Строение и функции органоидов клетки – . .

Содержание

2.4. Строение про – и эукариотной клеток. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки – основа ее целостности.

2.4.1. Особенности строения эукариотических и прокариотических клеток. Сравнительные данные.

Строение
клетки

Строение
прокариотических и эукариотических
клеток

Основными
структурными компонентами клеток
являются плазматическая мембрана,
цито­плазма и наследственная информация.
В зависимости от особенностей организации
различают два основных типа клеток:
прокариотические и эукариотические.
Главным отличием прокариотических
клеток от эукариотических является
организация их наследственной информации:
у прокариот она находится непосредственно
в цитоплазме (эта область цитоплазмы
называется нуклеоидом)
и не отделена от нее мембранными
структурами, тогда как у эукариот большая
часть ДНК сосредоточена в ядре, окруженном
двойной мембраной. Кроме того,
наследственная информация прокариотических
клеток, находящаяся в нуклеоиде, записана
в кольцевой молеку­ле ДНК, а у эукариот
молекулы ДНК незамкнутые.

В
отличие от эукариот, цитоплазма
прокариотических клеток содержит также
небольшое ко­личество органоидов,
тогда как для эукариотических характерно
значительное разнообразие этих структур.

Строение
и функции биологических мембран

Строение
биомембраны. Мембраны, ограничивающие
клетки и мембранные органоиды
эука­риотических клеток, имеют общий
химический состав и строение. В их состав
входят липиды, белки и углеводы. Липиды
мембраны представлены в основном
фосфолипидами и холестерином. Большинство
белков мембран относится к сложным
белкам, например гликопротеинам. Углеводы
не встречаются в мембране самостоятельно,
они связаны с белками и липидами. Толщина
мемб­ран составляет 7-10 нм.

Согласно
общепринятой в настоящее время
жидкостно-мозаичной модели строения
мембран, липиды образуют двойной слой,
или
липидный бислой,

в котором гидрофильные «головки»
моле­кул липидов обращены наружу, а
гидрофобные «хвосты» спрятаны вовнутрь
мембраны (рис. 2.24). Эти «хвосты» благодаря
своей гидрофобности обеспечивают
разделение водных фаз внутренней среды
клетки и ее окружения. С липидами с
помощью различных типов взаимодействия
связаны белки. Часть белков расположена
на поверхности мембраны. Такие белки
называют
перифери­ческими,

или
поверхностными.

Другие белки частично или полностью
погружены в мем­брану — это
интегральные,

или
погруженные белки.

Белки мембран выполняют структур­ную,
транспортную, каталитическую, рецеп-
торную и другие функции.

Мембраны
не похожи на кристаллы, их компоненты
постоянно находятся в движе­нии,
вследствие чего между молекулами
ли­пидов возникают разрывы — поры,
через ко­торые в клетку могут попадать
или покидать различные вещества.

Биологические
мембраны различаются по расположению
в клетке, химическому соста­ву и
выполняемым функциям. Основные ти­пы
мембран — плазматическая и внутренняя.

Плазматическая
мембрана

(рис. 2.24) содержит около 45% липидов (в т.
ч. гликолипидов), 50% белков и 5 % углеводов.
Цепочки углеводов, входящих в состав
сложных белков-гликопротеинов и сложных
липидов-гликолипидов, выступают над
поверхностью мембраны. Гликопротеины
плазмалеммы чрезвычайно специфичны.
Так, например, по ним происходит взаимное
узнавание клеток, в том числе сперматозоида
и яйцеклетки.

На
поверхности животных клеток углеводные
цепочки образуют тонкий поверхностный
слой —
гликокаликс.

Он выявлен почти во всех животных
клетках, но степень его выраженности
неодинакова (10-50 мкм). Гликокаликс
обеспечивает непосредственную связь
клетки с внешней средой, в нем происходит
внеклеточное пищеварение; в гликокаликсе
размещены рецепторы. Клетки бактерий,
растений и грибов, помимо плазмалеммы,
окружены еще и клеточными обо­лочками.

Внутренние
мембраны

эукариотических клеток разграничивают
различные части клетки, об­разуя
своеобразные «отсеки» —
компартменты,

что способствует разделению различных
процес­сов обмена веществ и энергии.
Они могут различаться по химическому
составу и выполняемым функциям, но общий
план строения у них сохраняется.

Функции
мембран:

  1. Ограничивающая.
    Заключается в том, что они отделяют
    внутреннее пространство клетки от
    внешней среды. Мембрана является
    полупроницаемой, то есть ее свободно
    преодолевают толь­ко те вещества,
    которые необходимы клетке, при этом
    существуют механизмы транспорта
    не­обходимых веществ.

  2. Рецепторная.
    Связана в первую очередь с восприятием
    сигналов окружающей среды и пере­дачей
    этой информации внутрь клетки. За эту
    функцию отвечают специальные
    белки-рецеп­торы. Мембранные белки
    отвечают еще и за клеточное узнавание
    по принципу «свой-чужой», а также за
    образование межклеточных соединений,
    наиболее изученными из которых являют­ся
    синапсы нервных клеток.

  3. Каталитическая.
    На мембранах расположены многочисленные
    ферментные комплексы, вследствие чего
    на них происходят интенсивные
    синтетические процессы.

  4. Энерготрансформирующая.
    Связана с образованием энергии, ее
    запасанием в виде АТФ и рас­ходованием.

  5. Компартментализация.
    Мембраны разграничивают также
    пространство внутри клетки, раз­деляя
    тем самым исходные вещества реакции и
    ферменты, которые могут осуществлять
    соот­ветствующие реакции.

  6. Образование
    межклеточных контактов. Несмотря на
    то, что толщина мембраны настолько
    мала, что ее невозможно различить
    невооруженным глазом, она, с одной
    стороны, служит до­статочно надежным
    барьером для ионов и молекул, в особенности
    водорастворимых, а с дру­гой —
    обеспечивает их перенос в клетку и
    наружу.

Мембранный
транспорт. В связи с тем, что клетки как
элементарные биологические систе­мы
являются открытыми системами, для
обеспечения обмена веществ и энергии,
поддержания гомеостаза, роста,
раздражимости и других процессов
требу­ется перенос веществ через
мембрану — мембранный транс­порт
(рис. 2.25). В настоящее время транспорт
веществ через мембрану клетки делят на
активный, пассивный, эндо- и экзоцитоз.

Пассивный
транспорт

— это вид транспорта, который происходит
без затраты энергии от большей концентрации
к меньшей. Растворимые в липидах небольшие
неполярные молекулы (02,
С02)
легко проникают в клетку путем
простой диффузии.

Нерастворимые же в липидах, в том числе
заря­женные небольшие частицы,
подхватываются белками-пере- носчиками
или проходят через специальные каналы
(глюкоза, аминокислоты, К+,
РО43-).
Такой вид пассивного транспорта
называется
облегченной диффузией.

Вода поступает в клеткучерез поры в
липидной фазе, а также по специальным
каналам, выстланным белками. Транспорт
воды через мембрану называется
осмосом

(рис. 2.26).

Осмос
имеет чрезвычайно важное значение в
жизни клетки, так как если ее поместить
в рас­твор с более высокой концентрацией
солей, чем в клеточном растворе, то вода
начнет выходить из клетки, и объем живого
содержимого начнет уменьшаться. У
животных клеток происходит съе­живание
клетки в целом, а у растительных —
отставание цитоплазмы от клеточной
стенки, кото­рое называется
плазмолизом

(рис. 2.27).

При
помещении клетки в менее концентрированный,
чем цитоплазма, раствор, транспорт воды
происходит в обратном направлении — в
клетку. Однако существуют пределы
растяжимости цитоплазматической
мембраны, и животная клетка в конце
концов разрывается, а у растительной
этого не позволяет сделать прочная
клеточная стенка. Яв­ление заполнения
клеточным содержимым всего внутреннего
пространства клетки называется
деплазмолизом.
Внутриклеточную концентрацию солей
следует учитывать при приготовлении
лекарственных препаратов, особенно для
внутривенного введения, так как это
может приводить к повреждению клеток
крови (для этого используют физиологический
раствор с концентрацией 0,9 % хлорида
натрия). Это не менее важно при
культивировании клеток и тканей, а также
орга­нов животных и растений.

Активный
транспорт

протекает с затратой энергии АТФ от
меньшей концентрации вещества к большей.
Он осуществляется с помощью специальных
белков-насосов. Белки перекачивают
че­рез мембрану ионы К+,
Na+,
Са2+
и другие, что способствует транспорту
важнейших органических веществ, а также
возникновению нервных импульсов и т.
д.

Эндоцитоз
— это активный процесс поглощения
веществ клеткой, при котором мембрана
об­разует впячивания, а затем формирует
мембранные пузырьки —
фагосомы,

в которых заключены поглощаемые объекты.
Затем с фагосомой сливается первичная
лизосома, и образуется
вторичная лизосома,

или
фаголизосома,
или
пищеварительная вакуоль.

Содержимое пузырька расщепля­ется
ферментами лизосом, а продукты расщепления
поглощаются и усваиваются клеткой.
Непереваренные остатки удаляются из
клетки путем экзоцитоза. Различают два
основных вида эндоци- тоза: фагоцитоз
и пиноцитоз.

Фагоцитоз
— это процесс захвата клеточной
поверхностью и поглощения клеткой
твердых частиц, а
пиноцитоз

— жидко­сти. Фагоцитоз протекает в
основном в животных клетках (одно­клеточные
животные, лейкоциты человека), он
обеспечивает их питание, а часто и защиту
организма (рис. 2.28).

Путем
пиноцитоза происходит поглощение
белков, комплексов антиген-антитела в
процессе иммунных реакций и т. д. Однако
путем пиноцитоза или фагоцитоза в клетку
также попадают многие вирусы. В клет­ках
растений и грибов фагоцитоз практически
невозможен, так они окружены прочными
клеточными оболочками.

Экзоцитоз
— процесс, обратный эндоцитозу. Таким
образом выделяются непереваренные
остатки пищи из пищеварительных вакуолей,
выводятся необходимые для жизнедеятельности
клетки и организма в целом вещества.
Например, передача нервных импульсов
происходит благо­даря выделению
посылающим импульс нейроном химических
посредников —
медиаторов,
а
в растительных клетках так выделяются
вспомогательные углеводы клеточной
оболочки.

Клеточные
оболочки клеток растений, грибов и
бак­терий. Снаружи от мембраны клетка
может выделять прочный каркас —
клеточную оболочку,

или
клеточ­ную стенку.

У
растений основу клеточной оболочки
составляет целлюлоза,
упакованная в пучки по 50-100 молекул.
Промежутки между ними заполняют вода
и другие углеводы. Оболочка растительной
клетки пронизана каналами —
плазмодесмами

(рис. 2.29), через которые проходят мембраны
эндоплазматической сети.

По
плазмодесмам осуществляется транспорт
веществ между клетками. Однако транспорт
веществ, например воды, может происходить
и по самим клеточным стенкам. Со временем
в клеточной оболочке расте­ний
накапливаются различные вещества, в
том числе дубильные или жироподобные,
что приво­дит к одревеснению или
опробковению самой клеточной стенки,
вытеснению воды и отмиранию клеточного
содержимого. Между клеточными стенками
соседних клеток растений располагаются
желеобразные прокладки — срединные
пластинки, которые скрепляют их между
собой и це­ментируют тело растения в
целом. Они разрушаются только в процессе
созревания плодов и при опадании листьев.

Клеточные
стенки клеток грибов образованы
хитином

— углеводом, содержащим азот. Они
достаточно прочны и являются внешним
скелетом клетки, но все же, как и у
растений, препят­ствуют фагоцитозу.

У
бактерий в состав клеточной стенки
входит углевод с фрагментами пептидов

муреин,

од­нако его содержание существенно
различается у разных групп бактерий.
Кнаружи от клеточной стенки могут
выделяться также иные полисахариды,
образующие слизистую капсулу, защищаю­щую
бактерии от внешних воздействий.

Оболочка
определяет форму клетки, служит
механической опорой, выполняет защитную
функцию, обеспечивает осмотические
свойства клетки, ограничивая растяжение
живого содер­жимого и предотвращая
разрыв клетки, увеличивающейся вследствие
поступления воды. Кроме того, клеточную
стенку преодолевают вода и растворенные
в ней вещества, прежде чем попасть в
цитоплазму или, наоборот, при выходе из
нее, при этом по клеточным стенкам вода
транспор­тируется быстрее, чем по
цитоплазме.

Цитоплазма

Цитоплазма
— это внутреннее содержимое клетки. В
нее погружены все органоиды клетки,
ядро и разнообразные продукты
жизнедеятельности.

Цитоплазма
связывает все части клетки между собой,
в ней протекают многочисленные ре­акции
обмена веществ. Цитоплазма отделяется
от окружающей среды и делится на отсеки
мем­бранами, то есть клеткам присуще
мембранное строение. Она может находиться
в двух состояни­ях — золя и геля.
Золь

— это полужидкое, киселеобразное
состояние цитоплазмы, при котором
процессы жизнедеятельности протекают
наиболее интенсивно, а
гель

— более плотное, студне­образное
состояние, затрудняющее протекание
химических реакций и транспорт веществ.

Жидкая
часть цитоплазмы без органоидов
называется
гиалоплазмой.

Гиалоплазма, или цитозоль, представляет
собой коллоидный раствор, в котором
находится своеобразная взвесь доста­точно
крупных частиц, например белков,
окруженных диполями молекул воды.
Осаждения этой взвеси не происходит
вследствие того, что они имеют одинаковый
заряд и отталкиваются друг от друга.

Органоиды

Органоиды
— это постоянные компоненты клетки,
выполняющие определенные функции.

В
зависимости от особенностей строения
их делят на мембранные и немембранные.
Мембран­ные

органоиды, в свою очередь, относят к
одномембранным (эндоплазматическая
сеть, комплекс Гольджи и лизосомы) или
двумембранным (митохондрии, пластиды
и ядро).
Немембранными
органоидами
являются рибосомы, микротрубочки,
микрофиламенты и клеточный центр.
Прока­риотам из перечисленных
органоидов присущи только рибосомы.

Строение
и функции ядра.
Ядро

— крупный двумембранный органоид,
лежащий в центре клетки или на ее
периферии. Размеры ядра могут колебаться
в пределах 3-35 мкм. Форма ядра чаще
сферическая или эллипсоидная, однако
имеются также палочковидные, веретеновидные,
бобовидные, лопастные и даже сегментированные
ядра. Некоторые исследователи считают,
что форма ядра соответствует форме
самой клетки.

Большинство
клеток имеет одно ядро, но, например, в
клетках печени и сердца Их может быть
два, а в ряде нейронов — до 15. Волокна
скелетных мышц содержат обычно много
ядер, однако они не являются клетками
в полном смысле этого слова, поскольку
образуются в результате сли­яния
нескольких клеток.

Ядро
окружено
ядерной оболочкой,

а его внутреннее пространство заполнено
ядерным соком,
или
нуклеоплазмой (кариоплазмой
),
в которую погружены
хроматин

и
ядрышко.

Ядро выполня­ет такие важнейшие
функции, как хранение и передача
наследственной информации, а также
контроль жизнедеятельности клетки
(рис. 2.30).

Роль
ядра в передаче наследственной информации
была убедительно доказана в экспериментах
с зеленой водорослью ацетабулярией. В
единственной гигантской клетке,
достигающей в длину 5 см, различают
шляпку, ножку и ризоид. При этом она
содержит только одно ядро, расположен­ное
в ризоиде. В 1930-е годы И. Хеммерлинг
пересадил ядро одного вида ацетабулярии
с зеленой окраской в ризоид другого
вида, с коричневой окраской, у которого
ядро было удалено (рис. 2.31). Через некоторое
время у растения с пересаженным ядром
выросла новая шляпка, как у водорос-
ли-донора ядра. В то же время отделенные
от ризоида шляпка или ножка, не содержащие
ядра, через некоторое время погибали.

Ядерная
оболочка

образована двумя мембранами — наружной
и внутренней, между которыми есть
пространство. Межмембранное пространство
сообщается с полостью шероховатой
эндоплаз- матической сети, а наружная
мембрана ядра может нести рибосомы.
Ядерная оболочка прониза­на
многочисленными порами, окантованными
специальными белками. Через поры
происходит транспорт веществ: в ядро
попадают необходимые белки (в т. ч.
ферменты), ионы, нуклеотиды и другие
вещества, и покидают его молекулы РНК,
отработанные белки, субъединицы рибосом.

Таким
образом, функциями ядерной оболочки
являются отделение содержимого ядра
от цитоплазмы, а также регуляция обмена
веществ между ядром и цитоплазмой.

Нуклеоплазмой
называют содержимое ядра, в которое
погружены хроматин и ядрышко. Она
представляет собой коллоидный раствор,
по химическому составу напоминающий
цитоплазму. Ферменты нуклеоплазмы
катализируют обмен аминокислот,
нуклеотидов, белков и др. Нуклео-плазма
связана с гиалоплазмой через ядерные
поры. Функции нуклеоплазмы, как и
гиалоплаз-мы, состоят в обеспечении
взаимосвязи всех структурных компонентов
ядра и осуществлении ряда ферментных
реакций.

Хроматином
называют совокупность тонких нитей и
гранул, погруженных в нуклеоплазму.
Выявить его можно только при окрашивании,
так как коэффициенты преломления
хроматина и нуклеоплазмы приблизительно
одинаковы. Нитчатый компонент хроматина
называют эухро-матином, а гранулярный
— гетерохроматином. Эухроматин слабо
уплотнен, поскольку с него считывается
наследственная информация, тогда как
более спирализованный гетерохроматин
является генетически неактивным.

Хроматин
представляет собой структурное
видоизменение хромосом в неделящемся
ядре. Таким образом, хромосомы постоянно
присутствуют в ядре, изменяется лишь
их состояние в зависимости от функции,
которую ядро выполняет в данный момент.

В
состав хроматина в основном входят
белки-нуклеопротеины (дезоксирибонуклеопротеины
и рибонуклеопротеины), а также ферменты,
важнейшие из которых связаны с синтезом
нуклеиновых кислот, и некоторые другие
вещества.

Функции
хроматина состоят, во-первых, в синтезе
специфических для данного организма
нуклеиновых кислот, которые направляют
синтез специфических белков, во-вторых,
в передаче наследственных свойств от
материнской клетки дочерним, для чего
хроматиновые нити в процессе деления
упаковываются в хромосомы.

Ядрышко
— сферическое, хорошо заметное под
микроскопом тельце диаметром 1-3 мкм.
Оно формируется на участках хроматина,
в которых закодирована информация о
структуре рРНК и белках рибосом. Ядрышко
в ядре часто одно, однако в тех клетках,
где происходят интенсивные процессы
жизнедеятельности, ядрышек может быть
два и более. Функции ядрышек — синтез
рРНК и сборка субъединиц рибосом путем
объединения рРНК с белками, поступающими
из цитоплазмы.

Митохондрии
— двумембранные органоиды округлой,
овальной или палочковидной формы, хотя
встречаются и спиралевидные (в
сперматозоидах). Диаметр митохондрий
составляет до 1 мкм, а длина — до 7 мкм.
Пространство внутри митохондрий
заполнено матриксом. Матрикс — это
основное вещество митохондрий. В него
погружены кольцевая молекула ДНК и
рибосомы. Наружная мембрана митохондрий
гладкая, она непроницаема для многих
веществ. Внутренняя мембрана имеет
выросты — кристы, увеличивающие площадь
поверхности мембран для протекания
химических реакций (рис. 2.32). На поверхности
мембраны расположены многочисленные
белковые комплексы, составляющие так
называемую дыхательную цепь, а также
грибовидные ферменты АТФ-синтетазы. В
митохондриях протекает аэробный этап
дыхания, в ходе которого происходит
синтез АТФ.

Пластиды
— крупные двумембранные органоиды,
характерные только для растительных
клеток. Внутреннее пространство пластид
заполнено стромой, или матриксом. В
строме находится более или менее развитая
система мембранных пузырьков —
тилакоидов, которые собраны в стопки —
граны, а также собственная кольцевая
молекула ДНК и рибосомы. Различают
четыре основных типа пластид: хлоропласты,
хромопласты, лейкопласты и пропластиды.

Хлоропласты
— это зеленые пластиды диаметром 3-10
мкм, хорошо различимые под микроскопом
(рис. 2.33). Они содержатся только в зеленых
частях растений — листьях, молодых
стеблях, цветках и плодах. Хлоропласты
в основном имеют овальную или эллипсоидную
формы, но могут быть также чашевидными,
спиралевидными и даже лопастными.
Количество хлоропластов в клетке в
среднем составляет от 10 до 100 штук.

Однако,
например, у некоторых водорослей он
может быть один, иметь значительные
размеры и сложную форму — тогда его
называют
хрома- тофором.

В других случаях количество хлоропластов
может достигать нескольких сотен, при
этом их размеры невелики. Окраска
хлоропластов обусловлена основным
пигментом фотосинте­за —
хлорофиллом,

хотя в них содержатся и дополнительные
пигменты —
каротиноиды.

Кароти- ноиды становятся заметными
только осенью, когда хлорофилл в
ста­реющих листьях разрушается.
Основной функцией хлоропластов является
фотосинтез. Световые реакции фотосинтеза
протекают на мембранах тилакоидов, на
которых закреплены молекулы хлорофил­ла,
а темновые реакции — в строме, где
содержатся многочисленные ферменты.

Хромопласты.
— это желтые, оранжевые и красные
пластиды, содержащие пигменты каротиноиды.
Форма хромопластов может также существенно
варьировать: они бывают трубчатыми,
сфериче­скими, кристаллическими и
др. Хромопласты придают окраску цвет­кам
и плодам растений, привлекая опылителей
и распространителей семян и плодов.

Лейкопласты
— это белые или бесцветные пластиды в
основном округлой или овальной фор­мы.
Они распространены в нефотосинтезирующих
частях растений, например в кожице
листа, клубнях картофеля и т. д. В них
откладываются в запас питательные
вещества, чаще всего крах­мал, но у
некоторых растений это могут быть белки
или масло.

Пластиды
образуются в растительных клетках из
пропластид, которые имеются уже в клетках
образовательной ткани и представляют
собой небольшие двумембранные тельца.
На ранних эта­пах развития разные
виды пластид способны превращаться
друг в друга: при попадании на свет
лейкопласты клубня картофеля и хромопласты
корнеплода моркови зеленеют.

Пластиды
и митохондрии называют полуавтономными
органоидами клетки, так как они име­ют
собственные молекулы ДНК и рибосомы,
осуществляют синтез белка и делятся
независимо от деления клеток. Эти
особенности объясняются происхождением
от одноклеточных прокариотических
организмов. Однако «самостоя­тельность»
митохондрий и пластид является
ограниченной, так как их ДНК содержит
слишком мало генов для свободного
существова­ния, остальная же информация
закодирована в хромосомах ядра, что
позволяет ему контролировать данные
органоиды.

Эндоплазматическая
сеть

(ЭПС), или
эндоплазматический ре тикулум

(ЭР) — это одномембранный органоид,
представляющий собой сеть мембранных
полостей и канальцев, занимающих до 30%
содержимого цитоплазмы. Диаметр канальцев
ЭПС составляет около 25-30 нм. Различают
два вида ЭПС — шероховатую и гладкую.
Ше­роховатая ЭПС

несет рибосомы, на ней происходит синтез
белков (рис. 2.34).

Гладкая
ЭПС

лишена рибосом. Ее функция — синтез
липидов и углеводов, образование лизосом,
а также транспорт, за­пасание и
обезвреживание токсических веществ.
Она особенно раз­вита в тех клетках,
где происходят интенсивные процессы
обмена веществ, например в клетках
печени — гепатоцитах — и волокнах
скелетных мышц. Вещества, синтезированные
в ЭПС, транспортиру­ются в аппарат
Гольджи. В ЭПС происходит также сборка
мембран клетки, однако их формирование
завершается в аппарате Гольджи.

Аппарат
Гольджи,

или
комплекс Гольджи

— одномембранный органоид, образованный
системой плоских цистерн, канальцев и
от- шнуровывающихся от них пузырьков
(рис. 2.35).

Структурной
еди­ницей аппарата Гольджи является
диктиосома

— стопка цистерн, наодин полюс которой
приходят вещества из ЭПС, а с противоположного
полюса, подвергшись опре­деленным
превращениям, они упаковываются в
пузырьки и направляются в другие части
клетки. Диаметр цистерн — порядка 2 мкм,
а мелких пузырьков — около 20-30 мкм.
Основные функции комплекса Гольджи —
синтез некоторых веществ и модификация
(изменение) белков, липидов и углеводов,
поступающих из ЭПС, окончательное
формирование мембран, а также транспорт
веществ по клетке, обновление ее структур
и образование лизосом. Свое название
аппарат Голь­джи получил в честь
итальянского ученого Камилло Гольджи,
впервые обнаружившего данный органоид
(1898).

Лизосомы
— небольшие одномембранные органоиды
до 1 мкм в диаметре, в которых содер­жатся
гидролитические ферменты, участвующие
во внутриклеточном пищеварении. Мембраны
лизосом слабопроницаемы для этих
ферментов, поэтому выполнение лизосомами
своих функций происходит очень точно
и адресно. Так, они принимают активное
участие в процессе фагоцитоза, образуя
пищеварительные вакуоли, а в случае
голодания или повреждения определенных
частей клетки переваривают их, не
затрагивая иных. Недавно была открыта
роль лизосом в процессах клеточной
гибели.

Вакуоль
— это полость в цитоплазме растительных
и животных клеток, ограниченная мембра­ной
и заполненная жидкостью. В клетках
простейших обнаруживаются пищеварительные
и со­кратительные вакуоли. Первые
принимают участие в процессе фагоцитоза,
так как в них про­исходит расщепление
питательных веществ. Вторые обеспечивают
поддержание водно-солевого баланса за
счет осморегуляции. У многоклеточных
животных в основном встречаются
пищевари­тельные вакуоли.

В
растительных клетках вакуоли присутствуют
всегда, они окружены специальной
мембраной и заполнены клеточным соком.
Мембрана, окружающая вакуоль, по
химическому составу, строе­нию и
выполняемым функциям близка к
плазматической мембране.
Клеточный сок

представляет собой водный раствор
различных неорганических и органических
веществ, в том числе мине­ральных
солей, органических кислот, углеводов,
белков, гликозидов, алкалоидов и др.
Вакуоль может занимать до 90 % объема
клетки и оттеснять ядро на периферию.
Эта часть клетки вы­полняет запасающую,
выделительную, осмотическую, защитную,
лизосомную и другие функции, поскольку
в ней накапливаются питательные вещества
и отходы жизнедеятельности, она
обеспе­чивает поступление воды и
поддержание формы и объема клетки, а
также содержит ферменты расщепления
многих компонентов клетки. К тому же
биологически активные вещества вакуолей
способны препятствовать поеданию этих
растений многими животными. У ряда
растений за счет разбухания вакуолей
происходит рост клетки растяжением.

Вакуоли
имеются также и в клетках некоторых
грибов и бактерий, однако у грибов они
вы­полняют только функцию осморегуляции,
а у цианобактерий поддерживают плавучесть
и уча­ствуют в процессах усвоения
азота из воздуха.

Рибосомы
— небольшие немембранные органоиды
диаметром 15-20 мкм, состоящие из двух
субъединиц — большой и малой (рис. 2.36).

Субъединицы
рибосом эукариот собираются в ядрыш­ке,
а затем транспортируются в цитоплазму.
Рибосомы прокариот, митохондрий и
пластид мень­ше по величине, чем
рибосомы эукариот. В состав субъединиц
рибосом входят рРНК и белки.

Количество
рибосом к клетке может достигать
нескольких десятков миллионов: в
цитоплазме, митохондриях и пластидах
они находятся в свободном состоянии, а
на шероховатой ЭПС — в свя­занном.
Они принимают участие в синтезе белка,
в частности, осуществляют процесс
трансля­ции — биосинтеза полипептидной
цепи на молекуле иРНК. На свободных
рибосомах синтези­руются белки
гиалоплазмы, митохондрий, пластид и
собственные белки рибосом, тогда как
на прикрепленных к шероховатой ЭПС
рибосомах осуществляется трансляция
белков для выведения из клеток, сборки
мембран, образования лизосом и вакуолей.

Рибосомы
могут находиться в гиалоплазме поодиночке
или собираться в группы при одновре­менном
синтезе на одной иРНК сразу нескольких
полипептидных цепей. Такие группы
рибосом называются
полирибосомами,

или
полисомами

(рис. 2.37).

Микротрубочки
— это цилиндрические полые немембранные
органоиды, которые пронизы­вают всю
цитоплазму клетки. Их диаметр составляет
около 25 нм, толщина стенки — 6-8 нм. Они
образованы многочисленными молекулами
белка
тубулина,

которые сначала формируют 13 нитей,
напоминающих бусы, а затем собираются
в микротрубочку. Микротрубочки образуют
цитоплазматическую сеть, которая придает
клетке форму и объем, связывают
плазматическую мембрану с другими
частями клетки, обеспечивают транспорт
веществ по клетке, принимают уча­стие
в движении клетки и внутриклеточных
компонентов, а также в делении генетического
ма­териала. Они входят в состав
клеточного центра и органоидов движения
— жгутиков и ресничек.

Микрофиламенты,
или
микронити,

также являются немембранными органоидами,
однако они имеют нитевидную форму и
образованы не тубулином, а
актином.

Они принимают уча­стие в процессах
мембранного транспорта, межклеточном
узнавании, делении цитоплазмы клетки
и в ее движении. В мышечных клетках
взаимодействие актиновых микрофиламентов
с миозино- выми нитями обеспечивает
сокращение.

Микротрубочки
и микрофиламенты образуют внутренний
скелет клетки —
цитоскелет.

Он представляет собой сложную сеть
волокон, обеспечивающих механическую
опору для плазмати­ческой мембраны,
определяет форму клетки, расположение
клеточных органоидов и их переме­щение
в процессе деления клетки (рис. 2.38).

Клеточный
центр

— немембранный органоид, располагающийся
в животных клетках вблизи ядра; в
растительных клетках он отсутствует
(рис. 2.39). Его длина составляет около
0,2-0,3 мкм, а диаметр — 0,1-0,15 мкм. Клеточный
центр образован двумя
центриолями,

лежащими во вза­имно перпендикулярных
плоскостях, и
лучистой сферой

из микротрубочек. Каждая центриоль
образована девятью группами микротрубочек,
собранных по три, т. е. триплетами.
Клеточный центр принимает участие в
процессах сборки микротрубочек, делении
наследственного материала клетки, а
также в образовании жгутиков и ресничек.

Органоиды
движения.
Жгутики

и
реснички

представляют собой выросты клетки,
покрытые плазмалеммой. Основу этих
органоидов составляют девять пар
микротрубочек, расположенных по
периферии, и две свободные микротрубочки
в центре (рис. 2.40). Микротрубочки связаны
междусобой различными белками,
обеспечивающими их согласованное
отклонение от оси — колебание. Колебания
энергозависимы, то есть на этот процесс
тратится энергия макроэргических связей
АТФ. Расщепление АТФ является функцией
базальных телец,

или
кинетосом,

расположенных в основании жгутиков и
ресничек.

Длина
ресничек составляет около 10-15 нм, а
жгутиков — 20-50 мкм. За счет строго
на­правленных движений жгутиков и
ресничек осуществляется не только
движение одноклеточных животных,
сперматозоидов и др., но и происходит
очистка дыхательных путей, продвижение
яйцеклетки по маточным трубам, поскольку
все эти части организма человека выстланы
реснит­чатым эпителием.

Включения

Включения
— это непостоянные компоненты клетки,
которые образу­ются и исчезают в
процессе ее жизнедеятельности. К ним
относят как за­пасные вещества,
например, зерна крахмала (рис. 2.41) или
белка в рас­тительных клетках, гранулы
гликогена в клетках животных и грибов,
волютина у бактерий, капли жира во всех
типах клеток, так и отходы жизнедеятельности,
в частности, непереваренные в результате
фагоцито­за остатки пищи, образующие
так называемые остаточные тельца.

Взаимосвязь
строения и функций частей и органоидов
клетки — основа ее целостности

Каждая
из частей клетки, с одной стороны,
является обособленной структурой со
специфи­ческим строением и функциями,
а с другой — компонентом более сложной
системы, называе­мой клеткой. Большая
часть наследственной информации
эукариотической клетки сосредоточена
в ядре, однако само ядро не в состоянии
обеспечить ее реализацию, поскольку
для этого необхо­димы как минимум
цитоплазма, выступающая как основное
вещество, и рибосомы, на которых и
происходит этот синтез. Большинство
рибосом расположено на гранулярной
эндоплазматической сети, откуда белки
чаще всего транспортируются в комплекс
Гольджи, а затем после моди­фикации
— в те части клетки, для которых они
предназначены. Мембранные упаковки
белков и углеводов могут встраиваться
в мембраны органоидов и цитоплазматическую
мембрану, обеспе­чивая их постоянное
обновление. От комплекса Гольджи
отшнуровываются также выполняющие
важнейшие функции лизосомы и вакуоли.
Например, без лизосом клетки быстро
превратились бы в своеобразную свалку
отработанных молекул и структур.

Протекание
всех этих процессов требует энергии,
вырабатываемой митохондриями, а у
расте­ний — и хлоропластами. И хотя
эти органоиды являются относительно
автономными, т. к. имеют собственные
молекулы ДНК, часть их белков все равно
кодируется ядерным геномом и синтези­руется
в цитоплазме.

Таким
образом, клетка представляет собой
неразрывное единство составляющих ее
компонен­тов, каждый из которых
выполняет свою уникальную функцию.

2.5.
Метаболизм: энергетический и пластический
обмен, их взаимосвязь. Ферменты, их
химическая природа, роль в метаболизме.
Стадии энергетического обмена. Брожение
и дыхание. Фотосинтез, его значение,
космическая роль. Фазы фотосинтеза.
Световые и темновые реакции фотосинтеза,
их взаимосвязь. Хемосинтез. Роль
хемосинтезирующих бактерий на Земле.

studfiles.net

Строение клетки и функции ее органоидов

Главные органоидыСтроениеФункции
1. ЦитоплазмаВнутренняя полужидкая среда мелкозернистой структуры. Содержит ядро и органоиды.1. Обеспечивает взаимодействие ядра и органоидов.
2. Выполняет транспортную функцию.
2. ЭПССистема мембран в цитоплазме, образующая каналы и более крупные полости.1. Осуществляет реакции, связанные с синтезом белков, углеводов, жиров.
2. Способствует переносу и циркуляции питательных веществ в клетке.
3. РибосомыМельчайшие клеточные органоиды.Осуществляет синтез белковых молекул, их сбору из аминокислот.
4. МитохондрииИмеют сферическую, нитевидную, овальную и др. формы. Внутри митохондрии находятся складки (дл. от 0,8 до 7 мк).1. Обеспечивает клетку энергией. Энергия освобождается при распадении АТФ.
2. Синтез АТФ осуществляется ферментами на мембранах митохондрии.
5. ХлоропластыИмеет форму дисков, отграниченных от цитоплазмы двойной мембраной.Используют световую энергию солнца и создают органические вещества из неорганических.
6. Комплекс ГольджиСостоит из крупных полостей и системы, отходящих от них трубочек, образующих сеть, от которой постоянно отделяются крупные и мелкие пузырьки.Принимает продукты синтетической деятельности клетки и веществ, поступивших в клетку из внешней среды (белки, жиры, полисахариты).
7. ЛизосомыНебольшие округлые тельца (диам. 1 мк)Выполняют пищеварительную функцию.
8. Клеточный центрСостоит из двух маленьких телец – центриолей и центросферы – уплотненного участка цитоплазмы.1. Играет важную роль при делении клеток.
2. Участвует в образовании веретена деления.
9. Органоиды движения клеток1. Реснички, жгутики имеют одинаковое ультратонкое строение.
2. Миофибриллы состоят из чередующихся темных и светлых участков.
3. Псевдоподии.
1. Выполняют функцию движения.
2. За счет их происходит сокращение мышц.
3. Передвижение за счет сокращения особого сократительного белка.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛАСТИД РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ
ЛейкопластыХлоропластыХромопласты
Бесцветные пластиды (содержатся в корнях, клубнях, луковицах).Зеленые благодаря ряду пигментов, прежде всего хлорофилла, развиваются на свету, в них происходит синтез углеводов (содержатся в листьях и др. зеленых частях растений).Желтые, оранжевые, красные и бурые, образуются в результате накопления каротиноидов или представляют конечную стадию развития хлоропластов (содержатся в цветках, плодах, овощах).

mirznanii.com

Органоиды клетки, их строение и функции — доклад

Клетка – это единица жизни 
на нашей планете, вне клетки жизни 
нет. Именно поэтому все особенности 
жизнедеятельности организмов определяются,
исходя из характеристик клетки, которые 
определяют органоиды клетки и их
функции.

Из 
множества свойств клетки наиболее
важными считают: строго определенное
строение, способность к метаболизму –
производству обмена веществ и энергии,
способность реагировать на внешние раздражители:
объекты и явления. Кроме того, функции
органоидов клетки определяют такие свойства,
как способность к росту и развитию, а
также размножение и восстановление –
регенерацию.

Подобно
тому, как организм животного или 
растения состоит из отдельных органов 
и их систем, клетка состоит из органоидов.
Рассматривая органоиды клетки и 
их функции, важно отметить внешнее
строение клетки. Снаружи «единица жизни»
покрыта мембраной, которая служит разграничительным
барьером, отделяя внешнюю среду от внутреннего
содержимого клетки. При этом мембрана
выполняет защитную и разграничительную
функции, а также принимает раздражители
внешней среды (рецепторная функция) и
осуществляет транспорт веществ.

Органоиды
клетки, их строение и функции

Существование
клетки и ее компонентов было бы
невозможным, если бы внутри она не
была заполнена специальной жидкостью 
– цитоплазмой. Именно цитоплазма производит
транспорт веществ внутри клетки подобно
крови и лимфе в нашем организме. При этом
цитоплазма создает эффект межклеточного
взаимодействия за счет различного рода
отростков, ресничек, ворсинок. Часть подобных
отростков (например, жгутики или реснички)
могут выполнять двигательную функцию,
иные выросты клетки к движению не способны.

Митохондрия
– один из важнейших органоидов
клетки, участвующий в процессах 
дыхания «единицы жизни» и преобразующий 
различные формы энергии в 
тот вид, который доступен для клетки.
По сути, митохондрии – это энергетическая
база клетки, а потому количество данных
органоидов зависит от тех функций, которые
выполняет клетка, и, соответственно, от
ее потребностей в энергетических ресурсах.
Примечательно, что митохондрии содержат
собственную цепочку ДНК, в которой сосредоточено
до 2% ДНК самой клетки.

Иной 
органоид, участвующий в процессе
метаболизма, — рибосома. Именно данный
элемент клетки производит синтез белка.
Важно отметить, что белки присутствуют
во всех клетках человеческого организма,
за исключением эритроцитов. Рибосомы
свободно располагаются в цитоплазме,
а сам процесс синтеза белка связан с явлением
транскрипции – копированием той информации,
которая записана в ДНК.

Органоиды
клетки и их функции не имели бы никакого
смысла в природе, если бы в клетке отсутствовало
ядро. Этот органоид примечателен тем,
что в нем содержится очень важное вещество
– хроматин, которое является основой
для формирования хромосом. Именно хромосомы
передают наследственную информацию о
клетке при размножении. Поэтому хроматин
образован ДНК и небольшим количеством
РНК. Кроме этого, в состав ядра входит
ядрышко – тело, в котором происходит
синтез новых рибосом. Размеры ядрышка
варьируются в зависимости от того, насколько
интенсивно проходит синтез белка в клетке.

В
заключение отметим, что, рассматривая
органоиды клетки и их функции, очень 
сложно выявить какой-то один «орган
единицы жизни», который можно 
было бы назначить главным. Условно 
таким органоидом выбирают ядро, как 
у человека главным органом считают
сердце. В реальности все органоиды поддерживают
множество химических, физических и биологических
процессов, благодаря чему и происходит
выполнение клеткой комплекса различных
функций, которые объединяют под общим
понятием жизни.

referat911.ru

Строение и функции органоидов клетки. Основные части клетки

Строение и функции органоидов клетки. Основные части клетки

НазваниеСтроение и функции органоидов клетки. Основные части клетки
Л.Н. Толстого «Война и мир» в системе информационно-методическо
Дата24.09.2013
Размер0.64 Mb.
ТипПрезентации

Строение и функции органоидов клетки.

Основные части клетки

  • Наружная цитоплазматическая мембрана

  • Цитоплазма

  • Ядро

Особенности строения плазматической мембраны

Функции:

  • Ограничение внутренней среды клетки.

  • Сохранение формы клетки.

  • Защита.

  • Обеспечение поступления веществ в клетку и удаление их из нее.

Важнейший и самый крупный органоид — ЯДРО

Основная

функция

хранение и

передача

наследственной

информации.

Цитоплазма

– внутренняя среда клетки, в которой располагаются ядро и органоиды.

Функции:

  • Связывает между собой органоиды.

  • Обеспечивает транспорт веществ.

  • Является средой для химических реакций.

Органоиды цитоплазмы

Мембранного строения:

1.Эндоплазматическая сеть (ЭПС)

2. Аппарат Гольджи

3. Лизосомы

4. Митохондрии

5. Пластиды

Немембранного строения:

1. Рибосомы

2. Клеточный центр

Основные органоиды клетки

Эндоплазматическая сеть

Сеть многочисленных

мелких канальцев и

полостей, занимающая

от 30-50% всего объема

клетки.

Функции:

1. Связывает все части

клетки с цитоплазма-

тической мембраной.

2. Участвует в

образовании и

транспортировке

органических веществ.

Аппарат Гольджи

Сложная система

трубочек и пузырьков, в которой накапливаются, а затем поступают в цитоплазму многие важные вещества клетки – белки, жиры и углеводы.

Лизосомы

Одни из самых маленьких органоидов клетки, представленных в виде небольших округлых тел.

Функция:

— Участвуют во внутриклеточном переваривании отмерших частей клетки.

Рибосомы

Небольшие округлые тельца, служащие место сборки сложных молекул белка.

Митохондрии

Двухмембранный органоид, являющийся энергетическим центром клетки, где происходит процесс синтеза молекул АТФ. Участвует в процессе дыхания.

Основная функция – энергетическая.

Пластиды

Хромопласты

Местонахождение:

  • цветки;

  • плоды;

  • стебли;

  • листья.

Функции:

  • привлечение насекомых;

  • привлечение животных распространителей

Пластиды

Хлоропласты

Местонахождение:

  • стебли;

  • листья.

Функции:

  • содержат пигмент хлорофилл, придающий растениям зеленый цвет.

  • играет важную роль в процессе фотосинтеза.

Пластиды

Лейкопласты

Местонахождение:

  • подземные и бесцветные части растений.

Функции:

  • накопление запасных питательных веществ.

Клеточный центр

В цитоплазме клеток около ядра располагается клеточный центр, состоящий из центриолей.

Функции:

  • Принимает участие в делении клеток.


Похожие:

Основные части клетки Основные части клетки
Цитоплазма эукариотических клеток пронизана трехмерной сеткой из белковых нитей (филаментов), называемой
Клетка. Органоиды клетки. Размеры клеток
Цитоплазма-место хранилища питательных веществ, осуществляет взаимосвязь органоидов клетки
Общее строение клетки Форма клетки. Различают клетки с изменчивой формой и постоянной

Метаболизм клетки. Обеспечение клетки энергией. Д/з -§§9;12; р т.§§9;12 Опрос тест
Заполните таблицу: в одну графу выпишите буквы, указывающие на строение и функции митохондрий, в другую- хлоропластов, в третью-…
Строение нервной системы
Нейроны главные клетки нервной ткани: они обеспечивают функции нервной системы. Клетки-спутники окружают нейроны, выполняя питательную,…
Оборудование
«Ботаника», интерактивный рисунок «Строение растительной клетки», видеофрагмент «Строение растительной клетки»
Обобщение по теме: «Органические вещества клетки»
Имеют сложное строение. Они содержат ядро и другие компоненты клетки. Примером данного вида являются простейшие
Особенности строения растительной клетки Строение растительной клетки
Протопласт выделяют методом плазмолиза. Плазмолиз процесс отделения протопласта от клеточной стенки
Лекция по теме «Клетка. Строение клетки» Разработала: преподаватель Томского политехнического техникума
Наука, изучающая строение, функции и эволюцию клеток, называется цитологией от греч kytos клетка, каморка
Строение клетки Впишите пропущенные органоиды
Перед вами растительная клетка, чтобы попасть внутрь клетки, нужно преодолеть оболочку. Как будете проникать: с помощью фагоцитоза…

Разместите кнопку на своём сайте:
rpp.nashaucheba.ru
rpp.nashaucheba.ru


rpp.nashaucheba.ru

Author: alexxlab

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о