Taime- ja loomarakkude omaduste võrdlus. Erinevate kuningriikide rakkude võrdlus Eukarüootsete rakkude ehituse võrdlevate omaduste tabel

Bakterite, taimede ja loomade rakustruktuuri võrdlus Raku struktuur Funktsioon Bakterid Taimed Loomad Tuum Päriliku teabe säilitamine, RNA süntees Ei Jah Jah Kromosoom Lineaarsest DNA-st koosnev pärilik materjal Ei Jah ... Wikipedia

Sellel terminil on ka teisi tähendusi, vt Cell (tähendused). Inimese vererakud (HEM) ... Wikipedia

epiteelirakud. Rakuteooria on üks üldtunnustatud bioloogilisi üldistusi, mis kinnitab taime- ja loomamaailma struktuuri ja arengu printsiibi ühtsust, milles rakku käsitletakse ühise struktuurielemendina ... ... Wikipedia

epiteelirakud. Rakuteooria on üks üldtunnustatud bioloogilisi üldistusi, mis kinnitab taimede, loomade ja teiste rakulise struktuuriga elusorganismide maailma ehituse ja arengu põhimõtte ühtsust, milles rakk ... ... Wikipedia

Rakk on kõigi elusorganismide (v.a viirused, mida sageli nimetatakse mitterakulisteks eluvormideks) ehituse ja elutegevuse elementaarne üksus, millel on oma ainevahetus, mis on võimeline iseseisvalt eksisteerima, ... ... Wikipedia

Prokarüootid ... Vikipeedia

Iga rakk sisaldab palju keemilisi elemente, mis osalevad erinevates keemilistes reaktsioonides. Rakus toimuvad keemilised protsessid on selle elu, arengu ja toimimise üks peamisi tingimusi. Mõned keemilised elemendid rakus ... ... Wikipedia

Tunni tüüp: õppimine ja teadmiste esmane kinnistamine.

Tunni eesmärgid

Hariduslik: teadmiste süstematiseerimine taimede, loomade ja seente rakkude struktuuriomaduste kohta; omandatud teadmiste rakendamise oskuse kujundamine erinevate rakutüüpide võrdlemisel; mikroskoobiga töötamise oskuste tugevdamine.

pedagoogid: materialistlike vaadete kujunemine eluslooduse ühtsusest; moraalsete omaduste kujundamine: sõprustunne, distsipliin.

Hariduslik: analüütilise mõtlemise arendamine, õpilaste kõne, sõnavara rikastamine; iseseisva töö oskuste arendamine õpikuga, mikroskoobiga.

Varustus: 11–12 mikroskoopi, taime-, looma- ja seenerakkude mikropreparaadid, tabelid: „Puur“, „Taimerakk“, „Seenerakk“, projektor, slaidid.

Tundide ajal

I. Organisatsioonimoment

II. Varem uuritud materjali assimilatsiooni kontrollimine

1. Millisesse kahte rühma on kõik organismid jagatud? ( Prokarüootid ja eukarüootid.)
2. Mis on prokarüootsete ja eukarüootsete rakkude teine ​​nimetus? ( Tuumaeelne ja tuumaenergia.)
3. Millised organismid on prokarüootid? ( Bakterid ja arheed.)
4. Mis on prokarüootide peamine ehituslik tunnus? ( Rakkudel ei ole hästi moodustunud tuuma.)

III. Uue materjali assimilatsioon

Prokarüootide ja eukarüootide võrdlevad omadused

Eukarüootid on erinevad organismid, kuid nende rakkudel on ühine struktuur: tuum, millel on membraan, mis eraldab selle tsütoplasmast. Tsütoplasmas on mitmesuguseid organelle, mida on palju rohkem kui prokarüootsetes rakkudes. Tuuma ilmumine eukarüootses rakus evolutsiooni käigus võimaldas eraldada ruumis ja ajas transkriptsiooniprotsesse - teabe (maatriksi) RNA sünteesi ja translatsiooni - valgu sünteesi ribosoomidel. Prokarüootides võivad mRNA süntees ja valkude süntees toimuda samaaegselt, eukarüootides aga ainult järjestikku.

Harjutus: täitke tabel "Prokarüootsete ja eukarüootsete rakkude võrdlevad omadused".
Milliseid järeldusi saab teha selle tabeli andmete analüüsist? ( Eukarüootsed rakud sisaldavad palju rohkem organelle kui prokarüootsed rakud. Eukarüootsete ja prokarüootsete rakkude ehituse sarnasus viitab eluslooduse ühtsusele.)

Tabel. Prokarüootsete ja eukarüootsete rakkude võrdlevad omadused

Harjutus: võrrelge slaidil näidatud lahtreid. Millised numbrid näitavad prokarüootide, eukarüootide rakke? Millises suunas oli raku areng? ( Raku areng kulges selle struktuuri komplitseerumise teed.)

Taime-, looma- ja seenerakkude struktuuri tunnused

Kuigi erinevate eukarüootide rakkudel on ehituselt ja elustiililt palju ühist (tuuma olemasolu, keemilise koostise sarnasus, ainevahetus- ja energiaprotsessid, universaalne geneetiline kood, jagunemisprotsesside sarnasus), on taimede rakkudel, loomad ja seened erinevad märgatavalt. Need erinevused on nende organismide klassifitseerimise aluseks, st. määrates nad teatud eluslooduse kuningriiki.

Eukarüootse raku ehituse skeem: A - loom; B - taimed

Iseseisev töö rühmades: erinevate kuningriikide esindajate rakkude struktuuritunnuste tuvastamine.

Ülesanne 1. rühmale

1. Loe õpikust "Üldbioloogia" A.O. Ruvinsky artikkel "Eukarüootsete rakkude võrdlevad omadused", alustades sõnadega: "See on iseloomulik taimerakule ...".

2. Uurige taimeraku ettevalmistust mikroskoobi all ja joon. 23 õpikus.

3. Teisaldage tabel oma märkmikusse ja täitke esimene veerg:

4. Jaga paaridesse. Valmistage ette lugu taimeraku omadustest ja kontrollige üksteist.

Ülesanne 2. rühmale

1. Lugege õpiku artiklit "Eukarüootsete rakkude võrdlevad omadused", alustades sõnadega: "Seente kuningriigi esindajate rakkudes ...".

2. Uurige mikroskoobi all limaskesta seenerakkude valmistamist.

3. Viige tabel oma vihikusse ja täitke teine ​​veerg.

4. Jaga paaridesse. Valmistage ette lugu seenerakkude omadustest ja kontrollige üksteist.

Ülesanne 3. rühmale

1. Lugege õpikust artiklit "Eukarüootsete rakkude võrdlevad omadused", alustades sõnadega: "Loomarakkudes ei ole ...".

2. Uurige loomaraku valmistamist mikroskoobi all ja joonistage fig. 23 õpikus.

3. Viige tabel oma vihikusse ja täitke kolmas veerg.

4. Jaga paaridesse. Valmistage ette lugu loomaraku omadustest ja kontrollige üksteist.

Rühmade õpilaste esinemised, täites kõik tabeli veerud tahvlil ja vihikutes.

IV. Õpitud materjali koondamine

1. Millised ehituslikud tunnused toovad seened taimeriigile lähemale? ( Rakuseina olemasolu, liikumatus, tsentraalse vakuooli olemasolu, tsentrioolide puudumine.)

2. Mis toob seened loomariigile lähemale? ( Heterotroofia, kitiini, glükogeeni olemasolu, plastiidide puudumine.)

3. Tehke kindlaks taime- ja loomarakkude struktuuri sarnasused ja erinevused. Tehke omad järeldused. ( Taime- ja loomarakkude struktuuri sarnasus – plasmamembraan, tuuma olemasolu, mitokondrid, ribosoomid, endoplasmaatiline retikulum, Golgi kompleks – näitavad, et nii taime- kui ka loomarakud kuuluvad eukarüootide hulka. Erinevused nende struktuuris -
plastiidid, tsentraalne vakuool, rakusein taimedes – näitavad, et nad kuuluvad erinevatesse kuningriikidesse. Joonisel on organellid tähistatud numbritega.)

Testid

Valige üks õige vastus.

1. Prokarüootidel puudub:

A) mitokondrid;
b) kromosoomid;
c) ribosoomid.

2. Kloroplastid – rakkudele iseloomulikud organellid:

a) loomad;
b) taimed ja loomad;
V) ainult taimed.

3. Tselluloosi rakuseinas on rakud:

A) taimed;
b) loomad;
c) seened.

4. Seened ei ole võimelised fotosünteesiks, sest:

a) nad elavad pinnases;
b) ei sisalda klorofülli;
c) on väikesed.

5. Bakterite ja seente hulka kuuluvad:

a) ühte elusorganismide kuningriiki;
b) taimeriiki;
V) erinevatesse metsloomade kuningriikidesse.

6. Seened toovad kokku loomad:

a) rakuseina ehitus ja liikumatus;
b) autotroofne toitumisviis;
V) heterotroofne toitumisviis.

Valige pakutud vastuste hulgast mitu õiget vastust.

7. Prokarüootide hulka kuuluvad:

a) seened
b) bakterid;
c) putukad;
d) klamüdomonas;
e) samblad;
e) loomad;
g) euglena;
h) sinivetikad.

Kodutöö. Korda üle §6-9: loe, vasta küsimustele, õpi kaldkirjas sõnad selgeks, tead nende tähendust, korda vihikutes olevaid märkmeid.

2.4. Pro- ja eukarüootsete rakkude struktuur. Raku osade ja organellide ehituse ja funktsioonide seos on selle terviklikkuse aluseks

Eksamitöös testitavad põhimõisted ja mõisted: aparatuur

Golgi, vakuool, rakumembraan, rakuteooria, leukoplastid, mitokondrid, rakuorganellid, plastiidid, prokarüootid, ribosoomid, kloroplastid, kromoplastid, kromosoomid, eukarüootid, tuum.

Iga rakk on süsteem. See tähendab, et kõik selle komponendid on omavahel seotud, üksteisest sõltuvad ja suhtlevad üksteisega. See tähendab ka seda, et selle süsteemi ühe elemendi tegevuse katkemine toob kaasa muutusi ja häireid kogu süsteemi töös. Rakkude kogum moodustab kudesid, mitmesugused kuded moodustavad organeid ning elundid, interakteerudes ja täites ühist funktsiooni, moodustavad organsüsteeme. Seda ahelat saab jätkata ja saate seda ise teha. Peamine asi, mida tuleb mõista, on see, et igal süsteemil on teatud struktuur, keerukusaste ja see põhineb selle moodustavate elementide vastasmõjul. Allpool on võrdlustabelid, mis võrdlevad prokarüootsete ja eukarüootsete rakkude struktuuri ja funktsiooni ning analüüsivad ka nende struktuuri ja funktsiooni. Analüüsige neid tabeleid hoolikalt, sest eksamitöödes esitatakse üsna sageli küsimusi, mis nõuavad selle materjali tundmist.

2.4.1. Eukarüootsete ja prokarüootsete rakkude struktuuri tunnused. Võrdlevad andmed

Eukarüootsete ja prokarüootsete rakkude võrdlusomadused.

Eukarüootsete rakkude struktuur.

Eukarüootsete rakkude funktsioonid. Üherakuliste organismide rakud täidavad kõiki elusorganismidele omaseid funktsioone – ainevahetus, kasv, areng, paljunemine; kohanemisvõimeline.

Mitmerakuliste organismide rakud on struktuurilt diferentseeritud, sõltuvalt nende ülesannetest. Spetsiaalsetest rakkudest moodustuvad epiteel-, lihas-, närvi- ja sidekuded.

TEGEVUSTE NÄITED A osa

A1. Prokarüootsete organismide hulka kuuluvad 1) batsill 2) hüdra 3) amööb 4) volvox

A2. Seda funktsiooni täidab rakumembraan

1) valgusüntees

2) päriliku teabe edastamine

3) fotosüntees

4) fagotsütoos ja pinotsütoos

A3. Märkige punkt, kus nimetatud raku struktuur langeb kokku selle funktsiooniga

1) neuron - kontraktsioon

2) leukotsüüdid - impulsi juhtivus

3) erütrotsüüdid - gaasi transport

4) osteotsüüt - fagotsütoos

A4. Rakuenergiat toodetakse

1) ribosoomid 3) tuum

2) mitokondrid 4) Golgi aparaat

A5. Eemaldage pakutud loendist mittevajalik kontseptsioon

1) lamblia 3) infusoria

2) plasmodium 4) chlamydomonas

A6. Eemaldage pakutud loendist mittevajalik kontseptsioon

1) ribosoomid 3) kloroplastid

2) mitokondrid 4) tärklise terad

A7. Seda funktsiooni täidavad raku kromosoomid

1) valkude biosüntees

2) päriliku teabe säilitamine

3) lüsosoomide moodustumine

4) ainevahetuse reguleerimine

IN 1. Valige pakutud loendist kloroplastide funktsioonid

1) lüsosoomide moodustumine 4) ATP süntees

2) glükoosi süntees 5) hapniku vabanemine

3) RNA süntees 6) rakuhingamine

AT 2. Valige mitokondrite struktuurilised omadused

1) ümbritsetud topeltmembraaniga

2) sisaldavad klorofülli

3) on cristae

4) volditud välimine membraan

5) ümbritsetud ühe membraaniga

6) sisemembraan on rikas VB ensüümide poolest. Sobitage organell selle funktsiooniga

KELL 4. Täitke tabel, märkides nende struktuuride olemasolu pro- ja eukarüootsetes rakkudes märkidega "+" või "-"

C1. Tõesta, et rakk on terviklik bioloogiline avatud süsteem.

2.5. Ainevahetus: energia- ja plastiline ainevahetus, nende seos. Ensüümid, nende keemiline olemus, roll ainevahetuses. Energia metabolismi etapid. Käärimine ja hingamine. Fotosüntees, selle tähendus, kosmiline roll. Fotosünteesi faasid. Fotosünteesi valguse ja tumedad reaktsioonid, nende seos. Kemosüntees. Kemosünteetiliste bakterite roll Maal

Eksamitöös testitud terminid: autotroofsed organismid,

anabolism, anaeroobne glükolüüs, assimilatsioon, aeroobne glükolüüs, bioloogiline oksüdatsioon, fermentatsioon, dissimilatsioon, biosüntees, heterotroofsed organismid, hingamine, katabolism, hapnikustaadium, ainevahetus, plastiline metabolism, ettevalmistav etapp, fotosünteesi valgusfaas, fotosünteesi tume faas, vee fotosünteesi faas fotosüntees, energiavahetus.

2.5.1. Energia ja plastiline ainevahetus, nende seos

Ainevahetus (ainevahetus) on organismis esinevate kemikaalide sünteesi- ja lagunemisprotsesside kogum. Bioloogid jagavad selle plastikuks (anabolism) ja energiavahetuseks (katabolism), mis on omavahel seotud. Kõik sünteetilised protsessid nõuavad aineid ja energiat, mida tarnivad lõhustumisprotsessid. Lõhenemisprotsesse katalüüsivad plastilise ainevahetuse käigus sünteesitavad ensüümid, kasutades energiavahetuse saadusi ja energiat.

Organismides toimuvate üksikute protsesside jaoks kasutatakse järgmisi termineid:

Anabolism (assimilatsioon) - keerukamate monomeeride süntees lihtsamatest koos energia neeldumise ja akumuleerumisega sünteesitud ainetes keemiliste sidemete kujul.

Katabolism (dissimilatsioon) - keerukamate monomeeride lagunemine lihtsamateks koos energia vabanemisega ja selle salvestamisega ATP makroergiliste sidemete kujul.

Elusolendid kasutavad oma elutegevuseks valgust ja keemilist energiat. Rohelised taimed - autotroofid - sünteesivad orgaanilisi ühendeid fotosünteesi protsessis, kasutades päikesevalguse energiat. Nende süsinikuallikaks on süsinikdioksiid. Paljud autotroofsed prokarüootid saavad energiat kemosünteesi – anorgaaniliste ühendite oksüdatsiooni – käigus. Nende jaoks võivad energiaallikaks olla väävli-, lämmastiku- ja süsinikuühendid Heterotroofid kasutavad süsiniku orgaanilisi allikaid, s.o. toituvad valmis orgaanilisest ainest. Taimede hulgas võib olla neid, mis toituvad segamini (mixotroofsed) - päikesekaste, veenuskärbsepüünis või isegi heterotroofne - rafflesia. Üherakuliste loomade esindajatest peetakse rohelist euglenat miksotroofiks.

Ensüümid, nende keemiline olemus, roll ainevahetuses . Ensüümid on alati spetsiifilised valgud – katalüsaatorid. Mõiste "spetsiifiline" tähendab, et objektil, mille kohta seda terminit kasutatakse, on ainulaadsed omadused, omadused, omadused. Igal ensüümil on sellised omadused, kuna reeglina katalüüsib see teatud tüüpi reaktsioone. Ükski biokeemiline reaktsioon kehas ei toimu ilma ensüümide osaluseta. Ensüümmolekuli eripära on seletatav selle struktuuri ja omadustega. Ensüümolekul on aktiivne kese, mille ruumiline konfiguratsioon vastab nende ainete ruumilisele konfiguratsioonile, millega ensüüm interakteerub. Olles oma substraadi ära tundnud, suhtleb ensüüm sellega ja kiirendab selle transformatsiooni.

Ensüümid katalüüsivad kõiki biokeemilisi reaktsioone. Ilma nende osaluseta väheneks nende reaktsioonide kiirus sadu tuhandeid kordi. Näited hõlmavad reaktsioone, nagu RNA polümeraasi osalemine mRNA sünteesis DNA-l, ureaasi toime uureale, ATP süntetaasi roll ATP sünteesis ja teised. Pange tähele, et paljude ensüümide nimed lõpevad tähega "aza".

Ensüümide aktiivsus sõltub temperatuurist, söötme happesusest, substraadi kogusest, millega see interakteerub. Temperatuuri tõustes suureneb ensüümide aktiivsus. See juhtub aga teatud piirini, sest. piisavalt kõrgel temperatuuril valk denatureerub. Keskkond, milles ensüümid võivad toimida, on iga rühma puhul erinev. On ensüüme, mis on aktiivsed happelises või nõrgalt happelises keskkonnas või aluselises või nõrgalt aluselises keskkonnas. Happelises keskkonnas on maomahla ensüümid imetajatel aktiivsed. Kergelt aluselises keskkonnas on soolemahla ensüümid aktiivsed. Pankrease seedeensüüm on aktiivne leeliselises keskkonnas. Enamik ensüüme on aktiivsed neutraalses keskkonnas.

2.5.2. Energia metabolism rakus (dissimilatsioon)

energiavahetus- See on orgaaniliste ühendite järkjärgulise lagunemise keemiliste reaktsioonide kogum, millega kaasneb energia vabanemine, millest osa kulub ATP sünteesiks. Aeroobsete organismide orgaaniliste ühendite lõhustamise protsessid toimuvad kolmes etapis, millest igaühega kaasneb

mitmerakulistes organismides viivad seda läbi seedeensüümid. Üherakulistes organismides on need lüsosoomide ensüümid. Esimene samm on valkude lagunemine.

aminohapeteks, rasvad glütserooliks ja rasvhapeteks, polüsahhariidid monosahhariidideks,

nukleiinhapped nukleotiidideks. Seda protsessi nimetatakse seedimiseks.

Teine etapp on anoksiline (glükolüüs). Selle bioloogiline tähendus seisneb glükoosi järkjärgulise lagunemise ja oksüdatsiooni alguses koos energia akumuleerumisega 2 ATP molekuli kujul. Glükolüüs toimub rakkude tsütoplasmas. See koosneb mitmest järjestikusest reaktsioonist, mille käigus glükoosimolekul muundatakse kaheks püroviinamarihappe (püruvaadi) molekuliks ja kaheks ATP molekuliks, mille kujul talletatakse osa glükolüüsi käigus vabanevast energiast: C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2ATP. Ülejäänud energia hajub soojusena.

Pärmis ja taimerakkudes ( hapnikupuudusega) püruvaat laguneb etüülalkoholiks ja süsinikdioksiidiks. Seda protsessi nimetatakse alkohoolne kääritamine.

Glükolüüsil salvestatud energia on liiga väike organismide jaoks, mis kasutavad hapnikku oma hingamiseks. Seetõttu tekibki loomade, sealhulgas inimeste lihastes suure koormuse ja hapnikupuuduse korral piimhape (C3H6O3), mis akumuleerub laktaadi kujul. Lihastes on valu. Treenimata inimestel toimub see kiiremini kui treenitud inimestel.

Kolmas etapp on hapnik, mis koosneb kahest järjestikusest protsessist – Nobeli preemia laureaadi Hans Krebsi järgi nime saanud Krebsi tsüklist ja oksüdatiivsest fosforüülimisest. Selle tähendus seisneb selles, et hapniku hingamise käigus oksüdeeritakse püruvaat lõppproduktideks – süsinikdioksiidiks ja veeks ning oksüdatsiooni käigus vabanev energia salvestub 36 ATP molekulina. (34 molekuli Krebsi tsüklis ja 2 molekuli oksüdatiivse fosforüülimise käigus). See orgaaniliste ühendite lagunemise energia tagab nende sünteesi reaktsioonid plastilises vahetuses. Hapnikustaadium tekkis pärast piisava koguse molekulaarse hapniku akumuleerumist atmosfääri ja aeroobsete organismide ilmumist.

Oksüdatiivne fosforüülimine ehk rakuhingamine toimub edasi

mitokondrite sisemembraanid, millesse on põimitud elektronide kandja molekulid. Selles etapis vabaneb suurem osa metaboolsest energiast. Kandemolekulid transpordivad elektrone molekulaarsesse hapnikku. Osa energiast hajub soojuse kujul ja osa kulub ATP moodustamiseks.

Energia metabolismi kogureaktsioon:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.

TEGEVUSTE NÄITED A osa

A1. Lihasööjate toitumisviisi nimetatakse

1) autotroofne 3) heterotroofne

2) mixotroofne 4) kemotroofne

A2. Metaboolsete reaktsioonide kogumit nimetatakse:

1) anabolism 3) dissimilatsioon

2) assimilatsioon 4) ainevahetus

A3. Energia metabolismi ettevalmistavas etapis moodustuvad:

1) 2 molekuli ATP ja glükoosi

2) 36 molekuli ATP-d ja piimhapet

3) aminohapped, glükoos, rasvhapped

4) äädikhape ja alkohol

A4. Organismis biokeemilisi reaktsioone katalüüsivad ained on:

1) valgud 3) lipiidid

2) nukleiinhapped 4) süsivesikud

A5. ATP sünteesi protsess oksüdatiivse fosforüülimise ajal toimub:

1) tsütoplasma 3) mitokondrid

2) ribosoomid 4) Golgi aparaat

A6. Energiavahetuse protsessis salvestatud ATP energiat kasutatakse osaliselt reaktsioonideks:

1) ettevalmistav etapp

2) glükolüüs

3) hapniku staadium

4) orgaaniliste ühendite süntees A7. Glükolüüsi saadused on:

1) glükoos ja ATP

2) süsinikdioksiid ja vesi

3) püroviinamarihape ja ATP

4) valgud rasvad süsivesikud

IN 1. Valige sündmused, mis toimuvad inimese energia metabolismi ettevalmistavas etapis

1) valgud lagunevad aminohapeteks

2) glükoos lagundatakse süsinikdioksiidiks ja veeks

3) Sünteesitakse 2 ATP molekuli

4) glükogeen lagundatakse glükoosiks

5) moodustub piimhape

6) lipiidid lagunevad glütserooliks ja rasvhapeteks

AT 2. Ühendage energiavahetuse käigus toimuvad protsessid nende toimumise etappidega

VZ. Määrake toorkartuli tüki muundumiste järjestus sea keha energiavahetuse protsessis:

A) püruvaadi teke B) glükoosi moodustumine

C) glükoosi imendumine verre D) süsihappegaasi ja vee teke

E) oksüdatiivne fosforüülimine ja H2O moodustumine E) Krebsi tsükkel ja CO2 moodustumine

C1. Selgitage maratonisportlaste väsimuse põhjuseid distantsidel ja kuidas sellest üle saadakse?

2.5.3. Fotosüntees ja kemosüntees

Kõik elusolendid vajavad toitu ja toitaineid. Süües kasutavad nad eelkõige orgaanilistes ühendites - valkudes, rasvades, süsivesikutes - salvestunud energiat. Heterotroofsed organismid, nagu juba mainitud, kasutavad taimset ja loomset päritolu toitu, mis juba sisaldab orgaanilisi ühendeid. Taimed loovad orgaanilist ainet fotosünteesi teel. Teadusuuringud fotosünteesi vallas algasid 1630. aastal hollandlase van Helmonti katsetega. Ta tõestas, et taimed ei saa mullast orgaanilisi aineid kätte, vaid loovad neid ise. Joseph Priestley tõestas 1771. aastal õhu "parandust" taimede poolt. Klaaskorgi alla asetatuna imasid nad endasse hõõguva tõrviku poolt vabanenud süsihappegaasi. Uuringud on jätkunud ja nüüdseks on kindlaks tehtud, et fotosüntees on protsess, kus süsihappegaasist (CO2) ja veest moodustuvad valgusenergia abil orgaanilised ühendid, mis toimub roheliste taimede kloroplastides ja mõnede fotosünteetiliste bakterite rohelistes pigmentides.

Prokarüootide tsütoplasmaatilise membraani kloroplastid ja voldid sisaldavad rohelist pigmenti - klorofülli. Klorofülli molekul on võimeline päikesevalguse toimel erutuma ja loovutama oma elektrone ning viima need kõrgemale energiatasemele. Seda protsessi võib võrrelda ülesvisatud palliga. Kui pall tõuseb, salvestab see potentsiaalset energiat; kukkudes kaotab ta selle. Elektronid ei kuku tagasi, vaid võtavad üles elektronikandjad (NADP + - nikotiinamiiddifosfaat). Samal ajal kulub nende poolt varem kogunenud energia osaliselt ATP moodustamiseks. Jätkates võrdlust visatud palliga, võib öelda, et pall, kukkudes, soojendab ümbritsevat ruumi ning osa langevate elektronide energiast salvestub ATP kujul. Fotosünteesi protsess jaguneb valguse poolt põhjustatud reaktsioonideks ja süsiniku sidumisega seotud reaktsioonideks. Neid nimetatakse helendavateks

ja tumedad faasid.

Kõik organismid, millel on rakuline struktuur, jagunevad kahte rühma: eeltuumalised (prokarüootid) ja tuumalised (eukarüootid).

Prokarüootsed rakud, mis sisaldavad baktereid, on erinevalt eukarüootidest suhteliselt lihtsa ehitusega. Prokarüootsel rakul puudub organiseeritud tuum, see sisaldab ainult ühte kromosoomi, mis ei ole ülejäänud rakust membraaniga eraldatud, vaid asub otse tsütoplasmas. Samas sisaldab see ka kogu bakteriraku pärilikku informatsiooni.

Prokarüootide tsütoplasma võrreldes eukarüootsete rakkude tsütoplasmaga on struktuuride koostiselt palju kehvem. Seal on palju väiksemaid ribosoome kui eukarüootsetes rakkudes. Mitokondrite ja kloroplastide funktsionaalset rolli prokarüootsetes rakkudes täidavad spetsiaalsed, üsna lihtsalt organiseeritud membraanivoldid.

Prokarüootsed rakud, nagu ka eukarüootsed rakud, on kaetud plasmamembraaniga, mille peal on rakumembraan ehk limaskestakapsel. Vaatamata oma suhtelisele lihtsusele on prokarüoodid tüüpilised sõltumatud rakud.

Eukarüootsete rakkude võrdlevad omadused. Erinevad eukarüootsed rakud on struktuurilt sarnased. Kuid koos erinevate eluslooduse kuningriikide organismide rakkude sarnasustega on märgatavaid erinevusi. Need puudutavad nii struktuurseid kui ka biokeemilisi omadusi.

Taimerakku iseloomustavad mitmesugused plastiidid, suur tsentraalne vakuool, mis mõnikord surub tuuma perifeeriasse, ja plasmamembraanist väljaspool paiknev tselluloosist koosnev rakusein. Kõrgemate taimede rakkudes puudub rakukeskuses tsentriool, mida leidub ainult vetikates. Varutoitaine süsivesik taimerakkudes on tärklis.

Seeneriigi esindajate rakkudes koosneb rakusein tavaliselt kitiinist, ainest, millest ehitatakse lülijalgsete välisskelett. Olemas tsentraalne vakuool, plastiidid puuduvad. Ainult mõnel seenel on rakukeskuses tsentriool. Seenerakkudes säilitatav süsivesik on glükogeen.

Loomarakkudes ei ole tihedat rakuseina ega plastiide. Loomarakus puudub tsentraalne vakuool. Tsentriool on iseloomulik loomarakkude rakukeskusele. Glükogeen on ka süsivesikute varuks loomarakkudes.

Küsimus number 6. Rakkude elu ja mitootilised tsüklid

Raku kui elussüsteemi oluline omadus on võime isepaljuneda, mis on organismide kasvu-, arengu- ja paljunemisprotsesside aluseks. Keharakud puutuvad kokku erinevate kahjulike teguritega, kuluvad ja vananevad. Seetõttu peab iga rakk lõpuks surema. Et organism saaks edasi elada, peab ta tootma uusi rakke sama kiirusega kui vanad surevad. Seetõttu on rakkude jagunemine kõigi elusorganismide elu eelduseks. Üks peamisi rakkude jagunemise liike on mitoos. Mitoos on raku tuuma jagunemine, mille käigus moodustuvad kaks tütarrakku koos kromosoomide komplektiga, mis emarakul on. Tuuma jagunemisele järgneb tsütoplasma jagunemine. Mitootiline jagunemine toob kaasa rakkude arvu suurenemise, mis tagab kõigi kõrgemate loomade ja taimede kasvu, regenereerimise ja rakkude asendamise protsessid. Üherakulistes organismides on mitoos mittesugulise paljunemise mehhanism. Kromosoomid mängivad olulist rolli rakkude jagunemise protsessis, kuna need edastavad pärilikku teavet ja osalevad rakkude metabolismi reguleerimises.

Raku moodustumise ja tütarrakkudeks jagunemise vahelist protsesside jada nimetatakse rakutsükliks. Tsükli interfaasis kahekordistub DNA hulk kromosoomides. Mitoos tagab järgnevate rakkude põlvkondade geneetilise stabiilsuse.

Rakkude elu ja rakutsüklid

Võimalikud sihtkohad

periodiseerimine

Raku elus eristatakse elutsüklit ja rakutsüklit. Elutsükkel on palju pikem – see on periood alates raku tekkest emaraku jagunemise tulemusena ja kuni järgmise sektsioonini ehk rakusurmani. Kogu elu jooksul rakud kasvavad, diferentseeruvad ja täidavad teatud funktsioone. Rakutsükkel on palju lühem. See on jagunemiseks (interfaas) ja jagunemiseks (mitoos) valmistumise tegelik protsess. Seetõttu nimetatakse seda tsüklit ka mitoosiks. Selline periodiseerimine (elu ja mitootilise tsükli kohta) on üsna meelevaldne, kuna raku eluiga on pidev, jagamatu protsess. Niisiis langeb embrüonaalsel perioodil, kui rakud kiiresti jagunevad, elutsükkel rakulise (mitootilise) elutsükliga. Pärast diferentsiaalrakke, kui igaüks neist täidab teatud funktsiooni, on elutsükkel mitootilisest pikk. Rakutsükkel koosneb interfaasist, mitoosist ja tsütokineesist. Rakutsükli pikkus on organismiti erinev.

Interfaas on raku ettevalmistamine jagunemiseks, see moodustab 90% kogu rakutsüklist. Selles etapis toimuvad kõige aktiivsemad metalliprotsessid. Tuum on homogeense välimusega - see on täidetud õhukese võrguga, mis koosneb üsna pikkadest ja õhukestest üksteisega kattuvatest niitidest - kromoneemidest. Vastava kujuga tuum, mis on ümbritsetud kahe sfäärilise tuumamembraaniga, mille poorid on umbes 40 µm läbimõõduga. Interfaasi tuumas toimuvad ettevalmistused jagunemiseks, interfaas on jagatud teatud perioodideks: G1 - DNA replikatsioonile eelnev periood; DNA replikatsiooni S-periood; G2 on ajavahemik replikatsiooni lõpust mitoosi alguseni. Iga perioodi kestust saab määrata autoradiograafia meetodil.

Presünteetiline periood (G1 - inglise keelest. Gap - intervall) toimub vahetult pärast lõiku. Siin toimuvad järgmised biokeemilised protsessid: kromosoomide ja akromaatilise aparatuuri ehitamiseks vajalike makromolekulaarsete struktuuride süntees (DNA, RNA, histoonid ja muud valgud), suureneb ribosoomide ja mitokondrite arv ning teostuseks koguneb energiamaterjali. struktuursed ümberkorraldused ja keerulised liikumised jagunemise ajal. Rakk kasvab intensiivselt ja suudab oma funktsiooni täita. Geneetilise materjali komplekt on 2p2s.

Sünteetilisel perioodil (S) DNA kahekordistub, iga kromosoom loob replikatsiooni tulemusena endaga sarnase struktuuri. Toimub RNA ja valkude süntees, mitootiline aparaat ja tsentrioolide täpne kahekordistumine. Need lahknevad eri suundades, moodustades kaks poolust. Geneetilise materjali komplekt on 2n4s. Siis tuleb sünteesijärgne periood (G2) – rakk salvestab energiat. Akromatiini spindli valgud sünteesitakse, käivad ettevalmistused mitoosiks. Geneetiline materjal on 2n4s. Pärast seda, kui rakk jõuab teatud olekusse: valkude akumuleerumine, DNA koguse kahekordistumine jne, on ta valmis jagunemiseks - mitoosiks

Taime-, looma- ja seenerakkude struktuuri sarnasused ja erinevused

Sarnasused eukarüootsete rakkude struktuuris.

Nüüd on võimatu täiesti kindlalt öelda, millal ja kuidas elu Maal tekkis. Samuti ei tea me täpselt, kuidas esimesed elusolendid Maal toitusid: autotroofselt või heterotroofselt. Kuid praegu eksisteerivad meie planeedil rahumeelselt koos mitme elusolendite kuningriigi esindajad. Vaatamata suurele erinevusele ehituses ja elustiilis on ilmne, et nende vahel on rohkem sarnasusi kui erinevusi ning tõenäoliselt on neil kõigil ühised esivanemad, kes elasid kaugel arheani ajastul. Tavaliste "vanaisade" ja "vanaemade" olemasolust annavad tunnistust mitmed ühised tunnused eukarüootsetes rakkudes: algloomad, taimed, seened ja loomad. Need märgid hõlmavad järgmist:

Raku struktuuri üldplaan: rakumembraani olemasolu, tsütoplasma, tuumad, organellid;
- rakus toimuvate ainevahetus- ja energiaprotsesside põhimõtteline sarnasus;
- pärilik kodeerimine teavet nukleiinhapete abil;
- rakkude keemilise koostise ühtsus;
- sarnased rakkude jagunemise protsessid.

Taime- ja loomarakkude struktuuri erinevused.

Evolutsiooniprotsessis tekkis erinevate elusolendite kuningriikide esindajate rakkude eksisteerimise ebavõrdsete tingimuste tõttu palju erinevusi. Võrrelgem taime- ja loomarakkude ehitust ja elutähtsaid funktsioone (tabel 4).

Peamine erinevus nende kahe kuningriigi rakkude vahel seisneb nende toitumises. Kloroplaste sisaldavad taimerakud on autotroofid, st nad sünteesivad fotosünteesi käigus valgusenergia arvelt ise eluks vajalikke orgaanilisi aineid. Loomarakud on heterotroofid, see tähendab, et süsinikuallikaks nende enda orgaaniliste ainete sünteesiks on toiduga kaasas olevad orgaanilised ained. Need samad toitained, nagu süsivesikud, on loomadele energiaallikaks. On erandeid, näiteks rohelised flagellaadid, mis on võimelised valguses fotosünteesiks ja toituvad pimedas valmis orgaanilistest ainetest. Fotosünteesi tagamiseks sisaldavad taimerakud plastiide, mis kannavad klorofülli ja teisi pigmente.

Kuna taimerakul on rakusein, mis kaitseb selle sisu ja tagab püsiva kuju, siis jagunemisel tekib tütarrakkude vahele vahesein ning loomarakk, millel sellist seina pole, jaguneb ahenemise moodustumisega.

Seenerakkude omadused.

Seega on seente eraldamine iseseisvasse kuningriiki, kus on üle 100 tuhande liigi, täiesti õigustatud. Seened pärinevad kas kõige iidsematest klorofülli kaotanud niitvetikatest ehk taimedest või mõnest meile tundmatust iidsest heterotroofist ehk loomadest.

1. Mille poolest erineb taimerakk loomarakust?
2. Millised on erinevused taimede ja loomade rakkude jagunemises?
3. Miks on seened eraldiseisva kuningriigina välja toodud?
4. Mis on ühist ning milliseid ehitus- ja eluerinevusi saab eristada, kui võrrelda seeni taimede ja loomadega?
5. Milliste tunnuste põhjal võime eeldada, et kõigil eukarüootidel olid ühised esivanemad?

Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Bioloogia 10. klass
Esitasid veebisaidi lugejad