10. Эукариотическая клетка. Цитоплазма. Органоиды. Эукариотическая клетка растения

Строение клеток эукариот. Строение клеточной оболочки

Разделы: Биология

Тип урока: комбинированный.

Методы:

• Словесный
• Наглядный
• Практический
• Проблемно–поисковый

Цели урока:

Образовательная: развивать знания учащихся о строении клеток эукариот и применять их на практических занятих.

Развивающая:

1. Совершенствовать у учащихся умения работать с дидактическим материалом. 2. Развивать мышление учащихся, предлагая задания для сравнения клетки растений и клетки животных с выявлением схожих и отличительных признаков.

Обеспечение урока:

• Плакат “Строение цитоплазматической мембраны”.
• Карточка–задание к уроку “Строение клеток эукариот”.
• Раздаточный материал: (строение прокариотической клетки, типичная растительная клетка, строение животной клетки).

Межпредметные связи: ботаника, зоология, анатомия и физиология человека.

План урока

1. Организационный момент 5 мин.
2. Проверка готовности к уроку.
3. Проверка списочного состава учащихся.
4. Сообщение темы и целей урока.
5. Изучение нового материала
.
1. Разделение организмов на про– и эукариоты. (Словесный метод) 10 мин.
2. Строение клеток растений и животных. (Самостоятельная работа с использованием раздаточного дидактического материала. Осуществление наглядного, практического и проблемно–поискового методов). 35 мин.
3. Строение оболочки клеток (Словесный и наглядный метод). 20 мин.
4. Поступление веществ в клетку (Словесный метод) 10 мин.
6. Закрепление изученного материала
(Словесный метод) 5 мин.
7. Домашнее задание
5 мин.

II. Изучение нового материала

Разделение организмов на про – и эукариоты.

По форме клетки необычайно разнообразны: одни как шарики, другие как звездочки со многими лучами, третьи вытянутые и т.д. Различны клетки и по размеру – от мельчайших, с трудом различимых в световом микроскопе, до прекрасно видимых невооруженным глазом (например, икринки рыб и лягушек). Любое яйцо, в том числе гигантские окаменевшие яйца ископаемых динозавров, которые хранятся в палеонтологических музеях, тоже были когда–то живыми клетками. Зато если вести речь о главных элементах внутреннего строения, все клетки схожи между собой [5]

Отличия Прокариот от Эукариот.

1. Эукариоты имеют настоящее ядро: генетический аппарат эукариотной клетки защищен оболочкой, схожей с оболочкой самой клетки.
2. Включенные в цитоплазму органоиды окружены мембраной.

Прокариоты (от лат. Pro–перед, раньше, вместо и греч. karyon– ядро), организмы, клетки которых не имеют ограниченного мембраной ядра–все бактерии, включая архибактерий и цианобактерии. Общее число видов прокариот около 6000. Аналог ядра– структура, состоящая из ДНК, белков и РНК. Генетическая система прокариот (генофор) закреплена на клеточной мембране и соответствует примитивной хромосоме. Размножаются прокариоты без выраженного полового процесса. Прокариоты способны осуществлять ряд физиологических процессов, например, некоторые прокариоты фиксируют молекулярный азот. [1] После вступительной беседы учащиеся рассматривают строение прокариотической клетки, сравнивая основные особенности строения с типами эукариотической клетки. (Рис.2)



Эукариоты – это высшие организмы, имеющие четко оформленное ядро, которое обладает оболочкой (кариомембраной), эта оболочка отделяет его от цитоплазмы. К эукариотам относятся все высшие животные и растения, а также одноклеточные и многоклеточные водоросли, грибы и простейшие. Ядерная ДНК у эукариот заключена в хромосомах. Эукариоты обладают ограниченными мембраной клеточными органоидами. [1]

2. Строение клеток растений и животных.

Клетка любого организма представляет собой систему. Она состоит из 3–х взаимосвязанных между собой частей: оболочки, ядра и цитоплазмы.

При прохождении ботаники, зоологии и анатомии человека вы уже знакомились со строением различных типов клеток, давайте немножко с вами повторим. (Рис.1;задание 1) [6]

Строение и функции органоидов растительных и животных клеток

Таблица заполняется по раздаточному материалу (Рис. 4), (Рис.3).

Выводы

1. Растительная клетка в своем составе имеет: клеточную стенку, пластиды и вакуоли, присущие только этому типу клеток.

2 . Клеточный центр, центриоли, микроворсинки присутствуют только в клетках животных организмов.

3. Все остальные органоиды характерны как для растительных, так и для животных клеток.

Строение оболочки клеток.

Клеточная оболочка располагается снаружи клетки, отграничивая последнюю от внешней или внутренней среды организма. Ее основу составляет плазмалемма (клеточная мембрана) и углеводно–белковая составляющая, имеющая различную толщину, в зависимости от царства организма (животная или растительная клетка) и от местонахождения клетки в многоклеточном организме. [2]

Оболочка клетки

Функции клеточной оболочки:

1. Оболочка клетки поддерживает форму клетки и придает механическую прочность как клетке, так и организму в целом
2. Защищает клетку от механических повреждений и попадания в нее вредных соединений
3. Осуществляет узнавание молекулярных сигналов
4. Регулирует обмен веществ между клеткой и средой
5. Осуществляет межклеточное взаимодействие в многоклеточном организме.[2]

Функция клеточной стенки:

• Представляет собой внешний каркас – защитную оболочку.
• Обеспечивает транспорт веществ (через клеточную стенку проходит вода, соли, молекулы многих органических веществ).[3]

Наружный слой поверхности клеток животных, в отличие от клеточных стенок растений очень тонкий, эластичный. Он не виден в световой микроскоп и состоит из разнообразных полисахаридов и белков. Поверхностный слой животных клеток называется гликоликсом, выполняет функцию непосредственной связи клеток животных с внешней средой, со всеми окружающими ее веществами, опорной роли не выполняет.

Под гликокаликсом животных и (растительной) клеточной стенкой растений расположена плазматическая мембрана, граничащая непосредственно с цитоплазмой. В состав плазматической мембраны входят белки и липиды. Они упорядоченно расположены и соединены друг с другом химическими взаимодействиями. Молекулы липидов в плазматической мембране расположены в два ряда и образуют сплошной билипидный слой. Молекулы белков не образуют сплошного слоя, они располагаются в слое липидов, погружаясь в него на разную глубину. Молекулы белков и липидов подвижны.[3]

Функция плазматической мембраны:

• она образует барьер, отграничивающий внутреннее содержимое клетки от внешней среды.
• транспорт веществ.
• обеспечивает вязь между клетками в тканях многоклеточных организмов [4]

2.4 Поступление веществ в клетку.

Поверхность клетки не сплошная. В цитоплазматической мембране есть многочисленные мельчайшие отверстия – поры, через которые, с помощью ферментов, внутрь клетки могут проникать ионы и мелкие молекулы. Кроме того, ионы и мелкие молекулы могут попадать в клетку непосредственно через мембрану. Поступление ионов и молекул в клетку – не пассивная диффузия, а активный транспорт, требующий затрат энергии. Транспорт веществ носит избирательный характер. Избирательная проницаемость клеточной мембраны носит название полупроницаемости. [4]

	Поступление веществ в клетку
Фагоцитоз (поступление твердых веществ)		Пиноцитоз (поступление жидких веществ)

Путем фагоцитоза внутрь клетки поступают: крупные молекулы органических веществ, например белков, полисахаридов, частицы пищи, бактерии. Участие принимает плазматическая мембрана. В том месте, где поверхность клетки соприкасается с частицей какого-либо плотного вещества, мембраны прогибаются, образуют углубление и окружают частицу, которая в “мембранной упаковке” погружается внутрь клетки. Образуется пищеварительная вакуоль, и в ней перевариваются поступившие в клетку органические вещества. [3]

Путем фагоцитоза питаются: амебы, инфузории, лейкоциты животных и человека.

Лейкоциты поглощают бактерии, а также разнообразные твердые частицы случайно попавшие в организм, защищая его таким образом от болезнетворных частиц. Клеточная стенка растений, бактерий и сине–зеленых водорослей препятствует фагоцитозу, и потому этот путь поступления веществ в клетку у них, практически, отсутствует.

Через плазматическую мембрану в клетку проникают и капли жидкости, содержащие в растворенном и взвешенном состоянии разнообразные вещества.

Поглощение жидкости в виде мелких капель напоминает питье, и это явление было названо пиноцитозом. Процесс поглощения жидкости сходен с фагоцитозом. Капля жидкости погружается в цитоплазму в “мембранной упаковке”. Органические вещества, попавшие в клетку вместе с водой, начинают перевариваться под влиянием ферментов, содержащихся в цитоплазме. Пиноцитоз широко распространен в природе и осуществляется клетками всех животных организмов. [3]

III. Закрепление изученного материала.

1. На какие две большие группы разделяются все животные организмы по строению ядра?
2. Какие органоиды свойственны только растительным клеткам?
3. Какие органоиды свойственны только животным клеткам?
4. Чем различается строение оболочки клеток растений и животных?
5. Два способа поступления веществ в клетку?
6. Значение фагоцитоза для животных?

Список использованной литературы:

1. Большой энциклопедический словарь “Биология”, под редакцией М.С. Гилярова, Научное издательство “Большая Российская Энциклопедия”, Москва 1998
2. Е. Тупикин “Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности”, Москва ПроОбрИздат, 2001
3. Ю.И. Полятинский “Общая биология для 9–10 классов средней школы”
4. Захаров В.Б. “Общая биология для 10–11 классов”, Москва “Дрофа”, 2003
5. “Энциклопедия для детей, Биология, том 2”, Москва, “Аванта +”, 1999
6. Р.А. Петросова “Дидактический материал по общей биологии”, Минск ООО “Белфарпост”, 1997

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

10. Эукариотическая клетка. Цитоплазма. Органоиды. Биология. Общая биология. 10 класс. Базовый уровень

10. Эукариотическая клетка. Цитоплазма. Органоиды

Вспомните!

Каковы основные положения клеточной теории?

Какие выделяют типы клеток в зависимости от расположения генетического материала?

Назовите известные вам органоиды клетки. Какие функции они выполняют?

В § 4 мы уже говорили о существовании двух типов клеток – прокариотических и эукариотических, различия между которыми носят принципиальный характер. У прокариот (от лат. pro – до, перед и греч. karyon – ядро) ДНК не окружена мембраной и свободно располагается в цитоплазме, т. е. у них нет настоящего оформленного ядра. В клетках эукариот (от греч. eu – полностью, хорошо) присутствует ядро. В настоящее время большинство учёных считает, что эукариотические клетки в процессе эволюции произошли от прокариотических. Чуть позже мы с вами рассмотрим эту гипотезу, но прежде нам надо изучить принципиальное строение клеток.

К эукариотическим организмам относятся грибы, растения и животные. Их клетки наиболее крупные и сложно устроенные по сравнению с клетками прокариот – бактерий и синезелёных водорослей (цианобактерий).

Подобно тому как в любом организме основные функции распределены между отдельными органами и системами органов, в клетке тоже существует «разделение труда» между структурами и органоидами. Строение различных клеток несколько отличается в зависимости от той конкретной задачи, которую они выполняют в многоклеточных организмах. Однако существуют общие принципы клеточной организации, характерные для всех типов клеток, как одноклеточных, так и многоклеточных животных, растений и грибов.

Рассмотрим строение типичной эукариотической клетки (рис. 29).

В каждой клетке можно выделить три основные части: наружная клеточная мембрана, которая отделяет содержимое клетки от внешней среды; ядро – обязательный компонент эукариотических клеток, в котором хранится наследственная информация; и цитоплазма – часть клетки, заключённая между наружной мембраной и ядром.

Наружная клеточная мембрана. Термин «мембрана» (от лат. membrana – кожица, оболочка) был предложен более 100 лет назад для обозначения границ клетки. Однако в дальнейшем с развитием электронной микроскопии было обнаружено, что клеточные мембраны входят в состав многих структурных элементов клетки. Первая гипотеза строения мембраны была выдвинута ещё в 1935 г. А в 1959 г. Вильям Робертсон сформулировал гипотезу элементарной мембраны; в ней постулировалось, что все клеточные мембраны построены по единому принципу. К началу 70-х гг. XX в. накопилось много новых данных, на основании которых в 1972 г. была предложена новая жидкостно-мозаичная модель строения мембраны, которая в настоящее время является общепризнанной.

Рис. 29. Строение эукариотических клеток

Рис. 30. Строение клеточной мембраны

Согласно этой модели основой любой мембраны является двойной слой фосфолипидов; в нём гидрофобные остатки жирных кислот обращены внутрь, а гидрофильные головки, включающие глицерин и остаток фосфорной кислоты, – наружу. С липидным бислоем связаны молекулы белков, которые могут пронизывать его насквозь, погружаться в него или примыкать с наружной или внутренней стороны. Расположение этих белков жёстко не фиксировано, и большинство из них свободно «плавает», образуя подвижную мозаичную структуру (рис. 30).

Наружная клеточная мембрана имеет универсальное строение, типичное для всех клеточных мембран. Положение этой мембраны на границе клетки и окружающей среды определяет её основные функции. Прочная и эластичная плёнка, легко восстанавливающаяся после незначительных повреждений, является прекрасным барьером, предохраняющим клетку от попадания в неё чужеродных токсических веществ и обеспечивающим поддержание постоянства внутриклеточной среды.

Рис. 31. Фагоцитоз. Амёба, поглощающая эвглену

Транспортная функция мембраны носит избирательный характер: одни вещества легко проникают внутрь клетки через специальные поры или с помощью белков-переносчиков, а для других – мембрана непроницаема. Будучи подвижной структурой, мембрана клетки может образовывать выросты, захватывая твёрдые частицы (фагоцитоз) (рис. 31) или капли жидкости (пиноцитоз), при этом образуются фагоцитозные или пиноцитозные вакуоли. Общее название пино– и фагоцитоза – эндоцитоз (от греч. endon – внутри). В клетке существует и обратный процесс – экзоцитоз (от греч. exo – вне). В процессе экзоцитоза вещества, синтезированные клеткой и упакованные в мембранные пузырьки, выбрасываются из клетки, при этом мембрана пузырька встраивается в клеточную мембрану.

Клеточная мембрана обеспечивает также взаимодействие клетки с окружающей средой и с другими клетками в многоклеточном организме.

Мембрана животных клеток снаружи покрыта тонким слоем углеводов и белков – гликокаликсом, а у клеток растений, грибов и бактерий снаружи от клеточной мембраны находится прочная клеточная стенка.

Цитоплазма. Основой цитоплазмы клетки является цитоплазматический сок – гиалоплазма (от греч. hyalos – стекло и plasma, букв. – вылепленное, оформленное) – раствор органических веществ, в котором осуществляются биохимические реакции и располагаются постоянные структурные компоненты клетки – органоиды (органеллы). Гиалоплазма является средой для объединения всех клеточных структур и обеспечивает их химическое взаимодействие. В процессе жизнедеятельности клетки в цитоплазме откладываются различные вещества, образуя непостоянные структуры – включения (глыбки гликогена, капли жира, пигментные гранулы).

Все органоиды клетки подразделяют на мембранные и немембранные. Среди мембранных органоидов существуют одномембранные (эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы) и двухмембранные (митохондрии, пластиды).

Рис. 32. Эндоплазматическая сеть: А – расположение в клетке; Б – электронная фотография участка ЭПС; В – схема участка ЭПС

Эндоплазматическая сеть (ЭПС). Этот органоид был открыт американским учёным Кейтом Робертсом Портером в 1945 г. Совокупность вакуолей, каналов, трубочек образует внутри цитоплазмы мембранную сеть, объединённую в единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки. Различают два типа эндоплазматической сети – шероховатая (гранулярная) и гладкая (агранулярная) (рис. 32).

На поверхности мембран шероховатой ЭПС располагаются рибосомы, которые синтезируют все белки, необходимые для обеспечения жизнедеятельности клетки, а также продукты, выделяемые, т. е. секретируемые, клеткой. Синтезированные белковые молекулы поступают в каналы ЭПС. Там они модифицируются, а затем по системе каналов переносятся в ту часть клетки, где необходимы.

Скопления шероховатой эндоплазматической сети характерны для клеток, активно синтезирующих секреторные белки. Например, в клетках печени, нервных клетках, в клетках поджелудочной железы шероховатая эндоплазматическая сеть образует обширные зоны.

В отличие от гранулярной эндоплазматической сети, на мембранах гладкой сети нет рибосом. Эта сеть участвует в синтезе липидов и углеводов, а также обезвреживает токсичные (ядовитые) для организма вещества. Так, при некоторых отравлениях в клетках печени появляются обширные зоны, заполненные гладкими мембранами ЭПС.

Комплекс Гольджи (аппарат Гольджи). В 1898 г. итальянский учёный Камилло Гольджи, исследуя строение нервных клеток, обнаружил органоид, который входил в состав единой мембранной сети клетки и представлял собой стопку плоских цистерн (рис. 33). Комплекс Гольджи играет роль своеобразного центра, где происходит окончательная сортировка и упаковка различных продуктов жизнедеятельности клетки. Аппарат Гольджи формирует лизосомы и обеспечивает выведение необходимых белков за пределы клетки путём экзоцитоза.

Лизосомы. Это мелкие мембранные пузырьки диаметром 0,5 мкм, которые впервые были обнаружены при помощи электронного микроскопа в 1955 г. Они образуются в комплексе Гольджи или непосредственно в ЭПС и содержат разнообразные пищеварительные ферменты. Лизосомы участвуют во внутриклеточном пищеварении, образуя пищеварительные вакуоли, а также уничтожают отслужившие органоиды и даже целые клетки. Если содержимое лизосом высвобождается внутри самой клетки, то наступает саморазрушение клетки – автолиз, поэтому лизосомы называют «орудиями самоубийства» клетки.

Рис. 33. Строение и функционирование аппарата Гольджи

Именно лизосомы обеспечивают исчезновение хвоста головастика в процессе его превращения во взрослую лягушку.

Митохондрии. Эти органоиды имеют двухмембранное строение. Внешняя мембрана митохондрий гладкая, а внутренняя образует различные выросты (кристы) (рис. 34). Основная функция митохондрий – синтез АТФ, основного высокоэнергетического вещества клетки, поэтому их называют энергетическими станциями клетки. Митохондрии имеют собственные рибосомы и ДНК, поэтому способны самостоятельно синтезировать белки. В живых клетках митохондрии могут перемещаться, сливаться друг с другом, делиться. Их количество в клетке сильно варьирует – от единиц до нескольких тысяч. Обычно митохондрий больше в тех участках цитоплазмы и в тех клетках, где существует повышенная потребность в энергии. Особенно богаты митохондриями мышечные ткани и клетки нервной ткани.

Пластиды. Двухмембранные органоиды растительных клеток, которые размножаются путём деления. Существует три типа пластид – лейкопласты, хромопласты и хлоропласты. Основная функция бесцветных лейкопластов – запасание крахмала. Важнейшую роль в жизнедеятельности растительной клетки играют хлоропласты – зелёные пластиды, содержащие хлорофилл и осуществляющие фотосинтез. Осенью хлоропласты превращаются в хромопласты – пластиды с жёлтой, оранжевой и красной окраской. Как и митохондрии, пластиды имеют собственный генетический аппарат (ДНК), рибосомы и синтезируют белки.

Рибосомы. Субмикроскопические немембранные органоиды, функция которых – синтез белков, благодаря чему они являются обязательными органоидами в клетках всех живых организмов. Каждая рибосома в рабочем состоянии состоит из двух субъединиц – большой и малой, в состав которых входят молекулы белка и рибосомальной РНК (рРНК) (рис. 35). В цитоплазме рибосомы могут находиться в свободном состоянии или располагаться на шероховатых мембранах ЭПС. В зависимости от типа синтезируемого белка рибосомы могут «работать» поодиночке или объединяться в комплексы – полирибосомы. В таких комплексах рибосомы связаны одной молекулой иРНК.

Рис. 34. Митохондрия: А – расположение в клетке; Б – электронная фотография; В – схема строения

Рис. 35. Строение рибосомы

Клеточный центр. Органоид немембранного строения, присутствующий в клетках животных, грибов и низших растений. Состоит из двух расположенных перпендикулярно друг другу цилиндров – центриолей. В процессе клеточного деления центриоли удваиваются, расходятся к полюсам и образуют веретено деления, обеспечивающее равномерное распределение хромосом между дочерними клетками.

Вакуоль. Обязательной принадлежностью растительной клетки является вакуоль. Это крупный мембранный пузырёк, заполненный клеточным соком, состав которого отличается от окружающей цитоплазмы. Вакуоль накапливает запасные питательные вещества и регулирует водно-солевой обмен, контролируя поступление воды в клетку и из клетки.

Принципиальные различия в строении животной и растительной клеток и клетки грибов приведены на рис. 29 и в табл. 2.

Таблица 2. Сравнительная характеристика растительной, животной и грибной клеток

Окончание табл. 2

Вопросы для повторения и задания

1. Каковы отличия в строении эукариотической и прокариотической клеток?

2. Расскажите о пино– и фагоцитозе. Чем различаются эти процессы?

3. Раскройте взаимосвязь строения и функций мембраны клетки.

4. Какие органоиды клетки находятся в цитоплазме?

5. Охарактеризуйте органоиды цитоплазмы и их значение в жизнедеятельности клетки. Как особенности строения органоидов связаны с выполняемыми ими функциями?

Подумайте! Выполните!

1. В клетках каких органов и почему аппарат Гольджи наиболее развит? Как это связано с их функциями?

2. Какими путями осуществляется обмен веществ между клеткой и окружающей средой?

3. Рассмотрите рис. 28. Расскажите о взаимосвязи эндоплазматической сети, комплекса Гольджи и лизосом. Изобразите схематично эту взаимосвязь.

4. Объясните, как вы понимаете утверждение: «Биологические мембраны – важный фактор целостности клетки и внутриклеточных структур». Согласны ли вы с этим утверждением? Аргументируйте свою точку зрения.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Узнайте больше

Цитоскелет. Цитоскелет – это опорно-двигательная система эукариотической клетки, состоящая из белковых нитчатых образований. Эти структуры очень динамичны: они быстро возникают в результате полимеризации их элементарных молекул и так же быстро разбираются при деполимеризации.

Основные компоненты цитоскелета – фибриллярные структуры и микротрубочки.

Фибриллярные структуры. К фибриллярным компонентам цитоплазмы эукариотических клеток относят микрофиламенты и промежуточные филаменты.

Микрофиламенты – это белковые нити толщиной около 5 нм, которые обычно располагаются пучками или слоями в наружном слое цитоплазмы, непосредственно под плазматической мембраной. Их можно увидеть в псевдоподиях амёб или в микроворсинках кишечного эпителия. Внутри каждой микроворсинки находится пучок из 20–30 микрофиламентов, придающий ей жёсткость и прочность. В состав микрофиламентов входят сократительные белки, в основном актин и миозин. Следовательно, микрофиламенты являются также внутриклеточным сократительным аппаратом, обеспечивающим подвижность клеток и большинство внутриклеточных движений. Очень важны микрофиламенты для процессов фагоцитоза и пиноцитоза.

Промежуточные филаменты – это неветвящиеся, часто располагающиеся пучками белковые нити толщиной около 10 нм. Эта сложная система цитоскелетных нитей изучена относительно недавно. Оказалось, что, в отличие от других элементов цитоскелета, промежуточные филаменты построены в разных клетках из разных белков. Так, например, в клетках эпителия в состав промежуточных филаментов входит кератин, а в мышечных клетках – белок десмин. Особенно много промежуточных филаментов в клетках, подверженных механическим воздействиям.

В настоящее время для определения тканевого происхождения различных опухолей проводят анализ белков их промежуточных филаментов. Дело в том, что при перерождении клетки в раковую она теряет многие черты своей изначальной организации и определить тип опухоли очень трудно. Но белки промежуточных филаментов остаются такими же, какими они были в изначальной ткани. Исследуя белки филаментов в опухолевых клетках, можно точно определить, клетки какой ткани дали начало этой опухоли. Это правило распространяется и на метастазы опухолей, которые могут находиться далеко от места первоначального образования опухолей. Определение белков филаментов позволяет провести корректную цитодиагностику опухолей и правильно подобрать химиотерапевтические противоопухолевые препараты.

Микротрубочки Микротрубочки – это неветвящиеся длинные полые трубки, диаметром около 25 нм. Стенка микротрубочек состоит из плотно уложенных округлых субъединиц, основной компонент которых – белок тубулин. Микротрубочки присутствуют во всех эукариотических клетках. Образуя сеть в цитоплазме интерфазных клеток, микротрубочки создают внутриклеточный каркас – цитоскелет, необходимый для поддержания формы клетки. Микротрубочки входят в состав центриолей клеточного центра, веретена деления, ресничек и жгутиков. В больших количествах они обнаруживаются в отростках нервных клеток, чья форма должна быть постоянной. Кроме этого микротрубочки участвуют во внутриклеточном транспорте. По ним, как по рельсам, могут передвигаться мелкие вакуоли, содержащие различные вещества. Микротрубочки – очень динамичные структуры, они постоянно собираются и разбираются. Среднее время жизни микротрубочки в животной клетке в интерфазе около 10 минут, во время митоза – гораздо меньше. Есть в клетке и стабильные, долго живущие микротрубочки. Длина микротрубочек может быть самая различная: от десятых долей микрона до нескольких микрон. Добавление алкалоида колхицина предотвращает самосборку микротрубочек или приводит к разрушению уже существующих. Это действие колхицина используется, например, если необходимо остановить деление клетки.

Клеточный центр. Клеточный центр – это место организации и роста микротрубочек. В клетках животных и некоторых водорослей клеточный центр, или центросома, состоит из двух центриолей и связанных с ними микротрубочек – центросферы. Впервые центриоли были описаны немецким цитологом Вальтером Флемингом в 1875 г., но сам термин «центриоль» был предложен позже, в 1895 г. Немецкий учёный Теодор Бовери ввёл его для обозначения очень мелких телец, размер которых находился на границе разрешающей способности микроскопа. Подробно строение центриолей удалось изучить только с помощью электронного микроскопа.

Центриоль представляет собой полый цилиндр диаметром 150–250 нм и длиной 300–500 нм. Стенка центриоли состоит из девяти комплексов микротрубочек, причём каждый комплекс в свою очередь построен из трёх микротрубочек. Такие триплеты связаны между собой специальными белками. В центральной части цилиндра микротрубочек нет.

Обычно в интерфазных клетках присутствуют две центриоли, расположенные под прямым углом друг к другу. При подготовке клеток к митотическому делению центриоли удваиваются: две материнские центриоли расходятся, и около каждой из них возникает заново по одной новой дочерней, так что в клетке перед делением обнаруживаются четыре центриоли.

Центриоли участвуют в образовании нитей веретена деления. В клетках высших растений клеточный центр устроен по – другому и центриолей не содержит.

Реснички и жгутики. Это специальные органоиды движения, встречающиеся в некоторых клетках различных организмов. В световом микроскопе эти структуры выглядят как тонкие выросты клетки. В основании ресничек и жгутиков в цитоплазме видны мелкие гранулы – базальные тельца. Длина ресничек 5–10 мкм, а длина жгутиков может достигать 150 мкм.

Реснички и жгутики представляют собой тонкие выросты цитоплазмы, от основания до самой вершины покрытые плазматической мембраной. Внутри выроста цитоплазмы по кругу расположены микротрубочки – 9 пар (дуплетов). Дуплеты связаны друг с другом при помощи молекул белка. Кроме периферических дуплетов микротрубочек, образующих цилиндр, в центре реснички располагается пара центральных микротрубочек. В основании органоидов движения, в цитоплазме, расположены базальные тельца – одно у ресничек и два у жгутиков. Базальное тельце по своей структуре очень сходно с центриолью. Оно тоже состоит из 9 триплетов микротрубочек.

Реснички и жгутики структурно связаны с базальным тельцем и составляют вместе единое целое.

Жгутики характерны для ряда простейших (класс Жгутиконосцы), зооспор и сперматозоидов. Реснички – это органоиды движения инфузорий, свободноплавающих личинок многих морских животных и мужских гамет некоторых папоротников. Имеют реснички и клетки мерцательного эпителия у многоклеточных животных (до 500 ресничек на клетку).

Дефекты ресничек могут приводить к различным врождённым патологиям. Так, например, нарушение структуры мерцательного эпителия дыхательных путей становится причиной наследственного бронхита. Причиной некоторых форм наследственного мужского бесплодия являются дефекты жгутиков сперматозоидов.

Включения. Клеточные включения – это непостоянные структуры, не способные к самостоятельному существованию, которые клетка использует для своих нужд или выделяет в окружающую среду.

Различают трофические (резервные), секреторные и пигментные включения. К трофическим включениям относят, например, капли жира, глыбки гликогена, крахмальные зёрна. Гликогена очень много в клетках печени, а липидные гранулы в основном содержатся в специализированных жировых клетках.

Секреторные включения – мембранные вакуоли, содержащие биологически активные вещества, которые подлежат удалению путём экзоцитоза, поэтому их часто называют экскреторными гранулами. Таких гранул много в железистых клетках животных.

Пигментные включения, локализованные в цитоплазме, могут обеспечивать окраску ткани или органа. Примером пигментных включений являются гранулы меланина, обеспечивающие пигментацию.

Надмембранный комплекс животных клеток. Гликокаликс. Эукариотические клетки животных не образуют клеточных стенок, но на поверхности их плазматической мембраны есть сложный комплекс – гликокаликс, который выполняет важные функции. В его состав входят сложные органические вещества – гликопротеины и гликолипиды, а также надмембранные участки белков, погружённых в мембрану.

Гликокаликс выполняет ряд важных функций. В нём происходит внеклеточное пищеварение, там располагаются многие рецепторы клетки, и с помощью гликокаликса некоторые клетки контактируют друг с другом.

Мембранный транспорт. Одна из важных функций наружной клеточной мембраны – транспортная. Плазматическая мембрана обладает избирательной проницаемостью – она пропускает только определённые вещества и молекулы. Выделяют пассивный и активный транспорт через мембрану.

Пассивный транспорт. Этот вид транспорта осуществляется без дополнительных затрат энергии. К нему относят диффузию и ионный транспорт. Диффузия – это транспорт через мембрану веществ из зоны высокой концентрации в зону низкой концентрации. Этот процесс не нуждается в энергии, он идёт относительно медленно и прекращается, когда концентрация веществ по обе стороны мембраны уравнивается. Скорость диффузии и сама возможность транспорта веществ через мембрану зависит (помимо концентрации) от ряда других факторов: температуры, размера молекул, способности растворяться в липидах. Жирорастворимые вещества легко проходят через липидные слои, водорастворимые – с трудом. В мембране существуют специальные каналы, образованные белковыми молекулами, через которые и происходит диффузия. Ионный транспорт – это разновидность пассивного транспорта для заряженных ионов. Транспорт ионов через мембрану осуществляется либо сквозь специальные ионные поры, либо с помощью переносчиков.

Активный транспорт. Если диффузия продолжается достаточно долго, это может привести к тому, что по обе стороны мембраны концентрация веществ выравнивается. Для клетки это равнозначно смерти – в норме состав цитоплазмы и состав межклеточной жидкости должны сильно различаться. Поэтому существует система активного транспорта, благодаря которому перенос молекул происходит против градиента концентрации (из зоны низкой концентрации в зону высокой). Активный транспорт осуществляют специальные белковые мембранные комплексы, так называемые ионные насосы, работающие с затратой энергии. До 40 % всей энергии, вырабатываемой клеткой, идёт на эти транспортные расходы.

Транспорт в мембранной упаковке (эндо– и экзоцитоз). В отличие от ионов и мелких молекул, макромолекулы сквозь клеточную мембрану не проходят. Их перенос происходит путём эндоцитоза. Происходит выпячивание наружной плазматической мембраны, охватывающее внеклеточный материал. Образуется вакуоль, которая погружается в глубь цитоплазмы клетки. Такой процесс впервые был открыт российским учёным, лауреатом Нобелевской премии Ильей Ильичом Мечниковым и назван фагоцитозом. Процесс захвата клеткой капелек жидкости получил название «пиноцитоз».

Процесс, обратный эндоцитозу, – выведение из клеток каких – либо веществ и продуктов, называют экзоцитозом. На базе мембранного транспорта основан процесс выделения секретов и гормонов клетками. И эндо-, и экзоцитоз являются энергозатратными процессами, поэтому относятся к активному транспорту.

Следующая глава >

bio.wikireading.ru

Эукариотическая клетка

Эукариотическая клетка

Наружная цитоплазматическая мембрана (плазмалемма)

Мембрана представляет собой подвижную текучую структуру, состоящую из двойного слоя фосфолипидов с плавающими и погруженными в них молекулами белка. На наружной поверхности мембраны имеется полисахаридный комплекс – гликокаликс. Мембрана обладает полупроницаемостью, то есть способностью избирательного пропускания в клетку и выхода из нее различных молекул и ионов. Клетки растений, грибов и бактерий имеют клеточную стенку, в состав которой входят целлюлоза (растения), хитин (грибы) и муреин (бактерии и синезеленые водоросли), придающие ей прочность.

Функции:

1. Разделительная (защитная, или барьерная)
2. Транспортная (мембранные каналы и переносчики веществ)
3. Электрическая (создает трансмембранный электрический потенциал)
4. Секреторная (образование и выделение клеткой веществ во внешнюю среду)
5. Рецепторная
6. Соединение клеток в ткани и органы
7. Самозалечивание мембран (процесс затягивания повреждений мембраны за счет подвижности молекул липидов и белка, так как мембрана полужидкая)

Цитоплазма

Внутренняя полужидкая среда клетки, в которой находятся различные органоиды, включения и протекают основные процессы обмена веществ. Цитоплазма обладает такими свойствами, как буферность (поддержание внутреннего постоянства среды при изменении внешних условий) и постоянное движение (связь между органоидами).

Функции:

1. Связывает все части клетки в единое целое
2. Транспорт веществ
3. Протекают все химические процессы
4. Опорная функция

Ядро

Ядерная мембрана – двухмембранная пористая оболочка: наружная мембрана обращена в цитоплазму, несет рибосомы и соединена с каналамиЭПС; внутренняя мембрана гладкая.

Ядерный сок (нуклеоплазма) – полужидкая коллоидная система.

Хромосомы (хроматин) – нитевидные (в интерфазе) или спирализованные (во время деления) структуры, состоящие из молекул ДНК и белка. Ядрышко – округлое тельце, состоящее из рРНК и рибосом.

Функции:

1. Хранение и передача наследственной информации
2. Синтез всех видов РНК
3. Регуляция процессов жизнедеятельности клетки

Мембранные органоиды

Эндоплазматическая сеть (ЭПС, эндоплазматический ретикулум)

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) – система каналов и полостей. Существует два вида ЭПС:

 - шероховатая (гранулярная), содержит много рибосом

 - гладкая (агранулярная), рибосом не содержит

Функции:

1. Транспорт веществ
2. Синтез белков (шероховатая ЭПС)
3. Синтез и накопление углеводов и жиров
4. Пространственное разделение различных ферментных систем клетки
5. Образование вакуолей

Комплекс Гольджи (аппарат Гольджи)

Сложная сеть мембранных полостей (5-8), от которых отходят ветвящиеся трубочки и отделяются пузырьки.

Функции:

1. Накопление и химическая модификация (процессинг) веществ, которые синтезируются в каналах ЭПС в неактивной форме
2. Транспорт модифицированных химических веществ
3. Образование лизосом

Лизосомы

Небольшие пузырьки диаметром около 1 мкм, отграниченные мембраной и содержащие лизирующие ферменты.

Функции:

1. Участие в процессах внутриклеточного переваривания пищевых частиц
2. Удаление отмирающих органов, клеток и органоидов

Вакуоли

Одномембранные мешочки, наполненные жидкостью. У растений крупные и малочисленные, содержат клеточный сок; у животных – мелкие и многочисленные (пищеварительные или сократительные).

Функции:

1. Запас питательных веществ (у растений)
2. Обеспечение тургорного и осмотического давления клетки (у растений)
3. Участие в водном обмене
4. Удаление продуктов обмена веществ (у животных)
5. Внутриклеточное пищеварение (у животных)

Митохондрии («энергетические станции клетки»)

Двумембранный органоид клетки: наружная мембрана гладкая, внутренняя – полупроницаема, имеет много складок и выростов – крист. Внутренняя полость митохондрий – матрикс – содержит жидкость с рибосомами, РНК и ДНК. Митохондрии размножаются путем деления.

Функции:

1. Синтез АТФ

Пластиды

Двумембранные органоиды, свойственные только растительным клеткам, содержат собственные рибосомы, РНК и ДНК. Размножаются пластиды путем деления. Существует три вида пластид:

1. Хлоропласты (зеленые пластиды) находятся в зеленых клетках растений (лист, стебель, незрелые плоды). Форма овальная.

Наружная мембрана гладкая, внутренняя мембрана образует мембранные мешочки – тилакоиды, мембраны которых содержат зеленый пигмент – хлорофилл; тилакоиды лежат друг на друге, как стопки монет (до 50), образуют граны.

Граны объединены между собой внутренней мембраной, в одном хлоропласте находится несколько десятков гран. Внутренняя полость хлоропласта – строма. Способны переходить в хромопласты.

1. Хромопласты (цветные пластиды) находятся в окрашенных клетках растений (цветки, плоды, стебель, лист). Органоиды разнообразной формы, заполненные пигментами красного или оранжевого цвета, тилакоидов почти нет. Это погибшие хлоропласты.
2. Лейкопласты (бесцветные пластиды) находятся в неокрашенных органах растения (стебель, клубень). Форма разнообразная. Содержат запас питательных веществ. Способны переходить в хлоропласты и хромопласты.

Функции:

1. Фотосинтез (хлоропласты)
2. Обеспечивают окраску плодов и осенних листьев (хромопласты)
3. Накопление крахмала (лейкопласты)

Рибосомы

Мелкие органоиды округлой или грибовидной формы, состоящие из двух субъединиц – большой и малой. Химический состав: белки и рРНК. Способны образовывать группы из нескольких десятков рибосом – полисомы (полирибосомы). Большая часть рибосом лежит в гранулярной ЭПС, а часть – свободно в цитоплазме.

Функции:

1. Синтез всех белков клетки

Клеточный центр (центриоли)

Клеточный центр расположен вблизи ядра клеток животных или грибов, представлен двумя цилиндрами, расположенными перпендикулярно друг другу. Цилиндры мелкие полые (длина около 1 мкм), стенки состоят из девяти комплексов микротрубочек, а каждый комплекс построен из трех микротрубочек. Основной белок, образующий центриоли, - тубулин. Полость цилиндра заполнена однородным веществом, содержащим ДНК.

Функции:

1. Формирование веретена деления у клеток животных и грибов
2. Лежат в основании жгутиков и ресничек

Органоиды движения (жгутики, реснички и миофибриллы)

Жгутики (длина более 15 мкм) и реснички (длина менее 10 мкм) – выросты клетки (9 пар микротрубочек), окруженные мембраной, способны к передвижению. Состоят из белка – тубулина.

Миофибриллы – органоиды движения мышечной ткани, состоящие из белков – актина и миозина. Диаметр 1 мкм, длина до 1 см. Расположены по длине мышечного волокна.

Функции:

1. Обеспечивают движение

Цитоскелет

Внутренний скелет (каркас) клетки, состоящий из микротрубочек и пучков белковых волокон, которые связаны с цитоплазматической мембраной и ядерной оболочкой.

Функции:

1. Определяет форму клетки
2. Обеспечивает движение клеточных органоидов
3. Обеспечивает движение всей клетки

Клеточные включения

Непостоянные структуры клетки, не содержат мембран или элементов цитоскелета, периодически синтезируются и расходуются. Жиры находятся в клетке в виде капель, углеводы и белки – в виде зерен, неорганические соединения – в виде кристаллов.

Функция: запасающая.

Кириленко А. А. Биология. ЕГЭ. Раздел «Молекулярная биология». Теория, тренировочные задания. 2017.

cleverpenguin.ru

Эукариотическая клетка

Каждая эукариотическая клетка имеет обособленное ядро, в котором заключен отграниченный от матрикса ядерной мембраной генетический материал (это главное отличие от прокариотических клеток). Генетический материал сосредоточен преимущественно в виде хромосом, имеющих сложное строение и состоящих из нитей ДНК и белковых молекул. Деление клеток происходит посредством митоза (а для половых клеток – мейоза). Среди эукариот есть как одноклеточные, так и многоклеточные организмы.

Существует несколько теорий происхождения эукариотических клеток, одна из них – эндосимбионтическая. В гетеротрофную анаэробную клетку проникла аэробная клетка типа бактериоподобной, которая послужила базой для появления митохондрий. В эти клетки начали проникать спирохетоподобные клетки, которые дали начало формированию центриолей. Наследственный материал отгородился от цитоплазмы, возникло ядро, появился митоз. В некоторые эукариотические клетки проникли клетки типа сине-зеленых водорослей, которые положили начало появлению хлоропластов. Так впоследствии возникло царство растений.

Размеры клеток тела человека варьируются от 2–7 мкм (у тромбоцитов) до гигантских размеров (до 140 мкм у яйцеклетки).

Форма клеток обусловлена выполняемой ими функцией: нервные клетки – звездчатые за счет большого количества отростков (аксона и дендритов), мышечные клетки – вытянутые, так как должны сокращаться, эритроциты могут менять свою форму при продвижении по мелким капиллярам.

Строение эукариотических клеток животных и растительных организмов во многом схоже. Каждая клетка снаружи ограничена клеточной оболочкой, или плазмалеммой. Она состоит из цитоплазматической мембраны и слоя гликокаликса (толщиной 10–20 нм), который покрывает ее снаружи. Компоненты гликокаликса – комплексы полисахаридов с белками (гликопротеины) и жирами (гликолипиды).

Цитоплазматическая мембрана – это комплекс бислоя фосфолипидов с протеинами и полисахаридами.

В клетке выделяют ядро и цитоплазму. Клеточное ядро состоит из мембраны, ядерного сока, ядрышка и хроматина. Ядерная оболочка состоит из двух мембран, разделенных перинуклеарным пространством, и пронизана порами.

Основу ядерного сока (матрикса) составляют белки: нитчатые, или фибриллярные (опорная функция), глобулярные, и-РНК (результат процессинга).

Ядрышко – это структура, где происходит образование и созревание рибосомальных РНК (р-РНК).

Хроматин в виде глыбок рассеян в нуклеоплазме и является интерфазной формой существования хромосом.

В цитоплазме выделяют основное вещество (матрикс, гиалоплазму), органеллы и включения.

Органеллы могут быть общего значения и специальные (в клетках, выполняющих специфические функции: микроворсинки всасывающего эпителия кишечника, миофибриллы мышечных клеток и т. д.).

Органеллы общего значения – эндоплазматическая сеть (гладкая и шероховатая), комплекс Гольджи, митохондрии, рибосомы и полисомы, лизосомы, пероксисомы, микрофибриллы и микротрубочки, центриоли клеточного центра.

В растительных клетках есть еще и хлоропласты, в которых протекает фотосинтез.

Строение клетки животных

Клетка животных (слева) и растений (справа)

Клетка гриба

Похожие статьи:

poznayka.org

Строение эукариотической клетки | Биология

Все живые организмы можно разделить на две основные группы: прокариоты и эукариоты. Эти термины происходят от греческого слова karion, означающего ядро. Прокариоты - доядерные организмы, не имеют оформленного ядра. Эукариоты содержат оформленное ядро. К прокариотам относятся бактерии, цианобактерии, миксомицеты, риккетсии и др. организмы; эукариотами являются грибы, растения и животные. Клетки всех эукариот имеют сходное строение. Они состоят из цитоплазмы и ядра, которые вместе представляют собой живое содержимое клетки - протопласт. Цитоплазма представляет собой полужидкое основное вещество или гиалоплазму, вместе с погруженными в нее внутриклеточными структурами - органеллами, выполняющими различные функции (подробнее в таблице ниже). С внешней стороны цитоплазма окружена плазматической мембраной. Растительные и грибные клетки имеют также жесткую клеточную оболочку. В цитоплазме клеток растений и грибов имеются вакуоли - пузырьки, заполненные водой и растворенными в ней различными веществами. Кроме того, в клетке могут находиться включения - запасные питательные вещества или конечные продукты обмена.

ed-lib.ru

Строение эукариотной клетки

Эукариотические клетки от простейших до клеток высших растений и животных отличаются сложностью и многообразием структуры и имеют общий принцип строения:

1. Имеют в составе клеток оформленное ядро

2. Наличие таких сложных мембранных структур, как митохондрии и хлоропласты.

3. Подразделение цитоплазмы на множество обособленных пространств – компартментализация Внутренние структуры клетки называются органоиды (или органеллы, что переводится как «маленькие органы»).

Митохондрии

Важнейшие органоиды клетки, осуществляющие аэробное (кислородное) дыхание. Число митохондрий в клетке колеблется от одной до нескольких сотен.

Митохондрии окружены оболочкой из 2-х мембран, внутренняя мембрана образует складки (кристы). Внутреннее содержимое митохондрий называется матрикс, он содержит рибосомы, ДНК и ферменты. Функции

1. При аэробном дыхании в кристах происходит синтез АТФ – основного источника энергии в клетке (митохондрии – энергетические станции клетки)

2. В матриксе происходит окисление питательных веществ (ЦТК, окисление жирных кислот)

Пластиды

Присутствуют только в растительных клетках. Существует три типа пластид: лейкопласты, хромопласты и хлоропласты. Лейкопласты не содержат пигментов, содержат запасные питательные вещества (белки, липиды, крахмал). Большинство их содержится в клубнях, листьях, семенах.

Хромопласты окрашены в желто-оранжевые тона, так как содержат пигменты группы каратиноидов. Определяют желтую, оранжевую, красную окраску цветов и плодов.Наиболее важную роль в клетке играют хлоропласты, содержащие зеленые пигменты – хлорофиллы.

Хлоропласты окружены двойной мембраной, внутренний слой которой образует выросты различной длины – ламеллы. На ламеллах расположены мелкие уплощенные пузырьки мембранного строения, собранные в стопки – граны. В матриксе находится ДНК, рибосомы, ферменты.

Функции хлоропластов: Фотосинтез (синтез органических веществ из СО2 и Н2О за счет световой энергии, улавливаемой хлорофиллом (пигмент, содержащийся в гранах)

Антибиотики

Антибиотики – специфические продукты жизнедеятельности организмов или их модификации, обладающие высокой физиологической активностью по отношению к определенным группам микроорганизмов (бактериям, грибам, водорослям, протозоа), вирусам или злокачественным опухолям, задерживая их рост или полностью подавляя их развитие.

Антибиотики - это конечные продукты метаболизма клеток. Каждый антибиотик может образовываться одним или несколькими видами микроорганизмов. Соответствующий вид микроорганизма может синтезировать один или несколько определенных антибиотиков

Механизмы биологического действия

Нарушение синтеза клеточной стенки посредством ингибирования синтезапептидогликана (пенициллин, цефалоспорин, монобактамы), образования димеров и их переноса к растущим цепям пептидогликана (ванкомицин, флавомицин) или синтезахитина (никкомицин, туникамицин). Антибиотики, действующие по подобному механизму, обладают бактерицидным действием, не убивают покоящиеся клетки и клетки, лишенные клеточной стенки (L-формы бактерий).

Нарушение функционирования мембран: нарушение целостности мембраны, образование ионных каналов, связывание ионов в комплексы, растворимые в липидах, и их транспортировка. Подобным образом действуют нистатин, грамицидины,полимиксины.

Подавление синтеза нуклеиновых кислот: связывание с ДНК и препятствование продвижению РНК-полимеразы (актидин), сшивание цепей ДНК, что вызывает невозможность её расплетания (рубомицин), ингибирование ферментов.Нарушение синтеза пуринов и пиримидинов (азасерин, саркомицин).Нарушение синтеза белка: ингибирование активации и переноса аминокислот, функцийрибосом (стрептомицин, тетрациклин, пуромицин).Ингибирование работы дыхательных ферментов (антимицины, олигомицины,ауровертин).

Строение эукариотной клетки

Эукариотические клетки от простейших до клеток высших растений и животных отличаются сложностью и многообразием структуры и имеют общий принцип строения:

1. Имеют в составе клеток оформленное ядро

2. Наличие таких сложных мембранных структур, как митохондрии и хлоропласты.

3. Подразделение цитоплазмы на множество обособленных пространств – компартментализация Внутренние структуры клетки называются органоиды (или органеллы, что переводится как «маленькие органы»).

studfiles.net

Строение клетки эукариота

Клетка — самая мелкая единица живого, лежащая в основе строения и развития растительных и животных организмов нашей планеты. Она представляет собой элементарную живую систему, способную к самообновлению, саморегуляции, самовоспроизведению.

Хотя отдельная клетка представляет собой наиболее простую форму жизни, строение ее достаточно сложно. Достижения цитологии позволили проникнуть в глубинные механизмы строения и функции клетки. Мощным средством ее изучения служит электронный микроскоп, дающий увеличение до 1000000 раз и позволяющий рассматривать объекты в 200 нм. Напомним, что с помощью светового микроскопа можно изучать структуры размером лишь около 0,4 мкм. Если сравнить разрешающие способности микроскопов и человеческого глаза, то световой в 500 раз сильнее глаза, а электронный в 500 раз сильнее светового микроскопа.

Рис. 1. Животная клетка под электронным микроскопом

Помимо электронного микроскопа, в цитологии используется ряд биохимических и биофизических методов исследования, помогающих изучению состава и жизнедеятельности клетки. Живая клетка отграничена от окружающей среды наружной плазматической мембраной, состоящей из трех (белково-липидных) слоев. В самой клетке находятся ядро и цитоплазма. Ядро от цитоплазмы отграничено также трехслойной плазматической мембраной (рис. 1).

Цитоплазма. Цитоплазма представляет собой полужидкую слизистую бесцветную массу, содержащую 75—85% воды, 10—12% белков и аминокислот, 4—6% углеводов, 2-3% жиров и липидов, 1% неорганических и других веществ. Цитоплазматическое содержимое клетки способно двигаться, что способствует оптимальному размещению органоидов, лучшему протеканию биохимических реакций, выделению продуктов обмена и т. д. Слой цитоплазмы формирует разные образования: реснички, жгутики, поверхностные выросты. Последние играют важную роль в движении и соединении клеток между собой в ткани.

Цитоплазма пронизана сложной сетчатой системой, связанной с наружной плазматической мембраной и состоящей из сообщающихся между собой канальцев, пузырьков, уплощенных мешочков. Такая сетчатая структура названа вакуолярной системой. Основными компонентами вакуолярной системы служат эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, ядерная мембрана.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС). Название этого органоида отражает место расположения его в центральной части цитоплазмы (греч. эндон—внутри). ЭПС представляет собой очень разветвленную взаимосвязанную систему канальцев, трубочек, пузырьков, цистерн разной величины и формы, отграниченных мембранами от цитоплазмы клетки. Она бывает двух видов:

гранулярная, состоящая из канальцев и цистерн, поверхность которых усеяна зернышками (гранулами), и агранулярная, т. е. гладкая (без гран). Граны в эндоплазматической сети не что иное, как рибосомы. Интересно, что в клетках зародышей животных наблюдается в основном гранулярная ЭПС, а у взрослых форм — агранулярная. Зная, что рибосомы в цитоплазме служат местом синтеза белка, можно предположить, что гранулярная сеть преобладает в клетках, активно синтезирующих белок. Считают, что агранулярная сеть в большей степени представлена в тех клетках, где идет активный синтез липидов (жиров и жироподобных веществ).

Оба вида эндоплазматической сети не только участвуют в синтезе органических веществ, но и накапливают и транспортируют их к местам назначения, регулируют обмен веществ между клеткой и окружающей ее средой.

Рибосомы. Рибосомы — немембранные клеточные органоиды, состоящие из рибонуклеиновой кислоты и белка. Их внутреннее строение во многом еще остается загадкой. В электронном микроскопе они имеют вид округлых или грибовидных гранул. Каждая рибосома разделена желобком на большую и меньшую части (субъединицы). Часто несколько рибосом объединяются нитью специальной рибонуклеиновой кислоты (РНК), называемой информационной (и-РНК). Рибосомы осуществляют уникальную функцию синтеза белковых молекул из аминокислот.

Комплекс Гольджи. Продукты биосинтеза поступают в просветы полостей и канальцев ЭПС, где они концентрируются и транспортируются в специальный аппарат — комплекс Гольджи, расположенный вблизи ядра. Комплекс Гольджи участвует в транспорте продуктов биосинтеза к поверхности клетки и в выведении их из клетки, в формировании лизосом и т. д.

Лизосомы. Лизосомы (от греч. лизео — растворяю и сома — тело). Это органоиды клетки овальной формы, окруженные одно-слойной мембраной. В них находится набор ферментов, которые разрушают белки, углеводы, липиды. В случае повреждения лизосомной мембраны ферменты начинают расщеплять и разрушать внутреннее содержимое клетки, и она погибает.

Клеточный центр. Клеточный центр можно наблюдать в клетках, способных делиться. Он состоит из двух палочковидных телец — центриолей. Находясь около ядра и аппарата Гольджи, клеточный центр участвует в процессе деления клетки, в образовании веретена деления.

Энергетические органоиды. Митохондрии (греч- митос — нить, хондрион — гранула) называют энергетическими станциями клеток. Такое название обусловливается тем, что именно в ми-тохондриях происходит извлечение энергии, заключенной в питательных веществах. Форма митохондрий изменчива, но чаще всего они имеют вид нитей или гранул. Размеры и число их также непостоянны и зависят от функциональной активности клетки.

На электронных микрофотографиях видно, что митохондрий состоят из двух мембран: наружной и внутренней. Внутренняя мембрана образует выросты, называемые кристами, которые сплошь устланы ферментами. Наличие крист увеличивает общую поверхность митохондрий, что важно для активной деятельности ферментов. На кристах происходят ферментативные реакции, в результате которых из фосфата и АДФ (аденозиндифосфата) синтезируется богатое энергией (макроэргическое) вещество АТФ (аденозинтрифосфат). Последнее служит основным источником энергии для всех внутриклеточных процессов.

В митохондриях обнаружены свои специфические ДНК и рибосомы. В связи с этим они самостоятельно размножаются при делении клетки.

Хлоропласты — по форме напоминают диск или шар с двойной оболочкой — наружной и внутренней. Внутри хлоропласта также имеются ДНК, рибосомы и особые мембранные структуры— граны, связанные между собой и внутренней мембраной хлоропласта. В мембранах гран и находится хлорофилл. Благодаря хлорофиллу в хлоропластах происходит превращение энергии солнечного света в химическую энергию АТФ. Энергия АТФ используется в хлоропластах для синтеза углеводов из углекислого газа и воды.

Ядро. Ядро — самый заметный и самый большой органоид клетки, который первым привлек внимание исследователей. Ядро отделено от цитоплазмы двойной мембраной, которая непосредственно связана с ЭПС и комплексом Гольджи. На ядерной мембране обнаружены поры, через которые (как и через наружную цитоплазматическую мембрану) одни вещества проходят легче, чем другие, т. е. поры обеспечивают избирательную проницаемость мембраны.

Внутреннее содержимое ядра составляет ядерный сок, заполняющий пространство между структурами ядра. В ядре всегда присутствует одно или несколько ядрышек. В ядрышке образуются рибосомы. Поэтому между активностью клетки и размером ядрышек существует прямая связь: чем активнее протекают процессы биосинтеза белка, тем крупнее ядрышки и наоборот, в клетках, где синтез белка ограничен, ядрышки или очень невелики, или совсем отсутствуют.

В ядре находятся также молекулы ДНК, соединенные со специфическими белками — гистонами. В процессе деления клетки — митоза — эти нуклеопротеиды спирализуются и представляют собой плотные образования—хромосомы, хорошо различимые в световом микроскопе. ДНК хромосом содержит наследственную информацию о всех признаках и свойствах данной клетки, о процессах, которые должны протекать в ней (например, синтез белка). Кроме того, в ядре осуществляется синтез и-РНК, которая после транспортировки в цитоплазму играет существенную роль в передаче информации для синтеза белковых молекул.

biofile.ru

Смотрите также

• Лекарственные растения гербарий
• 
  Мирра растение это
• 
  Паразиты комнатные растения
• 
  Комнатные растения паразиты
• 
  Растения для мукалтина
• 
  Для растений ph
• 
  Нарисуй растения клумбы
• 
  Узор из растений
• 
  Селитра для растений
• 
  Растение для подушек
• 
  Арабика растение домашнее