К каким видам структур клетки относят включения? Трофические включения у растений и животных
2.9. Цитоплазматические включения
Включения – это непостоянные компоненты клетки, представляющие собой отложения веществ, не участвующие в данный момент в клеточном метаболизме. Большинство включений видимы в световой микроскоп в виде гранул и располагаются в гиалоплазме, органоидах, либо в вакуолях. Существуют твердые и жидкие включения. В зависимости от нужд клетки, они могут присутствовать в больших количествах или исчезать.
Любые твёрдые включения в клетке, как правило, максимально обезвожены. Этот феномен не только снижает объём включений, но и препятствует развитию в них бактерий. Кроме того, в процессе образования твёрдые включения становятся химически инертными, что не позволяет им вступать в химические реакции с клеточными соединениями.
По химическому составу различают углеводные, белковые, липидные и минеральные включения. По функции - трофические, секреторные, специальные и т.д.
а. Трофические (питательные) включения
К ним относятся белковые, жировые и полисахаридные включения.
Белковые включения. В клетке есть соединения, важность которых определяется тем, что в случае нужды они могут стать предшественниками целого ряда других, жизненно необходимых, для клетки веществ. К таким соединениям относятся аминокислоты. Они могут использоваться в клетке в качестве источников энергии для синтеза углеводов, жиров, гормонов и других метаболитов. Поэтому белковые включения фактически представляют собой своеобразное клеточное сырьё для производства аминокислот.
Судьба белковых включений во всех клетках примерно одинакова. Прежде всего они сливаются с лизосомой, где специальные ферменты расщепляют белки до аминокислот. Последние выходят из лизосом в цитоплазму. Часть из них в цитоплазме взаимодействует с тРНК и в таком виде транспортируется к рибосомам на синтез белка. Другая часть вступает в специальные биохимические циклы, где из них синтезируются жиры, углеводы, гормоны и другие метаболиты. И наконец, аминокислоты принимают участие в энергетическом обмене клетки.
Полисахаридные включения. Для животных клеток и клеток грибов - основным запасным питательным включением является гликоген. Для растений таким включением является крахмал.
Гликоген у человека в основном депонируется в клетках печени и используется не только для нужд самой клетки, но и в качестве энергетических ресурсов для всего организма. В последнем случае гликоген расщепляется в клетке до глюкозы, которая выходит из клетки в кровь и разносится по организму.
Гликоген – это большая ветвистая молекула, состоящая из глюкозных остатков. Специальные внутриклеточные процессы при необходимости отщепляют от молекулы гликогена глюкозные остатки и синтезируют глюкозу. Последняя поступает в кровь и расходуется на нужды клетки. Казалось бы, проще запасти в клетке саму глюкозу, не превращая её в гликоген, тем более что молекула глюкозы растворима и достаточно быстро проходит в клетку через плазматическую мембрану. Однако этому мешает то, что глюкоза также быстро, не задерживаясь, выходит из клетки. Задержать её в клетке в чистом виде практически невозможно. Кроме того, депонирование глюкозы в больших количествах опасно, т.к. это может привести к созданию такого градиента концентраций, что вначале произойдёт набухание клетки из-за поступления воды, а затем и её гибель. Поэтому специальная система ферментов, слегка видоизменив молекулу глюкозы, связывает её с такой же молекулой. Создаётся гигантская ветвистая молекула, состоящая из глюкозных остатков – гликоген. Эта молекула уже нерастворима, как глюкоза, и не способна изменить осмотические свойства клетки.
Жировые включения.Эти включения в гиалоплазме могут находиться в виде капель. Многие растения содержат масла, например подсолнечник, арахис и т.д. Богата жировыми включениями жировая ткань человека, служащая для предохранения организма от потерь тепла, энергетическим депо и как амортизатор при механических воздействиях.
Необходимо отметить, что запасов гликогена в организме среднего взрослого человека достаточно на один день нормальной активности, тогда как запаса жиров хватит на месяц. Если бы главным энергетическим резервом в нашем организме был гликоген, а не жиры, вес тела увеличился бы в среднем на 25 кг.
В некоторых случаях появление жировых включений в клетке является тревожным сигналом неблагополучия. Так, при заболевании дифтерией токсин микроорганизма блокирует утилизацию жирных кислот и они накапливаются в больших количествах в цитоплазме. При этом нарушается метаболизм и клетка гибнет. Чаще всего такие нарушения происходят в клетках сердечной мышцы. Заболевание называется дифтерийный миокардит.
Все питательные включения используются клеткой в моменты интенсивной жизнедеятельности. В эмбриогенезе существует потребность в большом количестве питательных веществ. Поэтому ещё на стадии овогенеза яйцеклетка интенсивно запасает различные питательные вещества (желток и др.) в виде включений, которые обеспечивают прохождение первых этапов эмбрионального развития.
б. Секреторные включения
Различные секреторные гранулы, образующиеся в железистых клетках животных, разнообразны по химической природе и могут быть представлены ионами, ферментами, гормонами, гликопротеинами и т.д., например, пищеварительные ферменты, синтезируемые клетками поджелудочной железы. Сигналом к формированию и опорожнению секреторных включений в поджелудочной железе является приём пищи. До приёма пищи происходит накопление включений в цитоплазме. Определяя количество включений в клетках поджелудочной железы, можно примерно предположить, чьи это клетки – голодного или сытого человека.
в. Пигментные включения
Обеспечивают окраску тканей и органов. В клетках животных часто запасается пигмент меланин. У растений - каротиноиды, флавоноиды.
г. Экскреторные включения
У растений, не имеющих специальных выделительных органов, нередко в вакуолях накапливаются конечные продукты жизнедеятельности в виде солей оксалата или карбоната кальция. В дальнейшем растение сбрасывает листья или кору вместе с такими накопленными кристаллическими включениями.
studfiles.net
К каким видам структур клетки относят включения? — Мегаобучалка
Клеточные включения – это структурированные на ультрамикроскопические уровне скопления веществ в клетке, которые возникают как продукты метаболизма. Нередко включениями называют структуры, присутствующие в клетке временно (непостоянные). Это неточно. Гемоглобин, например, присутствует в эритроцитах постоянно, так же постоянны гранулы меланина в пигментных клетках. В качестве включений рассматривают и остаточные тельца, возникающие после активных процессов фагоцитоза и аутофагии которые хранятся в клетке до ее смерти. Совсем резкую границу между органеллами и включениями провести невозможно.
Включение локализуются преимущественно в цитоплазме, хотя иногда встречаются и в ядре. Все включения – это продукты метаболизма клеток, которые накапливаются в форме гранул, капель, вакуолей, иногда кристаллов. Включения могут активно использоваться клеткой, но это осуществляется благодаря ферментным системам, которые есть в гиалоплазма и органеллах. Непосредственно включениям ферментативная активность не характерна.
Как классифицируют включения?
Традиционно их классифицируют на трофические, секреторные, экскреторные и пигментные.
Что входит в состав трофических включений и каково их значение?
Из трех основных питательных веществ (углеводов, белков и жиров) только углеводы и жиры депонируются в клетках как включения.
Углеводы депонируются главным образом в клетках печени и в меньшей степени – в мышечных и других клетках. Во всех случаях они депонируются в гиалоплазме свободно в виде гранул гликогена. Последние имеют диаметр 20-30нм (бета-частицы), которые вместе собраны в розетки (альфа-частицы). Гранулы гликогена располагаются вблизи агранулярной ЭПС и используются в качестве энергии.
Жирыдепонируются в основном в клетках, известных под названием жировых. Эти клетки образуют специальную жировую ткань. Жировые включения имеют вид капель, которые располагаются отдельно или сливаются друг с другом. На гистологических препаратах, окрашенных обзорным методом (гематоксилин - эозином) они имеют вид светлых ("пустых") вакуолей, так как при этом методе обработки липиды растворяются. Липидные капли служат источником веществ, которые используются в качестве энергетических субстратов, а также в некоторых клетках (клетки надпочечников) могут содержать субстраты для последующего синтеза (например, стереоидних гормонов).
Какие клетки содержат секреторные включения?
Секреторныевключения содержат клетки, продуцирующие тот или иной секрет для организма. К ним относится огромное количество экзокриноцитов организма, например: главные клетки стенки желудка, выделяющие (секретирующие) в полость желудка фермент пепсин, слизистые клетки слюнных желез, клетки потовых и сальных желез кожи. Секреторные включения содержат и различные эндокриноциты, например: клетки мозгового вещества надпочечников, продуцирующих гормон адреналин, клетки щитовидной железы, продуцирующие гормон тироксин. Секреторные гранулы имеют обычно вид мембранных пузырьков, содержащих продукт секреции.
Какие виды пигментных включений имеются в организме человека и каково их значение?
Для врача важное значение имеют знания о нормальной окраске различных частей организма человека, а также обусловленность той или иной окраски. В клинической диагностике многих болезней важным, а иногда и главным критерием служит изменение окраски той или иной части организма. Для паталогоанатома окраска имеет еще большее значение, чем для клинициста. Так, при описании общего вида поврежденных органов при операциях или на разрезах значительное место отводится именно описанию изменений в их окраске.
Пигменты делят на 2 группы: экзогенные и эндогенные.
Экзогенные– это те, которые образуются вне организма. К ним относятся липохромы (от греч. липосом – жир, хрома – цвет), которые растворяются в жирах и поэтому их окрашивают. Наиболее известным является каротин-пигмент, который окрашивает морковь в ярко-оранжевый цвет. Некоторые формы каротина являются провитамином, которые в организме человека превращаются в витамин. При избыточном употреблении каротина (каротинемия – избыток каротина в крови) люди на первый взгляд напоминают больных желтухой. У взрослых этого почти не бывает, а у младенцев, которым дают много соков, может наблюдаться.
Эндогенные
Наиболее важным можно считать гемоглобин – железосодержащий пигмент эритроцитов, который служит в организме переносчиком кислорода. Длительность существования эритроцитов в крови не превышает 4 мес. По мере износа они фагоцитируются макрофагами в селезенке, печени и костном мозге. В цитоплазме этих крупных клеток гемоглобин расщепляется на гемосидерин (золотисто-коричневого цвета) (содержит железо) и билирубин (без содержания железа). Билирубин – это желто-коричневый пигмент обуславливающий окраску желчи-жидкости, вырабатывается печенью, накапливается и концентрируется в желчном пузыре, затем поступает в кишку, где играет важную роль в процессах переваривания жиров и их всасывании. После окисления билирубин превращается в зеленый пигмент-биливердин, которого много содержится в желчи некоторых птиц.
4.6 Историческая справка. Первый весомый факт, который указывал на происхождение билирубина от гемоглобина, был получен знаменитым патологоанатомом Вирховым более 100 лет назад. Он обратил внимание на кристаллы желтого цвета в тех тканях, где наблюдались кровоизлияния. Этот пигмент, который кристаллизуется среди старых эритроцитов, Вирхов назвал гематоидином и пришел к выводу о его происхождении от гемоглобина. Химический анализ показал, что это тот же пигмент, который окрашивает желчь (билирубин). Но еще десятки лет происхождения билирубина от гемоглобина не принималось.
Меланин– это коричнево-черный пигмент, который встречается главным образом в коже и ее производных, а также в глазу. Он содержится в substantia nigra головного мозга. У представителей белой расы меланин появляется в коже после пребывания на солнце. Меланин обусловливает темный цвет кожи у представителей черной расы. Карий цвет глаз также зависит от наличия меланина. В глубоких слоях сетчатки меланин является материалом, который не пропускает свет, играя такую же роль, как и черная бумага или краска в фотографии.
Меланин – азотсодержащие вещества, которые в чистом виде не содержат ни серы, ни железа. Клетки, продуцирующие меланин, называются меланоциты. У них есть фермент, под действием которого бесцветный предшественник, который доставляется кровью или тканевой жидкостью, превращается в меланин.
Липофусцин– это пигмент, содержащий липид и поэтому окрашивается красителями на жир. Цвет самого липофусцина золотисто-коричневый, он образует скопления, называемые гранулами. Этот пигмент часто оказывается в сердечной мышце, в нейронах и клетках печени. Он накапливается в больших количествах в остаточных тельцах при старении и износе клеток, поэтому его называют пигментом старения.
Чем отличаются включения от органелл
В школьном курсе изучения биологии перед учениками частенько, как частокол перед яблоневым садом, встает специфическая терминология. Термины «органеллы» и «включения» возникают в разделе цитологии или клеточной теории, но что они означают и какая между ними разница? Вопросы эти так и остаются невыясненными для большинства школяров.
Определение
Включения – это образования, которые могут появиться в живой клетке в процессе ее жизнедеятельности.
Органеллы – это обязательные структуры клетки, которые обеспечивают ее функционирование.
к содержанию ↑Сравнение
Включения в живой клетке могут быть, а могут так и не появиться. Традиционно к включениям относятся:
- трофические включения, или результат накоплений питательных веществ – белков, липидов и углеводов. К примеру, в растительных клетках запасается полисахарид крахмала как запасная форма углеводов. В эндосперме некоторых культур он образует особо крупные гранулы, называемые алейроновыми зернами. В животных клетках может скапливаться «животный крахмал» – гликоген. Наибольшее количество этого включения наблюдается в клетках печени, в мышцах. При экстренной потребности в работе тела именно гликоген расходуется в первую очередь. Включения белка вителлина в цитоплазме яйцеклетки имеют вид гранул;
- экскреторные включения. Это скопления продуктов обмена веществ, которые по каким-либо причинам не были выведены за пределы клетки. К этой же группе относятся инородные агенты. С этими включениями «расправляются» лизосомы, а остатки экскретируются – удаляются из клетки;
- секреторные включения. Они синтезируются в специализированных клетках и выделяются наружу специальными протоками или с помощью крови, лимфы. Классическим примером секреторных включений являются гормоны;
- пигментные включения. Это узкоспециализированные пигментоциты, которые присутствуют в клетках дермы и в структурах глаза и защищают «нутро» органов от интенсивного солнечного света. В эту же группу входит гемоглобин, обеспечивающий переноску кислорода, и пигмент липофусцин, накапливающийся в стареющих соматических клетках.
Органеллы клетки можно сравнить с органами человека. Практически каждая клетка, кроме узкоспециализированных, имеет стандартный набор органелл. К ним относятся:
- клеточная мембрана, которая ограничивает внутреннее содержимое клетки, исполняет защитную и пропускную функцию;
- эндоплазматическая сетка, которая транспортирует питательные вещества и участвует в синтезе белка;
- рибосомы, которые синтезируют белки;
- митохондрии, в которых происходит расщепление органических веществ и высвобождение энергии;
- лейкопласты, хромопласты, хлоропласты присутствуют только в растительных клетках. Участвуют в процессе фотосинтеза, накапливают включения. Пластиды могут переходить из одной стадии в другую, изменяя цвет и функции;
- аппарат Гольджи, который участвует в процессе обмена веществ и заведует строением клеточной мембраны;
- клеточный центр, который организовывает процесс воспроизводства у низших растений и примитивных животных;
- органоиды движения;
- ядро и его структуры – ядерная оболочка, ядрышко, хромосомы и ядерный сок. Они отвечают за размножение клетки или всего организма и передают генетическую информацию потомству.
Органеллы клетки являются структурами, без которых существование и воспроизведение клетки или отдельного организма невозможно.
Органеллык содержанию ↑Выводы TheDifference.ru
- Главная разница между включениями и органеллами – в их функционале. Без органелл клетка будет недееспособна. Отсутствие или наличие включений для большинства клеток не является жизнеутверждающим фактором.
- Органеллы присутствуют в клетке постоянно, включения исчезают и появляются в процессе метаболизма.
- Узкая специализация некоторых клеток связана с включениями. В то же время у них могут атрофироваться некоторые органеллы.
thedifference.ru
21. Классификация организмов по трофическому признаку.
По этому признаку в биоценозе выделяют 2 группы организмов:
Автотрофные организмы способные осуществлять синтез органического вещества из неорганических соединений (первичные продуценты)
1. Это наземные и водные организмы, в том числе водоросли и фитопланктон, они содержать хлорофилл и могут в световое время суток осуществлять фотосинтез. В процессе фотосинтеза они поглощают воду, СО2, солнечную энергию, а так же другие минеральные соединения и образуют из них новое органическое вещество, при этом в среду выделяется кислород.
2. Фотосинтезирующие бактерии - это в основном водные организмы, способные жить в условиях неблагоприятных для зеленых растений.
3. Хемосинтезирующие бактерии. Они получают энергию, необходимую для включения СО2 в состав клетки не за счет фотосинтеза, а за счет химического окисления простых неорганических соединений (алюминия, нитритов, закиси железа и т.д.). Хемосинтезаторы могут продуцировать органическое вещество в темноте, но они нуждаются в кислороде.
Так как только автотрофные организмы могут продуцировать органическое вещество из неорганических соединений, их называют - первичными продуцентами.
Гетеротрофные организмы - это такое организмы, которые питаются синтезированным органическим веществом, поэтому гетеротрофов часто называют вторичными продуцентами.
Обмен веществ у них сложнее. Их подразделяют на 2 группы: консументы и деструкторы.
К консументам относятся животные, которые употребляют растения или животную пищу.
По виду используемой пищи различают 3 группы: травоядные, плотоядные (в свою очередь выделяют каннибализм) и всеядные (эврифаги) - могут питаться трупами организмов и их экскретами.
Детрит - мертвое органическое вещество. Деструкторы - микроорганизмы, грибы живущие на мертвом органическом веществе, они разлагают сложные вещества, поглощают некоторые продукты разложения для обеспечения жизнедеятельности и высвобождая в среду в процессах бактериального гидролиза более простые органические вещества или неорганические соединения. Такие неорганические соединения называются биогенными веществами.
Все 3 группы организмов присутствуют в любом биоценозе. С экологической точки зрения, эти группы представляют собой 3 различных функциональных механизма природы, каждый из них имеет свой собственный источник энергоснабжения, энергетические связи между этими группами организмов всегда однозначны и идут от автотрофов к гетеротрофам.
Автотрофы → консументы → деструкторы
22. Понятие жизненной формы организмов. Классификация организмов по жизненным формам.
Окружающая среда формирует морфологические, физиологические и поведенческие признаки организмов.
Виды, обитающие в сходных условиях среды обитания, обладают исходным приспособлением к этим условиям даже в том случае, если они относятся различным таксономическим группам растений и животных.
В экологии существует классификация организмов по жизненным формам.
Жизненная форма - исторически сложившийся комплекс морфологических, физиологических и поведенческих свойств, обеспечивающих реакцию на воздействие внешней среды.
Термин впервые был введен Гумбольдтом. Понятие в большой степени субъективно. «Существует связь между формой растения и условиями существования» Он создал классификацию по внешнему виду.
Разделил все растения на 54 жизненные формы.
Советский эколог Вильямс создал свою классификацию: зеленые растения (деревья, травянистые), бесхлорофилльные растения (грибы, некоторые виды растений)
Классификация растений по жизненным формам Раункера:
Фанерофиты – растения, у которых почки возобновления находятся выше 25 см от поверхности почвы (деревья и крупные кустарники)
Хамефиты – растения, у которых почки возобновления ниже 25 см от поверхности почвы (мелкие кустарники)
Гемикриптофиты - многолетние травы, у которых почки возобновления расположены на уровне почвы и в неблагоприятные периоды года защищены опавшими листьями или снегом.
Криптофиты - многолетние травы, у которых почки возобновления заключены в луковицах, клубнях, корневищах. Почки возобновления находятся в почве или под водой. Благодаря этому они защищены от прямого воздействия неблагоприятной окружающей среды.
Террофиты - однолетние травянистые растения, которые переживают неблагоприятное время года в виде семян.
Классификация высших растений по их отношению к воде:
Гидатофиты - водные растения целиком или почти полностью погруженные в воду (кувшинки, водные лютики)
Гидрофиты - наземно-водные растения, погруженные в воду только нижними частями. Они растут по берегам водоемов, мелководьях, болотах (тростник)
Гигрофиты - растения, живущие в условиях повышенной влажности (теневые - в нижних ярусах, световые - на открытой местности)
Мезофиты – растения, живущие при среднем увлажнении почвы. Они могут переносить непродолжительную и не сильную засуху (пырей, клевер, люцерна, пшеница, горох)
Ксерофиты – растения, приспособленные к жизни в местах с недостаточным увлажнением. Для регуляции водообмена со средой они имеют специальное приспособление, которое уменьшает транспирацию. (суккуленты - очень сочные растения, переносят засуху за счёт накопленной влаги, склерофиты - сухие на вид растения с жесткими листьями и стеблями, они задерживают испарение влаги)
Классификация гидробионтов по жизненным формам:
Планктон - плавающие организмы способные перемещаться в вертикальном и горизонтальном направлении вместе с движущимися водными массами. Выделяют 3 группы: зоопланктон, фитопланктон и бактериапланктон.
Бентос - донные организмы, ведущие прикрепительный или свободный образ жизни и обитающий на поверхности дна или в толще донных осадков (моллюски, ракообразные, черви, мшанки)
Макрофиты - высшие растение водные, прикрепляются ко дну и поднимаются к поверхности воды, не прикрепляются плавающие высшие водоросли.
Перифитон - животные и растения, прикрепляющиеся к стеблям высших растений (макрофитов).
Нектон - свободноплавающие организмы, способные самостоятельно перемещаться вертикально и горизонтально рыбы, амфибии, крупные водные насекомые, некоторые виды ракообразных, киты, тюлени).
Нейстон - организмы обитающие у поверхности воды до глубины 5 см на границе с воздушной средой (личинки комаров, стрекоз, инфузории).
studfiles.net
