ГДЗ: Параграф § 16 / Биология 10 класс

Ключевыми структурами ядра являются:

• Ядерная оболочка: Отделяет ядро от цитоплазмы.
• Нуклеоплазма (кариоплазма): Внутренняя среда ядра.
• Хроматин/Хромосомы: Генетический материал (ДНК и белки).
• Ядрышко: Место синтеза РНК и сборки рибосом.

Основные функции ядра:

• Хранение и передача наследственной информации (ДНК).
• Регуляция всех жизненных процессов клетки.
• Синтез РНК и сборка субъединиц рибосом.

Ядерная оболочка имеет следующие отличия от плазматической мембраны:

• Структура: Ядерная оболочка состоит из двух мембран (внешней и внутренней), плазматическая мембрана — из одной.
• Связь: Наружная ядерная мембрана связана с эндоплазматической сетью и содержит рибосомы, чего нет у плазматической мембраны.
• Поры: Ядерная оболочка пронизана ядерными порами для обмена с цитоплазмой, у плазматической мембраны таких структур нет.
• Состав: Внутренняя мембрана ядра имеет специфические белки, отличающиеся от белков плазматической мембраны.

Хромосома — это высококонденсированная структура ДНК и белков, которая становится видимой при подготовке клетки к делению. Хроматин — это менее спирализованная форма того же генетического материала (ДНК + гистоны), характерная для неделящейся клетки.

Различия между эухроматином и гетерохроматином:

• Эухроматин: Слабо спирализован, окрашивается слабо, содержит активные гены и участвует в синтезе РНК.
• Гетерохроматин: Плотный, сильно спирализован, окрашивается интенсивно, генетически малоактивен или неактивен.

Эта разница обусловлена степенью спирализации (упаковки) молекулы ДНК и связанных с ней белков.

Ядрышко состоит преимущественно из рибосомальной РНК (рРНК), которая синтезируется в этой области, и белков, из которых формируются субъединицы рибосом. Оно также включает ядрышковые организаторы (участки ДНК, кодирующие рРНК).

В естественных условиях невозможно полностью изолировать ядрышко от содержимого ядра, поскольку оно не окружено мембраной и является просто более плотной областью нуклеоплазмы.

Если из амебы удалить ядро, она, вероятно, сможет продолжать питаться и передвигаться в течение некоторого времени, используя уже существующие в цитоплазме белки и запасы энергии. Однако она не сможет расти и размножаться.

Объяснение: Ядро — это центр регуляции и хранилище генетической информации. Без него клетка не сможет синтезировать новые белки, необходимые для роста, восстановления изношенных органоидов или запуска деления клетки. В конечном итоге, все жизненные процессы прекратятся, и амеба погибнет.

Главные структуры прокариотической клетки:

• Клеточная стенка (из муреина).
• Плазматическая мембрана (с мезосомами).
• Цитоплазма.
• Нуклеоид (генетический аппарат).
• Рибосомы (70S).
• Жгутики/Пили (у подвижных форм).

Нельзя считать прокариотные клетки органоидами. Прокариотная клетка — это самостоятельный организм (например, бактерия), способный к метаболизму, росту и размножению. Органоиды (например, митохондрии, ядро) — это специализированные структуры внутри эукариотической клетки, не способные к независимому существованию.

Сходство и различие ядерной оболочки и плазматической мембраны

Сходство:

• Обе структуры являются мембранными образованиями.
• Обе выполняют барьерную и транспортную функции (обеспечивают контролируемый обмен веществ).
• Обе имеют в основе липидный бислой.

Различия и Функциональные отличия:

• Ядерная оболочка:
  • Состоит из двух мембран (внешней и внутренней).
  • Пронизана ядерными порами.
  • Наружная мембрана связана с ЭПС и содержит рибосомы.
  • Местоположение: Окружает ядро.
• Плазматическая мембрана:
  • Состоит из одной мембраны.
  • Не имеет ядерных пор.
  • Связана с окружающей средой и клеточной стенкой (у растений/бактерий).
  • Местоположение: Окружает всю клетку.

Доказательства симбиогенеза

Теория симбиогенеза предполагает, что митохондрии и хлоропласты произошли от древних прокариотических клеток, которые были поглощены (эндоцитоз) более крупными клетками-предками. Доказательства в пользу этой теории:

1. Наличие собственной ДНК: Оба органоида имеют собственную кольцевую ДНК, схожую с ДНК прокариот.
2. Двумембранная структура: Они окружены двумя мембранами. Внешняя мембрана, предположительно, происходит от мембраны фагоцитирующей эукариотической клетки, а внутренняя — от мембраны поглощенного прокариота.
3. Собственные Рибосомы: Внутри органоидов находятся 70S-рибосомы, которые по размеру и чувствительности к антибиотикам схожи с рибосомами прокариот, а не с 80S-рибосомами цитоплазмы эукариот.
4. Размножение: Размножаются путем деления пополам, независимо от деления самой клетки-хозяина, что характерно для прокариот.
5. Автономия синтеза белка: Они способны синтезировать часть своих белков (например, некоторые белки дыхательной цепи или фотосинтетических систем) с использованием своего генетического аппарата.

Предполагаемые предки митохондрий и хлоропластов

• Предки митохондрий: Вероятно, это были аэробные гетеротрофные бактерии. Обоснование: Митохондрии выполняют функцию клеточного дыхания (окисление органических веществ с участием кислорода). Эта функция идентична метаболизму современных аэробных бактерий, которые используют электронно-транспортную цепь на своей мембране.
• Предки хлоропластов: Вероятно, это были фотосинтезирующие прокариоты, подобные современным цианобактериям (сине-зеленым водорослям). Обоснование: Хлоропласты осуществляют фотосинтез. Цианобактерии — единственные прокариоты, которые используют хлорофилл «а» и выделяют кислород в процессе фотосинтеза, что максимально схоже с механизмом фотосинтеза у растений.

Сравнение прокариотной и эукариотной клеток