Клетка живая рисунок: Ответ §1. Клетка – живая система
10.02.1981
Разное
Ответ §1. Клетка – живая система
1) Дайте определения
-
Ответ: Клетка – это единица строения всего живого.
Органоид – это специализированные структуры клетки, выполняющие определенные функции.
2) Верно ли утверждение «Ядро-обязательный компонент всех клеток организмов»? Свой ответ обоснуйте
-
Ответ: Ядро, является центром всех ядерных клеток. Тем не менее, существуют организмы, которые не имеют ядра. Такие организмы называются – бактерии (прокариотами).
3) Заполните таблицу «Строение клетки»
-
Ответ:
Название органоида
Функции
Ядро
Хранит наследственную информацию
Цитоплазматическая мембрана
Защищает клетку, обеспечивает обмен между клетками и окружающей средой
Клеточная стенка
Органоид растения.
Защищает клетку и является опорой
Цитоплазма
Обеспечивает обмен в клетке
ЭПС
Связывает все части клетки между собой, участвует в образовании и транспортировки органических веществ
Аппарат Гольджи
Накопление и транспорт веществ в клетке
Лизосомы
Переваривают пищевые частицы, уничтожают отслужившие органы и клетки
Рибосомы
Синтез белка
Митохондрии
Накопление энергии
Хлоропласты
Имеют пигмент хлорофилл, дающий листьям зеленый цвет. Растительный органоид.
Вакуоль
Заполнен клеточным соком.
Хранит продукты обмена
4) Дополните предложения
-
Ответ: Внутренней средой клетки является цитоплазма. В ней располагаются ядро и многочисленные органоиды. Она соединяет между собой, обеспечивает перемещение различных веществ и является средой, в которой идут различные процессы. Оболочка служит внешним каркасом клетки, придает ей определенную форму и размеры, выполняет защитную и опорную функции, участвует в транспорте веществ в клетку.
5) Рассмотрите рисунок. Подпишите органоиды клетки, обозначенные цифрами
-
Ответ:
1-хлоропласт
2-клеточная стенка
3-цитоплазматическая мембрана
4-лизосома
5-вакуоль
6-аппарат Гольджи
7-ЭПС
8-ядро
6) Сравните строение растительной и животной клеток.
Заполните таблицу
-
Ответ:
Органоиды
Растительная клетка
Животная клетка
Ядро
Х
Х
Цитоплазма
Х
Х
Мембрана
Х
Х
Клеточная стенка
Х
Лизосомы
Х
Хлоропласты
Х
Вакуоль
Х
ЭПС
Х
Рибосомы
Х
Х
7) Нарисуйте в контуре животной клетки соответствующие ей органоиды
-
Ответ:
8) Выполните задания
-
* Подчеркните синей линией органоиды цитоплазмы:
* Подчеркните красной линией структуры, которые находятся в ядре:
-
Ответ:
а) пластиды
б) ядрышко
в) лизосомы
9) Какую роль в клетке выполняют хромосомы?
10) Вставьте пропущенные буквы
-
Ответ: Эндоплазматическая сеть, цитоплазма, митохондрия, рибосома, хлоропласт, вакуоль, хлорофилл, пиноци
тоз, фагоцитоз.
Лабораторная работа
«Строение растительной клетки»
1) Положите лист элодеи в каплю воды на предметном стекле.
2) Расправьте лист препаровальными иглами и накройте покровным стеклом.
3) Рассмотрите препарат под микроскопом (объектив ×20, окуляр ×15).
4) Зарисуйте группу клеток.
-
Ответ:
5) Зарисуйте одну клетку листа элодеи. Подпишите ее части.
-
Ответ:
Лабораторная работа
«Строение животной клетки»
1) Рассмотрите постоянный препарат животной ткани при увеличении в 300 раз.
2) Зарисуйте группу клеток животной ткани.
-
Ответ:
3) Зарисуйте одну клетку. Подпишите ее части
-
Ответ:
4) Сравните эту клетку с клеткой листа элодеи. В чем их сходство и различие?
-
Ответ: Сходство в том, что есть цитоплазмическая мембрана, цитоплазма и ядро. Различия: у клетки элодеи есть хлоропласты, клеточная стенка и вакуоль, а у животной клетки – лизосомы и митохондрии.
Растительная клетка — урок. Биология, 5 класс.
Основой строения всех живых организмов является клетка. Это наименьшая часть организма, способная самостоятельно существовать и имеющая все признаки жизни.
Рис. \(1\). Клетки апельсина
Клетки мякоти апельсина или грейпфрута можно видеть невооружённым глазом или при помощи лупы. Многие клетки настолько малы, что их можно увидеть только под микроскопом. То, что живые организмы состоят из клеток, учёные открыли ещё в \(17\) веке.
Рис. \(2\). Одноклеточная водоросль
Известны самостоятельно существующие организмы, состоящие из одной клетки, например, простейшими является часть зелёных водорослей.
Строение растительной клетки
Рис. \(3\). Растительная клетка
Ядро — самая важная составная часть клетки. Ядро отвечает за все процессы, происходящие в клетке. Ядро содержит наследственную информацию о том, какой будет новая клетка, которая образуется в результате процесса деления.
Цитоплазма — бесцветное, вязкое вещество, наполняющее клетку. В цитоплазме находятся все остальные части клетки.
Мембрана — тонкая полупроницаемая плёнка, которая окружает цитоплазму и отвечает за поступление в клетку и вывод из неё различных веществ. Она находится под клеточной стенкой.
Обрати внимание!
В растительной клетке имеются части (органоиды), которых нет в клетках животных. Это клеточная стенка, пластиды и вакуоль.
Клеточная стенка защищает клетку и придаёт ей определённую форму. В состав клеточной стенки входит целлюлоза, придающая прочность.
Пластиды — маленькие составные части клетки. Пластиды могут быть бесцветными и цветными. Зелёные пластиды называют хлоропластами, в них происходит процесс фотосинтеза.
Вакуоль — полость, заполненная клеточным соком и образованными клеткой веществами. Чем старше клетка, тем больше её вакуоль.
Источники:
Рис. 1. Клетки апельсина https://cdn.pixabay.com/photo/2018/05/21/14/18/blood-orange-3418376_960_720.jpg
Рис. 2. Одноклеточная водоросль https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/education-chlorella-under-microscope-lab-1507209209
Рис. 3. Растительная клетка https://www.shutterstock.com/ru/image-vector/vector-illustration-plant-cell-anatomy-structure-1670413030
Урок 20. клетка как структурная основа живых организмов — Естествознание — 10 класс
Клетка как структурная основа живых организмов
Необходимо запомнить
ВАЖНО!
Клетка представляет собой структурно-функциональную единицу живого организма, которая способна к обмену веществом, информацией и энергией с окружающей средой и делению.
Современная клеточная теория, как и любая другая научная теория – это синтез данных об объекте исследования, то есть – живой клетке. Основоположниками клеточной теории являются немецкие исследователи М. Шлейден и Т. Шванн (1839 г.).
Основными положениями клеточной теории стали следующие:
1. Все организмы (за исключением вирусов) состоят из клеток, которые способны к обмену с внешней средой веществом, энергией, информацией.
2. Клетка является элементарной структурной, функциональной и генетической (информационной) единицей всего живого.
3. Клетка – это также и единица размножения, роста и развития живого организма.
4. В многоклеточных организмах клетки дифференцированы по функциям и строению и составляют ткани, составляющие органы и системы органов.
5. Клетка – это элементарная, открытая живая система, которая способна к саморегуляции, самовоспроизведению и восстановлению.
6. Клетки возникают только из клеток (уточнение Р. Вирхова в 1858 г.).
Клетки очень разнообразны по размерам, форме, строению, функциям. Размеры клеток варьируют от 5 до 200 мкм.
Клетка – это система биополимеров, которая содержит ядро, цитоплазму и органеллы, находящиеся в ней. Клетка ограничена клеточной мембраной (плазмалеммой) от внешней среды. Плазмалемма позволяет осуществлять транспорт веществ между клеткой и внешней средой, взаимодействовать с близлежащими клетками и межклеточным веществом.
В клетке расположено ядро, как правило, округлой или яйцевидной формы (в некоторых клетках, например, лейкоцитах, оно может быть палочковидным), где хранится генетическая информация (ДНК). Сверху ядро покрыто ядерной оболочкой, состоящей из внешней и внутренней мембраны. Внутри ядра находится нуклеоплазма – гелеобразное вещество, хроматин и ядрышко. Клетка – носитель генетической информации.
Клеточные органеллы – это постоянные части клетки, имеющие установившуюся структуру и выполняющие определённые функции. Основные органеллы клетки – это рибосомы, лизосомы, комплекс Гольджи эндоплазматическая сеть, митохондрии, клеточный центр.
Интерактивная 3-D модель клетки
Клетка – основа жизни на земле
АННОТАЦИЯ
В данной статье рассмотрены основные структурные и функциональные составляющие животной и растительной клетки как элементарной единицы всего живого и важная роль при передаче генетического материала из поколения в поколение. Коротко описана клеточная теория и неклеточные формы жизни, а также типы клеточной организации. Описания бактериальной, животной и растительной клеток и ядра клетки сопровождаются красочными рисунками с подробным описанием составляющих элементов. Также отмечается важная роль в жизнедеятельности организмов апоптоза – естественной, запрограммированной гибели клеток.
ABSTRACT
This article discusses the basic structural and functional components of an animal and plant cell, as an elementary unit of all living things and an important role in the transfer of genetic material from generation to generation. Cell theory and non-cellular life forms are briefly described, as well as types of cellular organization. Descriptions of bacterial, animal and plant cells and the cell nucleus are accompanied by colorful drawings with a detailed description of the constituent elements. An important role in the life of organisms apoptosis is also noted — the natural, programmed cell death.
Ключевые слова: клетка, клеточная теория, ядро клетки, хромосомы, белки, апоптоз.
Keywords: cell, cellular theory, cell nucleus, chromosomes, proteins, apoptosis.
Введение
Клетка – это основная структурная и функциональная единица всех живых организмов, живая элементарная единица, способная к самовоспроизведению. Живые организмы могут состоять из одной клетки (бактерии, одноклеточные водоросли и одноклеточные животные) или многих клеток.
Тело взрослого человека образуют около ста триллионов клеток. Форма клеток различна и обусловлена их функцией – от круглой (эритроциты) до древообразной (нервные клетки). Размеры клеток также различны – от 0,1-0,25 мкм (у некоторых бактерий) до 155 мм (яйцо страуса в скорлупе). Тело человека образовано клетками различных типов, характерным образом организующихся в ткани, которые формируют органы, заполняют пространство между ними или покрывают снаружи. Клетки окружены межклеточным веществом, обеспечивающим их механическую поддержку и осуществляющим транспорт химических веществ. Самые короткоживущие из них (1-2 дня) – это клетки кишечного эпителия. Ежедневно погибает около 70 миллиардов этих клеток. Примером других короткоживущих клеток являются эритроциты – их ежедневно погибает около 2 миллиардов [3].
Однако есть и такие клетки (например, нейроны, клетки волокон скелетных мышц), продолжительность жизни которых соответствует жизни организма. Нервные клетки мозга, однажды возникнув, уже не делятся, и до конца жизни человека они способны поддерживать необходимые связи в нервной системе. Интересно то, что при нашем рождении в мозгу уже существует около 14 миллиардов клеток. И это количество не увеличивается до самой смерти, а, наоборот, постепенно уменьшается, т. е. поврежденные ткани мозга неспособны восстанавливаться путем регенерации. После того как человеку исполняется 25 лет, ежедневно происходит сокращение количества клеток мозга на 100 тысяч [1].
Несмотря на свои малые размеры, клетка представляет собой сложнейшую биологическую систему, жизнедеятельность которой поддерживается благодаря разнообразным биохимическим процессам, которые происходят под строгим генетическим контролем. Генетический контроль развития и функционирования клетки осуществляют материальные носители информации – гены. Они сосредоточены главным образом в ядре клетки, но некоторая их часть находится в других клеточных органоидах (митохондриях, пластидах, центриолях).
Строение и функционирование генетических структур клеток на микроскопическом уровне, их количественную и качественную изменчивость изучает одно из направлений генетики, называемое цитогенетикой.
Представление о клетке как об элементарной структурно-функциональной единице всех живых организмов сложилось в результате цепи изобретений и открытий, сделанных в XVI-XX веках:
1590 г. – Янсен изобрел микроскоп, в котором большое увеличение достигалось соединением в тубусе двух линз;
1965 г. – в Кембридже (Англия) установлена первая промышленно изготовленная модель электронного микроскопа.
Естественно, между этими двумя датами происходило множество событий, в результате которых были усовершенствованы микроскопы (основное средство изучения клеток), а также исследования и открытия в области генетики и, в частности, цитологии.
Клеточная теория и неклеточные формы жизни
Результатом длительного исследования строения клеток различных организмов стало создание клеточной теории, у истоков которой в ее современном виде стояли немецкий ботаник М.Я. Шлейден (1804-1881) и зоолог Т. Шванн (1810-1882). В настоящее время эта теория содержит три главных положения:
- только клетка обеспечивает жизнь в ее структурно-функциональном и генетическом отношении;
- единственным способом возникновения жизни на Земле является деление ранее существующих клеток;
- клетки являются структурно-функциональными единицами многоклеточных организмов [2].
Отсюда следует, что клетка – это элементарная единица живого, вне клетки нет жизни, так как в клетке сохраняется и реализуется биологическая информация (даже у вирусов). Современная биология подтверждает, что все клетки одинаковым образом хранят биологическую информацию, передают генетический материал из поколения в поколение, хранят и переносят информацию, регулируют обмен веществ и т. д. Вместе с тем многоклеточный организм обладает свойствами, которые нельзя рассматривать как простую сумму свойств и качеств отдельных клеток.
Таким образом, клетка является обособленной и организационно наименьшей структурой, для которой характерна вся совокупность свойств жизни и которая в соответствующих условиях окружающей среды способна поддерживать в себе эти свойства и передавать их следующим поколениям.
Все многообразие живых существ можно разделить на две резко отличающиеся группы: неклеточные и клеточные формы жизни. Первая группа представляет собой вирусы, способные проникать в определенные живые клетки и размножаться только внутри этих клеток. Подобно всем другим организмам вирусы обладают собственным генетическим аппаратом, кодирующим синтез вирусных частиц, которые собираются из биохимических предшественников, находящихся в клетке-хозяине, используя биосинтетическую и энергетическую системы этой клетки [8].
Вирусы резко отличаются от всех других форм жизни. По строению и организации они представляют собой нуклеопротеидные частицы, по способу репродукции являются внутриклеточными паразитами. Таким образом, вирусы являются внутриклеточными паразитами на генетическом уровне.
Типы клеточной организации
Клеточная структура присуща основной массе живых существ на Земле. Все эти организмы представлены клетками двух типов: прокариотическими и эукариотическими клетками. К прокариотическим клеткам относят бактерии и синезеленые водоросли. Прокариоты – доядерные организмы, не имеющие типичного ядра, заключенного в ядерную мембрану. Вместо ядра у них находится так называемый нуклеотид – ДНК-содержащая зона клетки прокариот (рис. 1.).
Рисунок 1. Схема строения бактериальной клетки
Строение бактериальной клетки:
1 – цитоплазматическая мембрана; 2 – клеточная стенка; 3 – слизистая капсула; 4 – цитоплазма; 5 – хромосомная ДНК; 6 – рибосомы; 7 – мезосома; 8 – фотосинтетические мембраны; 9 – включения; 10 – жгутики; 11 – пили.
Прокариотическая ДНК не содержит гистоновых белков, но связана с небольшим количеством негистоновых белков. Этот комплекс ДНК и негистоновых белков и образует нуклеотид, который обычно располагается в центре клетки. Мезосомы – это складчатые мембранные структуры, на поверхности которых находятся ферменты, участвующие в процессе дыхания. Клеточная стенка придает бактериям определенную форму и упругость. Капсулы и слизистые слои – это слизистые или клейкие выделения бактерий. Капсула представляет собой относительно толстое и компактное образование, а слизистый слой намного рыхлее. И капсулы, и слизистые слои служат дополнительной защитой для клеток. Многие бактерии подвижны, и эта подвижность обусловлена наличием у них одного или нескольких жгутиков, которые по своей структуре напоминают одну из микротрубочек эукариотического жгута. Пили, или фимбрии – это тонкие выросты на клеточной стенке некоторых грамотрицательных бактерий. Их число варьирует у разных видов от одной до нескольких сотен. Рибосомы – органоиды клетки, участвующие в синтезе белка. У прокариот они несколько мельче эукариотических [6].
Эукариотические клетки представлены двумя подтипами: клетками одноклеточных организмов, которые структурно и физиологически являются самостоятельными организмами, и клетками многоклеточных организмов. Последние разделяют на растительные и животные клетки. На рисунке 2 представлены составы животной и растительной клетки.
Рисунок 2. Животная и растительная клетка
В клетке можно выделить 4 группы структурных компонентов: 1) мембранная система; 2) клеточные органоиды; 3) цитоплазматический матрикс; 4) клеточные включения. В свою очередь, мембранную систему составляют: 1) клеточная плазматическая мембрана; 2) цитоплазматическая сеть и 3) пластичный комплекс Гольджи. Клеточная мембрана отделяет цитоплазму клетки от наружной среды или клеточной стенки (у растений) и выполняет три основные функции: отграничивающую, барьерную и транспортную. Она играет важную роль в обмене веществ между клеткой и внешней средой, в движении клеток и в сцеплении друг с другом. Цитоплазму всех эукариотических клеток пронизывает сложная система мембран, получившая название цитоплазматической сети. Пластичный комплекс Гольджи обычно локализуется вблизи клеточного ядра и состоит из многочисленных групп цистерн, которые ограничены мембранами, имеющими гладкую поверхность. Одной из основных функций комплекса Гольджи является транспорт веществ и химическая модификация поступающих в него веществ. Другой важной функцией этого комплекса является формирование лизосом [2].
Клеточные органоиды и ядро клетки
Клеточные органоиды (клеточные органеллы) – это постоянные дифференцированные клеточные структуры, имеющие определенные функции и строение. К клеточным органоидам относят ядро, центриоли, митохондрии, рибосомы, лизосомы, пероксисомы, пластиды, жгутики и реснички.
Ядро – важнейшая составная часть клетки. Это наиболее крупный органоид клетки, составляющий 10-20 % ее объема. Оно может находиться в состоянии покоя или деления (мейоза). Ядро управляет всеми процессами жизнедеятельности клетки. Эти процессы сложны и многообразны: клетка должна поддерживать форму, получать извне вещества для пластического и энергетического обмена, синтезировать органические вещества
Клеточное ядро имеет шаровидную или вытянутую форму. Основная функция ядра – хранение наследственной информации или генетического материала. Ядро состоит из ядерной оболочки и расположенных под ней нуклеоплазмы, ядрышка и хроматина (рис. 3).
Рисунок 3. Строение ядра клетки
Как видно из рисунка, ядерная оболочка пронизана порами диаметром 80-90 нм, количество которых в типичной животной клетке составляет 3-4 тыс. пор. Содержимое клеточного ядра называется нуклеоплазмой, или кариоплазмой. Нуклеоплазма отделена от цитоплазмы ядерной оболочкой. Ядерная оболочка образована двумя мембранами – наружной и внутренней. Химический состав ядерной оболочки достаточно сложен, основными химическими компонентами ядерных оболочек являются липиды (13-35%) и белки (50-75%) [4].
Ядра клеток могут содержать одно и более ядрышек. Ядрышки состоят из рибонуклеопротеидов, из которых в дальнейшем образуются субъединицы рибосом. Здесь происходит синтез рРНК (рибосомальной РНК).
Хроматин следует считать главным компонентом ядра. В нем заключена наследственная информация, которая передается при каждом делении клетки, а также реализуется в процессе жизнедеятельности самой клетки. Хроматин ядра клетки состоит их хроматиновых нитей. Каждая хроматиновая нить соответствует одной хромосоме, которая образуется из нее путем спирализации.
Из многочисленных свойств и функций ядерной оболочки следует подчеркнуть ее роль как барьера, отделяющего содержимое ядра от цитоплазмы и активно регулирующего транспорт макромолекул между ядром и цитоплазмой. Другой важной функцией ядерной оболочки следует считать ее участие в создании внутриядерной структуры.
Строение и химический состав хромосом.
Хромосомы – это самовоспроизводящиеся органоиды клеточного ядра, являющиеся носителями генов и определяющие наследственные свойства клеток и организмов. Основная функция хромосом – хранение, воспроизведение и передача генетической информации при размножении клеток и организмов. Хромосомы эукариотических клеток состоят в основном из ДНК и белков, которые образуют нуклеопротеиновый комплекс. Белки составляют значительную часть состава хромосом (65%). Все хромосомные белки разделяют на гистоновые и негистоновые [7].
Гистоновые белки, или гистоны – это белки, богатые остатками аргинина и лизина, определяющими их щелочные свойства. Гистоны присутствуют в ядрах в виде комплекса с ДНК. Они выполняют две важные функции – структурную и регуляторную. Структурная функция заключается в том, что они обеспечивают пространственную организацию ДНК в хромосомах и играют важную роль в ее упаковке. Регуляторная функция гистоновых белков состоит в регуляции синтеза нуклеиновых кислот (как ДНК, так и РНК).
Негистоновые белки представлены большим количеством молекул, которые разделяют более чем 100 функций. Среди этих белков есть ферменты, ответственные за репарацию, репликацию, транскрипцию и модификации ДНК. Помимо ДНК и белков в составе хромосом обнаружены небольшие количества РНК, липидов, полисахаридов и ионы металлов.
Морфологию хромосом изучают во время митоза методом микроскопии. В этот период хромосомы максимально спирализованы. В первой половине митоза хромосомы состоят из двух одинаковых по форме структурных и функциональных элементов, называемых хроматидами, которые соединены между собой в области первичной перетяжки. В месте первичной перетяжки расположена центромера – особым образом организованный участок хромосомы, общий для обоих сестринских хроматид.
Во второй половине митоза происходит деление центромеры и отделение хроматид друг от друга. Из них образуются однонитчатые дочерние хромосомы, распределяющиеся между дочерними клетками. Для каждой хромосомы положение центромеры строго постоянно.
В некоторых растительных клетках и всех животных клетках находится характерно окрашиваемая часть цитоплазмы, которую называют центросомой или клеточным центром. В состав центросомы входит пара центриолей, расположенных под прямым углом друг к другу (рис. 4).
Рисунок 4. Составные части материнской и дочерней центриоли
Стенка центриоли образована 27 микротрубочками, сгруппированными в 9 триплетов. Пару центриолей иногда называют диплосомой. В каждой диплосоме одна центриоль зрелая, материнская, другая – незрелая, дочерняя, является уменьшенной копией материнской [5].
Митохондрии – это органоиды эукариотической клетки, обеспечивающие организм энергией. Форма и размеры митохондрий очень разнообразны. Обычный диаметр митохондрий от 0,2 до 1 мкм, длина достигает 10-12 мкм. Число митохондрий в различных клетках варьирует в широких пределах – от 1 до 107. Митохондрия имеет две мембраны – наружную и внутреннюю, между которыми расположено межмембранное пространство.
Основная функция митохондрии – синтез АТФ, т. е. образование энергии – около 95% в животной клетке и чуть меньше – в растительной, специфических белках и стероидных гормонах.
Рибосома – органоид клетки, осуществляющий биосинтез белка. Представляет собой рибонуклеопротеиновую частицу диаметром 20-30 нм. В прокариотической клетке около 10 тыс. рибосом, а в эукариотической – 50 тыс. Рибосомы состоят из двух субчастиц – большой и малой. В цитоплазме клетки рибосома связывается с мРНК и осуществляет синтез белка.
Лизосома – органоид клеток животных и грибов, осуществляющий внутриклеточное пищеварение. Местом формирования лизосом является комплекс Гольджи. Внутри лизосом содержится более 20 различных ферментов. В клетке обычно находятся десятки лизосом.
Пластиды – это органоиды эукариотической растительной клетки. Каждая пластида ограничена двумя элементарными мембранами. Пластиды разнообразны по форме, размерам, строению и функции. По различной окраске различают хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Обычно в клетке встречается только один из перечисленных пластид. Каждая клетка содержит несколько десятков хлоропластов, в каждом из которых находится 10-60 копий ДНК.
Жгутик – органелла движения ряда простейших. В клетке бывает 1-4 жгутика, а редко и более. Жгутик эукариотической клетки – это вырост толщиной около 0,25 мкм и длиной 150 мкм, покрытый плазматической мембраной. Как и другие органеллы, жгутик имеет сложную структуру. Движутся жгутики, в отличие от ресничек, волнообразно. Ресничка – органелла движения или рецепции у клеток животных и некоторых растений. Движутся реснички обычно маятникообразно.
Цитоплазма клетки состоит из цитоплазматического матрикса и органоидов. Цитоплазматический матрикс заполняет пространство между клеточной мембраной, ядерной оболочкой и другими внутриклеточными структурами. Химический состав цитоплазматического матрикса разнообразен и зависит от выполняемых клеткой функций, а также образует внутреннюю среду клетки и объединяет все внутриклеточные структуры, обеспечивая их взаимодействие.
Клеточные включения – это компоненты цитоплазмы, представляющие собой отложения веществ, временно выведенных из обмена, и конечных его продуктов. Особый вид клеточных включений – остаточные тельца – продукты деятельности лизосом [4; 8].
Естественная гибель клетки (апоптоз).
Апоптоз – регулируемый процесс программируемой клеточной гибели, в результате которого клетка распадается на отдельные апоптотические тельца, ограниченные плазматической мембраной. Фрагменты погибшей клетки обычно очень быстро фагоцитируются макрофагами либо соседними клетками, минуя развитие воспалительной реакции.
К сожалению, до сих пор процесс естественной гибели клеток до конца не изучен. Известно, что в клетке из-за блокирования ферментов прекращается синтез белка, а нет белка – нет и жизни. Морфологически апоптоз характеризуется разрушением ядра и цитоплазмы. «Осколки» погибшей клетки поглощаются и перерабатываются специальными клетками иммунной системы – фагоцитами. Но ведь клетки могут погибнуть и под воздействием случайных факторов (механических, химических и любых других). Случайная гибель клеток (а также ткани, органа) в биологии называется некрозом. Важно то, что естественная клеточная гибель (апоптоз) в отличие от некроза не вызывает воспаления в окружающих тканях [5].
В организме запрограммированная клеточная гибель выполняет функцию, противоположную митозу (делению клетки), и, тем самым, регулирует общее число клеток в организме. Апоптоз играет важную роль в защите организма при вирусных инфекциях. В частности, иммунодефицит при ВИЧ-инфекции определяется нарушениями в контроле апоптоза.
Заключение
В этой статье рассмотрена лишь обобщенная информация о строении растительных и животных клеток. На Земле много живых организмов, но только одна Жизнь: один генетический код, схожее клеточное строение, несколько десятков общих генов. Клетка имеет сложную внутреннюю организацию и специфическое взаимодействие органелл в процессе жизнедеятельности, является элементарной единицей полноценной живой системы. Клетка – это наименьшая самовоспроизводящаяся единица жизни, на уровне клетки протекают рост и развитие, размножение клеток, обмен веществ и энергии. Она является морфологической и физиологической структурой, элементарной единицей растительных и животных организмов. В многоклеточном организме протекающие процессы складываются из совокупности координированных функций его клеток. Без клетки, вне клетки и с разрушением клетки жизнь прекращается. Клетка – это Жизнь!
Список литературы:
1. Ахундова Э.М., Салаева С.Д. Генетика: вопросы и ответы. – Баку, 2019. – 381 с.
2. Гринев В.В. Генетика человека. – Минск: БГУ, 2006. – 131 с.
3. Гусейнова Н.Т. Цитология: Учебник. – Баку, 2018. – 224 с.
4. Курчанов Н.А. Генетика человека с основами общей генетики: Учебное пособие. – СПб.: СпецЛит, 2005. – 185 с.
5. Стволинская Н.С. Цитология / Н.С. Стволинская. – М.: Прометей, 2012. – 208 с.
6. Цаценко Л.В., Бойко Ю.С. Цитология. – Ростов-н/Д: Феникс, 2009. – 186 с.
7. Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию. – М.: Академкнига, 2004. – 495 с.
8. Ченцов Ю.С. Общая цитология: Учебник. – М.: МГУ, 1984. – 442 с.
Урок биологии 5 класс. «Жизнедеятельность растительной клетки»
Конспект урока по биологии 5 класс
Тема: Жизнедеятельность растительной клетки
Цель урока:
Познакомить учащихся с процессами жизнедеятельности растительной клетки.
Задачи:
Обучающие:
• сформировать знания о жизнедеятельности клетки – движении цитоплазмы, рост, деление, дыхание, питание.
• способствовать раскрытию взаимосвязей между строением и функциями клетки.
Развивающие:
• развивать понимание, что растительная клетка живая;
• продолжать работу по формированию научного материалистического мировоззрения.
Воспитательные:
• создавать условия для учения с увлечением;
• воспитывать наблюдательность и любознательность;
• способствовать формированию познавательного интереса к изучаемой теме и предмету.
Целевые установки на достижение результата:
личностные: формировать устойчивый познавательный интерес;
метапредметные: устанавливать причинно-следственные связи;
предметные: характеризовать особенности строения и процессов жизнедеятельности биологических объектов (клеток, организмов).
Тип урока: комбинированный.
Формы организации работы: фронтальная, индивидуальная, парная
Методы и приемы работы: опрос, беседа, демонстрация, репродуктивный, частично-поисковый.
Оборудование: презентация «Жизнедеятельность клетки» текст и рисунки учебника, рабочая тетрадь по биологии «Биология. Растения. Бактерии. Грибы», 5 класс, В.В. Пасечник.
Необходимое техническое оборудование: ПК, проекционное оборудование
Этапы урока:
1 этап: организационный момент. Создание доброжелательной атмосферы, проверка готовности рабочего места учащихся.
2 этап: мотивация, актуализация знаний.
3 этап: целеполагание. Постановка цели – используя знания о клетке, доказать, что клетка обладает признаками живого организма.
4 этап: изучение нового материала. Процессы жизнедеятельности клетки (дыхание, питание, обмен веществ, размножение, рост.)
5 этап: Закрепление материала, ответы на вопросы.
6 этап: информация о домашнем задании Рефлексия.
Ход урока
1. Организационный момент
2. Подготовка к восприятию нового материала (Актуализация знаний).
Фронтальная беседа.
На доске цитата «Чтобы переваривать знания, надо поглощать их с аппетитом» Анатоль Франс( сл )
(нужно учиться с удовольствием, тогда будет все понятно и легко)
Сегодня мы с вами совершим путешествие и погрузимся в тайный мир растительной клетки. Для любого путешественника необходимо: журнал наблюдений (тетради на печатной основе) лежит на парте, письменные принадлежности и хорошее настроение.
А чтобы наш урок (наше путешествие) было интересным и познавательным, между нами должно царить взаимопонимание и сотрудничество.( 2 мин)
— Как вы понимаете термин жизнь?(это совокупность явлений происходящих в организме) сл
— Ребята, а из чего состоят все живые организмы, в том числе и растения?( из клеток)
Прежде, чем мы вспомним строение растительной клетки, дайте определение, что такое клетка. ( это наименьшая структурно- функиональная система живого организма)
— Как можно рассмотреть клетку? ( с помощью микроскопа)
Настраиваем микроскоп на рассмотрение препарата кожицы лука.
— Как мы будем это делать последовательно? (5)
Задание карточка№ 1:
Закончите предложение……. Проверим ваши знания. На парте у вас карточки ( 2 мин)
Сл эталон для проверки
Задание карточка № 2 укажите органоиды клетки (1 мин)
Итак, как же устроена клетка?
Строение растительной клетки (сл ) как эталон ученик у доски ( 1 мин)
На планете Земля можно встретить огромное разнообразие живых организмов. Все они разделены на 4 Царства
— Какие? (бактерии, грибы, растения, животные).
Из каких веществ состоят живые организмы, в том числе и клетка? (органических и неорганических). Проверка домашнего задания. (5мин)
3. Целеполагание
Мы вспомнили строение клетки, её химический состав, а теперь настала очередь погрузиться в тайну жизни клетки
Так какие процессы, характеризующие жизнь? Сл
( прикрепляет на доске таблички с надписями – дышат, питаются, растут, делятся).
Сегодня, мы попробуем доказать, что данные процессы характерны и для клетки.
Попробуйте сформулировать тему урока «Жизнедеятельность клетки» (запись в тетрадь темы урока) .сл
Цель нашего урока — используя знания о клетке, доказать, что клетка обладает признаками живого организма.
4. Изучение нового материала
В клетках происходят все необходимые жизненные процессы. Одно из видимых проявлений жизнедеятельности клетки – это движение цитоплазмы. Сл видео В клетках зелёных растений можно увидеть, что хлоропласты плавно перемещаются увлекаемые круговым током цитоплазмы вдоль клеточной оболочки. Вещества передвигаются внутри одной клетки, а также из клетки в клетку, из одной части растения в другую. Поступление веществ в клетку из внешней среды и прохождение их из клетки в клетку зависит от проницаемости оболочек и цитоплазмы.
Сл Мы знаем что оболочка и цитоплазма легко пропускает воду и газы ( кислород и углекислый). Избирательное поглощение свойственно только живым клеткам. Значит, движение цитоплазмы способствует перемещению в клетках питательных веществ и воздуха. Основными веществами входящими в состав цитоплазмы являются белки, жиры, углеводы и вода. Вода играет важную роль в построении сложных веществ. Цитоплазма это вязкая жидкость способная к движению. Чем активнее жизнедеятельность клетки, тем больше скорость движе¬ния цитоплазмы. Если цитоплазму убить кипячением она становится проницаемой для любых веществ.
Цитоплазма одной живой клетки обычно не изолиро¬вана от цитоплазмы других живых клеток, расположен¬ных рядом. Нити цитоплазмы соединяют соседние клет¬ки, проходя через поры в клеточных оболочках.
Между оболочками соседних клеток находится особое межклеточное вещество. Сл Если межклеточное вещест¬во разрушается, клетки разъединяются. Так происходит при варке клубней картофеля. В спелых плодах арбузов и томатов, рассыпчатых яблоках клетки также легко разъединяются.
Нередко живые растущие клетки всех органов расте¬ния меняют форму. Их оболочки округляются и местами отходят друг от друга. В этих участках межклеточное ве¬щество разрушается. Возникают межклетники, запол-ненные воздухом.
Что еще необходимо клетке для нормальной жизнедеятельности? (дыхание) Сл
Клетка дышит поглощая кислород и выделяя углекислый газ. Дыхание – важнейший физиологический процесс в результате которого происходит выделение энергии, необходимой для жизнедеятельности растительного организма. ( эталон на доску №2)
Предположите, как клетки питаются?
Непрерывно вещества, необходимые для жизнедеятельности клеток, поступают в них сквозь клеточную оболочку в виде растворов из других клеток и их межклетников. Клетка питается поглощением веществ из внешней среды и превращением их в вещества своего тела. Сл ( эталон №3)
По способу получения органических веществ, т. е. по способу питания, все живые организмы делятся на автотрофов и гетеротрофов.
Автотрофы могут сами синтезировать необходимые им органические вещества. К автотрофам относятся зеленые растения. Гетеротрофы не могут сами синтезировать нужные органические вещества . Поэтому они поглощают необходимые им соединения из окружающей среды.
Клетка питается, то есть поглощает вещества из внешней среды и превращает их в вещества своего тела. Клетка дышит, поглощая кислород и выделяя углекислый газ Вещества поступившие в живую клетку не остаются постоянными, они изменяются при этом взаимодействуя друг с другом, соединяются и вновь распадаются. Многие продукты распада клетка выделяет во внешнюю среду. Это называется обмен веществ – главное проявление жизнедеятельности организма. Сл (эталон №4)
Еще одно проявление жизнедеятельности клетки это способность к делению. Сл Из одной исходной материнской клетки появляются 2 дочерние. Каждая из них растет и достигает размера материнской и может снова делиться. В результате деления и роста клеток расте¬ния растут. Деление это сложный процесс состоящий из нескольких этаповСл
Эапы деления:
1 этап — Делению клетки предшествует деление ее ядра (учебник). Перед делением клетки ядро увеличивается и в нем становятся хорошо заметны тельца, обычно цилиндри¬ческой формы —хромосомы (от греческих слов «хро¬ма» — цвет и «сома» — тело). Они передают наследст¬венные признаки от клетки к клетке.
2 этап — В результате сложного процесса каждая хромосома как бы копирует себя. Образуются две одинаковые части и выстраиваются на э Слкваторе клетки.
3 этап — В ходе деления части хромосомы расходятся к раз¬ным полюсам клетки. В ядрах каждой из двух новых клеток их оказывается столько же, сколько было в мате¬ринской клетке.
4 этап – В цитоплазме возникает перегородка и все содержимое также равномерно рас¬пределяется между двумя новыми клетками. Эталон №5 сл Каждая клетка имеет свое ядро. Каждое растение содержит в клетках определенное количество хромосом. У томата их 24, у картофеля 48, у кукурузы – 20, у земляники – 56, у рака – 116, у человека – 46. Как видно, число хромосом не зависит от уровня организации. Какой из процессов жизнедеятельности мы не рассмотрели? (рост) Это увеличение объема, массы и размера клетки. Молодые клетки содержат много вакуолей, в которых накапливаются питательные вещества, постепенно вакуоль увеличивается до одной большой вакуоли. Рост растительной клетки происходит за счет увеличения вакуоли
6. Закрепление
«Сказка о житие – бытие растительной клетки» Сл
Часть веществ построит клетку,
(Так растет листок иль ветка)
Часть – отложится в запас…….
Что не нужно в тот же час
Удаляется из клетки.
Коли пища поступает,
Клетка быстро подрастает.
Наступает миг деленья,
Это не одно мгновенье.
Длится рост и размножение
Столько, сколь живет растение.
— Является ли одна клетка живым организмом?(Клетка обладает всеми свойствами живых организмов, поэтому КЛЕТКА – ЖИВАЯ. )
— Как перемещаются вещества из одной клетки в другую?
-За счет чего происходит рост клетки?
-Какие клетки приступают к делению?
-Что происходит с ядром при делении?
-Что образуется после деления?
Задание №3
Составьте схему деления клеток. У вас лежат разрезанные карточки (Задание 3) из которых необходимо её составить. Проверка с проговариванием этапов деления . сл
Задание №4 сл
Для каждой части клетки подберите нужные характеристики
Пластиды Обеспечивает рост, размножение, жизнедеятельность клетки
Оболочка Накапливает питательные вещества и продукты обмена
Цитоплазма Содержит вещества придающие растению окраску
Ядро Обеспечивает связь ,между всеми частями клетки способна к движению
вакуоль Предохраняет клетку от внешних воздействий, служит опорой и придает форму
Ну, вот мы и побывали в гостях у клетки – единице всего живого на Земле.
Рефлексия.
Оценивание работы.
-Все ли вам было понятно в течение урока?
-Какая часть урока показалась самой интересной
-Какая часть урока вызвала затруднение?
-Какое у вас настроение после урока??
5. Домашнее задание сл
Сегодня на уроке мы с вами рассмотрели все процессы жизнедеятельности. Так вот вашим домашним заданием будет: закончить конспект, наклеить схему деления, зарисовать рост клетки. Выучить п. 5, ответить на вопросы в конце параграфа.
Модель клетки из пластилина | МОРЕ творческих идей для детей
Как сделать модель живой (животной) клетки из пластилина своими руками (тема «Строение клетки», 5 класс).
Модель клетки (строение клетки) из пластилина
Так как моя старшая дочь из-за плановой госпитализации некоторое время не посещала школу, пропущенные темы мы с ней изучали самостоятельно. «Строение клетки» — одна из таких тем. Я вспомнила, что сама когда-то делала в школу в качестве домашнего задания по биологии модель инфузории-туфельки из пластилина, которая так мне понравилось, что даже отдавать не хотелось. И предложила дочке закрепить изучение этой темы изготовлением модели клетки из пластилина.
Модель клетки дочка отнесла в школу. Оказалось, что это было домашним заданием, и другие дети тоже делали клетку из пластилина.
Как сделать модель живой (животной) клетки из пластилина
Для макета лучше всего подойдет не обычный пластилин, поделки из которого могут деформироваться от падения, от высокой температуры (например, от летнего зноя или под прямыми солнечными лучами) и т. д., а эластичная мягкая полимерная глина, застывающая на воздухе. Подробнее я писала о ней в статье «Легкая самозатвердевающая масса для лепки». Мы очень любим из нее лепить, но у нас она закончилась, поэтому в этот раз пришлось работать с простым пластилином.
Сделать модель живой животной клетки из пластилина можно несколькими способами (в статье использованы иллюстрации из учебника «Биология. Введение в биологию», 5 класс, авторы: А. А. Плешаков, Н. И. Сонин, 2014, художники: П. А. Жиличкин, А.В. Пряхин, М. Е. Адамов).
Модель растительной клетки можно выполнить аналогично, ориентируясь на изображение растительной клетки из учебника.
1. Самая простая плоская модель клетки из пластилина на картоне
Самый простой способ изобразить схему строения клетки, на изготовление которого потребуется меньше всего времени, это слепить из пластилина клетку в соответствии с изображением из учебника.
Этапы работы
- Скатать из пластилина длинную тонкую колбаску и небольшой шарик.
Шарик расплющить. Это детали, изображающие наружную мембрану и ядро.
- Приклеить детали на прямоугольный лист картона. Роль цитоплазмы будет играть поверхность картона внутри замкнутого контура (наружной мембраны).
- Сделать сноски и подписи.
2. Плоская модель живой клетки из пластилина
Эта модель похожа на предыдущую, но немного сложнее.
- Вырезать из плотного глянцевого картона основу овальной или слегка изогнутой формы.
- Приклеить детали, изображающие главные части клетки:
— наружную мембрану (сделать ее из скатанного колбаской пластилина)
— ядро (сделать его из расплющенного пластилинового шарика). - По желанию приклеить некоторые важные органоиды живой клетки: митохондрии, лизосомы.
- Подписи можно сделать прямо на картоне внутри клетки.
Этот же вариант модели клетки можно еще немного усложнить, если в начале работы на основе из картона тонким слоем размазать светлый пластилин (это будет цитоплазма).
3. Модель живой клетки из пластилина на пластике
Так как пластилин через некоторое время оставляет жирные пятна даже на глянцевом картоне, то модель клетки получится более долговечной, если сделать ее на основе из пластика. При использовании прозрачного пластика можно не покрывать основу пластилином. А сноски или надписи, сделанные не на самой модели, а на бумаге под ней, будут хорошо видны через прозрачный материал.
Модель мы делали на основе иллюстраций из пункта 5 «Живые клетки» первой части учебника.
Этапы работы
- Подготовить основу из прозрачного пластика. Это может быть пластик от упаковки различных товаров. Например, крышка от пластикового продуктового контейнера.
- Вырезать по краям пластика выемки.
- Сделать ядро: скатать шарик из коричневого пластилина, расплющить и приклеить на основу в центр или недалеко от центра. По желанию можно изобразить ядрышко, находящееся внутри ядра, из расплющенного маленького шарика более темного цвета.
- Сделать лизосомы: скатать маленькие шарики (4 штуки), приклеить их на основу.
- Сделать митохондрии: скатать шарики немного побольше, чем для лизосом, немного раскатать их как для колбаски, расплющить, приклеить на основу.
- По желанию сделать другие элементы животной клетки: эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, центриоли и т.д.
- Сделать наружную мембрану: скатать из пластилина тонкую колбаску, немного ее расплющить и приклеить по контуру основы. Сразу сделать колбаску нужной длины сложно, но можно соединить друг с другом несколько коротких колбасок.
- Оформить работу в программе «Word»: сверху поместить заголовок «Строение клетки», в левом нижнем углу — информацию об ученике, выполнившем работу, сделать рамочку. Распечатать. Или написать это от руки. Затем приклеить этот лист на картон.
- Сделать сноски, подписи.
- Приклеить модель клетки в центр. Пластик очень хорошо держится на картоне, если приклеить его с помощью двусторонней клейкой ленты (скотча).
На нашей модели кусочек двустороннего скотча размером с ядро под ним и расположен, поэтому его не видно.
- Поместить работу в файл — специальный прозрачный полиэтиленовый пакет для документов.
4. Объемная модель живой клетки из пластилина
- Для основы скатать из пластилина большой шарик, придать ему форму яйца и вырезать из него четверть.
- Для экономии пластилина можно сделать эту деталь из мягкой фольги, а затем облепить ее пластилином. Еще проще сделать эту деталь из пенопластового яйца для поделок.
- Приклеить детали из пластилина (аналогично тому, как описано в предыдущей инструкции).
5. Модель живой клетки из соленого теста
Также можно сделать макет клетки из соленого теста (в этой статье рецепт соленого теста, который я использую).
- Соленое тесто раскатать скалкой в пласт толщиной около половины сантиметра.
- Вырезать из него основу для макета клетки.
- Приклеить основные детали.
- Оставить на сутки или двое в теплом месте для высыхания.
- Раскрасить красками.
Модели живых (животных и растительных) клеток своими руками
Напоследок небольшая галерея с фотографиями моделей клеток из кабинета биологии. Прошу прощения за качество фотографий — дочка делала их в школе телефоном, а там, где стоит шкаф с работами детей, плохое освещение.
А эта работа мне очень понравилась, потому что у меня тоже была идея сделать модель еще и из бумаги, в технике объемной аппликации. Модель клетки выполнена из бумаги в техниках рисования, аппликации и квиллинга.
Предлагаю посмотреть другие статьи из рубрики «Школьные задания» или статьи о поделках из пластилина, массы для лепки, соленого теста и т.д.
© Юлия Валерьевна Шерстюк, https://moreidey.ru
Всего доброго! Буду рада Вашим комментариям!
Размещение материалов сайта (изображений и текста) на других ресурсах без письменного разрешения автора запрещено и преследуется по закону.
Как объяснить детям, что такое живая клетка? (проект позитивно-манипуляционного дидактического диалога (ПМДД) с детьми 6 – 7-летнего возраста)
Предлагаем Вашему вниманию проект позитивно-манипуляционного дидактического диалога с детьми 6 – 7-летнего возраста на тему: «Живая клетка», разработанный в 2010 – 2011 учебном году. Эти материалы могут быть использованы педагогами и родителями для трансляции детям существенных (теоретических) признаков, связанных с понятием «живая клетка».
Цели урока (занятия):- активировать познавательные интересы, создать мотивацию к изучению темы «Живая клетка»;
- посредством учебных умных образов транслировать учащимся (оптимальный возраст 7–8 лет) некоторые теоретические знания о структуре и функциях живой клетки;
- спроектировать учебную среду, порождающую психолого-педагогические условия для развития аналитико-синтетической деятельности, мышления по аналогии, экстраполяции спонтанного (житейского) опыта детей в неизвестные для них сферы, проблемные области;
- развитие логического, рефлексивного и творческого компонентов в мышлении детей.
Основной способ реализации целей занятия: организация позитивно-манипуляционного дидактического диалога (ПМДД) на тему «Живая клетка».
Основная идея: для передачи детям теоретического знания – отдельных теоретических отношений и признаков, связанных с научно-теоретическим понятием «клетка», использовать учебную метафору, учебный умный образ.
Задействованный нами в дидактических целях умный образ прекрасно знаком, известен детям, достаточно полно осмыслен ими (в сознании наличествуют широкие и глубокие, единичные и общие представления, предпонятия), и, вместе с тем, выбранный нами образ, в значительном количестве важных аспектов, находится в отношениях изоморфизма (подобия) к структуре и функциям живой клетки. Поиск, обнаружение этих соответствий и параллелей между агентами сравнения и составляет главное содержание ПМДД. Напомним, что учебный умный образ призван символизировать, символически изображать, представительствовать в субъективной реальности ребёнка некоторые существенные и необходимые (теоретические) признаки изучаемого научного понятия и в этом качестве выступить своеобразным «плацдармом» для понимания детьми некоторых теоретических связей объективного мира.
Учебный умный образ, позволяющий транслировать детям некоторые теоретические признаки понятия «живая клетка», спроектирован нами «на стыке» житейского и научно-понятийного отражения объективной реальности, в процессе логико-предметного анализа понятия «живая клетка» и изучения спонтанных понятий детей по целому ряду вопросов.
В результате творческого синтеза нами спроектирована следующая базовая метафора: живая клетка подобна жилой квартире в многоэтажном доме (именно в таких квартирах проживает подавляющее количество наших учеников). В современном урбанизированном обществе трудно найти ребёнка, не имеющего соответствующих представлений, в том числе представлений теоретических, – отражающих существенные, внутренние стороны устройства и функционирования многоквартирного жилого дома. По нашему мнению, указанные житейские представления (о квартире в многоэтажном доме), будучи творчески переработанными, нелинейно перенесёнными – экстраполированными в интересующую нас сферу, способны стать опорой для теоретического образного постижения темы «живая клетка». Образно-логический умный образ «жилой дом» создаст в сознании детей несколько реперных точек для продвижения к освоению (в далёкой перспективе) понятия «клетка».
Педагогическая модель ПМДД по теме «Живая клетка»
Педагогическая модель ПМДД находится в полном соответствии с психологической моделью ПМДД (см. Главу 3, раздел «Психологическая модель ПМДД») и состоит из 4 этапов.
Первый этап
Контекст: на первом этапе мы должны создать мотивацию к изучению темы «Живая клетка», актуализировать в сознании детей необходимые для введения умного образа спонтанные, житейские понятия. Так как мы планируем провести параллели, найти аналогии между многоквартирным жилым домом и живой клеткой, то, естественно, сначала речь пойдёт об устройстве типового многоэтажного дома. Не следует упускать из виду мотивационный компонент – интерес к занятию и к изучению всей темы мы создадим за счёт развёртывания игры-драматизации «Биолог Микроскопкин».
Конкретное содержание первого этапа
Учитель: Дорогие ребята, поздравляю вас, к нам в гости пожаловал всемирно известный биолог (учёный, изучающий жизнь растений) Иван Иванович Микроскопкин (учитель может показать репродукцию с изображением биолога, зоолога или изготовить куклу доброго учёного-чудака). Всю свою жизнь профессор Микроскопкин провёл в лесах и полях, тундрах, степях и пустынях. Ни на одну секундочку Микроскопкин не расставался со своим любимым микроскопом, кропотливо и настойчиво исследовал богатство и красоту родной природы. Вы не поверите, но чтобы не терять драгоценного времени, целиком отдаться любимому делу, Микроскопкин жил уединённо, отшельником и никогда, слышите, никогда не был в большом городе. И вот теперь свершилось чудо, Микроскопкин здесь и готов поделиться с нами результатами своих наблюдений и размышлений.
Однако прежде чем профессор начнёт свой захватывающий рассказ, он задаст вам несколько вопросов. Больше всего Микроскопкина потрясли наши огромные многоквартирные дома, он хочет подробнее узнать их устройство. Теперь представьте, что Микроскопкин это я (учитель берёт микроскоп, сачок, луковицу, колбу с раствором, словом, перевоплощается в Микроскопкина) и начинает задавать вопросы.
Микроскопкин: Я живу в небольшой деревянной избушке на краю леса, а вы, мои юные друзья, в домах, подобных скалам, утёсам, крутому косогору, испещренному ласточкиными гнёздами?
Дети: Да, мы живём в больших многоэтажных домах.
Микроскопкин: А из чего состоит ваш дом, из чего он построен?
Дети: Из строительного материала: кирпичей, плит, дерева, пластика.
Микроскопкин: Можно ли сказать, что большой дом-скала будто состоит из множества маленьких домиков?
Дети: Да, эти домики называются квартиры.
Микроскопкин: Наверное, каждая семья занимает одну квартиру.
Дети: Да, так и есть.
Микроскопкин: Квартиры все одинаковые или разные?
Дети: Разные, есть однокомнатные, двухкомнатные, трёхкомнатные.
Микроскопкин: Квартиры предназначены для жизни людей, в квартире главные хозяева – жители, не так ли?
Дети: Да.
Микроскопкин: Чем одна квартира отделена от другой?
Дети: Стенами.
Микроскопкин: Для чего нужны стены?
Дети: Они создают внутреннее пространство, саму квартиру, защищают от холода, дождя и снега, обеспечивают безопасность жителей, отделяют одну квартиру от другой, чтобы жители разных квартир не мешали друг другу, чтобы жителям было уютно, спокойно.
Микроскопкин: Стены придают дому прочность, делят его внутреннее пространство?
Дети: Да, конечно.
Микроскопкин: У дома есть крыша?
Дети: Да.
Микроскопкин: Для чего она нужна?
Дети: Предохраняет от дождя и снега.
Микроскопкин: Как в дом попадает свет, свежий воздух?
Дети: Через окна.
Микроскопкин: Как жители попадают в свою квартиру?
Дети: Через дверь.
Микроскопкин: Для чего нужна дверь?
Дети: Защищает жителей. Через неё входят жители, можно запереть дверь и не пустить в квартиру нежеланных гостей. Через дверь в квартиру попадает всё, что нужно для жизни.
Микроскопкин: Догадайтесь, как можно узнать, есть ли жители в квартире, жилая ли квартира?
Дети: Надо наблюдать, в жилую квартиру обязательно будут приносить продукты, жители будут тратить воду и электроэнергию, выносить из дома мусор.
Микроскопкин: Могут ли жители жить и ничего не приносить в квартиру?
Дети: Нет.
Мимкроскопкин: Могут ли жители жить и ничего не выносить из квартиры?
Дети: Нет.
Микроскопкин: Что должны жители делать в квартире, чтобы жить?
Дети: Готовить еду, убираться, поддерживать чистоту и порядок, удалять отходы, поддерживать определённую температуру.
Микроскопкин: Для чего служат канализация и мусоропровод?
Дети: Для удаления отходов.
Микроскопкин: Для чего трубы отопления или кондиционеры?
Дети: Для поддержания нужной температуры, чтобы зимой было не холодно, летом – не жарко.
Микроскопкин: Для чего в квартире линии связи, телефонные провода, антенны, Интернет?
Дети: Чтобы жители могли узнавать новости, связываться с другими людьми.
Микроскопкин: Для чего служит электричество?
Дети: От него работают бытовые приборы, горят лампочки.
Микроскопкин: Для чего в квартире газовые трубы, газовая плита?
Дети: На нём готовят пищу.
Микроскопкин: В квартире должна быть кухня, столовая?
Дети: Да, необходимо готовить пищу.
Микроскопкин: Должны ли рачительные хозяева иметь запасы? И где хранить?
Дети: Да, запасы нужны, их хранят в кладовой комнате, в специальном месте.
Микроскопкин: Чем отделаны стены вашей квартиры?
Дети: Обоями, панелями.
Микроскопкин: Для чего нужны обои?
Дети: Чтобы стены были разноцветными, создавали хорошее настроение.
Микроскопкин: Можно ли утверждать, что дом был когда-то построен и постепенно, с течением времени медленно разрушается?
Дети: Можно.
Микроскопкин: В доме могут родиться дети, появиться новые жители?
Дети: Могут.
Второй этап
Контекст: после актуализации житейского опыта детей относительно жилого многоэтажного дома необходимо смещать акцент в сторону создания ситуации «запроса на знание», формировать осознанное обращение детей к авторитетному взрослому с просьбой рассказать об устройстве и функционировании живой клетки.
Конкретное содержание второго этапа
Микроскопкин: Спасибо за ваши ответы. Подождите, подождите, подождите… Давненько я не заглядывал в свой любимый микроскоп. Пора бы заняться исследованиями. Не хотите ли присоединиться, вижу, ребята вы толковые, вполне способны сослужить службу для науки.
Дети: Хотим.
Микроскопкин: Тогда давайте посмотрим, как устроен самый обычный репчатый лук.
(Микроскопкин показывает ребятам, как выглядит под микроскопом лук. Иногда учителя показывают картины с изображением клеток лука.)
Микроскопкин: Ребята, посмотрите, из чего состоит лук?
Дети: Из таких прямоугольников и квадратиков
Микроскопкин: Правильно, а называются эти прямоугольники «клетки».
Дети: Правда, клетки, очень похоже.
Микроскопкин: Всё живое, все растения, животные и даже люди состоят из клеток. Клетки живые.
Дети: Мы по телевизору слышали что-то про клетки.
Микроскопкин: Ещё раз взгляните на клетки лука, ничего вам они не напоминают? Вспомните, о чём вы мне рассказывали только что.
Дети: Кажется, поняли, лук похож на многоэтажный дом, на девятиэтажку, она тоже на клетки разделена.
Микроскопкин: Неужели и впрямь лук похож на многоэтажный дом, вот так открытие! Мне никогда подобное не приходило в голову. Посмотрите внимательно, какое смелое предположение. И если лук похож на многоэтажный дом, то квартира похожа…
Дети: На клетку лука.
Микроскопкин: Открытия сыплются как из рога изобилия, вы творческие люди, но ваши замечательные идеи и предположения, ваши догадки (гипотезы) необходимо проверить. Давайте сравним живую клетку и квартиру в многоэтажном доме. Вот тогда мы, подобно настоящим учёным, подтвердим или опровергнем вашу гипотезу. Итак, вы хотите узнать, как устроена клетка?
Дети: Конечно, хотим, расскажите нам, пожалуйста.
Третий этап
Контекст: на третьем, кульминационном этапе ПМДД происходит трансляция учащимся некоторых теоретических знаний о живой клетке. Психологическим орудием, инструментом передачи компонентов теоретического знания служит умный образ (в данном, конкретном случае, образ квартиры в многоэтажном доме), опосредствующий теоретическое образное мышление детей, символически изображающий, представительствующий в сознании учащихся изучаемые теоретические связи и отношения. Как можно больше инициативы в поисках соответствий между агентами сравнения, в наращивании контекста базовой метафоры следует делегировать детям. Большим подспорьем для учителя могут послужить своеобразные «опорные сигналы, схемы» – методические пособия: символический рисунок (план), отражающий устройство квартиры (символическая графическая модель квартиры), и символическая графическая модель клетки.
Конкретное содержание третьего этапа
Микроскопкин: В далёком прошлом знаменитый учёный Архимед, сделав важное открытие, воскликнул: «Эврика!» (Эврика по-гречески означает «нашёл».) Ваша находка представляется мне всё более интересной. Как учёный, доктор биологических наук, ответственно заявляю, живая клетка во много-много раз сложнее, чем современная квартира. Но всё же нечто общее между клеткой и квартирой, несомненно, есть.
Итак, клетка живая, и квартира предназначена для жизни людей. Вы же сами говорили, что главное в квартире…
Дети: Её жители.
Микроскопкин: Напомните, пожалуйста, как узнать, жилая ли квартира, есть ли в ней жизнь, жители?
Дети: Надо посмотреть приносят ли в квартиру еду, поступает ли в эту квартиру вода, выносят ли мусор, отходы.
Микроскопкин: Правильно, всё живое получает питание, воздух, воду. Разве могут жители квартиры обойтись без получения необходимых веществ? И вместе с тем выделяет…
Дети: Что-то ненужное, отработанное.
Микроскопкин: Получается, что клетка, если она живая – питается, дышит, получает полезные вещества и выбрасывает вредные. Как жители в квартире. Всё живое меняется с внешней средой. Всё живое участвует в обмене веществ.
Дети: Всё живое участвует в обмене веществ, получает полезное, выбрасывает ненужное в мусоропровод. Здорово.
Микроскопкин: Квартира когда-то была построена, была новой. Постепенно она стареет, разрушается.
Дети: Выходит, и клетка, как дерево, как человек, рождается, растёт и умирает.
Микроскопкин: Совершенно верно, квартира не растёт, а всё живое обязательно растёт, меняется, развивается, достигает расцвета, затем старится…
Дети: И умирает.
Микроскопкин: Да, разрушается.
Дети: Жаль.
Микроскопкин: Теперь взгляните на рисунки. (Показывает стены квартиры.)
Дети: У клетки тоже есть стены.
Микроскопкин: Верно, и называются эти крепкие стены «оболочка». Если оболочка похожа на стены квартиры, то для чего она нужна?
Дети: Для защиты, придаёт прочность, ограничивает клетку.
Микроскопкин: Верно. Оболочка поддерживает форму, защищает, не даёт проникнуть в клетку-квартиру врагам, не пускает вредные вещества. А как же в клетку проникают полезные вещества, как попадает питание, проникает дневной свет?
Дети: Через двери и через окна.
Микроскопкин: Молодцы. В оболочке есть поры, как окна, и двери, они пропускают полезное. (Педагог показывает наружную клеточную мембрану и поры на графической модели клетки.)
Дети: Понятно.
Микроскопкин: Итак, в квартиру, в клетку попало что-то необходимое, например еда. Скажем, кусок свежего мяса, мешок картошки. Сырыми будете есть?
Дети: Нет, надо нести на кухню и приготовить, а то отравиться можно и невкусно.
Микроскопкин: Правильно. Я вам говорил, что клетка сложнее устроена, чем современная квартира?
Дети: Говорили.
Микроскопкин: Клетка устроена, как квартира будущего, а в будущем не мама готовить будет, а…
Дети: А роботы-повара, автоматы.
Микроскопкин: Роботы-повара в клетке называются рибосомы. Рибосомы готовят еду, клетка питается и…
Дети: И растёт.
Микроскопкин: Кстати, рибосомы пищу только готовят, а поступает она к жителям через эндоплазматическую сеть. Вы можете не запоминать это сложное название. Между комнатами в квартире есть внутренние стены?
Дети: Да.
Микроскопкин: Зачем они нужны?
Дети: Делят квартиру на отдельные комнаты.
Микроскопкин: Помимо этого, обратите внимание, по стенам проходят трубы и провода. Может быть, будут в квартире будущего такие трубы, по которым пища от поваров-рибосом будет поступать жителям. Открыл кран, и в рот компот бежит. Вот эндоплазматическая сеть это трубы, проложенные в стенах и доставляющие блюда, приготовленные рибосомами, прямо в комнату. Теперь представьте, мы поели, осталась грязная посуда, может быть, аппетит у нас не очень хороший, или вкус не понравился.
Дети: Надо всё убрать, выбросить. Нужно убраться.
Микроскопкин: Мы в квартире будущего, поэтому у нас есть трудолюбивый робот-уборщик, он называется Аппарат Гольджи. (Педагог показывает на схеме, где расположен аппарат Гольджи.) Вы тоже за работу, за уроки принимайтесь, а тем временем, аппарат Гольджи приберётся.
Дети: Получается, он тарелки убирает, порядок наводит, складывает ненужное в мусорное ведро, мусор выбрасывает.
Микроскопкин: Верно, с виду неприглядная, но такая необходимая, нужная работа. Без аппарата Гольджи клетка заросла бы грязью, погибла. Вот аппарат Гольджи грязь-то и собирает, в пакетик чёрный мусорный упаковывает и аккуратненько выбрасывает…
Дети: В мусорное ведро, в мусоропровод, на помойку.
Микроскопкин: Всё это в клетке называется лизосомы.
Дети: Значит, лизосомы это как мусоропровод, помойка?
Микроскопкин: Да, через них клетка избавляется от всякого хлама, от вредных, отработанных материалов.
Дети: Понятно.
Микроскопкин: А ещё в квартире может быть холодно или, напротив, жарко.
Дети: Нужно трубы подвести и топить, или электричество подвести, и кондиционер поставить, чтобы воздух охлаждать.
Микроскопкин: А если нет электричества, вода не подаётся, тепло не приходит в квартиру, хорошо жителям?
Дети: Нет, конечно, жители могут погибнуть.
Микроскопкин: А в деревенской избе, ну вот в такой хотя бы, в которой я живу, знаете, откуда горячая вода берётся, тепло, на чём пищу готовят?
Дети: Знаем, там печь русскую топят. Дрова горят, нагревают печь, вот и тепло.
Микроскопкин: А в вашей квартире откуда?
Дети: С котельной и электростанции к нам идут провода и трубы, по ним идёт ток и горячая вода. А ещё может в квартире стоять котёл, к нему идёт газ, он горит и воду нагревает, из котла идут трубки, по ним горячая вода бежит, и по комнатам тепло распространяется.
Микроскопкин: Если я вас правильно понял, жителям, для поддержания жизни, необходим источник энергии. В деревенской избе или в городской квартире должна быть энергия: газ, электричество, горячая вода. Энергия может приходить извне, из-за границ дома, поступать из котельной, электростанции, газового хранилища. Котёл или печь может дома стоять, и если вы сжигаете дрова или уголь прямо дома, то тоже получите необходимую энергию.
Дети: Верно.
Микроскопкин: Вот и клетка для жизни нуждается в энергии. Отчасти она получает энергию извне. Но умные и дальновидные жители клетки предпочитают прежде всего на себя рассчитывать. Чтобы подстраховаться, они создали собственную энергетическую установку, как русскую печку в избе, как котёл в квартире, она-то и снабжает энергией всю квартиру-клетку. Называется эта энергетическая установка, этот котёл, эта печка митохондрия. (Сопровождается демонстрацией митохондрии на схеме.) Понятно?
Дети: Ясно, митохондрия вырабатывает энергию для всей клетки.
Микроскопкин: Итак, стены есть, энергия есть… Вы знаете, что скоро человек полетит в космос, посетит другие планеты, и, чтобы не везти с собой пищу, выращивать её будет прямо на космическом корабле, в космической теплице-оранжерее. А что делать, из окрестностей Марса до ближайшего рынка ох как далеко. Уже сейчас космонавты берут с собой зёрнышки и выращивают на орбите фасоль, горох и даже огурцы. А вам удавалось прямо в собственной квартире вырастить какое-либо растение?
Дети: Конечно, мы цветы выращивали. А ещё лимон на подоконнике, знаете, какой вкусный, а ещё помидоры маленькие, лук зелёный в банке, много чего.
Микроскопкин: А плоды своего труда вы потом попробовали, отведали?
Дети: Ещё бы, очень вкусно.
Микроскопкин: Представьте, чтобы как можно меньше зависеть от внешних условий, имея площадь, имея энергию, жители клетки превратили часть своей квартиры в теплицу, оранжерею, прекрасный зимний сад. И теперь там происходит чудо, из семечка вырастает растение. Много ли нужно: свет, полезные вещества, вода, тепло, и вот, как в сказке, прямо на глазах, там, где было крохотное семечко, мы видим десятки сочных, питательных плодов, способных утолить голод, богатых витаминами. Место, отведённое в клетке под выращивание разнообразной питательной зелени, называется хлоропласты. (Педагог показывает хлоропласты на схеме.)
Дети: Понятно.
Микроскопкин: Когда вы рассказывали про свой дом, вы отметили, что в квартире, у рачительных хозяев должна быть кладовая.
Дети: Конечно, должна, для хранения запасов. Урожай вырастил и не съел сразу. Или соль, спички, сахар можно хранить, не будешь бегать в магазин, и цены могут вырасти.
Микроскопкин: А в клетке есть кладовка, как вы думаете?
Дети: Наверное, есть, ведь в клетке хозяева всё правильно, умно устроили.
Микроскопкин: Совершенно верно, есть кладовая, называется вакуоль. (Педагог демонстрирует месторасположение вакуоли на схеме.) Именно здесь накапливаются, хранятся питательные вещества, другие запасы, в хозяйстве всё пригодится. Да, кстати, о хозяевах. Вы хотите узнать, кто в клетке хозяин?
Дети: Интересно.
Микроскопкин: А что хозяева делают?
Дети: Хозяйничают, управляют квартирой, всё в ней устраивают, решения принимают, детей воспитывают и учат, как взрослые. Хозяева – главные. Их все должны слушаться, они за всем следят, командуют. Они самые умные, они учились и знают, как всё делать.
Микроскопкин: Правильно, дети. Хозяева клетки, командный пункт клетки, хранилище информации называется ядро. ( Педагог показывает на схеме ядро.) Ядро – главная часть клетки, её командир. Ядро передаёт все знания детям, передаёт им информацию о том, как должен быть устроен дом, как правильно жить. На место старых, поживших, потрудившихся на своём веку, создавших много полезного и нужного клеток приходят новые, молодые и сильные, полные энергии, готовые к грандиозным свершениям, жизнь продолжается.
Дети: Хороший командир, если он так здорово всё устроил. Всё, как у людей.
Микроскопкин: «Сказка ложь, да в ней намёк, добрым молодцам урок». Природа хранит множество загадок. Сейчас мы только прикоснулись к тайне живой клетки. Когда вы будете постарше, на уроках по удивительному предмету, ботанике, вы познакомитесь с клеткой полнее. Но уже сейчас вы многое поняли, и, самое главное, я видел в ваших глазах свет настоящего научного интереса, видел, с какой радостью и вниманием вы участвуете в нашем исследовании. «Повторение – мать учения». Пришло время подвести итоги, сделать выводы. Давайте я задам вам несколько вопросов, а вы, глядя на наши схемы (символическая схема устройства квартиры и символическая схема устройства клетки), попробуете восстановить ход наших рассуждений, рассказать, как устроена клетка.
Четвёртый этап
Контекст: педагог действует в традиционной манере – повторение, контроль, коррекция неправильного усвоения. Вместе с тем не следует забывать, что цель данного этапа не только в закреплении изученного материала, но и его иерархизация. Вопросы учителя должны помочь учащимся выделить главное и второстепенное, сосредоточиться на ключевых, сущностных моментах, абстрагироваться от малозначимых деталей.
Вопросы и задания для повторения, закрепления, категоризации информации
- Из чего состоят растения, животные, люди?
- Расставьте в нужном порядке следующие этапы жизни клетки, растения: старение, рождение, рост, созревание, смерть, размножение.
- В чём нуждается всё живое, без чего не может обойтись организм?
- Что организм выводит, выбрасывает наружу?
- Всё живое участвует в обмене веществ, что-то получает, что-то отдаёт, согласны?
- Что такое обмен веществ?
- На что похожа живая клетка?
- Есть ли у клетки стены?
- Как они называются, для чего служат?
- Покажите на схемах стены квартиры и клеточную оболочку.
- Всё необходимое попадает в дом через окна и двери, а в клетку?
- Для чего клетке поры?
- Покажите на схеме поры.
- Человек не ест мясо сырым, готовит еду, а клетка?
- Внутри клетки есть свои повара, они готовят еду и называются…
- Что такое рибосомы?
- Покажите месторасположение рибосом.
- От поваров к едокам, в разные комнаты пища в клетке поступает как-то необычно, как?
- Для чего служит эндоплазматическая сеть?
- Покажите эндоплазматическую сеть на схеме.
- Что в клетке отвечает за уборку отходов?
- Каково предназначение аппарата Гольджи?
- Что случится, если аппарат Гольджи придёт в неисправность?
- Покажите аппарат Гольджи на схеме.
- Куда аппарат Гольджи складывает мусор?
- На что похожи и для чего служат лизосомы?
- Покажите месторасположение лизосом.
- Могут ли жители городской квартиры или деревенской избы обойтись без энергии?
- Для чего нужна энергия?
- Откуда берётся энергия в квартире, в деревенской избе?
- Нужна ли энергия для жизни клетки?
- Как называется котёл, печка, энергетическая установка клетки?
- Что такое митохондрия?
- Покажите расположение митохондрии на схеме.
- Клетка или человек тратят энергию? На что?
- Как человек восполняет потраченную энергию? Извлекает ли он энергию из переработки пищи, как печка, от сжигания дров?
- Можно ли в квартире выращивать пищу?
- Откуда будут получать зелень, пищу космонавты в далёком межгалактическом рейде?
- Из крошечного семечка появляется дерево, дающее множество плодов, это можно назвать чудом?
- А можно ли назвать чудом клетку, которая внутри себя из энергии солнца, питательных веществ создаёт зелёную массу, кормит себя и растёт, развивается, живёт?
- Как называется теплица, оранжерея клетки?
- Для чего нужны хлоропласты?
- Покажите их месторасположение на схеме.
- В квартире, у рачительного хозяина есть кладовая комната, для чего она нужна?
- А есть ли кладовая у клетки?
- Для чего служит вакуоль?
- Где расположен командный пункт клетки, откуда исходят указания, приказы, кто хранит важнейшую для жизни информацию и передаёт её по наследству?
- Кто в клетке хозяин?
- Для чего служит ядро?
- Покажите месторасположение ядра.
- Интересно ли вам было познакомиться с жизнью и устройством клетки?
Завершить занятие необходимо на хорошей эмоциональной ноте. Похвалите ребят за любовь к знаниям, настойчивость, целеустремлённость. Можно устроить конкурс рисунков на тему: «Как устроена клетка». Закрепить результаты диалога можно также в совместном проекте (или нескольких групповых проектов) с тем же названием. Лучшие работы должны украсить стены классной комнаты.
Как нарисовать клетку — Easy Drawing
Клетки являются одним из основных строительных блоков жизни. Будь то одноклеточные или многоклеточные, они есть у всех организмов. Клетки животных отличаются от клеток растений по нескольким параметрам, включая отсутствие вакуолей, хлоропластов и клеточных стенок. Зная, какие органоиды есть у животных клеток и их общую форму, вы легко сможете нарисовать животную клетку.
Рисуя эту простую мультяшную клетку, имейте в виду, что это чрезвычайно общий и простой подход к этому.Все упрощено, чтобы выглядеть так, как на базовой диаграмме. Используйте свое воображение, чтобы продвинуться дальше по отношению ко всем внутренним частям (органеллам) , которые его составляют.
Цвета кстати тоже… придумайте свою уникальную схему.
Клетки составляют все живые существа, от мельчайших бактерий до крупнейших животных, населяющих планету. Их часто называют строительными блоками жизни, и они могут быть в нескольких вариациях.
Растительные и животные клетки являются наиболее распространенным вариантом, и, как следует из их названия, они составляют всю органическую растительную и животную жизнь. В этом руководстве о том, как рисовать клетку животного, мы сосредоточимся на варианте животного.
Клетки животных обычно имеют небольшие размеры и клеточная стенка отсутствует. За исключением простейших Euglena, ни одна животная клетка не обладает пластидами. Вакуоли в животных клетках многочисленные и мелкие. Клетки животных имеют один очень сложный и заметный аппарат Гольджи. Нарисуем типичную животную клетку. Вот так.
К концу этого полезного урока вы сможете точно нарисовать поперечное сечение этой удивительной структуры.
Мы надеемся, что вы весело и легко проведете время, работая над этим пошаговым руководством о том, как нарисовать клетку животного всего за 6 простых шагов.
Как нарисовать клетку шаг за шагом
От начала до конца — начиная с простой основы из двух основных фигур, вот как можно рисовать. Не стесняйтесь менять свои по мере прохождения каждого шага.
- Начните с рисования мембраны
- Далее — продолжайте ядро на вид
- Добавить Mitochondria и около вакуулей
- и теперь около рибосомов (маленькие круги), грубый и гладкие эндоплазматические ретикулы и аппарат Гольджи
Клетка состоит из трех частей: клеточной мембраны, ядра и, между ними, цитоплазмы. … Внутри цитоплазмы расположены сложные структуры тонких волокон и сотен или даже тысяч крошечных, но отчетливых структур, называемых органеллами.
Некоторые клетки Рисование картинок
Готово! 🙂
Опять же — цветовая схема, которую я использовал выше, не обязательно отображает его истинные цвета, но они предназначены для того, чтобы придать ему более забавный и интересный вид.
Надеюсь, вам понравился этот урок . До скорой встречи на другом.
Они обеспечивают структуру тела, получают питательные вещества из пищи, преобразуют эти питательные вещества в энергию и выполняют специальные функции.Клетки также содержат наследственный материал организма и могут создавать копии самих себя. Клетки состоят из множества частей, каждая из которых выполняет свою функцию.
Смотреть видео Клетки животных
‘Моя жизнь странная’: придворный художник, нарисовавший Гислен Максвелл, рисует ей спину | Жизнь и стиль
Рисунки пастелью обычно не распространяются в Интернете, но в этом месяце тысячи пользователей Twitter были загипнотизированы наброском художника из зала суда Гислен Максвелл — предполагаемого пола — сообщник Джеффри Эпштейна по торговле людьми — смотрит на художника и делает набросок в ответ.
Пользователи Твиттера были обеспокоены. «Сначала я подумал, что это смешно, но это начинает преследовать меня», — написал один человек. Другие прокомментировали причудливое, рекурсивное качество изображения — напоминающее рисунок рук М. С. Эшера, рисующего руки, и повышающий вероятность некоего бесконечного цикла. Максвелл троллил нас? Или послать художнику зловещее сообщение?
«Я не знаю, и я не собираюсь пытаться читать ее мысли», — сказала мне Джейн Розенберг, художница, о которой идет речь. «Может быть, ей просто было скучно выходить из тюремной камеры.Я знаю, что ее сестра иногда тоже рисует в суде. Может быть, семья Максвелл просто любит рисовать в свободное время».
Она и еще одна художница, Лиз Уильямс, рисовали эскиз Максвелла однажды во время досудебного производства, когда они заметили, что Максвелл, вооруженный ручкой или карандашом, возвращает услугу. По словам Розенберга, с тех пор она и британская светская львица стали своего рода «приятелями по рисованию». Максвелл иногда машет ей рукой. Однажды она что-то пробормотала, и Розенберг понял, что она говорит: «Долгий день, не так ли?»
Для Розенберга это был, по сути, еще один долгий день представителя одной из самых редких и необычных профессий Америки.За более чем 40 лет работы профессиональным художником в зале суда она освещала судебные процессы над некоторыми довольно «плохими парнями», включая наркобарона Хоакина «Эль Чапо» Гусмана; знаменитые сексуальные преступники Р. Келли, Харви Вайнштейн и Билл Косби; бомбардировщики Всемирного торгового центра и Бостонского марафона; Марк Дэвид Чепмен, убийца Джона Леннона; бандит Джон Готти; полицейский Дерек Шовен, убивший Джорджа Флойда; и мошенник Берни Мэдофф.
Если за последние четыре десятилетия имело место крупное судебное разбирательство, велика вероятность того, что Розенберг наблюдал за ним из-за блокнота для рисования. Иногда ее субъекты дают незапрошенные отзывы. «Джон Готти хотел убрать второй подбородок, — сказал Розенберг в интервью New York Post в прошлом году. И люди «всегда хотят больше волос. Я получаю это все время».
Хотя суды некоторых штатов в настоящее время транслируют судебные процессы по телевидению, американские суды исторически сопротивлялись разрешению использования камер – потому что фотография считается отвлекающей и может превратить суды в медиа-спектакль, а также из-за риска раскрытия личности присяжных или свидетелей, находящихся под защитой.(Нью-Йорк разрешает фотографировать в каждом конкретном случае, но федеральные суды строго запрещают это.)
Когда художники в зале суда рисуют присяжных или чувствительных свидетелей, их лица часто остаются пустыми. Иллюстрации Розенберга к делу Максвелла и другим делам включают пронзительные портреты анонимных свидетелей с призрачными, пустыми лицами, черты которых иногда еще больше затемняются руками, сжимающими ткани.
Художники зала суда считают, что рисованное искусство более снисходительно, чем фотография, и потенциально менее зловещее; у него также есть преимущество художественной лицензии — художники могут сжимать людей и действие в одном кадре, передавая ощущение драмы и атмосферы зала суда, которые трудно передать фотосъемке.
Работа требует жесткого графика. Розенберг, которая живет рядом с Колумбийским университетом со своим мужем, адвокатом по уголовным делам, с которым она познакомилась в здании суда, обычно просыпается в 4 утра, чтобы подготовиться к суду и прибыть вовремя, чтобы занять хорошие места.Когда ее нет в суде, она на связи — об аресте или привлечении к ответственности могут объявить в любой момент, а СМИ часто связываются с ней в последнюю секунду — так что, как сельский врач, у нее всегда наготове и ждет рядом чемодан с оборудованием. дверь квартиры. В ее набор входят бинокль, отпускаемый по рецепту, и напальчники, маленькие латексные наперстки, которые защищают ее руки от высыхания.
Каждую ночь, когда она возвращается домой, она тратит не менее получаса на чистку своего оборудования и заказ пастели взамен изношенных до четверти дюйма заглушек.Когда я разговаривал с ней по телефону, она только что закончила сортировать и выбрасывать «миллион крошечных комочков черного». Ей приходится работать при дневном свете, иначе она не сможет точно различать цвета.
Обвинения особенно напряжены из-за их краткости — художник в зале суда должен мчаться, чтобы запечатлеть подсудимого в нескольких ловких строках, когда он признает себя виновным или невиновным. В некоторых крупных судебных процессах артисты помещаются в переполненную комнату и должны смотреть через видеомониторы. Во время досудебных ходатайств по делу Максвелла Розенберг мог сидеть в пустой ложе присяжных и наблюдать, с редкой близостью, как Максвелл пробирается в комнату в кандалах, приветствуя людей и обмениваясь с ними любезностями, а иногда и поцелуями.
Розенберг иногда покрывает судебные процессы в других штатах, но путешествовать неприятно. «Мне трудно летать с моими пастелью», — говорит она. «Я не могу их проверить — они все сломаются — и когда они проходят через металлоискатель, они выглядят как пули».
Когда она училась в колледже, изучая искусство, художники-абстракционисты, такие как Виллем де Кунинг и Александр Колдер, были в моде, а портретная живопись считалась постыдно устаревшей.
«Я просто никогда не знал, как буду зарабатывать на жизнь. Я боролась много лет», — говорит она. «Я рисовал мелом на тротуаре, копируя Рембрандта и Вермеера, за деньги, сняв шляпу. Я рисовал пастелью портреты туристов в Провинстауне, Кейп-Код».
Однажды она посетила лекцию художника из зала суда в Обществе иллюстраторов на Манхэттене. Она была заинтригована и решила попробовать проникнуть в нишу отрасли. «Я не думал, что я достаточно хорош или достаточно быстр, но я знал, что люблю рисовать людей. Она начала околачиваться в зданиях суда, собирая портфолио («Я проводила много времени в ночном суде, рисуя проституток»), и в конце концов продала скетч по спецификации NBC.
С тех пор у нее обычно было больше работы, чем она могла справиться. Тем не менее беспокойство по поводу гарантий занятости является характерной чертой отрасли. «С тех пор, как я стал художником в зале суда, я всегда думал, что камеры будут в суде в любую минуту. И в 1988 году они приняли закон, разрешающий камеры [в судах штата Нью-Йорк], и я подумал: «Вот и все».Для меня все кончено». Однако это не соблюдалось во всех делах штата Нью-Йорк», и федеральные суды не проявляют никаких признаков перемен.
«Итак, я продолжаю работать. Когда я только начинал, было намного больше артистов в зале суда. На суде в Уэстморленде» — громком деле о клевете в 1982 году — «я насчитал около 17 артистов. У каждой телестанции был свой артист, каждый журнал прислал артиста. Сейчас их около пяти в Нью-Йорке. Не все мы переживаем то, что происходит с телеграфными службами и социальными сетями; это просто другой мир сейчас. ”
Каждый художник в зале суда работает предпочитаемым им способом – некоторые используют акварель, масляные мелки, цветные фломастеры или карандаши. Как и представители любой небольшой и необычной индустрии, художников связывает тихое товарищество, которое распространяется и на других придворных, таких как судебные приставы, клерки и репортеры. Многие знают друг друга годами.
Розенберг старается не строить догадок об итогах судебных процессов, пока не выслушает защиту, и помнить, что подсудимые невиновны, пока их вина не доказана.Она подходит к испытаниям с чувством профессиональной отстраненности и обычно слишком сосредоточена на набросках, чтобы чувствовать эмоциональное или моральное волнение. Однако есть исключения, такие как суд над Сьюзен Смит, женщиной из Южной Каролины, осужденной за то, что она утопила своих детей, смерть которой в показаниях суда описана в мучительных подробностях, или дело, касающееся женщины из района Розенберга, которая была изнасилована и подвергнута пыткам со стороны домашний захватчик.
«Я стараюсь не поддаваться эмоциям, потому что слезы, падающие на мои пастели, нехороши.Но я часто слышу ужасные вещи и видел много фотографий с места преступления. Иногда это доходит до меня, даже когда я пытаюсь быть нейтральным. Моя жизнь странная, наверное. Сорок один год наблюдения за плохими парнями и плохими вещами».
Набросок Джона Эванса, сделанный Джейн Розенберг в 1983 году. Фото: Джейн РозенбергДождливой, грозовой ночью 1983 года она зарисовала последние мгновения Джона Эванса, когда его убило током в штате Алабама. Эванс, первый человек, приговоренный к смерти в Алабаме с тех пор, как Верховный суд восстановил смертную казнь в 1976 году, отказался от своих апелляций и потребовал казни.Это был ужасный разгром. Перед смертью его трижды ударило током. Розенберг получила травму, и это отвратило ее от смертной казни. «Я чувствовала, что мои руки были грязными», — говорит она.
Помимо своей работы в суде, она продает изобразительное искусство, в основном пленэр городские пейзажи маслом. Однако у нее не так много времени, чтобы посвятить этому, а рост преступности в Нью-Йорке сделал перспективу часами рисовать на публике более рискованной. «Я чувствую, что мой район больше не так безопасен, и мне некомфортно погрузиться в холст.Я должен держать глаза открытыми и уши наготове».
Когда наш разговор подошёл к концу, я вспомнил важный вопрос, который хотел задать Розенбергу: было ли искусство Гислен Максвелл хорошим?
«Я подбежал к ее адвокату после первого наброска, — говорит Розенберг, — и спросил: «Ну, а как выглядит ее набросок?» И адвокат сказал: «О, Джейн, ты же знаешь, что я могу я вам этого не говорю».
Эта статья была изменена 15 декабря 2021 года. Джон Эванс был первым человеком, казненным в Алабаме после восстановления смертной казни, а не во всех США, как говорилось в более ранней версии.
внутренности живых клеток, невидимые невооруженным глазом. — Кварц
Имя Дэвида Гудселла не является нарицательным, но если вы когда-либо проводили время за чтением учебника по клеточной биологии, есть большая вероятность, что вы наткнулись на его работу.
Гудселл — один из ведущих мировых художников-молекулистов. Его великолепные, замысловатые акварельные картины, показывающие внутреннюю работу клеток, являются одним из основных продуктов биологических наук.
Для некоторых студентов, изучающих естественные науки, их первый проблеск внутри клетки происходит от его изображений.Клеточные биологи используют их, чтобы понять, как организованы клетки, насколько они переполнены, и визуализировать, как тысячи различных белков собираются вместе, чтобы выполнять функции, которые приводят к самой жизни. Медицинские химики используют их, чтобы увидеть, как организованы различные рецепторы при разработке новых лекарств. А для всех остальных они просто прекрасны.
Дэвид Гудселл
Вирус Эбола Гудселл тоже ученый; он является адъюнкт-профессором молекулярной биологии в Исследовательском институте Скриппса в Сан-Диего, где он работает с группой других ученых, чтобы лучше понять клеточные структуры и процессы. Но больше всего он известен своей работой как художник. Все его картины основаны на изображениях, взятых непосредственно из существующей научной литературы.
«В клетках есть потрясающая инфраструктура, которая гарантирует, что все будет в нужном месте в нужное время», — говорит он.
Его основным ресурсом является Банк данных о белках, массивное общедоступное онлайн-хранилище сотен тысяч белковых структур, открытых учеными со всего мира за последние несколько десятилетий.Там можно получить доступ почти ко всем белкам человеческого тела, которые были деконструированы. Гудсел собирает их вместе и, используя наилучшие доступные научные данные, интегрирует в единую структуру , чтобы раскрыть внутренний мир вирусов, бактерий и клеток человека.
Дэвид Гудселл
Mycoplasma mycoides «Что я пытаюсь сделать, так это создать картину, которую вы бы увидели, если бы взяли часть клетки и увеличили ее так, чтобы можно было увидеть молекулы», — объясняет он. .
Поскольку структуры, которые он рисует, меньше длины волны света и, следовательно, невидимы для обычного микроскопа, он использует то, что коллега-ученый однажды назвал «интуитивной палитрой», чтобы создать почти радостную цветовую гамму, которая показывает, как организованы клетки. и как они функционируют. Хотя картины явно являются искусством, он отказывается называть их так. Он говорит, что их следует рассматривать через призму науки. «Моя цель с этими фотографиями, — говорит он, — всегда быть как можно более точными с научной точки зрения.”
Дэвид Гудселл
Вирус гриппа Хотя его средой долгое время была акварель, он и его команда недавно получили грант в размере 2,3 миллиона долларов на разработку новых методов моделирования молекулярной структуры целых клеток в 3D. Гудселл говорит, что эти усилия могут помочь другим ученым обрести интуицию, которая может привести к прорывам в биологической науке и даже к новым лекарственным средствам для лечения болезней.
Эти усилия уведут его от акварели в область компьютерной графики, где уже много работы делают молекулярные аниматоры, такие как Дрю Берри.
Работа Гудселла получила свою долю похвал. Например, в 2016 году он стал абсолютным победителем престижной премии Wellcome Image Awards за изображение вируса Эбола.
«Я всегда чувствовал необходимость создавать картины, и это был замечательный подарок, что я могу найти способ совместить свой интерес к науке со способностью что-то создавать», — говорит он.
Недавно обнаруженная гликозилированная РНК повсюду в клетках: исследование
Появление нуклеиновых кислот и белков иногда называют первой и второй эволюционными революциями, поскольку они сделали возможной жизнь, какой мы ее знаем.Некоторые эксперты утверждают, что гликозилирование — добавление гликанов к другим биополимерам — следует считать третьим, потому что оно позволяет клеткам создавать бесчисленные молекулярные формы из одних и тех же чертежей ДНК. Долгое время считалось, что эти углеводные конструкции получают только белки и липиды, но в статье от 17 мая в Cell , которая основана на препринте bioRxiv 2019 года, утверждается, что РНК также могут быть гликозилированы, и эти покрытые сахаром нуклеиновые кислоты, по-видимому, локализоваться на клеточных мембранах.
Анна-Мари Фэйрхерст, изучающая аутоиммунитет в Агентстве по науке, технологиям и исследованиям в Сингапуре, описывает исследование как захватывающее. «Очевидно, что мы впервые видим это с РНК», — говорит она, добавляя, что разнообразие методов, используемых для демонстрации присутствия гликоРНК, делает результаты особенно надежными.
Что действительно заинтриговало ее, так это части, представленные в статье Cell 2021 года, которых нет в препринте 2019 года, в частности, то, что гликоРНК, по-видимому, преимущественно заканчиваются на внешней мембране клетки.Там они могут присоединяться к двум типам лектинов иммуноглобулинового типа, связывающих сиаловую кислоту (Siglecs) — семейству иммунных рецепторов, вовлеченных в несколько заболеваний, включая системную красную волчанку (СКВ). Все это предполагает, что гликоРНК могут играть роль в передаче иммунных сигналов. «Это действительно захватывающая эра науки, — говорит Фэйрхерст.
Вопреки догме гликобиологии
Райан Флинн, первый автор новой статьи и специалист по РНК в Гарвардском университете и Бостонской детской больнице, говорит, что сделал поразительное открытие гликоРНК, работая в лаборатории биолога-химика Кэролин Бертоцци в Стэнфордском университете.Бертоцци говорит, что сначала она была настроена скептически, но пришла в себя после того, как подумала о том, как ее собственные предположения могут формировать ее взгляды. «Мы привносим в каждый эксперимент все эти бессознательные предубеждения», — объясняет она, и, пересмотрев свой собственный, она не нашла причин думать, что гликоРНК не должны существовать. «Это древние молекулы, — говорит она. «Нет причин просто предполагать, что они не нашли бы способ соединиться и создать новую биологию».
Это древние молекулы. . . Нет причин просто предполагать, что они не нашли бы способ соединиться и создать новую биологию.
![]()
— Кэролин Бертоцци, Стэнфордский университет
Как оказалось, Флинн действительно намеревался опровергнуть догму о гликозилировании, когда он присоединился к лаборатории Бертоцци в качестве постдока в 2017 году, хотя это произошло не так, как он ожидал. Сначала, объясняет он, он обратил внимание на причудливый путь гликозилирования цитозольных белков, потому что заметил, что один из его ключевых ферментов имеет РНК-связывающий домен. Он рассуждал, что если существует фермент гликозилирования, способный связывать РНК, и он функционирует в цитозоле, где, как правило, находятся РНК, то он может также прикреплять сахара к РНК.
Для поиска существования этих структур «было очень важно, чтобы у меня был доступ к вещам, которые не зависели бы от высоких температур и не зависели бы от металлов, которые в противном случае могли бы разрушить РНК», — говорит он, и это именно то, что Лаборатория Бертоцци могла предложить. Она является пионером в области биоортогональной химии, целью которой является разработка химических методов отслеживания биомолекул в их естественной среде. Ее лаборатория была полна реагентов, которые маркируют определенные виды гликанов, не повреждая другие молекулы и не вызывая побочных реакций.
См. «Carolyn Bertozzi: Glycan Chemist»
Флинн приступил к работе, добавляя эти гликан-меченые соединения к клеткам HeLa, а затем выделяя из них РНК, чтобы увидеть, остался ли какой-либо гликановый сигнал после того, как он удалил все белки и липиды. Он говорит, что думал, что может увидеть сигнал, когда пометил тип гликанов, используемых в этом пути цитозольного гликозилирования.
Однако месяцы экспериментов не подтвердили эту гипотезу.
Вместо этого, что-то странное продолжало происходить с тем, что должно было быть отрицательным контролем: клетки, обработанные ManNAz, меченым азидом предшественником сиалогликанов, группы гликанов, известных своей ролью модификаторов секреторных и клеточных поверхностных белков и липидов.Как только клеткам дали возможность включить ManNAz, их лизировали с помощью TRIzol, который разрушает клеточные компоненты, не повреждая РНК, а все уцелевшие белки расщепляли протеазами. Идея заключалась в том, что в конце не будет азидного сигнала, поскольку сиалогликаны присоединены к белкам и липидам в эндоплазматическом ретикулуме и аппарате Гольджи, где РНК не нужны. «Я подумал, что реагент, который метит сиалогликаны, никак не может в конечном итоге пометить РНК, даже гликоРНК», — говорит Бертоцци, но эти эксперименты постоянно давали Флинну положительные сигналы.
Итак, команда копала дальше. Мало того, что обнаруженные командой гликоРНК содержат эту специфическую подгруппу гликанов, они, по-видимому, в основном состоят из YRNA, семейства небольших высококонсервативных некодирующих РНК, чьи клеточные функции остаются неясными, хотя предыдущие исследования предполагали, что они могут играть роль в онкогенезе. и аутоиммунитет. По словам Бертоцци, специфичность как гликанов, так и типа задействованных РНК убедительно указывает на то, что они связаны друг с другом с помощью фермента.
См. «Гликаны могут связываться с РНК, предполагают первоначальные результаты»
Кроме того, как только исследователи начали их искать, они обнаружили эти гликоРНК в многочисленных установленных клеточных линиях, в том числе в клетках, полученных из рака, таких как клетки HeLa и T-ALL 4118. , а также клетки CHO и H9, полученные из стволовых клеток. Им даже удалось обнаружить гликоРНК в клетках печени и селезенки, извлеченных из живых мышей, которым внутрибрюшинно вводили ManNAz, что свидетельствует о том, что гликоРНК повсюду.
К 2019 году члены команды почувствовали, что у них достаточно подтверждающих данных, чтобы представить свои выводы, поэтому они разместили предварительную версию на bioRxiv . Это произвело фурор в научном сообществе, но без экспертной оценки некоторые остались скептичными. Теперь, после еще большего количества экспериментов и тщательного процесса проверки, команда говорит, что ее данные стали еще более убедительными.
ГликоРНК украшают клетки
«Они явно выделили ковалентный конъюгат РНК-гликан», — говорит Лаура Кисслинг, исследователь-химик-биолог, изучающая углеводы в Массачусетском технологическом институте и не участвовавшая в исследовании.Однако остаются большие вопросы, включая то, что делают эти гликоРНК и как они формируются. Например, неясно, как именно РНК и гликаны физически связаны друг с другом, отмечает она, и без этой информации она не совсем уверена, что связывание происходит ферментативно.
Флинн и Бертоцци предполагают, что РНК гликозилируются почти так же, как и белки, и что для этого даже требуются некоторые из тех же белков. Как отмечалось в оригинальном препринте, когда они ингибировали ключевые ферменты, участвующие в гликозилировании, гликоРНК исчезали дозозависимым образом.Точно так же клеточные линии, сконструированные так, чтобы иметь ошибки в гликозилировании белков, продуцировали очень мало гликоРНК. Но гликозилирование РНК тем же путем, что и белки, «было бы странным», говорит Кисслинг, отмечая, что множественные этапы гликозилирования выполняются только после проверки правильности фолдинга белка. «Мне трудно представить, как именно это произойдет с РНК».
Исследователи даже смогли обнаружить гликоРНК в клетках печени и селезенки, извлеченных из живых мышей, предполагая, что гликоРНК повсюду.
![]()
Фэйрхерст говорит, что она также хочет узнать больше о пути синтеза. У нее есть много других вопросов, что, по ее словам, является хорошим знаком. «По-настоящему хорошая, захватывающая статья оставляет гораздо больше вопросов, чем дает ответов», — отмечает она.
Хотя препринт 2019 года поднял многие из этих вопросов, некоторые из них уникальны для новых данных, представленных в версии Cell . Возможно, самым большим дополнением к работе стало открытие того, где эти гликоРНК проводят свое время — застревают снаружи клеток, объясняет Флинн.Команда продемонстрировала это, кратковременно подвергнув некоторые клетки HeLa, меченные ManNAz, воздействию фермента, который может отщеплять гликаны сиаловой кислоты от клеточной поверхности. Если бы гликоРНК были снаружи, они были бы отрезаны, и общее количество оставшихся гликоРНК уменьшилось бы. И это именно то, что они обнаружили: сигнал гликоРНК начал снижаться всего через 20 минут инкубации с сиалидазой и уменьшился более чем на 50 процентов через час, что, по мнению команды, означает, что более половины гликоРНК клетки застревает на его наружной мембране.
Исследователи дополнительно проверили гипотезу о внеклеточной локализации, пометив живые клетки антителом, которое связывается с двухцепочечной РНК. Около одной пятой культуры клеток HeLa были положительными в отношении окрашивания антителами, а метка была чувствительна к обработке РНКазой, что еще раз подтверждает идею о том, что гликоРНК действительно присутствуют на внешней клеточной мембране. «Это открывает множество идей и множество функциональных и механических возможностей для того, что они могли бы делать», — говорит Флинн.
Одна из таких возможностей заключается в том, что гликоРНК участвуют в передаче сигналов между клетками, особенно в иммунном контексте, поскольку это известная функция мембранных гликолипидов и гликопротеинов. Бертоцци уже исследовал лиганды Siglecs, группы рецепторов, связывающих сахар, которые модулируют иммунные реакции, поэтому команда решила проверить, связывается ли какой-либо из них с гликоРНК. Сначала они обработали клетки HeLa различными Siglecs, чтобы показать, что рецепторы связываются нормально, а затем обработали клетки РНКазой. И вот, связывание Siglec-11 и Siglec-14 резко падало, указывая на то, что их лиганды были отщеплены от поверхности ферментом, разрезающим РНК.
Бертоцци говорит, что эксперимент показал, что гликоРНК являются лигандами для Siglec-11 и Siglec-14, и если это так, то они будут первыми, идентифицированными для Siglec-11.
«Как семейство рецепторов [Siglecs] как бы игнорировалось», — отмечает Фэйрхерст, поэтому тот факт, что эти гликоРНК могут взаимодействовать с ними, очень интересен, — говорит она. «Мое непосредственное желание — узнать, связаны ли они с заболеваниями, особенно с СКВ», — добавляет она.
ГликоРНК и болезни?
Лан Линь, специалист по РНК из Университета Пенсильвании и Детской больницы Филадельфии, говорит, что препринт 2019 года ей показался настолько интересным, что она подала заявку и получила пилотный грант от Консорциума Frontiers in Congenital Disorders of Glycosylation (CDG) для изучить роли, которые гликоРНК могут играть в CDG, группе редких врожденных состояний, возникающих из-за мутаций в путях гликозилирования белков. Поскольку гликозилирование РНК может быть связано с гликозилированием белков, говорит она The Scientist , «для [моих коллег и меня] было только рационально или разумно предположить, что…. . у некоторых из этих пациентов могут быть различия в гликоРНК в их системе», и, следовательно, условия CDG могут быть использованы для изучения потенциальных функций гликоРНК.
Пока, по ее словам, ее команда не обнаружила каких-либо последовательных различий в гликоРНК между клетками здоровых людей и пациентов с CDG. Она говорит, что это может быть связано с тем, что различия носят скорее качественный, чем количественный характер, например, изменения самих сахаров или подмножества гликозилированных РНК.В качестве альтернативы, отмечает она, новые данные в статье 2021 Cell могут дать объяснение: локализации гликоРНК на мембране не было в препринте, поэтому «может быть, мы ищем не в том месте», размышляет она.
Также возможно, что необходимы новые методы для обнаружения различий гликоРНК между клетками. Она указывает, что основным ограничением исследования является то, что метод маркировки ManNAz нельзя легко применить к сохраненным образцам тканей человека или образцам крови.
Фэйрхерст говорит, что она хотела бы видеть больше работы с первичными культурами клеток, а не с иммортализованными, особенно с подтипами лейкоцитов, где можно было бы ожидать выраженных различий, если РНК играют роль в иммунитете.Например, она говорит, что хотела бы увидеть, имеют ли люди с такими заболеваниями, как СКВ, разные типы клеток меньше или больше гликоРНК, хотя «очевидно, что эти эксперименты действительно сложны».
Удивительно видеть эти важные вехи
—Анна-Мари Фэйрхерст, Агентство по науке, технологиям и исследованиям в Сингапуре
Тем не менее, по ее словам, «видеть эти большие вехи удивительно».
Кисслинг считает, что гликоРНК могут быть «действительно важны» в области гликобиологии.Ее лаборатория сосредоточена на том, как белки, связывающие углеводы, могут «считывать» гликаны на поверхности клеток, объясняет она, поэтому эти гликоРНК могут быть «новым видом информации для чтения». Лин отмечает, что результаты особенно важны для исследователей РНК, поскольку они предполагают совершенно новый вид посттранскрипционных модификаций, нуждающийся в исследовании. Поскольку гликоРНК находится на пересечении гликобиологии, иммунологии и биологии РНК, говорит Бертоцци, «открытие Райана объединило эти разрозненные миры.»
Флинн и Бертоцци говорят, что они надеются начать отвечать на некоторые из многих остающихся вопросов, в том числе о том, как гликаны прикрепляются к РНК и как и где это происходит. По их словам, самой захватывающей частью будет исследование того, что делают гликоРНК.
Р. Флинн и др., «Малые РНК модифицированы N-гликанами и отображаются на поверхности живых клеток», Cell , doi:10.1016/j.cell.2021.04.023, 2021 .
Визуализация живых клеток | ПеркинЭлмер
Визуализация живых клеток — это исследование живых клеток с использованием изображений, полученных с помощью покадровой микроскопии. Он становится необходимым методом во многих областях наук о жизни и биомедицинских исследованиях, таких как клеточная биология, биология развития и биология рака, а также при открытии лекарств.
Методы визуализации живых клеток можно условно разделить на три категории:
- Анализы конечных точек живых клеток – клетки инкубируют в течение определенного периода времени с последующим получением одного изображения
- Кинетические анализы живых клеток – клетки инкубируют и периодически получают изображения в течение определенного периода времени
- Анализ быстрого отклика живых клеток – клетки инкубируют и незадолго до визуализации в лунки вносят соединение или модулятор.
Преимущества визуализации живых клеток
Визуализация живых клеток позволяет исследователям изучать динамические клеточные процессы, поведение и функции в режиме реального времени и во времени, тем самым давая более реалистичное представление о биологических функциях.
Визуализация живых клеток также полезна, когда конечная точка анализа неизвестна, например. при анализе долгосрочных токсических эффектов лекарственных средств. В зависимости от типа задаваемого вопроса также может быть полезно избегать фиксирующих реагентов, поскольку они неконтролируемым образом влияют на образец и могут изменить локализацию белка, например.грамм. при изучении транспорта белков.
Кинетическая визуализация живых клеток позволяет избежать необходимости готовить отдельный образец для каждого анализируемого момента времени — один и тот же образец можно анализировать с течением времени.
Кроме того, программное обеспечение для отслеживания отдельных клеток позволяет ученым отслеживать отдельные клетки с течением времени, даже когда они делятся. В результате динамические процессы или эффекты, которые могли быть упущены из виду при изучении всей клеточной популяции, можно увидеть и изучить на уровне одной клетки.
Проблемы кинетической визуализации живых клеток
Основной задачей кинетической визуализации живых клеток является сохранение живых клеток и их функционирование как можно более естественным образом на протяжении всего эксперимента — обычно дней или недель. Клетки требуют инкубации в контролируемых условиях окружающей среды, таких как температура, CO 2 и влажность, с минимальным нарушением на протяжении всего эксперимента, чтобы избежать стрессовых реакций, которые могут изменить изучаемые клеточные процессы.
Кроме того, поскольку клетки обычно не подвергаются воздействию света в течение своего естественного жизненного цикла, в приложениях для визуализации важно свести к минимуму воздействие света, чтобы уменьшить фототоксичность и фотообесцвечивание.
Благодаря хорошо спроектированным системам анализы живых клеток позволяют биологам-исследователям и ученым, разрабатывающим лекарства, открывать больше, достигать большего понимания и вселять уверенность в том, что их результаты соответствуют действительности.
Решения для визуализации живых клеток
Сегодня визуализирующие анализы живых клеток можно проводить с помощью инструментов, специально разработанных для этой цели, а также с помощью систем скрининга с высоким содержанием.
Leave a Comment