Биология | PRO

Кроссинговер

2021-02-05T15:57:40.683Z

Кроссинговер происходит в профазу I мейоза. Каждая хромосома находит гомологичную себе и сближается с ней (коньюгирует), образуется бивалент. В биваленте хромосомы удерживаются относительно друг друга в хиазмах. Хиазмы были открыты в 1909 году Франсом Янсенсом.

Генетическое значение кроссинговера разъяснил Томас Морган в своем предположении:

Кроссинговер (обмен аллелями) происходит в результате разрыва и рекомбинации гомологичных хромосом во время образования хиазм.

При этом процессе гомологичные хромосомы могут обмениваться участками, в результате образуются новые хромосомы, содержащие гены отцовских и материнских хромосом.

Аллели, входящие в группу сцепления, у родительских особей разделяются, образуют новые комбинации генетического материала, которые попадают в гаметы, этот процесс называют генетической рекомбинацией. Потомки, которые получились из гамет с новыми сочетаниями аллелей, называются рекомбинантными.

Принцип кроссинговера

Для понятия принципа кроссинговера рассмотрим поведение пары гомологичных хромосом дрозофилы, несущих доминантные аллели серой окраски тела и длинных крыльев, с дрозофилой, несущей рецессивные аллели черной окраски тела и зачаточных крыльев, во время образования хиазм.

Скрещивание гомозиготного серого самца с длинными крыльями с черной самкой с зачаточными крыльями дало в первом поколении F1 гетерозиготных потомков с серым телом и длинными крыльями.

При возвратном скрещивании мух из поколения F1 с гомозиготными двойными рецессивами получили:

- 965 серых мух с длинными крыльями;

- 944 черные мухи с зачаточными крыльями;

- 206 черных мух с длинными крыльями (рекомбинант);

- 185 серых мух с зачаточными крыльями (рекомбинант).

Эти результаты показывают, что гены, определяющие окраску тела и длину крыльев, сцеплены и располагаются в одной хромосоме.

Появление мух с черным телом, длинными крыльями и мух с серым телом, зачаточными крыльями связано с кроссинговером.

Значение, полученное в результате расчета, соответствует числу рекомбинаций, происходящих при образовании гамет.

Один из учеников Т. Моргана предположил, что частота рекомбинаций указывает на линейное расположение генов на хромосоме, а также что частота рекомбинаций отображает расположение генов на данной хромосоме: чем дальше друг от друга расположены сцепленные гены, тем больше вероятность кроссинговера между ними и выше частота рекомбинаций.

Вероятность кроссинговера для генов А и С выше, чем для генов В и С и пары генов А и В, потому что частота кроссинговера зависит от расстояния между генами.

Данные о частотах рекомбинации позволяют создавать генетикам карты, относительного расположения генов в хромосоме.

Хромосомные карты строятся путем прямого перевода рекомбинаций между генами в предполагаемые расстояния на хромосоме.

Если частота рекомбинаций между генами – 4 %, значит, они расположены в одной хромосоме на расстоянии 4 морганид.

Морганида – единица расстояния на генетической карте.

Если частота рекомбинаций между генами – 9 %, значит, они расположены на расстоянии 9 морганид.

Морганида – единица относительного (генетического) расстояния между генами, определяемая частотой кроссинговера.

Если посчитать частоту кроссинговера между двумя генами на одной хромосоме, можно определить расстояние между генами и построить хромосомную карту. Хромосомная карта представляет схему взаимного расположения генов в одной хромосоме.

Биология как наука. Методы исследований в биологии

2021-01-21T07:53:57.170Z

Термин "биология" образуется из двух греческих слов «bios» —жизнь и «logos» — знание, учение, наука. Отсюда и классическое определение биологии как науки, изучающей жизнь во всех ее проявлениях.

Биология исследует многообразие существующих и вымерших живых существ, их строение, функции, происхождение, эволюцию, распространение и индивидуальное развитие, связи друг с другом, между сообществами и с неживой природой.

Биология рассматривает общие и частные закономерности, присущие жизни во всех ее проявлениях и свойствах: обмен веществ, размножение, наследственность, изменчивость, приспособляемость, рост, развитие, раздражимость, подвижность и т.д.

Методы исследований в биологии

Метод – это способ научного познания мира. Методы делятся на теоретические (логические) - требуют мышления, анализа, сравнения, обобщения и т.д. и практические (эмпирические) – требуют конкретных действий с применением или без различных приборов и инструментов.

Разные области наук применяют разные методы в зависимости от поставленной цели исследования. Есть общенаучные методы, применяемые во многих науках (сравнение, анализ, описание, эксперимент, обобщение, наблюдение, моделирование и др.) Есть частнонаучные методы, применяемые в конкретной науке. Например, в цитологии: микрокопирование, цитогенетический метод, центрифугирование, в генетике: гибридизация, генеалогический метод, близнецовый метод, в селекции: инбридинг (близкородственное скрещивание), только в селекции растений метод ментора (передача качеств подвоя привитому растению), в биотехнологии: методы клеточной и генной инженерии.

ОБЩЕНАУЧНЫЕ МЕТОДЫ

НАБЛЮДЕНИЕ

Суть: Визуально или с помощью приборов следят за различными объектами для достижения поставленной цели.

Для чего: Для получения новых знаний, сбора фактов для описания объекта. Изучают сезонные изменения в природе, в жизни растений и животных, поведение животных и т.д.

ОПИСАНИЕ

Суть: Устная или письменная характеристика объекта по результатам наблюдений.

Для чего: Получение и накопление информации об объектах, процессах.

СРАВНЕНИЕ

Суть: Сопоставление и нахождение сходств и различий между объектами (организмами, процессами и др.)

Для чего: В систематике для распределения организмов по группам, для установления родства и общего происхождения.

КЛАССИФИКАЦИЯ

Суть: Распределение объектов по различным основаниям.

Для чего: Для упорядочивания имеющейся информации об объектах.

АНАЛИЗ

Суть: Изучение объекта (процесса) по отдельным составляющим компонентам.

Для чего: Для получения полной характеристики объекта, процесса, для дальнейшего обобщения полученных результатов

ЭКСПЕРИМЕНТ

Суть: В специальных условиях (управляемых и контролируемых) проводится опыт. Обязательно есть опытная группа, есть контрольная группа.

Для чего: Для получения новых научных знаний, закономерностей, для подтверждения или опровержения выдвигаемой гипотезы

ИЗМЕРЕНИЕ

Суть: С использованием приборов, инструментов определяют какие-то количественные характеристики объекта, процесса.

Для чего: Для дальнейшего их анализа, сравнения, сопоставления, нахождения причинно-следственных связей, для проведения мониторинга.

МОДЕЛИРОВАНИЕ

Суть: Создаются копии прототипа (объектов, процессов) для их изучения. Например, глобус – модель Земли, карта –модель ландшафта, можно создать модели молекул, организма, клетки.

Для чего: Изучение объектов на моделях позволяет визуализировать невидимые объекты, изучать и прогнозировать изменения, позволяет отрабатывать умения и навыки, оно менее затратное.

МОНИТОРИНГ

Суть: Проведение регулярных измерений каких-то величин объектов (процессов организмов, популяций, экосистем, биосферы).

Для чего: Позволяет выявлять изменения каких-либо параметров, показателей во времени. Благодаря мониторингу своевременно можно выявить и принять меры по предупреждению негативных изменений в природе, в популяциях.

СТАТИСТИЧЕСКИЙ

Суть: Проводится сбор и анализ числовых показателей для дальнейшей обработки (в популяциях численность, количество особей с определенными признаками, заболеваниями).

Для чего: Позволяет получать информацию о динамике изменения показателей, позволяет прогнозировать изменения и своевременно принимать определенные меры.

ЧАСТНОНАУЧНЫЕ МЕТОДЫ

МЕТОДЫ ЦИТОЛОГИИ И БИОХИМИИ

СВЕТОВАЯ МИКРОСКОПИЯ

Суть: Под световым микроскопом рассматриваются объекты (живые или на фиксированных препаратах) и процессы в живых клетках, пропуская через микропрепарат видимый свет.

Для чего: Для изучения строения клеток (формы, размеров, расположения ядра и хромосом, вакуолей, клеточной стенки, пластид, их количества). Для изучения процессов в живой клетке (митоз, мейоз, плазмолиз и др.)

ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ

Суть: Специально приготовленный неживой микропрепарат (химическим путем зафиксированный) рассматривается под электронным микроскопом (световой пучок заменяется электронным пучком).

Для чего: Для визуального изучения тонкого строения органоидов клетки (рибосомы, ЭПС, лизосомы, митохондрии, плазматическая мембрана, микротрубочки, центриоли) и даже некоторых молекул.

ФЛУОРЕСЦЕНТНАЯ МИКРОСКОПИЯ

Суть: Микропрепарат рассматривают через ультрафиолетовые лучи разной длины, которые окрашивают разные вещества в разные цвета.

Для чего: Для определения содержания разных веществ в разных частях клетки, диагностирования заболеваний, для обнаружения патологий.

ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ

Суть: Пробирки с разрушенными клетками вращают под большой скоростью в центрифуге. Из-за разной массы и плотности органоидов клетки при вращении у них возникает разная центробежная скорость, поэтому в конце вращения органоиды в пробирке располагаются слоями.

Для чего: Для выделения отдельных структур клетки в целях дальнейшего изучения их строения под электронным микроскопом. Более плотные, тяжелые части клетки (ядра) оказываются на дне пробирки, потом митохондрии (пластиды), лизосомы, рибосомы

ЦИТОХИМИЧЕСКИЙ

Суть: Разными реактивами окрашивают препараты и изучают содержание разных веществ в разных клетках.

Для чего: Для исследования химического состава клеток и тканей живых организмов, обнаружения патологий в тканях

ХРОМАТОГРАФИЯ

Суть: Смесь проводят через неподвижное вещество (адсорбент). Разные молекулы веществ в составе смеси имеют разную массу и скорость движения в адсорбенте, поэтому разделяются.

Для чего: Для определения составляющих компонентов смеси, их количества. Для разделения светопоглощающих пигментов (хлорофиллов а и в) в растениях.

МЕТОД МЕЧЕНЫХ АТОМОВ (АВТОРАДИОГРАФИЯ)

Суть: В организм вводятся молекулы веществ, содержащие радиоактивные изотопы, дающие излучения. Приборами отслеживаются перемещения этих веществ в организме в ходе обмена веществ (пластического и энергетического), фотосинтеза у растений.

Для чего: Для изучения участия разных молекул в обменных процессах, их количества, движения в организме, мест накопления, путей выведения, а также определения характера биохимических процессов.

РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ

Суть: Через вещества пропускают рентгеновские лучи, которые рассеиваются и по характеру рассеивания (дифракции) лучей на экране можно узнать о пространственной структуре молекулы.

Для чего: Для установления пространственной структуры молекул белков, ДНК и т.д.

ЭЛЕКТРОФОРЕЗ В ГЕЛЕ

Суть: Вещества проводят через гель, в котором есть электрическое поле. Отрицательно заряженные компоненты вещества начинают двигаться в сторону положительно заряженного электрода с разной скоростью и происходит их разделение.

Для чего: Для разделения составляющих компонентов вещества(белков, ДНК и др.), имеющих разные заряды.

МЕТОДЫ В ГЕНЕТИКЕ И ГЕНЕТИКЕ ЧЕЛОВЕКА

ГИБРИДИЗАЦИЯ

Суть: Проводится скрещивание родительских особей, отличающихся по признакам, затем результаты скрещивания подвергаются математическому анализу, отслеживается проявление родительских признаков у потомства.

Для чего: Для установления закономерностей наследственности, характера наследования признака (доминантность, рецессивность, промежуточный характер наследования)

СЕКВЕНИРОВАНИЕ

Суть: Выделяют разные по длине фрагменты ДНК, отличающиеся концевыми нуклеотидами, окрашивают нуклеотиды разными красителями, пропуская через фрагменты лазерные лучи получают цветную «картину» о последовательности нуклеотидов.

Для чего: Для определения последовательности нуклеотидов во фрагменте ДНК.

ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ

Суть: Составляются родословные, в которых отмечены определенным цветом родители и потомство, имеющие изучаемый признак или являющиеся носителями гена. Отслеживается передача исследуемого признака в поколениях и определяется вероятность проявления признака в будущих поколениях.

Для чего: Для определения вероятности проявления наследственных заболеваний, типа наследования заболевания (признака) - доминантность или рецессивность, сцепленность с полом или аутосомность. Определения генотипов родителей и потомства.

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ (КАРИОТИПИРОВАНИЕ)

Суть: В клетках окрашиваются хромосомы в делящихся клетках на стадии метафазы и рассматриваются под световым микроскопом. Изучаемый кариотип сопоставляется с нормальным кариотипом.

Для чего: Для изучения кариотипа (формы, количества и размеров хромосом у конкретных видов), для определения пола. Для предупреждения рождения детей с наследственными заболеваниями, вызванными изменениями в числе хромосом (геномные мутации) и в размерах хромосом (хромосомные мутации).

БЛИЗНЕЦОВЫЙ

Суть: Изучают однояйцовых (монозиготных) близнецов и выявляют их различия в фенотипе.

Для чего: Для выявления влияния условий среды на формирование фенотипа. Так как у монозигот генотип полностью одинаковый, все различия в фенотипических признаков объясняются только влиянием условий среды.

ПОПЛЯЦИОННО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ

Суть: Проводится сбор и анализ числовых показателей в популяциях (численность, количество особей с определенными признаками, заболеваниями и т.д.)

Для чего: Позволяет получать информацию о состоянии популяций, о распространении отдельных генов и о динамике изменения показателей, позволяет прогнозировать изменения и своевременно принимать определенные меры.

МЕТОДЫ В ЭКОЛОГИИ

БИОИНДИКАЦИЯ

Суть: Изучают численность и состояние видовбиоиндикаторов, по которым можно судить о степени загрязненности воздуха, воды, почвы.

Для чего: Позволяют оценивать качество природной среды по численности и состоянию видовбиоиндикаторов. Например, по лишайникам- о чистоте воздуха, по моллюскам- о чистоте воды, по хвощам- о кислотности почвы.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ БОРЬБА С ВРЕДИТЕЛЯМИ

Суть: Для борьбы с вредителями растений используют их естественных врагов, паразитов.

Для чего: Для сохранения биоразнообразия экосистем, предотвращения загрязнения окружающей среды химическими веществами, избирательного уничтожения вредителей.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Суть: Проведение регулярных измерений проб воды, почвы, воздуха, температуры и т.д., численности особей в популяциях, биоразнообразия экосистем и т.д.

МЕТОДЫ В БИОТЕХНОЛОГИИ

Клеточная инженерия

МЕТОД КУЛЬТУРЫ ТКАНЕЙ (МИКРОКЛОНАЛЬНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ)

Суть: Выращивание клеток растений на питательных средах и получение каллусных тканей вне организма.

Для чего: Позволяет получать большое количество генетически однородный посадочный материал, сохранять и размножать редкие растения, размножать растения, трудно размножаемые традиционно

МЕТОД ГИБРИДИЗАЦИИ СОМАТИЧЕСКИХ КЛЕТОК

Суть: Скрещивание соматических клеток разных организмов, пересадка органоидов в другие клетки.

Для чего: Позволяет получать цитогибриды с нужными признаками.

КЛОНИРОВАНИЕ

Суть: Получение клонов - копий организма, из которого берут ядро соматической клетки и пересаживают в безъядерную яйцеклетку и из эмбриона выращивают клоны.

Для чего: Репродуктивное клонирование – применяется для получения большого количества потомства от выдающихся животных. (эмбрион разделяют на части, затем пересаживают в организм суррогатной матери и получают много потомства от одного животного). Терапевтическое клонирование применяется для получения из стволовых клеток эмбриона донорских органов для дальнейшей трансплантации их донору.

Генная инженерия

МЕТОД РЕКОМБИНАНТНЫХ ДНК

Суть: Выделяют нужный ген, пересаживают в ДНК другого организма и получают у данного организма желаемый признак). Часто пересаживают ген в плазмиды (маленькие кольцевые ДНК) бактерий.

Для чего: Применяется для производства нужных человеку продуктов (антибиотиков, кормовых белков, витаминов, аминокислот) или для создания организмов с желаемыми для человека полезными признаками.

СТРОЕНИЕ ДНК

2021-01-19T15:25:33.462Z

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) относится к нуклеиновым кислотам. Нуклеиновые кислоты – это класс нерегулярных биополимеров, мономерами которых являются нуклеотиды.

Нуклеотиды состоят из азотистого основания, соединенного с пятиуглеродным углеводом (пентозой) – дезоксирибозой (в случае ДНК) или рибозой (в случае РНК), который соединяется с остатком фосфорной кислоты (H₂PO₃)

Азотистые основания бывают двух типов: пиримидиновые основания – урацил (только в РНК), цитозин и тимин, пуриновые основания – аденин и гуанин.

ПИРИМИДИНОВЫЕ ОСНОВАНИЯ

ПУРИНОВЫЕ ОСНОВАНИЯ

Атомы углерода в молекуле пентозы нумеруются числами от 1 до 5.

Фосфат соединяется с третьим и пятым атомами углерода. Так нуклеотиды соединяются в цепь нуклеиновой кислоты.

Таким образом, мы можем выделить 3’ и 5’-концы цепи ДНК:

Две цепи ДНК образуют двойную спираль. Эти цепи в спирали расположены антипараллельно, то есть в противоположных направлениях.

В разных цепях ДНК азотистые основания соединены между собой с помощью водородных связей. Аденин всегда соединяется с тимином, а цитозин – с гуанином. Это называется правилом комплементарности.

Например, если нам дана цепь ДНК, имеющая последовательность

3’– ATGTCCTAGCTGCTCG – 5’,

то вторая ей цепь будет комплементарна и направлена в противоположном направлении – от 5’-конца к 3’-концу:

5’– TACAGGATCGACGAGC– 3’.

Репликация ДНК – это процесс удвоения молекулы ДНК путем матричного синтеза. Репликация происходит по полуконсервативному механизму. Это значит, что двойная спираль ДНК расплетается и на каждой из ее цепей по принципу комплементарности достраивается новая цепь. Дочерняя молекула ДНК, таким образом, содержит в себе одну цепь от материнской молекулы и одну вновь синтезированную. Репликация происходит в направлении от 3’ к 5’ концу материнской цепи.

СТРОЕНИЕ РНК

В отличии от ДНК, рибонуклеиновая кислота(РНК) обычно имеет не две цепи, а одну. Пентоза в РНК представлена рибозой, а не дезоксирибозой (у рибозы присутствует дополнительная гидроксильная группа на втором атоме углевода). Наконец, ДНК отличается от РНК по составу азотистых оснований: вместо тимина в РНК представлен урацил, который также комплементарен аденину.

Транскрипция – это процесс синтеза РНК на матрице ДНК. ДНК раскручивается на одном из участков. На одной из цепей содержится информация, которую необходимо скопировать на молекулу РНК – эта цепь называется кодирующей. Вторая цепь ДНК, комплементарная кодирующей, называется матричной. В процессе транскрипции на матричной цепи в направлении 3’ – 5’ (по цепи ДНК) синтезируется комплементарная ей цепь РНК. Таким образом, создается РНК-копия кодирующей цепи.

Например, если нам дана последовательность кодирующей цепи

3’– ATGTCCTAGCTGCTCG – 5’,

то, по правилу комплементарности, матричная цепь будет нести последовательность

5’– TACAGGATCGACGAGC– 3’,

а синтезируемая с нее РНК – последовательность

3’– AUGUCCUAGCUGCUCG – 5’.

Как изменяются органы растений?

2021-01-18T07:54:30.875Z

Когда побег начинает расти, у него есть почка, в которой образуются новые листья. Растут они относительно быстро, а потом удлиняется участок стебля под каждым листом. Через некоторое время листья опадают, а стебель может начать утолщаться и одревесневать. Так получается ветка или ствол.

Цветки также развиваются из почек – бутонов, из которых и развиваются все части цветка. Затем у такого цветка опадают тычинки и лепестки, а какие-то другие части цветка, наоборот, разрастаются и получается плод, который совсем не похож на цветок или бутон.

Таким образом, плод всегда развивается из цветка, то есть плод – это просто разросшийся зрелый цветок. Внутри плода находится одно семя или несколько семян, из которых и вырастет новое растение.

КОРНИ И ПОБЕГИ: главные, боковые и придаточные

2021-01-18T07:09:05.131Z

КОРЕНЬ - осевой, обычно подземный вегетативный орган высших сосудистых растений, обладающий неограниченным ростом в длину и положительным геотропизмом. Корень осуществляет закрепление растения в почве и обеспечивает поглощение и проведение воды с растворенными минеральными веществами к стеблю и листьям.

Когда растение вырастает, зародышевый корешок превращается в главный корень. Корень может разветвляться, и те корни, которые отрастают от главного, называются боковыми. Если боковой корень ветвится, то и отходящие от него корни будут называться боковыми корнями. Корни могут расти из стебля или, очень редко, из листьев. Такие корни называются придаточными.

ПОБЕГ -один из основных вегетативных органов высших растений, состоящий из стебля с расположенными на нем листьями и почками.

Побег, который развивается непосредственно из зародышевой почки, называется главным. Побег также может ветвиться, и новые побеги, которые растут на главном побеге, будут также называться боковыми. Придаточные побеги тоже бывают – это побеги, которые вырастают на корне.

Растения во младенчестве

2021-01-18T06:26:45.256Z

1. Развитие растения начинается с одной клетки, которая находится внутри формирующегося семени.

2. Эта клетка делится и получается зародыш – продолговатый комочек клеток. В зародыше уже есть побеговый полюс и корневой полюс, из которых впоследствии вырастут побег и корень.

3. Более взрослый зародыш, а затем и молодое растение имеет корешок и побег, состоящий из расположенных на коротком стебельке листьев и почки.

Из чего состоят растения?

2021-01-17T10:26:03.649Z

Части организма, которые легко отграничить от других частей, и называются органами. У растений органов немного, зато они многократно повторяются. Это корень, стебель и лист, а также цветок, плод и спорангии.

Может ли вырасти лист без стебля? Не может. Может ли стебель формироваться без листьев? Такого тоже не бывает.

Конечно, бывает так, что стебель очень маленький, тогда нам кажется, что листья растут просто пучком. Но если мы посмотрим внимательней, то увидим, что если есть листья, то стебель там тоже есть. И тогда остаётся один стебель. Но формировались они вместе.

Оказывается, стебель и лист формируются у растений всегда вместе, как единое целое. И называется это ПОБЕГОМ.

После развития побега судьба стебля и листьев может оказаться различной. Например, все мы знаем, что листья иногда опадают. И тогда остаётся один стебель. Но формировались они вместе.

Строение растительной клетки

2021-01-14T08:40:43.334Z

Растительная клетка отличается от животной тем, что имеет плотную оболочку, покрывающую внутреннее содержимое со всех сторон. Клетка не является плоской (как её принято изображать), она скорей всего похожа на очень маленький пузырёк, наполненный слизистым содержимым.

Клетка окружена снаружи тонкой пленочкой – это клеточная мембрана, снаружи от клеточной мембраны лежит клеточная оболочка, которая намного толще клеточной мембраны. Она состоит из особого вещества – целлюлозы.

Внутренние части клетки называются органоиды, что в переводе означает «подобные органам». Внутри клетки находится большое количество органоидов. Ядро – самый важный органоид любой клетки, в нем содержится вся информация об этой клетке. В ядре находится особая молекула, на которой записана вся информация: как себя вести в различных ситуациях, как строить саму себя, как реагировать на различные процессы и так далее.

Кроме того, ядро управляет клеткой. В растительной клетке находится еще более крупная часть – это крупный внутренний пузырек, который называется центральная вакуоль.

У центральной вакуоли несколько задач: кроме хранения запасных веществ, в ней находятся различные красители для окрашивания разных частей растения, с помощью центральной вакуоли происходит процесс роста клеток.

Органоиды клетки плавают во внутренней жидкости клетки, которая называется цитоплазма, это сложный раствор различных веществ. Цитоплазма нужна клетке так же, как нам необходима кровь, для связи между органоидами, для того чтобы они не были изолированы друг от друга, подобно нашей крови, цитоплазма циркулирует по кругу. Цитоплазма – это жидкая часть клетки, имеет сложный состав и нужна для связи органоидов. В состав цитоплазмы входит 10-20 % белков, 2-3 % липидов, 1-2 % углеводов и примерно 1 % минеральных солей и других веществ.

Чтобы клетка представляла собой единую систему, необходимо, чтобы все её части (цитоплазма, ядро, органоиды) удерживались вместе. Для этого в процессе эволюции развилась плазматическая мембрана, которая, окружая каждую клетку, отделяет её от внешней среды. Наружная мембрана защищает внутреннее содержимое клетки — цитоплазму и ядро — от повреждений, поддерживает постоянную форму клетки, обеспечивает связь клеток между собой, избирательно пропускает внутрь клетки необходимые вещества и выводит из клетки продукты обмена.

Эндоплазматическая сеть — сеть каналов, трубочек, пузырьков, цистерн, расположенных внутри цитоплазмы. Открыта в 1945 году английским учёным К. Портером, представляет собой систему мембран, имеющих ультрамикроскопическое строение. Вся сеть объединена в единое целое с наружной клеточной мембраной ядерной оболочки. Различают ЭПС гладкую и шероховатую, несущую на себе рибосомы. На мембранах гладкой ЭПС находятся ферментные системы, участвующие в жировом и углеводном обмене. Этот тип мембран преобладает в клетках семян, богатых запасными веществами (белками, углеводами, маслами), рибосомы прикрепляются к мембране гранулярной ЭПС, и во время синтеза белковой молекулы полипептидная цепочка с рибосомами погружается в канал ЭПС. Функции эндоплазматической сети очень разнообразны: транспорт веществ как внутри клетки, так и между соседними клетками; разделение клетки на отдельные секции, в которых одновременно проходят различные физиологические процессы и химические реакции.

Аппарат Гольджи — органоид, имеющий универсальное распространение во всех разновидностях эукариотических клеток. Представляет собой многоярусную систему плоских мембранных мешочков, которые по периферии утолщаются и образуют пузырчатые отростки. Он чаще всего расположен вблизи ядра. В состав аппарата Гольджи обязательно входит система мелких пузырьков (везикул), которые отшнуровываются от утолщённых цистерн (диски) и располагаются по периферии этой структуры. Эти пузырьки играют роль внутриклеточной транспортной системы специфических секторных гранул, могут служить источником клеточных лизосом. Функции аппарата Гольджи состоят также в накоплении, сепарации и выделении за пределы клетки с помощью пузырьков продуктов внутриклеточного синтеза, продуктов распада, токсических веществ

Митохондрии (от греческого mitos – нить, chondros – зерно) – органоиды клетки, ее «силовые станции». Их можно обнаружить в обычный световой микроскоп. Длина митохондрий составляет – 0,5-0,7 мкм, ширина – 0,5-1 мкм. Количество митохондрий в клетке зависит от ее функционального состояния и возраста. В среднем число их колеблется от 2 до 2,5 тысяч. Митохондрии имеют двойную оболочку, которая состоит из наружной и внутренней мембран. Жидкое содержимое митохондрий называется матриксом. Внутренняя мембрана имеет складки, называемые кристаллами. Состоят митохондрии из белка (65-70 %), липидов (25-30 %) и небольшого количества РНК и ДНК. Основная роль митохондрий заключается в синтезе аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), которая является универсальным источником энергии.

Рибосомы— немембанные клеточные органоиды. Каждая рибосома состоит из двух не одинаковых по размеру частичек и может делиться на два фрагмента, которые продолжают сохранять способность синтезировать белок после объединения в целую рибосому.

Лизосомы представляют собой пищеварительные ферменты, «упаковываются» в мембранные пузырьки, отпочковываются и разносятся по цитоплазме. Использование лизосомного аппарата происходит при прорастании семени растения (гидролиз запасных питательных веществ).

Микротрубочки — мембранные, надмолекулярные структуры, состоящие из белковых глобул, расположенных спиральными или прямолинейными рядами. Микротрубочки выполняют преимущественно механическую (двигательную) функцию, обеспечивая подвижность и сокращаемость органоидов клетки. Располагаясь в цитоплазме, они придают клетке определённую форму и обеспечивают стабильность пространственного расположения органоидов. Микротрубочки способствуют перемещению органоидов в места, которые определяются физиологическими потребностями клетки. Значительное количество этих структур расположено в плазмалемме, вблизи клеточной оболочки, где они участвуют в формировании и ориентации целлюлозных микрофибрилл оболочек растительных клеток.

Пластиды (от греческого plastos – вылепленный, eidos – подобный) – органоиды. Присущие клеткам растений. Они устроены очень сложно, способны к самовоспроизведению, тесно связаны со способом питания растений. Пластиды имеют общее происхождение и могу превращаться друг в друга. Различают следующие типы пластид: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты.

Хлоропласты — наиболее распространённые и наиболее функционально важные пластиды фотоавтотрофных организмов, которые осуществляют фотосинтетические процессы, приводящие в конечном итоге к образованию органических веществ и выделению свободного кислорода. Хлоропласты высших растений имеют сложное внутреннее строение.

Размеры хлоропластов у разных растений неодинаковы, но в среднем диаметр их составляет 4-6 мкм. Хлоропласты способны передвигаться под влиянием движения цитоплазмы. Кроме того, под воздействием освещения наблюдается активное передвижение хлоропластов амебовидного типа к источнику света. Хлорофилл — основное вещество хлоропластов. Благодаря хлорофиллу зелёные растения способны использовать световую энергию.

Лейкопласты (бесцветные пластиды) представляют собой чётко обозначенные тельца цитоплазмы. Размеры их несколько меньше, чем размеры хлоропластов. Более и однообразна и их форма, приближающая к сферической.

Встречаются в клетках эпидермиса, клубнях, корневищах. При освещении очень быстро превращаются в хлоропласты с соответствующим изменением внутренней структуры. Лейкопласты содержат ферменты, с помощью которых из излишков глюкозы, образованной в процессе фотосинтеза, в них синтезируется крахмал, основная масса которого откладывается в запасающих тканях или органах (клубнях, корневищах, семенах) в виде крахмальных зёрен. У некоторых растений в лейкопластах откладываются жиры. Резервная функция лейкопластов изредка проявляется в образовании запасных белков в форме кристаллов или аморфных включений.

Хромопласты в большинстве случаев являются производными хлоропластов, изредка — лейкопластов.