Доклад строение и деление клетки сообщение 5 класс (описание для детей)

Симбиогенез. История о том, как съеденная жертва стала звеном эволюции

Между живой клеткой и большинством высокоупорядоченных небиологических систем, таких как кристалл или снежинка, существует пропасть настолько обширная и абсолютная, как только можно представить»

Майкл Дентон, британско-австралийский биохимик

Миллионы лет назад, когда начала зарождаться жизнь, Землю населяли одноклеточные безъядерные создания. Они жили, питались и размножались. Крупные особи пожирали мелких. Однажды кроха, проглоченная «хищником», выжила внутри его организма и поселилась там. Поскольку внутри одноклеточного прокариота была лишь цитоплазма, кроха прижилась в ней. Спустя годы эволюции съеденные микроскопические организмы превратились в митохондрии и хлоропласты. На самом деле все происходило не так быстро, как может показаться.

Нуклеиновые кислоты

Схема строения молекулы ДНК: Ф — остаток фосфорной кислоты; Д — дезоксирибоза; А,Г,Т,Ц — первые буквы названий азотистых оснований(аденин, гуанин, цитозин, тимин).

Нуклеиновые кислоты представляют собой сложные высокомолекулярные биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.

Существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). ДНК входит в основном в хроматин ядра, хотя небольшое ее количество содержится и в некоторых органоидах (митохондрии, пластиды). РНК содержится в ядрышках, кариолимфе, рибосомах, митохондриях, пластидах и в гиалоплазме клетки.

Структура молекулы ДНК была впервые расшифрована Дж. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 г. Она представляет собой две полинуклеотидные цепи, соединенные друг с другом. Мономерами цепей являются нуклеотиды. В состав каждого нуклеотида входят: пятиуглеродный сахар – дезоксирибоза, остаток фосфорной кислоты и одно из четырех азотистых оснований: аденин и гуанин (пуриновые основания), цитозин и тимин (пиримидиновые основания). Нуклеотиды отличаются один от другого только азотистыми основаниями.

Нуклеотиды соединяются в цепочку путем образования фосфодиэфирных (ковалентных) связей между дезоксирибозой одного и остатком фосфорной кислоты другого, соседнего, нуклеотида. Молекулы ДНК могут содержать от 200 до 2 * 108 нуклеотидов. Огромное разнообразие молекул ДНК достигается разным составом, количеством и различной последовательностью нуклеотидов. Обе цепочки объединяются в одну молекулу ведородными связями, возникающими между азотистыми основаниями нуклеотидов противоположных цепочек, причем в виду определенной пространственной конфигурации между аденином и тимином устанавливаются две связи, а между гуанином и цитозином – три. Вследствие этого нуклеотиды двух цепочек образуют пары: А — Т, Г — Ц . Строгое соответствие нуклеотидов друг другу в парных цепочках ДНК называется комплементарностью (дополнительностью). Это свойство лежит в основе репликации (самоудвоения) молекулы ДНК.

Репликация молекулы ДНК происходит следующим образом. Под действием фермента (ДНК-полимераза) разрываются водородные связи между нуклеотидами двух цепочек и к освободившимся связям по принципу комплементарности присоединяются соответствующие нуклеотиды ДНК.

Следовательно, порядок нуклеотидов в «старой» цепочке ДНК определяет порядок нуклеотидов в «новой», т.е. «старая» цепочка ДНК является матрицей для синтеза «новой». Такие реакции называются реакциями матричного синтеза; они характерны только для живого.

Роль ДНК в клетке заключается в хранении, воспроизведении и передаче генетической информации. Благоларя матричному синтезу наследственная информация дочерних клеток точно соответствует материнской.

РНК, как и ДНК, представляет собой полимер, состоящий из мономеров – нуклеотидов. Структура нуклеотидов РНК сходна с таковой ДНК, но имеет следующие отличия: вместо дезоксирибозы в состав нуклеотидов РНК входит пятиуглеродный сахар – рибоза, а вместо азотистого основания тимина – урацил. По сравнению с ДНК в состав РНК входит меньше нуклеотидов, и, следовательно, ее молекулярная масса меньше. В клетках эукариот встречаются только одноцепочечные молекулы РНК.

Имеется три типа РНК: информационная, транспортная и рибосомальная.

Информационная РНК (и-РНК) состоит из 300 — 30000 нуклеотидов и составляет примерно 5% от всей РНК, содержащейся в клетке. Она представляет собой комплементарную копию определенного участка ДНК (гена). Молекулы и-РНК выполняют роль переносчиков генетической информации от ДНК к месту синтеза белка ( в рибосомы) и непосредственно участвуют в сборке его молекул.

Транспортная РНК (т-РНК) составляет до 10% от всей РНК клетки и состоит из 75 — 85 нуклеотидов. Молекулы т-РНК транспортируют аминокислоты из цитоплазмы в рибосомы.

Основную часть РНК цитоплазмы (около 85%) составляет рибосомальная РНК (р-РНК). Она входит в состав рибосом. Молекулы р-РНК состоят из 3 — 5 тыс. нуклеотидов. р-РНК обеспечивает определенное пространственное взаиморасположение и-РНК и т-РНК.

Источники информации
1. Биология для абитуриентов. Авторы: Давыдов В.В. , Бутвиловский В.Э. , Рачковская И. В. , Заяц Р.Г.

Вода и ее роль в клетке

Содержание воды в клетках различных тканей колеблется от 20% (в костной ткани) до 85% (в нервной ткани).

Молекула воды полярная (является диполем), что делает ее хорошим растворителем. Полярность и нелинейность молекулы воды определяется тем, что атомы водорода и кислорода, входящие в ее состав, различны по размерам и электроотрицательности.

Вода – хороший растворитель. Электростатическое притяжение между полярными молекулами воды и ионами сильнее, чем притяжение между катионом и анионом. В водном растворе ионы гидратируются.

Вещества, молекулы которых полярны и легко взаимодействуют с молекулами воды, называются гидрофильными. Вещества, молекулы которых неполярны и не могут растворяться в воде, называют гидрофобными.

В воде такие вещества взаимодействуют друг с другом, образуя комплексы таким образом, чтобы с водой соприкасалась как можно меньшая поверхность.

Молекулы воды способны образовывать водородные связи. Одна молекула может образовать водородные связи с 4 другими молекулами воды.

Способность молекул воды образовывать водородные связи обеспечивает ряд ее свойств:

высокая удельная теплоемкость;
вязкость и поверхностное натяжение;
несжимаемость.

Удельная теплоемкость – количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 кг воды на 1°С, очень велика. Большое количество энергии тратится на разрыв водородных связей.

Водородные связи являются причиной вязкости воды, а также обеспечивают силы поверхностного натяжения: на поверхности воды из-за сильного притяжения ее молекул возникают силы сцепления, направленные внутрь воды.

Таблица 8 Свойства воды

Свойства воды	Роль воды, определяемая этим свойством
Молекулы воды являются диполями, вода – полярное вещество	Вода – хороший растворитель
Вода несжимаема	Вода обеспечивает тургор клеток
Вода обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью	Вода участвует в теплорегуляции клетки
Вода обладает текучестью	Вода переносит растворенные в ней вещества

Другие функции воды в клетке:

Среда для протекания химических реакций
Участник и продукт химических реакций
Источник водорода и кислорода в фотосинтезе цианобактерий и эукариот
Снижает силу трения в некоторых структурах

Неорганические соли и их роль в клетке

В большинстве клеток и тканей соли присутствуют в растворенном состоянии, т.е. в виде катионов и анионов. Некоторые ткани содержат нерастворимые соли в составе своего межклеточного вещества (например, костная ткань животных).

Основными катионами клеток являются К+, Na+, Ca2+, Mg2+, основными анионами – Cl-, HPO24-, H2PO4-, HCO-3.

Катионы и анионы распределены неравномерно между клеткой и внеклеточной средой, что является необходимым условием существования клетки. Так, содержание ионов калия существенно выше внутри клетки, а ионов натрия – во внеклеточной среде.

Таблица 9 Значение некоторых ионов в клетке

Ионы натрия, калия и хлора	Участвуют в формировании нервных импульсов
Ионы калия, кальция, магния	Активируют ряд ферментов
Ионы кальция	Участвуют в свертывании крови Участвуют в мышечном сокращении В составе извести являются компонентами межклеточного вещества костной ткани, раковин моллюсков и др.
Ионы магния	Входят в состав хлорофилла
Ионы железа Fe2+	Входят в состав гемоглобина
Ионы цинка	Входят в состав гормона поджелудочной железы инсулина
Ионы иода	Входят в состав гормона щитовидной железы тироксина
Анионы HPO24-, H2PO4-, HCO-3	Входят в состав буферных систем клетки, которые поддерживают рН на постоянном уровне
Анионы РО43-	Входят в состав ряда органических веществ: нуклеотидов, фосфолипидов и др.

Описание макропоказателей

Макроэлементы представлены в виде кислорода, водорода, калия, азота, серы, натрия, железа и других веществ. Некоторые компоненты являются минералами, органическими соединениями. К примеру, углерод состоит из атомов и выделяется при дыхании в виде CO2. В минералах он присутствует в незначительном количестве.

К органическим компонентам относится кислород. Он образуется при фотосинтезе. Аэробными организмами он используется в качестве окислителя при дыхании, обеспечивая их энергией. Особенности строения других макроэлементов:

Водород. Находится в органических органоидах. В максимальной концентрации присутствует в воде. Некоторые бактерии способствуют проведению окислительной реакции.
Азот. Присутствует в белках, мономерах и нуклеиновых кислотах. У животных он выводится с мочевиной, гуанином, аммиаком. В комплексе с оксидом азота вещество регулирует кровяное давление.
Сера. Содержится в аминокислотах и белках. В незначительном количестве присутствует в цитоплазме и межклеточной жидкости.

План реферата:

Введение……………………………………………………….…………..………….. 3
Химический состав клетки……………………………………………….…………… 4
- Атомный состав клетки…………………………………………………… 4
- Молекулярный состав клетки……………………………………………… 4
  1. Неорганические вещества (вода, неорг. ионы)………………… 4
  2. Органические вещества………………………………………… 7
    - Углеводы………………………………………………… 7
    - Липиды………………………………………………………. 7
    - Белки………………………………………………………… 8
    - Нуклеиновые кислоты……………………………………… 9
Строение клетки………………………………………………………………………. 10
- Типы клеточной организации……………………………………………….. 10
- Строение эукариотической клетки………………………………………….. 10

Клеточная оболочка……………………………………………….. 10
Цитоплазма. Органоиды и включения………………………………11

Эндоплазматическая сеть…………………………………….11
Аппарат Гольджи……………………………………….. 12
Митохондрии……………………………………………. 12
Лизосомы………………………………………………….. 12
Пластиды………………………………………………. 13
Рибосомы…………………………………………….. 13
Микротрубочки и микрофиламенты………………… 13
Клеточный центр (центросома)………………….. 13
Специализируемые органоиды…………………….. 13

Значение АТФ в обмене веществ…………… 15
Энергетический обмен в клетке. Синтез АТФ…….. 15
Пластический обмен……………………………. 16
Фотосинтез………………………………………. 16
Хемосинтез……………………………….. 17

Жизненный (клеточный) цикл………………………………. 18
Деление клетки……………………………………………….. 18
1. Амитоз………………………………………………….. 18
2. Митоз……………………………………………………. 29
3. Мейоз…………………………………………………… 20

Сравнение растительной и животной клетки……………………………… 22

Приложение: Иллюстрации к реферату:

Неорганические вещества в составе клетки (Таблица)

Неорганические вещества, которые содержаться в клетке, можно разделить на 2 основные группы: вода и минеральные соли. Их особенности строения, функции и свойства даны в таблице ниже.

Таблица неорганические вещества в клетке

Неорганические вещества клетки

Особенности строения и свойств

Полярная молекула; хороший растворитель

Внутренняя среда клетки; среда для протекания биохимических реакций;

перемещение веществ, определенный объем и упругость клетки;

регулятор тепла и кислотности.

Положительно и отрицательно заряженные ионы (катионы и анионы).

Катионы К + , Na + , Са 2+ , Mg :+ , NH₄ +

Обеспечивают постоянство химического состава внутриклеточной среды;

участвуют в образовании жизненно важных веществ (гормонов);

отвечают за проведение нервного импульса, обеспечивают рост и развитие клетки;

участвуют в активации ферментов и т.д.

Значение воды в клетке и организме

1. Вода является растворителем для полярных веществ. Большинство химических реакций в клетке протекает в водных растворах.

2. Неполярные вещества, а также неполярные участки молекул гидрофобны, то есть отталкиваются водой и притягиваются друг к другу. Такие взаимодействия играют важную роль в обеспечении стабильности мембран, а также многих белковых молекул, нуклеиновых кислот и ряда субклеточных структур.

3. Вода служит средой для транспорта различных веществ.

4. Вода обладает большой теплоемкостью за счет водородных связей. Это сводит к минимуму происходящие в ней температурные изменения. Благодаря этому биохимические процессы протекают в меньшем интервале температур и с более постоянной скоростью.

5. Вода обладает большой теплотой испарения, то есть испарение сопровождается охлаждением, таким образом вода участвует в терморегуляции организма.

6. Играет важную роль в осмотическом поступлении веществ в клетку и организм и в поддержании тургора.

7. Биологическое значение воды определяется и тем, что она участвует во многих реакциях метаболизма (все реакции гидролиза, выделение кислорода в процессе фотосинтеза).

8. В клетках и тканях различают две формы воды: свободную и связанную. Свободная обладает достаточной подвижностью и участвует в основном в транспорте веществ в организме. Связанная может формировать гидратные оболочки ионов н молекул, образовывать коллоидные растворы белков, капиллярно связываться со стенками сосудов.

_______________

Источник информации:

1. Биология в таблицах и схемах / Спб. — 2004.

2. Общая биология / Левитин М. Г. — 2005.

Источник

Химические элементы клетки

Клетки живых организмов по своему химическому составу значительно отличаются от окружающей их неживой среды и по структуре химических соединений, и по набору и содержанию химических элементов.

Всего в живых организмах присутствует (обнаружено на сегодняшний день) около 90 химических элементов, которые, в зависимости от их содержания, разделяют на 3 основных группы: макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы.

Макроэлементы

Макроэлементы в значительных количествах представлены в живых организмах, начиная от сотых долей процента до десятков процентов. Если содержание какого-либо химического вещества в организме превышает 0.005% от массы тела, такое вещество относят к макроэлементам.

Они входят в состав основных тканей: крови, костей и мышц. К ним относятся, например, следующие химические элементы: водород, кислород, углерод, азот, фосфор, сера, натрий, кальций, калий, хлор.

Макроэлементы в сумме составляют около 99% от массы живых клеток, причем большая часть (98%) приходится именно на водород, кислород, углерод и азот.

В таблице ниже представлены основные макроэлементы в организме:

Элемент	Символ
Главные макроэлементы (99.3 % всех атомов)
Водород	H (63%)
Кислород	O (26%)
Углерод	C (9%)
Азот	N (1 %)
Другие макроэлементы (0.7 % всех атомов)
Кальций	Ca
Фосфор	P
Калий	K
Сера	S
Натрий	Na
Хлор	Cl
Магний	Mg

Для всех четырех самых распространенных в живых организмах элементов (это водород, кислород, углерод, азот, как было сказано ранее) характерно одно общее свойство. Этим элементам не хватает одного или нескольких электронов на внешней орбите для образования стабильных электронных связей.

Так, атому водорода для образования стабильной электронной связи не хватает одного электрона на внешней орбите, атомам кислорода, азота и углерода — двух, трех и четырех электронов соответственно.

В связи с этим, эти химические элементы легко образуют ковалентные связи за счет спаривания электронов, и могут легко взаимодействовать друг с другом, заполняя свои внешние электронные оболочки. Кроме этого, кислород, углерод и азот могут образовывать не только одинарные, но и двойные связи.

Кроме того, углерод, водород и кислород — наиболее легкие среди элементов, способных образовывать ковалентные связи. Поэтому они оказались наиболее подходящими для образования соединений, входящих в состав живой материи.

Необходимо отметить отдельно еще одно важное свойство атомов углерода — способность образовывать ковалентные связи сразу с четырьмя другими атомами углерода. Благодаря этой способности создаются каркасы из огромного количества разнообразных органических молекул

Благодаря этой способности создаются каркасы из огромного количества разнообразных органических молекул.

Микроэлементы

Хотя содержание микроэлементов не превышает 0,005% для каждого отдельного элемента, а в сумме они составляют всего лишь около 1% массы клеток, микроэлементы необходимы для жизнедеятельности организмов.

При их отсутствии или недостаточном содержании могут возникать различные заболевания. Многие микроэлементы входят в состав небелковых групп ферментов и необходимы для осуществления их каталитической функции.

Например, железо является составной частью гема, который входит в состав цитохромов, являющихся компонентами цепи переноса электронов, и гемоглобина — белка, который обеспечивает транспорт кислорода от легких к тканям. Дефицит железа в организме человека вызывает развитие анемии.

А недостаток йода, входящего в состав гормона щитовидной железы — тироксина, приводит к возникновению заболеваний, связанных с недостаточностью этого гормона, таких как эндемический зоб или кретинизм.

Примеры микроэлементов представлены в таблице ниже:

Элемент	Символ
Микроэлементы (менее 0.01% всех атомов)
Железо	Fe
Йод	I
Медь	Cu
Цинк	Zn
Марганец	Mn
Кобальт	Co
Хром	Cr
Селен	Se
Молибден	Mo
Фтор	F
Олово	Sn
Кремний	Si
Ванадий	V

Ультрамикроэлементы

В состав группы ультрамикроэлементов входят элементы, содержание которых в организме крайне мало (менее 10-12 %). К ним относятся бром, золото, селен, серебро, ванадий и многие другие элементы.

Большинство из них также необходимы для нормального функционирования живых организмов. Например, нехватка селена может привести к возникновению раковых заболеваний, а недостаток бора — причина некоторых заболеваний у растений.

Многие элементы этой группы также, как и микроэлементы, входят в состав ферментов.

Перейти к оглавлению.

Тема урока: Химический состав клетки.

Тип урока: Урок открытия новых знаний.

Технология построения урока: развивающее обучение, здоровьесберегающие технологии.

Цель: изучить химический состав клетки, выявить роль органических и неорганических веществ.

Задачи:

— образовательные: знать о химическом составе клетки, а так же о роли органических веществ в жизнедеятельности клетки.

— развивающие: анализировать, сравнивать и обобщать факты; устанавливать причинно-следственные связи; определять органические веществ в клетках растений с помощью опытов; уметь организовать совместную деятельность на конечный результат; уметь выражать свои мысли.

— воспитательные: осознанно достигать поставленной цели; воспитывать положительное отношение к совместному труду.

Планируемые результаты учебного занятия:

Предметные:

— знать химический состав клетки;

— рассмотреть многообразие веществ и их роль в клетке;

— уметь отличать органические вещества от неорганических.

Метапредметные:

— регулятивные: — самостоятельно определять цель учебной деятельности, искать пути решения проблемы и средства достижения цели;

— участвовать в коллективном обсуждении проблемы, интересоваться чужим мнением, высказывать свое;

— коммуникативные: — обсуждать в рабочей группе информацию;

— слушать товарища и обосновывать свое мнение;

— выражать свои мысли и идеи.

— познавательные: — работать с учебником;

— находить отличия;

— составлять схемы-опоры;

— работать с информационными текстами;

— объяснять значения новых слов;

— сравнивать и выделять признаки;

— уметь использовать графические организаторы, символы, схемы для структурирования информации.

Личностные:

— осознавать неполноту знаний, проявлять интерес к новому содержанию;

— устанавливать связь между целью деятельности и ее результатом;

— оценивать собственный вклад в работу группы.

Формирование УУД:

Познавательные УУД

1. Продолжить формирование умения работать с учебником.

2. Продолжить формирование умения находить отличия, составлять схемы-опоры, работать с информационными текстами, объяснять значения новых слов, сравнивать и выделять признаки.

3. Продолжить формирование навыков использовать графические организаторы, символы, схемы для структурирования информации.

Коммуникативные УУД

1. Продолжить формирование умения самостоятельно организовывать учебное взаимодействие при работе в группе (паре).

2. Продолжить формирование умения слушать товарища и обосновывать свое мнение.

3. Продолжить формирование умения выражать свои мысли и идеи.

Регулятивные УУД

1. Продолжить формирование умения самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности (формулировка вопроса урока), выдвигать версии.

2. Продолжить формирование умения участвовать в коллективном обсуждении проблемы, интересоваться чужим мнением, высказывать свое.

3. Продолжить формирование умения определять критерии изучения химического состава клетки.

4. Продолжить формирование навыков в диалоге с учителем совершенствовать самостоятельно выработанные критерии оценки.

5. Продолжить формирование умения работать по плану, сверять свои действия с целью и при необходимости исправлять ошибки самостоятельно.

6. Продолжить обучение основам самоконтроля, самооценки и взаимооценки.

Личностные УУД

1. Создание условий (ДЗ) к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и самопознанию.

2. Осознавать неполноту знаний, проявлять интерес к новому содержанию

3. Устанавливать связь между целью деятельности и ее результатом

4. Оценивать собственный вклад в работу группы.

Формы работы: индивидуальная, фронтальная, групповая.

Методы: частично-поисковый.

Информационно-технологические ресурсы: учебник, рабочая тетрадь, плакат «Строение клетки», уксус, семена огурца и подсолнечника, листья капусты, клубень картофеля, салфетки, кусочек теста, марля, микролаборатория.

Основные термины и понятия: Химические вещества клетки: неорганические и органические. Минеральные соли. Органические вещества. Белки. Углеводы. Жиры.

Микроэлементы, их роль в клетке

Другие химические элементы — медь, марганец, железо, кобальт, цинк, а также (для некоторых организмов) бор, фтор, хром, селен, алюминий, кремний, молибден и иод —- содержатся в небольших количествах (не более 0,01% массы клеток). Они относятся к группе микроэлементов.

Процентное содержание в организме того или иного элемента никоим образом не характеризует степень его важности и необходимости в организме. Кобальт, например, входит в состав витамина В12, иод — в состав гормонов тироксина и тиронина, а медь — в состав ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные процессы; кроме того, медь участвует в переносе кислорода в тканях моллюсков

Железо является составной частью комплексов, выполняющих ряд жизненно важных функций. К ним относятся, например, гем гемоглобина, некоторые ферменты и переносчики электронов (цитохром С).

Значительное число ферментов с разнообразным механизмом действия содержат ионы цинка, марганца, кобальта и молибдена.

Кремний встречается у диатомовых водорослей, хвощей, губок и моллюсков. В хрящах и связках позвоночных животных его содержание может достигать нескольких сотых долей процента.

Бор влияет на рост растений, фтор входит в состав эмали зубов и костей.