Свойства клетки. Действие паров четыреххлористого углерода на клетку
Задача 1.
Что происходит с клеткой, если под действием паров четыреххлористого углерода (органического растворителя) произошло нарушение целостности мембраны лизосом? Понятие физиологического и патологического лизиса. Привести примеры.
Решение:
Под действием четырёххлористого углерода CCl4 может произойти нарушение целостности мембраны лизосом, что приведёт к попаданию гидролитических ферментов в цитоплазму и будет способствовать аутолизису (цитолизису) клетки, т. е. растворению её внутреннего содержимого (разрушению клеточных органелл).
Физиологический лизис – это когда лизосомы выделяют ферменты из клетки наружу, что приводит к гибели клеток. Например, при метаморфозе (у насекомых, амфибий), при замене хряща костной тканью.
Патологический лизис – это разрушение клеток путём полного или частичного их растворения гидролитическими ферментами при проникновении в клетку болезнетворных микробов, неправильном применении антибиотиков, неполноценном питании, недостатке или избытке кислорода, а также при действии токсичных веществ. Так как все яды проникают в печень, то печень не справляется со своей функцией, в результате цирроза печени.
Задача 2.
В секреторной клетке хорошо развита гранулярная эндоплазматическая сеть. Какой природы синтезируется вещество (белковой, углеводной, липидной). Куда оно поступает и его дальнейшая судьба?
Решение:
На мембранах гранулярной эндоплазматической сети расположены рибосомы, на которых происходит синтез белков. Поэтому секреторная клетка вырабатывает белковый секрет, который поступает внутрь мембран. Синтезированный белок поступает внутрь каналов ЭПС, где он приобретают свою вторичную и третичную структуры. По сети мембран белок будет транспортирован в аппарат Гольджи, где упакуется в вакуоли и, затем, будет выведен из клетки во внешнюю среду (в протоки железы, в состав которой входит данная секреторная клетка).
Задача 3.
С помощью электронной гистохимии установлено, что в цитоплазме клеток печени (гепатоцитов) в процессе жизнедеятельности могут появляться и исчезать розеткообразные структуры, содержащие гликоген. Как называется такая структура?
Решение:
Розеткообразные структуры гепатоцитов печени, содержащие гликоген, являются трофическими включениями. В зависимости от жизнедеятельности клетки они могут исчезать или появляться снова, так как включения это не постоянные структуры клетки.
Задача 4.
В клетку поступило вещество, нарушающее целостность мембран лизосом. Какие изменения произойдут в клетке?
Решение:
Лизосомы – мембранные структуры клетки, содержащие различные ферменты, в том числе гидролитические. При нарушении целостности мембраны лизосомы в клетку поступают гидролитические ферменты, которые разрушают клеточные структуры, что может привести к потере клеткой многих органелл и даже к её гибели (цитолизису). При нарушении мембран небольшого числа лизосом в клетке могут быть разрушены несколько органелл, что может привести к нарушению нормальной физиологической деятельности данной клетки, а при нарушении мембран многих лизосом – к гибели клетки. Цитолизис клетки под действием ядовитых веществ называется патологическим лизисом.
Задача 5.
Человек попал в атмосферу, насыщенную парами яда, четыреххлористого углерода, произошло отравление организма. Одним из основных морфологических проявлений этого процесса явилось нарушение целостности мембран лизосом клеток печени. Каков будет результат влияния яда на клетку, если нарушена целостность большинства лизосом?
Решение:
При нарушении целостности мембран лизосом в цитоплазму клетки попадают гидролитические ферменты, что приводит к аутолизису, и клетки печени погибают. Если погибает много клеток, то печень не справляется со своей функцией, в результате цирроза печени.
Задача 6.
С помощью микроманипулятора из клетки удалили комплекс Гольджи. Как это отразится на ее дальнейшей жизнедеятельности?
Решение:
Основные функции комплекса Гольджи:
синтез сложных веществ;
концентрация и упаковка веществ в мембраны;
синтез мембран;
образование лизосом.
Поэтому в результате удаления комплекса Гольджи из клетки, перечисленные выше процессы в клетке нарушатся, и она через некоторое время погибнет.
Задача 7.
Какие наблюдаются различия в количестве и строении митохондрий в клетках грудной мышцы птиц активно летающих и утративших способность к почету (например, домашние куры)?
Решение:
Митохондрии – органеллы общего типа, имеющие двухмембранное строение. Внешняя мембрана гладкая, внутренняя – образует различной формы выросты - кристы. В матриксе митохондрии (полужидком веществе) между кристами находятся ферменты, рибосомы, ДНК, РНК, которые участвуют в синтезе митохондриальных белков. На внутренней мембране видны грибовидные тела – АТФ-сомы, которые являются ферментами, образующими молекулы АТФ. На внутренней мембране – кристах – идут процессы, связанные с окислительным циклом трикарбоновых кислот и дыхательной цепью переноса электронов, т. е. клеточное дыхание, в результате которого синтезируются АТФ. На наружной мембране и рядом в гиалоплазме идёт анаэробное окисление (гликолиз). Поэтому для клеток мышц, поднимающих крыло, необходимо много энергии. Птицы, активно летающие, нуждаются в большом количестве энергии, поэтому клетки их грудных мышц содержат митохондрии с плотно прилегающими кристами друг к другу, чем в таких же клетках птиц, утративших способность к полёту. Для клеток грудной мышцы активно летающей птицы необходимо много энергии. Поэтому в ее митохондриях будет больше плотно упакованных крист, чем в таких же клетках птиц утративших способность к полету.
Задача 8.
Каким органеллам отводится значительная роль в утрате некоторых частей тела животного при метаморфозе?
Решение:
При метаморфозе у животных некоторые части тела исчезают, например жабры и хвост у головастиков лягушки. В этом принимают активное участие лизосомы, выделяющие специальные гидролитические ферменты, которые приводят к аутолизису клетки, что и приводит к утрате ненужных частей тела в период развития организма.
Задача 9.
При метаморфозе у животных некоторые части тела исчезают, например: жабры и хвост у головастиков лягушки. Какие органеллы играют в этом процессе существенную роль?
Решение:
В процессе метаморфоза принимают активное участие лизосомы, выделяющие специальные гидролитические ферменты, которые приводят к аутолизису клетки, что и приводит к утрате ненужных частей тела в период развития организма.
Задача 10.
В клетке нарушается процесс сборки микротрубочек. К чему это может привести?
Решение:
Микротрубочки - полые белковые цилиндры, растут с одного конца за счет присоединения тубулиновых глобул. Немембранные, общего типа органеллы.
Функции: 1) входят в состав клеточного центра: комплексом 9 + 0 (девять групп по одной, две или три, в центре - нет); 2) входят в состав ресничек и жгутиков, комплексом 9 + 2 (девять по две и в центре две); 3) участвуют в формировании нитей веретена деления; 4) осуществляют внутриклеточный транспорт (например, от ЭПС пузырьки движутся к комплексу Гольджи); 5) формируют цитоскелет.
Поэтому при нарушении процесса сборки микротрубочек в клетке, перечисленные выше функции нарушаются, и клетка теряет способность нормально развиваться и может погибнуть или у неё будет нарушена функция деления, питания, передвижения.
Задача 11.
В условиях пищевого и кислородного голодания в клетках наблюдается автолиз. Какие органеллы играют ведущую роль в этом процессе?
Решение:
При автолизисе, в условиях пищевого и кислородного голодания в клетке, она погибает. В этом процессе ведущую роль играют лизосомы.
Задача 12.
В клетке «А» хорошо развита гранулярная ЭПС, в клетке «В» в цитоплазме много свободных полисом. Какая из клеток вырабатывает белковый секрет?
Решение:
Прикрепленные рибосомы вырабатывают белок для всего организма, а свободные – для самой клетки. В клетке «А» есть хорошо развитая гранулярная ЭПС (на ней прикрепленные рибосомы), поэтому эта клетка вырабатывает белок для нужд всего организма. Это вещество по каналам ЭПС выходит в комплекс Гольджи и упаковывается в мембраны для вывода из клетки, поэтому оно может быть секретом. В клетке «В» в цитоплазме много свободных полисом, поэтому эта клетка вырабатывают белок для своих нужд, и он не может быть секретом.
Задача 13.
В клетке «А» хорошо развита гладкая ЭПС, в клетке «В» преобладает шероховатая ЭПС. Какая из секреторных клеток вырабатывает углеводный секрет, а какая – белковый?
Решение:
На мембранах гладкой ЭПС происходит синтез углеводов и жиров, а на гранулярной – синтез белка. Поэтому в клетке «А» вырабатывается углеводный секрет, а в клетке «В» - белковый.
Задача 14.
В мембране клетки активизируются ферменты – переносчики. Какой вид транспорта веществ наблюдается в этот момент?
Решение:
Транспортная функция клетки – одна из важнейших функций связана со способностью мембраны пропускать в клетку или из нее различные вещества, это необходимо для поддержания постоянства ее состава, т.е. гомеостаза (греч. homos – подобный и stasis – состояние). Активный транспорт веществ осуществляется при участии белков-переносчиков, с затратами энергии АТФ и идет против градиента концентрации. Поэтому при активации ферментов-переносчиков в клетке наблюдается активный транспорт веществ, который идет с затратами энергии которая идет на изменение конфигурации белков-переносчиков. Активный транспорт можно рассмотреть на примере работы Na+ – K+ насоса, который обеспечивает поддержание разности концентраций ионов в клетке.
