Практическое занятие №3

1. Тема:

Строение эукариотических клеток. Цитоплазма и ее компоненты

2. Учебные цели:

Знать:

- особенности организации эукариотических клеток

- строение и функцию органоидов цитоплазмы

Уметь:

- определять при микроскопировании органоиды цитоплазмы (комплекс Гольджи, клеточный центр).

Владеть:

-техникой микроскопирования при малом и большом увеличениях светового микроскопа;

- техникой микроскопического анализа при иммерсионном увеличении.

.

3. Вопросы для самоподготовки по данной теме:

1. Строение эукариотической клетки.

2. Цитоплазма и ее компоненты: гиалоплазма, органоиды, включения.

3. Классификации органоидов цитоплазмы.

4. Органоиды общего назначения.

5. Строение и функция одномембранных органоидов: ЭПС, комплекс Гольджи, лизосомы (виды), пероксисомы, вакуоли растительных клеток.

6. Строение и функция двумембранных органоидов: митохондрии, пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты).

7. Строение и функция немембранных органоидов: рибосомы, клеточный центр, микротрубочки.

8. Органоиды специального назначения: микроворсинки, реснички, жгутики, миофибриллы, нейрофибриллы.

9. Включения: трофические, секреторные, специальные.

10. Организация потоков веществ, энергии и информации в клетке.

4. Вид занятия: практическое.

5. Продолжительность занятия – 3 часа (135 мин.).

6. Оснащение. Микроскопы, иммерсионные объективы, постоянные микропрепараты, электронные фотографии, слайды, таблицы : № 5 «Строение клетки», № 6 «Строение животной клетки», № 7 «Лизосомы», № 8 «Митохондрии», № 9 «Пластинчатый комплекс Гольджи», № 10 «Клеточный центр».

7. Содержание занятия:

7.1. Контроль исходного уровня знаний и умений.

7.2. Разбор с преподавателем узловых вопросов, необходимых для освоения темы занятия.

Органоиды общего назначения

Среди них можно выделить три группы:

1 - органоиды, участвующие в синтезе веществ;

2 - органоиды с защитной пищеварительной функцией;

3 - органоиды, обеспечивающие клетку энергией.

4 – органоиды, участвующие в делении и движении клеток.

1. Органоиды, участвующие в синтезе веществ

В любой клетке совершается синтез свойственных ей веществ, являющихся либо строительным материалом для новообразующихся структур взамен изношенных, либо ферментами, участвующими в биохимических реакциях, либо секретами, выделяемыми из клеток желез.

Исходными продуктами для синтеза служат вещества, образующиеся при распаде клеточных структур, но, главным образом, поглощаемые клеткой извне. При этом те из них, которые представляют собой цельные молекулы белков, жиров и углеводов, предварительно адсорбированные на поверхности клетки и поступившие в цитоплазму, расщепляются с помощью ферментов на составные части. Активная роль в синтезе клеточных веществ принадлежит эндоплазматической сети и рибосомам.

Эндоплазматическая сеть (эпс)

Эндоплазматическая сеть (эндоплазматический ретикулум) впервые была обнаружена американским ученым Портером в 1945 г. при электронной микроскопии культур клеток соединительной ткани - фибробластов - и названа эндоплазматической сеть. Различают две разновидности ЭПС: гладкую (агранулярную) и шероховатую (гранулярную). Обе они образованы цистернами или каналами, которые ограничены мембраной, толщиной 6-7 нм. На наружной поверхности мембраны шероховатой ЭПС имеются рибонуклеопротеидные гранулы - рибосомы, отсутствующие на поверхности мембран гладкой сети. Оба типа ЭПС обычно находятся в непосредственной структурной взаимосвязи вследствие прямого перехода мембран ЭПС одного типа в мембраны ЭПС другого типа, а содержимое каналов и цистерн этих разновидностей ЭПС не разграничено специальными структурами. Тем не менее, обе разновидности ЭПС представляют собой дифференцированные специфические внутриклеточные органоиды, специализированные на реализацию разных функций.

Строение гладкой ЭПС. Она представлена канальцами диаметром 50-100 нм, которые на ультратонких срезах выглядят в виде парных мембран (трубочек) или мешочков. Мембраны гладкой цитоплазматической сети имеют много общего с остальными клеточными мембранами. В основе их строения лежит липопротеидный комплекс со значительным содержанием липидов (до 50%), Толщина каждой мембраны около 6-7 нм. Агранулярная ЭПС постоянно присутствует в клетках печени, клубочковой и пучковой зонах надпочечников, а также в сердечных миоцитах и мышечных волокнах скелетной мускулатуры. Агранулярная сеть, как правило, определяется в местах скопления гликогена или липидных включений.

Функцию ЭПС гладкого типа связывают, главным образом, с углеводным и жировым обменом. Считают, что она участвует в синтезе липидов и расщеплении гликогена, предохраняя при этом образующуюся глюкозу от действия гликолитических ферментов.

Наконец, все более очевидной становится значение гладкой эндоплазматической сети, как системы внутриклеточного проведения импульсов, в частности, в мышечных волокнах, где она лежит вдоль миофибрилл (белковые нити, способные к сокращению при раздражении). Гладкая ЭПС может транспортировать и накапливать вещества, осуществлять функцию детоксикации вредных продуктов обмена. В поперечно полосатой мышечной ткани гладкая ЭПС играет роль резервуара ионов кальция, а ее мембраны содержат мощные кальциевые насосы, которые в сотые доли секунды могут выбрасывать большие количества ионов в цитоплазму или, наоборот, транспортировать их в полость этих каналов. ЭПС в клетках надпочечников специализирована на синтез предшественников стероидных гормонов.

Строение ЭПС гранулярного типа. Состоит из разветвленной системы канальцев или плоских мешочков, ограниченных липопротеидными мембранами, на поверхности которых расположены рибосомы. Она обнаружена почти во всех клетках, но наиболее сильно развита в клетках с высоким уровнем белкового обмена, например, в клетках эндокринной системы, поджелудочной железы, печени, слюнных желез, нейронах центральной нервной системы и т. д. Так, в секреторных клетках, синтезирующих белки на экспорт, гранулярная ЭПС занимает основную часть цитоплазмы.

После гибели клеток гранулярная ЭПС разрушается значительно позже, чем агранулярная.

Функцию ЭПС гранулярного типа, прежде всего, связывают с обеспечением синтеза белка, внутриклеточного транспорта и начальной пострансляционной модификацией белков, синтезируемых на прикрепленных рибосомах. Доказано, что на поверхности гранулярной ЭПС осуществляется синтез ряда простых веществ белковой природы. Синтезируемые вещества способны поступать в пространство ЭПС и передвигаться внутри клетки. Установлено, что мембраны ЭПС могут переходить в наружную мембрану ядерной оболочки. Вследствие этого пространство ЭПС может сообщаться с перинуклеарным пространством, расположенным между наружной и внутренней мембранами оболочки ядра. Иногда гранулярная ЭПС может играть роль резервуара для хранения запасных питательных веществ.

Кроме того, важнейшей функцией мембраны ЭПС является ее способность ограничивать однородные участки цитоплазмы и вещества, в них содержащиеся. Такое явление называется компартментализацией цитоплазмы.

Биогенез ЭПС. Этот вопрос представляет большой интерес, поскольку ЭПС является динамической структурой, претерпевающей значительные изменения в связи с функциональными колебаниями, свойственными клеткам. Так, например, при голодании организма, когда снижается синтез белков и интенсивно расходуется гликоген печени, в ее клетках уменьшается масса гранулярной сети и резко возрастает объем агранулярной сети.

В настоящее время существует несколько точек зрения об источниках образования мембран ЭПС: 1 - образование мембран при участии ядерной оболочки; 2 - образование новых мембран в существующей гранулярной ЭПС, которые лишь вторично превращаются в систему гладкой ЭПС; 3 - образование мембран заново из имеющихся в цитоплазме белков и липидов.