Мы собираемся отметить его прямо сейчас. Пойдем на кладбище, а потом его похороним.

                                                                                                                И вы знаете, я профессор. Я думал, что у меня получилось, хорошо? Вот только мой сын выглядел озабоченным в глазах. И он посмотрел на меня. Он подумал, а как насчет его головы? Итак, я прошу вас в этом семестре, пожалуйста, дайте мне знать, когда я забуду часть о голове, хорошо?

                                                                                                                Вы, ребята, меня слушаете.Возможно, я забыл что-то, что мне кажется очевидным, но для вас было бы полезно знать, чтобы понять материал. Итак, сегодня мы начнем с клеток. Вот и вы видите, что это один из моих любимых фильмов. Это мигрирующая нейтрофильная клетка. Вы можете видеть, что он преследует эту меньшую клетку, которая является клеткой бактерий. А вокруг этого нейтрофила вы видите красные кровяные тельца, которые ничего не делают.

                                                                                                                Итак, в этом видео я подчеркиваю, что клетки обладают огромным разнообразием.Итак, у клеток есть разнообразие. Как вы можете видеть из видео, есть разнообразие в размерах. Есть разнообразие форм, а также разнообразие в поведении.

                                                                                                                Хорошо, мы собираемся немного распаковать это. И я просто хочу начать с того, что просто укажу, что до сих пор в семестре мы имели дело в основном с очень мелкими вещами, такими как атомы, маленькие молекулы, липиды и белки. И размер этих структур в нанометровом масштабе. Теперь клетки стали на единицу больше. Клетки имеют размер на несколько порядков.

                                                                                                                Значит, бактериальные клетки маловаты. Они бывают размером от 1 микрона до 10 микрон. Вы можете увидеть это здесь. Большинство бактерий имеет размер от 1 до 10 микрон. Но наши клетки имеют размер от десятков до сотен микрон и даже больше, потому что человеческое яйцо имеет размер порядка миллиметра. Это не человеческое яйцо, а лягушачье яйцо. Часто можно увидеть, что яйцеклетки — самые большие из всех клеток. Самая большая клетка — это страусиное яйцо. Кажется, около 15 сантиметров.

                                                                                                                Таким образом, ячейки охватывают огромный диапазон размеров. Я собираюсь начать с самого простого — клетки бактерий. И что я хочу отметить в этой ячейке, так это ее простота. Вот электронная микрофотография бактериальной клетки. А это мультфильм, иллюстрирующий лишь некоторые из ключевых особенностей. У вас есть плазматическая мембрана и клеточная стенка. Клеточная стенка здесь … периплазматическое пространство выделено зеленым цветом. И это инкапсулирует цитоплазму.

                                                                                                                И единственная другая реальная структура, которую вы можете увидеть в этом случае, — это структура нуклеоида в середине.А что такое нуклеоид, так это хромосома бактерии. И я хочу отметить, что позже в ходе курса профессор Империали вернется и расскажет вам об антибиотиках и о том, как бактерии могут развивать устойчивость к антибиотикам, что имеет решающее значение для биологии и медицины.

                                                                                                                Итак, наши клетки сложнее этого. И это потому, что если вы посмотрите на эту ЭМ здесь, вы увидите, что эукариотические клетки — а мы эукариоты — имеют мембраносвязанные компартменты.Здесь есть ядро, в котором находится наша ядерная ДНК. А также есть ряд мембранных компартментов, которые охватывают цитоплазму.

                                                                                                                Теперь наши клетки, даже в одном организме, таком как мы, наши клетки обладают невероятным разнообразием и специализацией. Итак, в одном организме есть разнообразие. Есть специализация. Таким образом, когда мы развиваемся из одной клетки, наши клетки приобретают свойства, которые позволяют им выполнять определенные функции в нашем организме. И здесь показан крайний пример этого.

                                                                                                                Это изображения или рисунки нейронов из Рамона-и-Кахала, и вы можете видеть, что это совсем не похоже на карикатурное изображение клетки, которое я вам только что показал. Эти клетки имеют сильно дендритный вид массивов выступов. И эти клетки развились так, что они очень хорошо передают информацию в теле, верно? Ярким примером нерва является седалищный нерв, который проходит от основания спинного мозга до ступни. Так что это около метра в длину.Это крайняя специализация для клетки.

                                                                                                                Итак, эти клетки являются специализированными, но важно отметить, что в пределах одного организма геномная ДНК клетки более или менее одинакова. Итак, геномная ДНК такая же, за некоторыми исключениями, к некоторым из которых мы вернемся в ходе курса. Геномная ДНК такая же. Отличаются гены, которые экспрессируются в этих клетках, и белки, которые они кодируют, которые наделяют эти клетки разными функциями. Итак, что отличает и что позволяет клеткам приобретать эти разные функции, так это разная экспрессия генов.

                                                                                                                Хорошо, вот и обзор. Теперь я хочу поговорить о купе. И если мы вернемся к этой карикатуре, которую я вам показал из вашего … о, я просто хотел указать, что прямо сейчас, в Массачусетском технологическом институте и Брод, есть проект, который продолжается, чтобы действительно определить все типы клеток, которые присутствуют. в людях. И это известно как Атлас клеток человека. И я просто хочу, чтобы вы на минутку подумали, хотите ли вы определить разные типы ячеек, на что бы вы посмотрели, чтобы классифицировать эти типы ячеек? У кого-нибудь есть идея? Да? Как твое имя?

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Рэйчел.

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Рэйчел.

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Функция ячейки.

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Что это?

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Функция.

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Вы можете посмотреть на функцию. Это может быть немного субъективно в том, как интерпретировать. Что определяет функцию клетки?

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Я думаю, что он делает и как работает с другими клетками.

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Но есть ли что-то, я думаю, в этой ячейке, что могло бы определять ее функцию? Ага? Как твое имя?

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Самантар

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Самантар?

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Самантар

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Самантак Хорошо, да?

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: данные по экспрессии генов.

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Экспрессия гена, верно? Какие гены экспрессируют эти клетки? Они изолируют отдельные клетки от тканей. А затем они смотрят на экспрессию генов. Итак, какой тип молекулы здесь будет той молекулой, на которую вы хотели бы обратить внимание, если вы хотите посмотреть на экспрессию генов? Не Майлз. Малик.

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Вы смотрите на мРНК.

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: мРНК, точно. Малик совершенно прав. Итак, вы посмотрите на мРНК, верно? Потому что, если есть мРНК, это означает, что ген был экспрессирован и, возможно, кодирует трансляцию белка.Вот что они делают. Они изолируют отдельные клетки и проводят масштабный проект по поиску РНК одной клетки. И это помогает идентифицировать новые типы клеток в организме человека.

                                                                                                                ОК, возвращаемся в отсеки. Итак, я показал вам эту картинку. Вы можете видеть, что в клетке много мембраносвязанных компартментов. Вы можете видеть, что линии на этом рисунке представляют собой липидные бислои. Итак, это компартменты, которые полностью заключены в липидный бислой. И я напомню вам кое-что, о чем вам уже говорил профессор Империали.И причина, по которой я говорю это снова, в том, что это чертовски важно, хорошо?

                                                                                                                Итак, если мы рассмотрим липидный бислой, где круги — это полярные головные группы липидов, а волнистые линии — это цепи жирных кислот — я не собираюсь рисовать все цепи жирных кислот. Итак, это липидный бислой. И эти главные группы, они гидрофильные или гидрофобные? Да? Как твое имя?

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Стивен.

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Стивен.

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Они гидрофильные.

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Они гидрофильные. Они ведь любят воду? Здесь вода на разных берегах. Они гидрофильные. Как насчет этого центрального региона? Да? Имя?

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Ори.

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Ори.

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Гидрофобная.

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Гидрофобный, хорошо, правда? Отлично. Итак, они гидрофобны. Гидрофобный. Это означает, что у вас есть этот гидрофобный слой, который окружает каждое из этих отсеков, и он будет служить барьером, так что вода и вещи, растворенные в воде, не могут проходить через этот барьер, если что-то не позволяет.Таким образом, каждый из этих отсеков связан с мембраной, имеет свойства в просвете внутри отсека, которые будут отличаться от свойств цитоплазмы. И клетка, внутренняя часть цитоплазмы, будет отличаться от внеклеточного пространства.

                                                                                                                Итак, позвольте мне просто привести несколько примеров того, как вещи различаются внутри и снаружи камеры, а также внутри и снаружи этих отсеков. Итак, если мы рассмотрим плазму по сравнению с цитоплазмой, мы можем рассмотреть концентрацию различных ионов.И я хочу добиться правильной концентрации. Давайте рассмотрим натрий, который представляет собой одновалентный катион, калий и кальций. Я просто буду использовать их в качестве иллюстраций.

                                                                                                                Итак, натрий сконцентрирован вне клетки, около 150 миллимолярных единиц, и менее сконцентрирован в цитоплазме. Таким образом, существует огромная разница в содержании натрия между внешней и внутренней частью клетки. Калий — теперь вы можете подумать, что калий во многом похож на натрий. Это одновалентный катион. Это такой же размер. Но на самом деле это показывает обратное распределение.Итак, это четыре миллимоляра в экзоплазме и 140 миллимолярностей в цитоплазме, хорошо?

                                                                                                                Значит, здесь есть некоторая избирательность, не так ли? Клетка концентрирует одни вещи внутри цитоплазмы и исключает другие. Так что здесь есть избирательность даже между близкородственными атомами. Хорошо, кальций составляет два миллимоляра в экзоплазме и примерно от 10 до отрицательного пятого миллимоляра в цитоплазме.

                                                                                                                Итак, поскольку существуют огромные градиенты концентрации этих ионов, можно предположить, что это неравновесное состояние.Потому что, если бы это было равновесие, эти ионы входили бы и выходили, и они уравновешивались бы так, что внутри была бы такая же концентрация, что и снаружи. Итак, есть избирательность. Кроме того, существует неравновесие, которое предполагает, что для поддержания этой асимметрии требуется энергия.

                                                                                                                Я хочу отметить, что не только концентрации различных молекул различаются внутри и снаружи, но и на плазматической мембране может быть напряжение. Итак, это экзоплазма.Это цитоплазма. И эта мембрана может удерживать напряжение.

                                                                                                                И это станет невероятно важным, когда мы будем говорить о нейронах, потому что нейроны используют изменения в этом напряжении для передачи сигналов по своей длине, а также для передачи сигналов в синапсе. Об этом мы поговорим позже. Это известно как мембранный потенциал, эта разница напряжений.

                                                                                                                Я также, опять же, хочу указать на эту эндомембранную систему здесь, где серые области здесь являются своего рода компартментами, которые будут взаимодействовать друг с другом.Итак, есть вся эта внутренняя структура эндомембранной системы, которая отделена от цитоплазмы, хорошо? Итак, теперь я хочу поговорить о том, как вещи попадают в эту структуру и выходят из нее. Так что, я думаю, нас может до трех человек, садиться и выходить.

                                                                                                                Итак, клетки — и это очень важно для сотовой связи, верно? Чтобы клетки могли общаться, клетки должны посылать вещи, например сигналы, другим клеткам. А также клетки могут принимать и вроде как получать вещи от других клеток. Так как же это происходит? Что ж, если мы рассмотрим плазматическую мембрану клетки — это липидный бислой, ПМ.Я сокращенно называю плазменную мембрану, ПМ. Итак, это липидный бислой.

                                                                                                                И предположим, что есть некая молекула, которая находится вне клетки. Итак, в этом случае это была бы экзоплазма. Здесь это будет внутри цитоплазмы. Допустим, эта ячейка хотела как бы перенести эту розовую структуру в ячейку. Как бы это сделать?

                                                                                                                Ну, эта розовая структура, поскольку она гидрофильна, не может проходить через липидный бислой. Таким образом, клетка должна использовать другую стратегию, чтобы перенести это в клетку.Давайте посмотрим. Я использую здесь немного синего. Допустим, область мембраны здесь синего цвета. Затем может произойти то, что эта синяя структура может инвагинироваться и захватить эту розовую молекулу.

                                                                                                                Значит, плазматическая мембрана может инвагинироваться. Плазматическая мембрана может инвагинироваться, и если у нее есть эта розовая молекула, то, если здесь есть событие рассечения, вы теперь перешли от розовой молекулы на внешней стороне клетки к розовой молекуле в этой везикуле или круговой структуре. внутри клетки.Итак, теперь у нас есть это. У нас есть пузырек синего цвета. И теперь клетка уловила эту розовую молекулу, вот такую ​​вот.

                                                                                                                Итак, этот процесс своего рода взятия материала извне и своего рода переноса его внутрь клетки известен как эндоцитоз, то есть процесс взятия чего-то извне и внесения этого в клетку, это также способ проникновения вирусов в ваши клетки, что является более гнусным способом использования этой системы. Хорошо, мне нужен волонтер.да. Ори, спускайся.

                                                                                                                Не волнуйтесь. Это будет просто. Мне просто нужно, чтобы ты давил мне на голову прямо здесь. Итак, вы видите кисточку. Убедитесь, что они видят кисточку. Видишь эту кисточку? Эта кисточка и есть та розовая молекула, прямо сейчас снаружи, верно? Но я собираюсь эндоцитозировать его так, верно? И я тоже протянул руку. Замечательно.

                                                                                                                Итак, вы видите, это в основном эндоцитоз. Я только что эндоцитировал кисточку. Хорошо, можешь подниматься. Все готово, да.Я могу сделать следующий. Хорошо, так что процесс, противоположный этому — позвольте мне взять здесь другой цвет. У вас также могут быть пузырьки, которые находятся внутри, которые затем сливаются с плазматической мембраной и выпускают свое содержимое наружу. И это называется экзоцитоз.

                                                                                                                Итак, экзоцитоз — это то, что начинается внутри одного из этих пузырьков, а затем исчезает, хорошо? Так что это не совсем обратимо, потому что существуют разные белковые механизмы, которые опосредуют эндоцитоз или экзоцитоз. Итак, теперь я собираюсь экзоцитозировать кисть.Итак, мы идем. Я только что его экзоцитозировал, и теперь мои молекулы снова обращены к внешнему миру. Таким образом, это способ для клеток сортировать взятые вещи, а также выделять молекулы, такие как сигнальные молекулы, во внеклеточное пространство.

                                                                                                                Итак, мы идем дальше, и теперь мы собираемся поговорить о отсеках внутри отсеков. Итак, у нас четыре отсека внутри отсеков. И через минуту вы увидите, как это связано с эндоцитозом. Итак, отсеки внутри отсеков.Итак, пример, который я собираюсь использовать здесь, — это органелла, которая присутствует в нас, в клетках животных, а именно митохондрии.

                                                                                                                И вы все знаете, что митохондрии — это электростанция клетки. Когда я говорю, что митохондрии — это электростанция клеток, я должен сделать 10 отжиманий, потому что это банально. Я имею в виду, что мой пятилетний ребенок знает, что митохондрии — это электростанция клетки. Это грубое упрощение, хорошо? Митохондрии намного интереснее, и я покажу вам через минуту.

                                                                                                                Хорошо, я нарисую митохондрии, те же митохондрии, что и мои дети. Итак, вот митохондрии. Сначала я рисую внешнюю мембрану. Итак, у митохондрий есть внешняя мембрана. И эта органелла также имеет внутреннюю мембрану. Итак, это внутренняя мембрана.

                                                                                                                Внутренняя часть здесь называется матрицей. Я нарисую там несколько молекул ДНК. Это известно как митохондриальная ДНК, о которой я расскажу чуть позже. Итак, это митохондрии. Откуда могла взяться такая органелла с эволюционной точки зрения? Вы знаете, что одна проблема эукариотических клеток заключается в том, что они не могут создавать митохондрии de novo.То, как передаются митохондрии, заключается в том, что они воспроизводятся во время деления клеток и передаются от одной клетки к другой.

                                                                                                                И вы, ребята, получили митохондриальную ДНК и митохондрии, по крайней мере, изначально, от своей матери. Так что это не органелла, которую можно синтезировать de novo. И тот факт, что это так, привел к теории, известной как теория эндосимбионтов или гипотеза, которая в основном утверждает, что существовала предковая эукариотическая клетка. А органеллы, такие как митохондрии и пластиды, были получены в результате поглощения бактериальных клеток, которые были способны либо к окислительному фосфорилированию, в случае митохондрий, либо к фотосинтезу, в случае хлоропластов.

                                                                                                                Итак, это поглощение очень похоже на эндоцитозный процесс, о котором я только что говорил с вами. На самом деле это не эндоцитоз, потому что эти бактерии намного лучше, чем эндоцитарный пузырек. Так что это больше похоже на макропиноцитоз или что-то в этом роде, хорошо?

                                                                                                                Итак, кое-что, что вы, возможно, видели в последнее время в новостях — некоторые из свидетельств этой теории эндосимбионтов заключаются в том, что митохондрии и пластиды имеют свою собственную ДНК, хорошо? Итак, эти органеллы сохранили ДНК. Гены в ДНК кодируют белки, которые функционируют в митохондриях.Он также включает рибосомные РНК и транспортные РНК, которые необходимы для синтеза белка в митохондриях. Но многие гены, необходимые для функционирования организма, теперь экспортированы в нашу ядерную ДНК, и эти гены создаются, производятся белки, а затем они импортируются в митохондрии. Но митохондрии сохранили ряд генов, и это закодировано в митохондриальной ДНК.

                                                                                                                Еще одна причина полагать, что это могло быть из-за симбиотических отношений, столь древних, между эукариотическими и прокариотическими клетками, заключается в том, что эти органеллы делятся путем деления, подобно тому, как делятся бактерии.Итак, они делятся делением. Я покажу вам настоящие митохондрии и митохондрии, которые делятся всего за минуту. Я просто хочу отметить, что недавно в новостях заговорили о трех родителях. И я просто хочу объяснить вам, что это такое.

                                                                                                                Итак, яйца, которые … Я не должен говорить об эмбрионах, но яйца, которые имеют ядерную ДНК от двух родителей, затем могут быть переданы митохондриальной ДНК от другого родителя. Таким образом, эти младенцы с тремя родителями по сути являются младенцами, у которых есть ядерная ДНК от двух родителей, но митохондриальная ДНК от третьего родителя.Итак, вот только статья в NewScientist , в которой говорится, что это неизбежно, и теперь это сделано.

                                                                                                                Зачем вам это нужно? Кто-нибудь знает, зачем кому-то это нужно? Да?

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Возможен дефект митохондриальной ДНК обоих родителей.

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Да. Итак, Стивен, верно?

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Да.

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Стивен совершенно прав, верно? Есть заболевания, которые так связаны с дефектной митохондриальной ДНК.А если вы мать и у вас есть мутации, вызывающие это заболевание, это будет для вас способ завести ребенка, не передавая болезнь своему ребенку. И это то, что все еще вызывает споры, но именно поэтому люди изучают возможность создания этих так называемых троих детей.

                                                                                                                И снова меня беспокоят рисунки митохондрий из учебников. Вот ваша картинка из учебника. Все красиво маркировано. Так митохондрии выглядят в реальной жизни.Митохондрии, как и эндоплазматический ретикулум, на самом деле образуют эти трубчатые сети, которые охватывают всю клетку. Так что в учебнике нам удобно изображать митохондрии таким образом, но митохондрии гораздо интереснее. Это динамические органеллы.

                                                                                                                И я также хочу подчеркнуть — мы говорим об этих органеллах, как будто они ведут себя как отдельные сущности, но на самом деле они взаимодействуют друг с другом. И за этим стоит много интересной биологии.Итак, я собираюсь показать вам один фильм, сделанный по работе Джиа Воельц, и этот человек Фридмана является первым автором. Она только что выступила здесь, в Массачусетском технологическом институте, и показала несколько красивых фильмов.

                                                                                                                Хорошо, сфокусируйтесь на этом фильме. ER отмечен зеленым, а митохондрии — красным. Вы видите митохондриальный каналец, который пересекает ER прямо здесь. Теперь сосредоточьтесь на этом при воспроизведении фильма. Вы увидите, что митохондрии делятся именно в этих точках, где пересекаются ЭР и митохондрии.Это иллюстрирует — и теперь они механически проанализировали, что заставляет митохондрии делиться в местах пересечения.

                                                                                                                Но это действительно иллюстрирует реальную сложность и динамику, которые присутствуют в ячейке, чего вы, возможно, не получите из своей книги. О, я действительно хотел упомянуть об этом — так что в вашей книге есть глава — я думаю, это Key Concept 5.3 — где вы можете прочитать обо всех органеллах. Вы должны прочитать это и примерно знать, что делают органеллы.То есть, я мог бы читать лекции об этом, но это было бы так скучно, что я не могу этого делать. Придется много отжиматься.

                                                                                                                Итак, мы должны выбирать, о чем мы читаем лекции. Так что я просто предлагаю вам прочитать эту часть учебника. Если у вас есть вопросы, приходите ко мне. И просто ознакомьтесь с тем, что делают ваши органеллы. Да, Ори?

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Что это за глава?

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Это 5.3.

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Это как глава?

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: это ключевая концепция 5.3. Наверное, это указано в заданиях, верно?

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Это раздел в главе.

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Да.

                                                                                                                АУДИТОРИЯ: Это совсем немного. Это не надолго.

                                                                                                                АДАМ МАРТИН: Хорошо. У меня есть последняя часть, которая должна подготовить вас к пятничной лекции. В пятничной лекции мы собираемся поговорить о генетике. И прежде чем мы поговорим о генетике, мы собираемся поговорить о том, что … мы собираемся заложить фундамент, по сути, для генетики, говоря о том, как делятся клетки.

                                                                                                                Итак, я думаю, что одна из самых чудесных вещей, которые делают клетки, — это то, что они могут пройти этот трюк, когда они реплицируются и разделяют его на две дочерние клетки. И вы видите здесь, здесь посередине находятся хромосомы. Они собираются выстроиться в линию вдоль метафазной пластины. А теперь их потянут в разные стороны. Сначала они будут покачиваться взад и вперед.

                                                                                                                Тогда, через минуту, их разделят. В конце концов они уйдут. Вот они.Итак, вы видите — а затем клетка защелкнется на экваторе и разделится на две части, хорошо? Итак, теперь я перехожу к последней части, цитоскелету, потому что цитоскелет является ответом на часть того, как эти клетки делятся.

                                                                                                                И прежде чем я представлю цитоскелет, я просто хочу кратко упомянуть хромосомы и то, как они выглядят. Итак, хромосомы — это ваша ядерная ДНК. Это линейные фрагменты ДНК, в отличие от митохондрий, у которых есть кольцевая ДНК. И снова тот факт, что митохондрии имеют кольцевую ДНК, аналогичен разновидности бактериальных хромосом, где бактерии имеют кольцевую ДНК.Но наши хромосомы — это линейные фрагменты ДНК.

                                                                                                                И вы, ребята, наверное, все видели, как разброс хромосом выглядит вот так. Итак, это будет реплицированная хромосома. Есть два экземпляра, один и два. Так это реплицированная и конденсированная хромосома, верно? Изначально хромосомы похожи на миски со спагетти. Все смешано. Но во время митоза хромосомы конденсируются, а затем они как бы отделяются друг от друга, так что вы можете видеть плечи хромосомы.И вы можете увидеть, где хромосомы связаны друг с другом в этой структуре, которая известна как центромера.

                                                                                                                И на этой центромере собирается белковый комплекс. Я просто нарисую это вот так. Этот белковый комплекс называется кинетохор. Кинетохора — это комплекс сотен белков, которые собираются в эту большую платформу, которая находится на центромере. Кинетохора способна прикрепляться к цитоскелету клетки, в частности к микротрубочкам. Таким образом, он прикрепляется к микротрубочкам.И я вам сейчас расскажу, что такое микротрубочки.

                                                                                                                Итак, микротрубочки являются компонентом цитоскелета клетки. Итак, цитоскелет клетки — это сеть нитевидных стержней, которые присутствуют в клетке. Я думаю, что термин цитоскелет как бы заставляет это звучать скучно, потому что из-за этого он звучит статично. Но цитоскелет совсем не статичен. На самом деле это динамическая машина в клетке. И эти машины, которые собраны из этих волокон, способны создавать силу.

                                                                                                                Итак, эти микротрубочки и цитоскелет создают силу.Вы можете думать о них как о двигателях или машинах. Итак, есть машины, которые генерируют силу. Я просто проиллюстрирую это парой видеороликов и слайдов. Итак, опять же, это не устойчивая структура, но очень динамичная. Итак, это будет фильм, где зеленым цветом обозначены микротрубочки, а красной меткой — ядро.

                                                                                                                И эти клетки в эмбрионе мухи будут подвергаться циклам ядерного деления. Итак, вы увидите, как микротрубочки собираются, разбираются, собираются, разбираются.Итак, вы видите, насколько динамичен этот процесс. Клетка способна собирать этот генерирующий силу аппарат, известный как митотическое веретено, при каждом клеточном делении. Таким образом, эта структура или машина имеет решающее значение для физического разделения хромосом на противоположных полюсах клетки.

                                                                                                                Итак, теперь я расскажу вам о самих микротрубочках. Итак, микротрубочки, как следует из названия, представляют собой своего рода трубчатые полимеры. Таким образом, эти микротрубочки являются биополимерами, а это означает, что клетки экспрессируют своего рода гены, которые кодируют белки, которые образуют субъединицу, которая затем может самостоятельно собираться в более крупную палочковидную структуру.И здесь вы можете увидеть одну из этих стержневидных структур.

                                                                                                                По сути, они похожи на соломинку. Их диаметр составляет около 25 нанометров. И я собираюсь показать вам это видео, в котором микротрубочки сначала разбираются, а затем собираются. Итак, это диссонирующая микротрубочка. Но они также собираются, чтобы сформировать эти более длинные стержневидные структуры. Итак, эти биополимеры динамичны, и они оба собираются, но также и разбираются. И сборка, и разборка могут создавать силу.

                                                                                                                Микротрубочки могут толкаться, если они во что-то полимеризуются.Они его подталкивают, верно? Как будто ты пальцем кого-то тыкаешь. Теперь они также разбираются, и когда они сжимаются и разбираются, они действительно могут тянуть. И я покажу вам пример прямо здесь. Это восстановленный пример, то есть здесь просто очищенные белки. Клетки нет.

                                                                                                                А это бусинка. И вы видите, что темная полоса — это микротрубочка. Вы можете видеть, как он растет. Вот и конец. Эта микротрубочка будет расти.Он вырастет примерно здесь. А затем в конце фильма он перестанет расти, и микротрубочка снова сократится. И вы увидите, что когда микротрубочка сжимается, она фактически потянет эту большую бусину и потянет ее к левой стороне слайда.

                                                                                                                Вот оно. Он деполимеризуется и тянет. Ты видишь это? Таким образом, эти микротрубочки могут создавать тянущую силу, достаточную для того, чтобы вытащить эту стеклянную бусину. Кроме того, он достаточно силен, чтобы вытащить целую хромосому.На самом деле он намного сильнее — он генерирует гораздо больше силы, чем требуется, чтобы вытащить хромосому. Таким образом, кажется, что в системе есть некоторая устойчивость, так что она генерирует гораздо более сильное притяжение, чем необходимо для того, чтобы на самом деле протащить хромосому через вязкую среду.

                                                                                                                Итак, во время митоза эта система устроена так, как известно, как биполярное веретено. Я просто запишу это. Мы вернемся к этому в пятничной лекции. Есть биполярное веретено. А биполярное веретено состоит из множества микротрубочек.Итак, здесь вы видите два полюса, здесь и здесь. А посередине, вдоль своего рода экватора клетки, выстраиваются хромосомы. Здесь всего две хромосомы.

                                                                                                                И вы можете видеть, как микротрубочки выходят из полюса и прикрепляются к обеим сторонам этой хромосомы. И вы можете представить, что, когда этим микротрубочкам приказывают сжиматься и разбираться, если они могут оставаться прикрепленными к этой кинетохоре, а когда они сжимаются, они собираются оторвать две копии хромосомы от каждой из них. другое, хорошо? Таким образом, это основной механизм, который позволяет разделить хромосомы в клетках.

                                                                                                                Хорошо, на сегодня все. Любые вопросы? Хорошо, потрясающе. Удачи на экзамене в среду. Это здесь.

                                                                                                                клеток HeLa: происхождение этой важной линии клеток в биологических исследованиях

                                                                                                                Если вы работаете в области биологии, вы наверняка слышали о клеток HeLa , поскольку они существуют уже более 60 лет и являются одними из самых широко используются клеточные линии в биомедицинских исследованиях. Но откуда взялись эти клеточные линии?

                                                                                                                Генриетта Лакс (1920-1951)

                                                                                                                В 1951 году Генриетта Лакс пришла в больницу Джона Хопкинса в Балтиморе, обеспокоенная опухолью в брюшной полости, где ей поставили диагноз и лечили от рака шейки матки (аденокарцинома шейки матки, особенно агрессивный тип рака).В конце концов, в том же году она умерла от рака, не зная, в чем помогут ее клетки.

                                                                                                                Хирург, лечивший аденокарциному Генриетты, собирал образцы раковой ткани у пациентов для исследования, проводимого доктором Джорджем Гаем, директором лаборатории культуры тканей Джона Хопкинса. Его цель состояла в том, чтобы вылечить рак, создав бессмертную линию клеток для исследований с целью разработки методов лечения и лекарств.

                                                                                                                В течение многих лет доктор Гей и его жена Маргарет (обученная хирургическая медсестра) пытались культивировать клетки человека in vitro .Все их предыдущие попытки выращивать человеческие клетки в лаборатории приводили к гибели клеточных культур в течение нескольких поколений. Так было до образца опухоли Генриетты: HeLa, названного в честь двух первых букв Генриетты и Лакса.

                                                                                                                Чем отличаются клетки HeLa?

                                                                                                                Между нормальными клетками и клетками HeLa есть 3 основных различия:

                                                                                                                1- Клетки HeLa являются злокачественными. Разница между нормальными клетками и клетками HeLa наиболее заметна, когда вы смотрите на хромосомы (кариотип).Клетки HeLa, как и многие опухоли, имеют заполненные ошибками геномы с одной или несколькими копиями многих хромосом: нормальная клетка содержит 46 хромосом, тогда как клетки HeLa содержат от 76 до 80 (см.) Всего хромосом, некоторые из которых сильно мутированы (22- 25), на ячейку. Это связано с вирусом папилломы человека (ВПЧ), который является причиной почти всех видов рака шейки матки. ВПЧ вставляет свою собственную ДНК в клетки-хозяева, и дополнительная ДНК приводит к выработке р53-связывающего белка, который ингибирует его и не дает нативному р53 восстанавливать мутации и подавлять опухоли, вызывая накопление ошибок в геноме по мере возникновения неконтролируемых клеточных делений.

                                                                                                                2- Клетки HeLa растут необычно быстро, даже с учетом их ракового состояния. Действительно, клетки HeLa растут легко и быстро, удваивая количество клеток всего за 24 часа, что делает их идеальными для крупномасштабных испытаний. Они растут так быстро, что могут загрязнять и перегонять другие культуры клеток. Это связано с тем, что у Генриетты Лакс был сифилис, который приводит к агрессивному росту рака из-за ослабленной иммунной системы. А в 2013 году было показано, что скремблированный геном ВПЧ встраивается рядом с протоонкогеном c-myc в геном Генриетты (ссылка), вызывая его конститутивную экспрессию и быструю репликацию клеток HeLa в ее организме.

                                                                                                                3- Клетки HeLa бессмертны, что означает, что они будут делиться снова, и снова, и снова … Это действие можно объяснить экспрессией сверхактивной теломеразы, которая восстанавливает теломеры после каждого деления, предотвращая клеточное старение и клеточное старение и позволяя бесконечное деление клеток. клетки.

                                                                                                                Мультифотонное флуоресцентное изображение клеток HeLa с микротрубочками цитоскелета (пурпурный) и ДНК (голубой). Заказной лазерный сканирующий микроскоп Nikon RTS2000MP. (Изображение Национального института здоровья (NIH))

                                                                                                                Клеточная линия HeLa была первой успешной попыткой иммортализации человеческих клеток in vitro .В прошлом исследователи тратили больше времени на то, чтобы сохранить клетки живыми, чем на проведение реальных экспериментов. Вскоре после своего открытия доктор Гей поделился этой клеточной линией с коллегами, которые занимались исследованиями рака и другими областями по всему миру. Линия клеток HeLa дала им время и возможность проводить повторяемые эксперименты на человеческих клетках без тестирования непосредственно на людях. И по сей день клетки HeLa спасли бесчисленное количество жизней, и многие научные ориентиры (такие как клонирование, картирование генов, экстракорпоральное оплодотворение, вакцина против полиомиелита …) использовали клеток HeLa и всем обязаны жизни и смерти Генриетты Лакс. .

                                                                                                                Вы можете найти больше информации о Генриетте Лакс, ее истории, ее наследии и биоэтических стандартах здесь.

                                                                                                                Клетки HeLa до сих пор широко используются в исследованиях:

                                                                                                                клеточных линий HeLa — надежные клеточные модели для тестирования in vitro?

                                                                                                                Обладая всеми этими характеристиками, клетки HeLa стали все более популярными клеточными моделями для ученых-биологов, желающих изучать механизм действия болезней или терапевтически активных молекул лекарств.Они также использовались для расшифровки сигнальных событий клетки, таких как восстановление повреждений ДНК (ссылка).

                                                                                                                Недавно клетки HeLa были использованы для разработки клеточных моделей, в которых конкретный интересующий ген заглушается редактированием генома. Для редактирования генов доступно несколько методов (например, CRISPR-Cas 9, TALEN, доставка стабильной РНКи).

                                                                                                                Клетки

                                                                                                                SilenciX® HeLa представляют собой линии клеток tebu-bio с нокдауном (KD), основанные на уникальной системе доставки siRNA, которая позволяет создавать сингенные, готовые к использованию и стабильные модели клеток in vitro , стабильно замалчиваемые для гена интерета.Эта технология уже была подтверждена в многочисленных научных статьях, охватывающих различные биологические области и приложения, такие как восстановление ДНК, эпигенетика, убиквитинирование и клеточный цикл, открытие лекарств (например, синтетическая летальность, персонализированная медицина, селективность лекарств, комбинаторная терапия), клеточная сигнализация и изучение механизма действия (например, потеря функции, имитация модели человеческого заболевания).

                                                                                                                Чтобы узнать больше об этих клетках SilenciX HeLa, стабильно заглушены, пожалуйста, откройте страницу с технической информацией, клетки HeLa стабильно заглушены: линии клеток SilenciX KD, которые описывают принцип KD, список линий клеток SilenciX в каталоге вместе с многочисленными научными публикациями используя эту технологию SilenciX.

                                                                                                                Выделение клеток и их выращивание в культуре — Молекулярная биология клетки

                                                                                                                Хотя органеллы и большие молекулы в клетке можно визуализировать с помощью микроскопа, понимание того, как эти компоненты функционируют, требует подробного биохимического анализа. Большинство биохимических процедур требуют получения большого количества клеток, а затем их физического разрушения для выделения их компонентов. Если образец представляет собой кусок ткани, состоящий из разных типов клеток, гетерогенные популяции клеток будут смешаны.Чтобы получить как можно больше информации об отдельном типе клеток, биологи разработали способы отделения клеток от тканей и разделения различных типов. Эти манипуляции приводят к относительно однородной популяции клеток, которую затем можно анализировать — либо непосредственно, либо после того, как их количество было значительно увеличено, позволяя клеткам размножаться в виде чистой культуры.

                                                                                                                Клетки могут быть выделены из тканевой суспензии и разделены на разные типы

                                                                                                                Первым шагом в выделении клеток однородного типа из ткани, содержащей смесь типов клеток, является разрушение внеклеточного матрикса, удерживающего клетки вместе.Наилучший выход жизнеспособных диссоциированных клеток обычно получают из тканей плода или новорожденного. Образец ткани обычно обрабатывают протеолитическими ферментами (такими как трипсин и коллагеназа) для переваривания белков внеклеточного матрикса и агентами (такими как этилендиаминтетрауксусная кислота или ЭДТА), которые связывают или хелатируют Ca 2+ , на котором клетка -клеточная адгезия зависит. Затем ткань можно разделить на отдельные живые клетки осторожным встряхиванием.

                                                                                                                Несколько подходов используются для отделения разных типов клеток от смешанной клеточной суспензии.Один использует различия в физических свойствах. Большие клетки можно отделить от мелких клеток, а плотные клетки от легких клеток, например, центрифугированием. Эти методы будут описаны ниже в связи с разделением органелл и макромолекул, для которых они были первоначально разработаны. Другой подход основан на тенденции некоторых типов клеток прочно прилипать к стеклу или пластику, что позволяет им отделиться от клеток, которые прилипают менее прочно.

                                                                                                                Важное усовершенствование этого последнего метода зависит от специфических связывающих свойств антител.Антитела, которые специфически связываются с поверхностью только одного типа клеток в ткани, могут быть связаны с различными матрицами, такими как коллаген, полисахаридные шарики или пластик, для образования аффинной поверхности, к которой могут прилипать только клетки, распознаваемые антителами. Связанные клетки затем восстанавливаются путем осторожного встряхивания, обработкой трипсином для переваривания белков, которые опосредуют адгезию, или, в случае перевариваемого матрикса (например, коллагена), путем разложения самого матрикса ферментами (такими как коллагеназа). .

                                                                                                                Один из самых сложных методов разделения клеток использует антитело, связанное с флуоресцентным красителем, для мечения определенных клеток. Затем меченые клетки могут быть отделены от немеченых в электронном клеточном сортировщике , активируемом флуоресценцией, . В этой замечательной машине отдельные клетки, перемещающиеся одним файлом тонким потоком, проходят через лазерный луч, и флуоресценция каждой клетки быстро измеряется. Вибрирующее сопло генерирует крошечные капли, большинство из которых содержат либо одну ячейку, либо не содержат ячеек.Каплям, содержащим одну клетку, автоматически придается положительный или отрицательный заряд в момент образования, в зависимости от того, является ли содержащаяся в них клетка флуоресцентной; затем они отклоняются сильным электрическим полем в соответствующий контейнер. Случайные скопления клеток, обнаруживаемые по их усиленному светорассеянию, оставляют незаряженными и выбрасывают в контейнер для отходов. Такие машины могут точно выбрать 1 флуоресцентную клетку из пула 1000 немеченых клеток и сортировать несколько тысяч клеток каждую секунду ().

                                                                                                                Рисунок 8-2

                                                                                                                Сортировщик клеток, активируемый флуоресценцией. . Клетка, проходящая через лазерный луч, отслеживается на предмет флуоресценции. Капли, содержащие отдельные клетки, получают отрицательный или положительный заряд, в зависимости от того, флуоресцентная клетка или нет. Капли (подробнее …)

                                                                                                                Отобранные клетки также могут быть получены путем их тщательного препарирования из тонких срезов ткани, подготовленных для микроскопического исследования (обсуждается в главе 9). В одном из подходов срез ткани покрывают тонкой пластиковой пленкой, а область, содержащую интересующие клетки, облучают сфокусированным импульсом инфракрасного лазера.Этот световой импульс плавит небольшой круг пленки, связывая клетки под ней. Эти захваченные клетки затем удаляются для дальнейшего анализа. Метод, получивший название лазерная микродиссекция , может использоваться для разделения и анализа клеток из разных областей опухоли, позволяя сравнивать их свойства. В родственном методе используется лазерный луч, чтобы напрямую вырезать группу клеток и катапультировать их в подходящий контейнер для будущего анализа ().

                                                                                                                Рисунок 8-3

                                                                                                                Методы микродиссекции позволяют изолировать отобранные клетки из срезов ткани.Этот метод использует лазерный луч, чтобы вырезать интересующую область и выбросить ее в контейнер, и он позволяет изолировать даже одну клетку от образца ткани.

                                                                                                                После получения однородной популяции клеток — микродиссекцией или любым из описанных методов разделения — ее можно использовать непосредственно для биохимического анализа. Гомогенный образец клеток также обеспечивает исходный материал для культивирования клеток, что позволяет значительно увеличить количество клеток и изучить их сложное поведение в строго определенных условиях культуральной чашки.

                                                                                                                Клетки можно выращивать в чашке для культивирования

                                                                                                                При соответствующих условиях большинство клеток растений и животных могут жить, размножаться и даже проявлять дифференцированные свойства в чашке для культивирования тканей. Клетки можно непрерывно наблюдать под микроскопом или анализировать биохимически, а также можно изучать эффекты добавления или удаления определенных молекул, таких как гормоны или факторы роста. Кроме того, смешивая два типа клеток, можно изучить взаимодействия между одним типом клеток и другим.Иногда говорят, что эксперименты, проводимые на культивируемых клетках, проводятся in vitro (буквально «в стекле»), чтобы сопоставить их с экспериментами с использованием интактных организмов, которые, как говорят, проводятся in vivo (буквально «в живой организм»). Однако эти термины могут сбивать с толку, потому что они часто используются биохимиками в совершенно другом смысле. В биохимической лаборатории in vitro относится к реакциям, проводимым в пробирке в отсутствие живых клеток, тогда как in vivo относится к любой реакции, происходящей внутри живой клетки (даже клеток, которые растут в культуре).

                                                                                                                Культивирование тканей началось в 1907 году с эксперимента, призванного уладить противоречие в нейробиологии. Исследуемая гипотеза была известна как нейрональная доктрина, которая гласит, что каждое нервное волокно является продуктом одной нервной клетки, а не продуктом слияния многих клеток. Чтобы проверить это утверждение, небольшие кусочки спинного мозга помещали на свернувшуюся тканевую жидкость в теплой и влажной камере и регулярно наблюдали под микроскопом. Примерно через день можно было увидеть отдельные нервные клетки, протягивающие длинные тонкие нити в сгусток.Таким образом, нейрональная доктрина получила сильную поддержку, и были заложены основы революции в культуре клеток.

                                                                                                                В первоначальных экспериментах с нервными волокнами использовались культуры небольших фрагментов ткани, называемых эксплантами. Сегодня культуры чаще делают из суспензий клеток, диссоциированных от тканей, с использованием методов, описанных ранее. В отличие от бактерий, большинство тканевых клеток не приспособлены к жизни в суспензии и требуют твердой поверхности для роста и деления. Для клеточных культур эта поддержка обычно обеспечивается поверхностью пластиковой чашки для культивирования тканей.Однако клетки различаются по своим требованиям, и многие из них не растут и не дифференцируются, если чаша для культивирования не покрыта специфическими компонентами внеклеточного матрикса, такими как коллаген или ламинин.

                                                                                                                Культуры, полученные непосредственно из тканей организма, то есть без пролиферации клеток in vitro, называются первичными культурами . Их можно проводить с начальной стадией фракционирования или без нее для разделения различных типов клеток. В большинстве случаев клетки в первичных культурах можно удалить из чашки для культивирования и заставить размножаться с образованием большого количества так называемых вторичных культур; таким образом их можно многократно субкультивировать в течение недель или месяцев.Такие клетки часто проявляют многие дифференцированные свойства, соответствующие их происхождению: фибробласты продолжают секретировать коллаген; клетки, полученные из скелетных мышц эмбриона, сливаются с образованием мышечных волокон, которые спонтанно сокращаются в чашке для культивирования; нервные клетки расширяют аксоны, которые электрически возбудимы, и образуют синапсы с другими нервными клетками; и эпителиальные клетки образуют обширные пласты со многими свойствами интактного эпителия (). Поскольку эти явления происходят в культуре, они доступны для изучения способами, которые часто невозможны в неповрежденных тканях.

                                                                                                                Рисунок 8-4

                                                                                                                Клетки в культуре. (A) Фазово-контрастная микрофотография фибробластов в культуре. (B) Микрофотография миобластов в культуре показывает, что клетки сливаются с образованием многоядерных мышечных клеток. (C) Клетки-предшественники олигодендроцитов в культуре. (D) Клетки табака из быстрорастущих (подробнее …)

                                                                                                                Бессывороточная среда с химическим определением, допускающая идентификацию специфических факторов роста

                                                                                                                До начала 1970-х годов культура ткани казалась смесью науки и колдовства. Хотя жидкие сгустки были заменены чашками с жидкой средой, содержащей определенное количество небольших молекул, таких как соли, глюкоза, аминокислоты и витамины, большинство сред также включали либо плохо определенную смесь макромолекул в виде сыворотки лошади или эмбриона теленка, либо сырой экстракт из куриных эмбрионов.Такие среды все еще используются сегодня для большинства обычных культур клеток (), но они затрудняют понимание исследователем, какие именно макромолекулы требуются конкретному типу клеток для нормального роста и нормального функционирования.

                                                                                                                Таблица 8-1

                                                                                                                Состав типичной среды, подходящей для культивирования клеток млекопитающих.

                                                                                                                Эта трудность привела к разработке различных бессывороточных сред с определенным химическим составом. В дополнение к обычным небольшим молекулам такие определенные среды содержат один или несколько специфических белков, которые необходимы клеткам для выживания и размножения в культуре.Эти добавленные белки включают факторы роста, которые стимулируют пролиферацию клеток, и трансферрин, переносящий железо в клетки. Многие из сигнальных молекул внеклеточного белка, необходимых для выживания, развития и пролиферации определенных типов клеток, были обнаружены в результате исследований, направленных на поиск минимальных условий, при которых данный тип клеток ведет себя должным образом в культуре. Таким образом, поиск новых сигнальных молекул стал намного проще благодаря доступности химически определенных сред.

                                                                                                                Линии эукариотических клеток — широко используемый источник гомогенных клеток

                                                                                                                Большинство клеток позвоночных перестают делиться после конечного числа делений клеток в культуре; этот процесс называется старением клеток (обсуждается в главе 17).Например, нормальные человеческие фибробласты обычно делятся в культуре всего 25-40 раз, прежде чем остановятся. В этих клетках ограниченная способность к пролиферации отражает прогрессирующее укорачивание теломер клетки, повторяющихся последовательностей ДНК и связанных белков, которые покрывают концы каждой хомосомы (обсуждается в главе 5). Соматические клетки человека отключили фермент, называемый теломеразой , , который обычно поддерживает теломеры, поэтому их теломеры укорачиваются с каждым клеточным делением.Человеческие фибробласты можно уговорить бесконечно пролиферировать, снабдив их геном, кодирующим каталитическую субъединицу теломеразы; затем они могут быть размножены как «бессмертная» клеточная линия.

                                                                                                                Однако некоторые человеческие клетки не увековечиваются с помощью этой уловки. Хотя их теломеры остаются длинными, они все же перестают делиться после ограниченного числа делений, потому что условия культивирования активируют механизмы контрольных точек клеточного цикла (обсуждаемые в главе 17), которые останавливают клеточный цикл.Чтобы увековечить эти клетки, нужно не просто ввести теломеразу. Также необходимо деактивировать механизмы контрольных точек, что может быть сделано путем введения определенных онкогенов, способствующих развитию рака, полученных из опухолевых вирусов (обсуждается в главе 23). В отличие от клеток человека, большинство клеток грызунов не выключают теломеразу, и поэтому их теломеры не укорачиваются с каждым клеточным делением. Кроме того, клетки грызунов могут претерпевать генетические изменения в культуре, которые инактивируют их механизмы контрольных точек, тем самым спонтанно производя иммортализованные клеточные линии.

                                                                                                                Клеточные линии часто легче всего получить из раковых клеток, но эти клетки отличаются от клеток, полученных из нормальных клеток, по нескольким причинам. Линии раковых клеток часто растут, например, не прикрепляясь к поверхности, и они могут размножаться с гораздо большей плотностью в культуральной чашке. Подобные свойства могут быть экспериментально вызваны в нормальных клетках путем трансформации их вирусом, вызывающим опухоль, или химическим веществом. Полученные в результате трансформированные клеточные линии реципрокным образом могут часто вызывать опухоли при инъекции восприимчивому животному.И трансформированные, и бессмертные клеточные линии чрезвычайно полезны в клеточных исследованиях в качестве источников очень большого количества клеток одного типа, особенно потому, что они могут храниться в жидком азоте при -196 ° C в течение неопределенного периода времени и сохранять свою жизнеспособность при оттаивании. Однако важно иметь в виду, что клетки в обоих типах клеточных линий почти всегда существенно отличаются от своих нормальных предшественников в тканях, из которых они произошли. Некоторые широко используемые клеточные линии перечислены в.

                                                                                                                Среди наиболее многообещающих культур клеток, которые предстоит разработать — с медицинской точки зрения, — линии клеток эмбриональных стволовых (ES) клеток человека. Эти клетки, собранные из внутренней клеточной массы раннего эмбриона, могут бесконечно размножаться, сохраняя при этом способность давать начало любой части тела (обсуждается в главе 21). ES-клетки потенциально могут произвести революцию в медицине, предоставив источник клеток, способных заменять или восстанавливать ткани, поврежденные в результате травмы или болезни.

                                                                                                                Хотя все клетки в клеточной линии очень похожи, они часто не идентичны. Генетическая однородность клеточной линии может быть улучшена путем клонирования клеток, при котором отдельная клетка выделяется и дает возможность пролиферировать с образованием большой колонии. В такой колонии или клоне все клетки являются потомками одной клетки-предка. Одним из наиболее важных применений клонирования клеток было выделение мутантных клеточных линий с дефектами определенных генов. Изучение клеток, дефектных по определенному белку, часто дает ценную информацию о функции этого белка в нормальных клетках.

                                                                                                                Некоторые важные этапы развития клеточной культуры перечислены в.

                                                                                                                Таблица 8-3

                                                                                                                Некоторые вехи в развитии тканей и клеточных культур.

                                                                                                                Клетки могут быть слиты вместе с образованием гибридных клеток

                                                                                                                Можно слить одну клетку с другой с образованием гетерокариона, комбинированной клетки с двумя отдельными ядрами. Обычно суспензию клеток обрабатывают определенными инактивированными вирусами или полиэтиленгликолем, каждый из которых изменяет плазматические мембраны клеток таким образом, что вызывает их слияние.Гетерокарионы позволяют смешивать компоненты двух отдельных клеток с целью изучения их взаимодействия. Например, инертное ядро ​​куриного эритроцита реактивируется для образования РНК и, в конечном итоге, для репликации своей ДНК, когда оно подвергается воздействию цитоплазмы растущей клетки тканевой культуры путем слияния. Первое прямое доказательство того, что мембранные белки могут перемещаться в плоскости плазматической мембраны (обсуждалось в главе 10), было получено в эксперименте, в котором клетки мыши и клетки человека были слиты: хотя белки клеточной поверхности мыши и человека изначально были ограничены. к своим половинкам гетерокарионной плазматической мембраны, они быстро диффундировали и смешались по всей поверхности клетки.

                                                                                                                В конце концов, гетерокарион переходит к митозу и производит гибридную клетку, в которой две отдельные ядерные оболочки были разобраны, что позволило собрать все хромосомы в одно большое ядро ​​(). Хотя такие гибридные клетки можно клонировать для получения линий гибридных клеток, клетки имеют тенденцию терять хромосомы и, следовательно, являются генетически нестабильными. По неизвестным причинам гибридные клетки мыши и человека преимущественно теряют хромосомы человека. Эти хромосомы теряются случайным образом, что приводит к появлению множества гибридных клеточных линий мыши и человека, каждая из которых содержит только одну или несколько хромосом человека.Этот феномен нашел хорошее применение при картировании расположения генов в геноме человека: например, только гибридные клетки, содержащие хромосому человека 11, синтезируют человеческий инсулин, что указывает на то, что ген, кодирующий инсулин, расположен на хромосоме 11. Те ​​же гибридные клетки также используются в качестве источника ДНК человека для получения библиотек ДНК человека, специфичных для хромосом.

                                                                                                                Рисунок 8-5

                                                                                                                Производство гибридных клеток. Клетки человека и клетки мыши сливаются с образованием гетерокарионов (каждый с двумя или более ядрами), которые в конечном итоге образуют гибридные клетки (каждая с одним слитым ядром).Эти конкретные гибридные клетки полезны для картирования (подробнее …)

                                                                                                                Гибридомные клеточные линии обеспечивают постоянный источник моноклональных антител

                                                                                                                В 1975 году разработка особого типа гибридной клеточной линии произвела революцию в производстве антител для использования в качестве инструментов. в клеточной биологии. Методика включает размножение клона клеток из одного секретирующего антитела В-лимфоцита, так что гомогенный препарат антител может быть получен в больших количествах. Однако практическая проблема заключается в том, что В-лимфоциты обычно имеют ограниченную продолжительность жизни в культуре.Чтобы преодолеть это ограничение, индивидуальные продуцирующие антитела В-лимфоциты иммунизированной мыши или крысы сливают с клетками, полученными из «бессмертной» опухоли В-лимфоцитов. Из полученной гетерогенной смеси гибридных клеток отбирают те гибриды, которые обладают как способностью продуцировать конкретное антитело, так и способностью неограниченно размножаться в культуре. Эти гибридомы размножаются как отдельные клоны, каждый из которых обеспечивает постоянный и стабильный источник моноклональных антител одного типа ().Это антитело распознает один тип антигенного сайта — например, конкретный кластер из пяти или шести боковых цепей аминокислот на поверхности белка. Их однородная специфичность делает моноклональные антитела гораздо более полезными для большинства целей, чем обычные антисыворотки, которые обычно содержат смесь антител, которые распознают множество различных антигенных сайтов на макромолекуле.

                                                                                                                Рисунок 8-6

                                                                                                                Получение гибридом, которые секретируют моноклональные антитела против определенного антигена.Здесь интересующий антиген обозначен как «антиген X». Селективная питательная среда, используемая после этапа слияния клеток, содержит ингибитор (аминоптерин) (подробнее …)

                                                                                                                Наиболее важным преимуществом гибридомного метода является то, что моноклональные антитела могут быть получены против молекул, которые составляют лишь второстепенный компонент комплекса. смесь. В обычной антисыворотке, приготовленной против такой смеси, доля молекул антител, распознающих минорный компонент, была бы слишком мала, чтобы быть полезной.Но если B-лимфоциты, которые продуцируют различные компоненты этой антисыворотки, превращаются в гибридомы, становится возможным провести скрининг отдельных клонов гибридомы из большой смеси, чтобы выбрать тот, который продуцирует желаемый тип моноклонального антитела, и размножить выбранную гибридому на неопределенный срок, чтобы производить это антитело в неограниченных количествах. Таким образом, в принципе, моноклональное антитело может быть получено против любого белка в биологическом образце.

                                                                                                                После создания антитела его можно использовать в качестве специфического зонда — как для отслеживания и локализации его белкового антигена, так и для очистки этого белка с целью изучения его структуры и функции.Поскольку до сих пор была выделена лишь небольшая часть из примерно 10 000–20 000 белков в типичной клетке млекопитающего, многие моноклональные антитела, созданные против нечистых смесей белков во фракционированных клеточных экстрактах, идентифицируют новые белки. С использованием моноклональных антител и методов быстрой идентификации белков, которые мы вскоре опишем, больше не сложно идентифицировать и охарактеризовать новые белки и гены. Основная проблема состоит в том, чтобы определить их функцию, используя набор мощных инструментов, которые мы обсуждаем в последних разделах этой главы.

                                                                                                                Резюме

                                                                                                                Ткани можно диссоциировать на составляющие их клетки, из которых отдельные типы клеток могут быть очищены и использованы для биохимического анализа или для создания клеточных культур. Многие животные и растительные клетки выживают и размножаются в культуральной чашке, если они снабжены подходящей средой, содержащей питательные вещества и специфические белковые факторы роста. Хотя многие животные клетки перестают делиться после конечного числа клеточных делений, клетки, которые были иммортализованы в результате спонтанных мутаций или генетических манипуляций, могут сохраняться в клеточных линиях неограниченное время.Клоны могут быть получены из одной клетки-предка, что позволяет изолировать однородные популяции мутантных клеток с дефектами одного белка. Две клетки могут быть слиты с образованием гетерокарионов с двумя ядрами, что позволяет исследовать взаимодействия между компонентами исходных двух клеток. В конечном итоге гетерокарионы образуют гибридные клетки с одним слитым ядром. Поскольку такие клетки теряют хромосомы, они могут предоставить удобный метод для привязки генов к конкретным хромосомам. Один тип гибридных клеток, называемый гибридомой, широко используется для получения неограниченного количества однородных моноклональных антител, которые широко используются для обнаружения и очистки клеточных белков.

                                                                                                                Определение клеток и примеры — Биологический онлайн-словарь

                                                                                                                Определение клетки

                                                                                                                Клетка — это мембраносвязанная структура, которая встречается как функционально независимая единица жизни (например, в одноклеточных организмах, например, бактериях, простейших и т. Д.) ), или как структурная или фундаментальная единица в биологической ткани, специализированная для выполнения определенной функции в многоклеточных организмах (например, растениях и животных).


                                                                                                                Белки производятся биологически внутри клетки.Но какая именно часть клетки? Найдите ответ здесь: Где происходит синтез белка? Присоединяйтесь к нашему форуму прямо сейчас!


                                                                                                                Определение клетки

                                                                                                                В биологии клетка ([sɛl], множественное число: клетки) определяется как структурная, функциональная и биологическая единица всех организмов. Это автономная самовоспроизводящаяся единица, которая может существовать как функционально независимая единица жизни (как в случае одноклеточного организма) или как субъединица в многоклеточном организме (например, у растений и животных), которая выполняет особая функция в тканях и органах.

                                                                                                                Этимология: Термин «клетка» произошел от латинского «cella», «целюла», что означает «маленькая комната».

                                                                                                                ПРОЧИТАЙТЕ: Биологическая клетка — Введение (Учебное пособие)

                                                                                                                Типы клеток

                                                                                                                Типы клеток могут быть разными. Например, на основании наличия четко определенного ядра клетка может быть эукариотической, или прокариотической. Клетки также можно классифицировать по количеству клеток, составляющих организм, т.е.е. «Одноклеточный», «многоклеточный» или «бесклеточный».

                                                                                                                Прокариотическая клетка против эукариотической клетки

                                                                                                                Эукариотическая клетка (слева) и прокариотическая клетка (справа). (Предоставлено: Science Primer Национального центра биотехнологической информации, изображение в открытом доступе)

                                                                                                                Клетки можно разделить на два основных типа: прокариотические клетки (например, бактериальные клетки) и эукариотические клетки (например, растительные или животные клетки. ). Основное различие между ними — четко очерченное ядро, окруженное мембранной ядерной оболочкой, присутствующей только в эукариотических клетках.Помимо ядра, в эукариотических клетках есть и другие органеллы. Эти органеллы — митохондрии, пластиды, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи. Эти органеллы отсутствуют в прокариотических клетках. Несмотря на эти различия, прокариотические и эукариотические клетки имеют ряд общих черт: генетическая информация хранится в генах, белки служат их основным структурным материалом, рибосомы используются для синтеза белков, аденозинтрифосфат является основным источником метаболической энергии для поддержания различных клеточные процессы и клеточная мембрана, которая контролирует поток веществ в клетку и из нее.


                                                                                                                Что общего между рибосомами прокариот и эукариот? И прокариотические, и эукариотические рибосомы участвуют в синтезе белка. Подробнее об этом здесь: Где происходит синтез белка? Присоединяйтесь к нам и участвуйте в нашем форуме.


                                                                                                                Одноклеточные, многоклеточные и бесклеточные

                                                                                                                Клетки можно использовать в качестве основы для описания организмов как одноклеточных или многоклеточных. Одноклеточные организмы — это те, которые имеют только одну клетку, то есть одноклеточные. Примеры — прокариоты и простейшие. Многоклеточные организмы — это те, которые обладают более чем одной клеткой. Примеры — растения и животные. Клетки многоклеточного организма могут иметь общие черты и функции.

                                                                                                                Эти клетки, которые действуют как единое целое, составляют ткани . Основными типами тканей у животных являются эпителиальные ткани (или эпителий), нервная ткань, соединительная ткань, мышечная ткань и сосудистая ткань.У растений различными типами тканей являются эмбриональные или меристематические ткани (такие как апикальная меристема и камбий), постоянные ткани (например, эпидермис, пробка, трихома) и репродуктивные ткани (т.е. спорогенные ткани). Постоянные ткани могут быть дополнительно классифицированы на основных (например, паренхима, колленхима, склеренхима) и комплекс (например, ткани флоэмы и ксилемы). Ткани, которые работают в унисон для выполнения определенного набора функций, образуют биологический орган .И наоборот, термин « бесклеточный» относится к ткани, которая не состоит из клеток или не разделена на клетки. Примером бесклеточной ткани являются гифы некоторых грибов.

                                                                                                                Структура клетки

                                                                                                                Клетка представляет собой мембраносвязанную структуру, содержащую цитоплазму и цитоплазматические структуры. Клеточная мембрана состоит из двух слоев фосфолипидов со встроенными белками. Он отделяет содержимое клетки от внешней среды, а также регулирует то, что входит и выходит из клетки.Другой интересной особенностью клеточной мембраны является присутствие поверхностных молекул (например, гликопротеинов, гликолипидов и т. Д.), Которые действуют как «сигнатуры» клетки. У каждой клетки есть своя «подпись» или «маркер», которые, как считается, работают при распознавании клеток или в своего рода системе клеточной идентификации. Другие клетки имеют дополнительные защитные клеточные слои поверх клеточной мембраны, например клеточная стенка растений, водорослей, грибов и некоторых прокариот.

                                                                                                                Жидкий компонент цитоплазмы, окружающей органеллы и другие нерастворимые цитоплазматические структуры в интактной клетке, где происходят самые разные клеточные процессы, называется цитозолем.Цитозоль состоит из воды, ионов (например, калия, натрия, хлорида, бикарбоната, магния и кальция) и различных биомолекул, таких как нуклеиновые кислоты, белки, липиды и углеводы. Ионов калия в цитозоле больше, чем в окружающей внеклеточной жидкости. Именно в цитозоле происходят многие метаболические реакции, например осморегуляция, генерация потенциала действия и передача сигналов клетками.

                                                                                                                В эукариотических клетках клеточные органеллы представляют собой «маленькие органы» внутри клетки.Эти органеллы выполняют особые функции. Эукариотические клетки, которые осуществляют фотосинтез (например, клетки растений), будут иметь многочисленные пластиды, особенно хлоропласты (тип пластид, содержащий зеленые пигменты). Наличие хлоропластов — один из способов отличить растительную клетку от животной клетки. Другие органеллы, которые можно найти как в клетках растений, так и в клетках животных, — это ядро, митохондрии, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи. Ядро — это большая органелла, содержащая генетический материал (ДНК), организованный в хромосомы.Митохондрии считаются источником эукариотических клеток. Это потому, что это органелла, которая поставляет энергию, вырабатывая аденозинтрифосфат (АТФ) посредством клеточного дыхания. Эндоплазматический ретикулум представляет собой взаимосвязанную сеть уплощенных мешочков или канальцев, участвующих в синтезе липидов, углеводном обмене, детоксикации лекарств и прикреплении рецепторов к белкам клеточной мембраны. Он также участвует во внутриклеточном транспорте, таком как транспортировка продуктов (грубого эндоплазматического ретикулума) к другим частям клетки, таким как аппарат Гольджи.Аппарат Гольджи состоит из мембраносвязанных стопок. Он участвует в гликозилировании, упаковке молекул для секреции, транспортировке липидов внутри клетки и возникновении лизосом.

                                                                                                                Другие цитоплазматические структуры не рассматриваются в других источниках как «органеллы», потому что они связаны только одной мембраной в отличие от вышеупомянутых органелл, которые являются двухмембранными. Например, лизосомы и вакуоли в некоторых источниках рассматриваются не как органеллы, а как цитоплазматические структуры на основании вышеизложенного.Лизосомы представляют собой одинарные мембраны, содержащие различные пищеварительные ферменты, и, таким образом, участвуют во внутриклеточном пищеварении. Вакуоли, в свою очередь, представляют собой мембраносвязанные везикулы, участвующие во внутриклеточной секреции, экскреции, хранении и пищеварении. Точно так же рибосомы — это не органеллы, а цитоплазматические структуры.

                                                                                                                Прокариотическая клетка лишена типичных мембраносвязанных органелл, присутствующих в эукариотической клетке. Тем не менее, он может обладать некоторыми органеллярными структурами , такими как карбоксисома (отсек белок-оболочка для фиксации углерода у некоторых бактерий), хлоросома (светособирающий комплекс зеленых серных бактерий) и магнитосома . (содержится в магнитотактических бактериях) и тилакоид (в некоторых цианобактериях).Он также имеет нуклеосому, которая представляет собой не двухмембранную структуру, а область в прокариотической клетке, содержащую ядерный материал.

                                                                                                                Митохондрии и пластиды имеют собственную ДНК (называемую внеядерной ДНК, чтобы отличить ее от ДНК, обнаруженной внутри ядра). Эти органеллы полуавтономны. По этой причине предполагается, что они произошли от эндосимбиотических бактерий (согласно теории эндосимбиотиков).


                                                                                                                Кроме эндоплазматической сети, где еще происходит синтез белка? Нет, не в ядре.Узнайте здесь: Где происходит синтез белка? Присоединяйтесь к нам и участвуйте в нашем форуме.


                                                                                                                Клеточный цикл

                                                                                                                Клеточный цикл относится к последовательности роста и деления клетки. По сути, клеточный цикл включает дублирование ДНК посредством репликации ДНК, и это приводит к делению родительской клетки с образованием двух дочерних клеток. Эти процессы необходимы для роста, репликации и деления клеток. У эукариот клеточный цикл состоит из серии биологических событий, а именно фазы покоя , , интерфазы , деления клеток , .Во время фазы покоя ячейка находится в неактивном, нецикличном состоянии. Интерфаза — это та фаза клеточного цикла, на которой клетка затем увеличивается в размерах, ее ДНК реплицируется и делает копию ДНК клетки, чтобы подготовиться к следующему делению клетки. Промежуточная фаза состоит из трех стадий: G1 , S фаза и G2. Заключительный этап — деление клеток.

                                                                                                                Деление клеток

                                                                                                                Деление клеток — это процесс, при котором родительская клетка делится, давая начало двум или более дочерним клеткам.Это жизненно важный клеточный процесс, поскольку он способствует росту, восстановлению и размножению. У эукариот деление клеток может происходить в форме митоза или мейоза. В митозе возникают две генетически идентичные клетки. В мейозе результатом являются четыре генетически неидентичные клетки.

                                                                                                                Рост и метаболизм клеток

                                                                                                                Клетки после деления будут расти. Рост клетки обеспечивается метаболизмом. Метаболизм можно разделить на две категории: катаболизм и анаболизм. Катаболизм включает серию деструктивных химических реакций, которые расщепляют сложные молекулы на более мелкие единицы, обычно высвобождая при этом энергию. Анаболизм включает последовательность химических реакций, которые создают или синтезируют молекулы из более мелких единиц, обычно требуя ввода энергии (АТФ) в процессе. Таким образом, биомолекулы, такие как нуклеиновые кислоты, белки, углеводы и липиды, производятся, хранятся и разлагаются внутри клетки. Например, местом биосинтеза ДНК и мРНК является ядро. Белки, в свою очередь, синтезируются рибосомами. Синтез липидов происходит в эндоплазматическом ретикулуме.

                                                                                                                Подвижность

                                                                                                                Некоторые клетки имеют специализированные структуры, участвующие в движении.Жгутики, например, представляют собой длинные, тонкие, нитевидные, напоминающие хлыст отростки, которые позволяют перемещаться за счет толчка. Некоторые жгутики используются не для движения, а для передачи ощущений и сигналов, например палочка фоторецепторных клеток глаза, обонятельных рецепторных нейронов носа, киноцилии в улитке уха. Реснички — это волосовидные выступы на поверхности некоторых клеток. Реснички обычно бывают двух видов: подвижные реснички (для передвижения) и неподвижные реснички (для сенсорных). Примерами тканевых клеток с ресничками являются эпителий, выстилающий легкие, который уносит жидкости или частицы.Примерами организмов, у которых есть реснички, являются простейшие, которые используют их для передвижения.

                                                                                                                Исследования

                                                                                                                Клеточная биология (или цитология) — это научное исследование клеток. Роберт Гук был назван первым, кто открыл клетки в 1665 году. Маттиас Якоб Шлейден и Теодор Шванн были первыми, кто сформулировал теорию клеток в 1839 году.

                                                                                                                Связанные термины

                                                                                                                См. Также

                                                                                                                Ссылки и дополнительная литература

                                                                                                                1. казилек. (2009, 27 сентября).Детали ячеек | Спросите биолога. Получено с веб-сайта Asu.edu: https://askabiologist.asu.edu/cell-parts
                                                                                                                2. Домашний справочник по генетике. (2019). Что такое клетка? Получено с веб-сайта Genetics Home Reference: https://ghr.nlm.nih.gov/primer/basics/cell
                                                                                                                3. КЛЕТКИ II: КЛЕТОЧНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ. (2019). Получено с веб-сайта Estrellamountain.edu: https://www2.estrellamountain.edu/faculty/farabee/biobk/BioBookCELL2.html
                                                                                                                4. ЗАМЕТКИ КЛЕТОК И ОРГАНЕЛЛЫ. (2019). Получено с Edu.pe.веб-сайт ca: http://www.edu.pe.ca/gray/class_pages/rcfleming/cells/notes.htm
                                                                                                                5. Структура и функции клеток. (2019). Получено с веб-сайта Msu.edu: https://msu.edu/~potters6/te801/Biology/biounits/cellstructure&function.htm

                                                                                                                © Biology Online. Контент предоставлен и модерируется редакторами Biology Online.

                                                                                                                Следующий

                                                                                                                3.2 Сравнение прокариотических и эукариотических клеток — Концепции биологии — 1-е канадское издание

                                                                                                                К концу этого раздела вы сможете:

                                                                                                                • Назовите примеры прокариотических и эукариотических организмов
                                                                                                                • Сравнить и сопоставить прокариотические клетки и эукариотические клетки
                                                                                                                • Опишите относительные размеры различных типов ячеек

                                                                                                                Клетки делятся на две большие категории: прокариотические и эукариотические.Преимущественно одноклеточные организмы из доменов Бактерии и Археи классифицируются как прокариоты ( про — = раньше; — карион — = ядро). Клетки животных, растительные клетки, грибы и простейшие являются эукариотами ( eu — = верно).

                                                                                                                Все клетки имеют четыре общих компонента: 1) плазматическую мембрану, внешнее покрытие, отделяющее внутреннюю часть клетки от окружающей среды; 2) цитоплазма, состоящая из желеобразной области внутри клетки, в которой находятся другие клеточные компоненты; 3) ДНК, генетический материал клетки; и 4) рибосомы, частицы, синтезирующие белки.Однако прокариоты несколько отличаются от эукариотических клеток.

                                                                                                                Прокариотическая клетка — это простой одноклеточный (одноклеточный) организм, у которого отсутствует ядро ​​или любая другая мембраносвязанная органелла . Вскоре мы увидим, что у эукариот это значительно отличается. Прокариотическая ДНК находится в центральной части клетки: затемненной области, называемой нуклеоидом.

                                                                                                                Рисунок 3.6. На этом рисунке показана обобщенная структура прокариотической клетки.

                                                                                                                В отличие от архей и эукариот, бактерии имеют клеточную стенку из пептидогликана, состоящую из сахаров и аминокислот, а многие из них имеют полисахаридную капсулу (рис.6). Клеточная стенка действует как дополнительный слой защиты, помогает клетке сохранять свою форму и предотвращает обезвоживание. Капсула позволяет клетке прикрепляться к поверхностям в окружающей среде. У некоторых прокариот есть жгутики, пили или фимбрии. Жгутики используются для передвижения, в то время как большинство пилей используются для обмена генетическим материалом во время типа воспроизводства, называемого конъюгацией.

                                                                                                                В природе взаимосвязь между формой и функцией очевидна на всех уровнях, включая уровень клетки, и это станет ясно, когда мы исследуем эукариотические клетки.Принцип «форма следует за функцией» встречается во многих контекстах. Например, птицы и рыбы имеют обтекаемые формы тела, которые позволяют им быстро перемещаться в среде, в которой они живут, будь то воздух или вода. Это означает, что, в общем, можно вывести функцию структуры, глядя на ее форму, потому что они совпадают.

                                                                                                                Эукариотическая клетка — это клетка, которая имеет связанное с мембраной ядро ​​и другие мембраносвязанные компартменты или мешочки, называемые органеллами , которые имеют специализированные функции.Слово эукариотическое означает «истинное ядро» или «истинное ядро», имея в виду присутствие в этих клетках связанного с мембраной ядра. Слово «органелла» означает «маленький орган», и, как уже упоминалось, органеллы обладают специализированными клеточными функциями, так же как органы вашего тела имеют специализированные функции.

                                                                                                                При диаметре 0,1–5,0 мкм прокариотические клетки значительно меньше эукариотических клеток, диаметр которых варьируется от 10 до 100 мкм (рис. 3.7). Небольшой размер прокариот позволяет ионам и органическим молекулам, которые входят в них, быстро распространяться в другие части клетки.Точно так же любые отходы, образующиеся в прокариотической клетке, могут быстро уйти. Однако более крупные эукариотические клетки развили различные структурные адаптации для улучшения клеточного транспорта. Действительно, большой размер этих клеток был бы невозможен без этих приспособлений. В общем, размер ячейки ограничен , потому что объем увеличивается намного быстрее, чем площадь поверхности ячейки. По мере того, как ячейка становится больше, ячейке становится все труднее и труднее приобретать достаточное количество материалов для поддержки процессов внутри ячейки, потому что относительный размер площади поверхности, через которую должны транспортироваться материалы, уменьшается.

                                                                                                                Рисунок 3.7 На этом рисунке показаны относительные размеры различных типов ячеек и клеточных компонентов. Взрослый человек показан для сравнения.

                                                                                                                Прокариоты — это преимущественно одноклеточные организмы из доменов Бактерии и Археи. Все прокариоты имеют плазматические мембраны, цитоплазму, рибосомы, клеточную стенку, ДНК и не имеют мембраносвязанных органелл. У многих также есть полисахаридные капсулы. Прокариотические клетки имеют диаметр от 0,1 до 5,0 мкм.

                                                                                                                Подобно прокариотической клетке, эукариотическая клетка имеет плазматическую мембрану, цитоплазму и рибосомы, но эукариотическая клетка обычно больше прокариотической клетки, имеет истинное ядро ​​(то есть ее ДНК окружена мембраной) и имеет другую мембрану. -связанные органеллы, которые позволяют разделить функции.Эукариотические клетки обычно в 10-100 раз больше прокариотических клеток.

                                                                                                                эукариотическая клетка: клетка, которая имеет мембраносвязанное ядро ​​и несколько других мембраносвязанных компартментов или мешочков

                                                                                                                органелла: мембраносвязанный отсек или мешок внутри клетки

                                                                                                                прокариотическая клетка: одноклеточный организм, не имеющий ядра или любой другой мембраносвязанной органеллы

                                                                                                                Молекул и клеток в биологии

                                                                                                                Предварительные требования: Нет

                                                                                                                Предпочтение : рекомендуется знакомство с биологией и химией

                                                                                                                Клетка и биология развития

                                                                                                                Инструктор : Чжу Ван, кандидат биологических наук

                                                                                                                Этот курс познакомит студентов с основами клеточной биологии и биологии развития.Обсуждаемые темы будут включать структуру, организацию и функцию эукариотических клеток. Студенты также узнают о биологических мембранах, органеллах, переносе белков и везикул, клеточных взаимодействиях, цитоскелете и передаче сигналов. Также будут обсуждаться темы, касающиеся развития животных, формирования паттернов и генетики. Drosophila melanogaster (плодовая муха) будет использоваться в качестве модельного организма для изучения менделевской генетики, неменделирующей генетики, а также в качестве инструмента для скрининга генетических областей, возможно важных для исследования болезни Альцгеймера.

                                                                                                                Молекулярная биология

                                                                                                                Инструктор : Джимми Шанкс, кандидат биологических наук

                                                                                                                Этот курс познакомит студентов с несколькими основами молекулярной биологии, включая молекулярное клонирование, бактериальную генетическую трансформацию, полимеразную цепную реакцию (ПЦР), эндонуклеазы рестрикции и рекомбинантную экспрессию флуоресцентного белка и его очистку с помощью аффинной хроматографии. Устойчивость к антибиотикам в настоящее время является серьезной проблемой, и частота устойчивости будет исследована с использованием антибиотика рифампицина и лабораторного штамма E.coli. Одним из возможных решений проблемы устойчивости к антибиотикам является бактериофаг, вирус, который естественным образом инфицирует бактерии. Студенты выделят бактериофаг из органического материала и попытаются классифицировать его способность инфицировать бактерии и его морфологические характеристики. Будет обсуждаться молекулярная структура макромолекул, включая белки и рибонуклеиновые кислоты, и возможные полевые поездки могут включать посещение Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Стэнфордском университете. Здесь было обнаружено много открытий, включая то, как ДНК транслируется в белок.

                                                                                                                Передаваемые навыки: инструменты для достижения успеха

                                                                                                                Вас может удивить или не удивить, что для работы университетским исследователем требуется целый ряд навыков, помимо конкретных научных знаний, необходимых для выбранной вами дисциплины или специальности. Это требует коммуникативных навыков, таких как умение представить свою работу письменно и устно. Это требует компетенции в области информационных технологий, включая способность находить и оценивать (достоверность) информации и использовать различные аппаратные и программные инструменты (например,грамм. электронные таблицы, базы данных, статистическое программное обеспечение, другие инструменты для работы с данными). Это требует всех этих навыков для эффективного проведения исследований, таких как сбор, анализ и интерпретация данных, критическое мышление и решение проблем, а также способность проводить лабораторные и / или полевые работы. И, конечно же, критически важны базовые знания английского языка, естественных наук, математики и компьютеров.

                                                                                                                Основная миссия курса UCSC COSMOS Transferable Skills — способствовать будущему академическому (и профессиональному) успеху студентов посредством изучения и развития передаваемых навыков: i.е. те компетенции, которые учащиеся развивают во время учебы в школе, которые способствуют академической успеваемости, возможному переходу в рабочую силу и которые применимы во многих других жизненных ситуациях.