Строение клетки коротко: Общее строение клетки (клеточная мембрана, цитоплазма, органеллы, ядро) | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Общее строение клетки (клеточная мембрана, цитоплазма, органеллы, ядро) | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Клетка — сложная целостная физио­логическая система, в которой происходят все процессы жизнедеятельнос­ти: обмен веществ и энергии, раздражимость, рост, самовоспроизведение.

Основные элементы клетки — клеточная мембрана, цитоплазма, органеллы и ядро. Клетка может жить и нормально функционировать только при наличии этих компонентов, которые тесно взаимодействуют друг с другом и с окружа­ющей средой. (рис. 10).

Клеточная мембрана (рис. 10, 11). Каждая клетка окружена мембраной (толщина которой приблизительно 10 нм), которая отделяет её от внешней среды.

Основой мембраны является двойной слой жироподобных веществ (билипидный). Толщу этого слоя липидов про­низывают молекулы белков, которые образуют в мембране функциональные отверстия (поры), через которые может происходить проникновение небольших по размеру полярных молекул в клетку или наружу. Некоторые неполярные мо­лекулы (например, органические рас­творители — спирты, эфиры, ацетон) мо­гут проникать в клетку непосредственно через

билипидный слой. Большие орга­нические и неорганические молекулы обычно через мембрану не проходят. Но при необходимости клетка может актив­но поглощать или выделять их наружу, используя на это энергию.

Рис. 10. Схематическое строение клетки: 1 — клеточная мембрана; 2 — цитоплаз­ма; 3 — эндоплазматическая сетка; 4 — реснички; 5 — ядро; 6 — ядрышко; 7 — лизосома; 8 — митохондрия; 9 — цен­тросома; 10 — аппарат Гольджи

Поскольку не все молекулы свобод­но проникают через клеточную мембра­ну, говорят о её избирательной прони­цаемости, которая создаёт в клетке свой, особенный химический состав. Обеспе­чивая избирательность проникновения вовнутрь клетки питательных веществ и задерживая вредные для неё, клеточная мембрана выполняет защитную функ­цию и способствует сохранению посто­янства внутренней среды клетки.

Из-за разницы в проницаемости мем­браны к ионам Калия, Натрия, Хлора и некоторых других элементов на ней формируется электрический заряд. Величи­на его, например, в нервной клетке — всего 0,07 В. При этом внешняя поверхность клеточной мембраны заряжена положительно, а внутренняя отрицательно, что является основой для возникновения возбуждения — электрического процесса, который является первой реакцией клетки на действие раздражителя.

Рис. 11. Клеточная мембрана: 1 — двойной слой жироподобных ве­ществ; 2 — белок

На внешней поверхности мембраны прикрепляются молекулы белков-рецепто­ров, которые могут воспринимать различные раздражители (химические, механи­ческие, электрические). Воспринимая действие раздражителя, клетки изменяют свою активность: нервная генерирует электрический импульс и передаёт его, мы­шечная сокращается, а секреторная выделяет секрет. На внутренней поверхности мембраны также крепятся молекулы белков, чаще всего — белки-ферменты.

Цитоплазма — это внутреннее содержание клетки, состоящее из водянисто­го коллоидного вещества — цитозоля и включений — нерастворимых продук­тов обмена веществ клетки. Ими бывают капли жира (например, в подкожной основе) или комочки животного крахмала гликогена (в печени или скелет­ных мышцах), которые отложились в клетке впрок. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Органеллы — это постоянно действующие струк­турные компоненты клетки: митохондрии (обеспе­чивают процесс внутриклеточного дыхания — оки­сление углеводов, жиров и белков с выделением энергии), эндоплазматическая сеть с рибосомами, (принимают участие в синтезе белков),

аппарат Гольджи (накапливает ферменты, гормоны), лизосомы (переваривают лишние для клетки вещества, бактерии и т. п.), центросома (играет значительную роль в делении клетки).

Ядро (рис. 10) — обязательный и самый большой компонент клетки. В нём сосредоточена основная масса наследственного материала молекулы нук­леиновых кислот, которые собраны в надмолекуляр­ные образования хромосомы. В ядрах клеток че­ловека имеется 23 пары хромосом. При этом одна хромосома в каждой паре — материнская, другая — отцовская. Ядро имеют все клетки организма чело­века, кроме зрелых эритроцитов. Как правило, в клетке есть одно ядро, преимущественно шаровид­ной формы.

На этой странице материал по темам:

• Строение клетки.клеточная мембрана.ядро конспект

• Аутоклеточная мембрана

• Опишите общее строение клеток

• Строение клеточной мембраны краткое содержание

• 1ggu0a7rhazzhc5yqjlkuw

Вопросы по этому материалу:

• Докажите, что клетка является целостной био­логической системой.

• Опишите общее строение клеток.

• Определите взаи­мосвязь строения и функции ядра клетки.

Презентация «Строение клетки» — биология, презентации

библиотека
материалов

Содержание слайдов

Номер слайда 1

Строение клетки

Номер слайда 2

РАСТИТЕЛЬНАЯ ЖИВОТНАЯ

Номер слайда 3

ЦИТОЛОГИЯ -наука о клетке. •Изучает строение и функции клеток, их связи и отношения в органах и тканях у многоклеточных организмов, а также одноклеточные организмы. •Изучение клеточного строения организмов было начато в 17 в. Робертом Гуком, Марчелло Мальпиги и Антони ван Левенгуком; •в 19 в. была создана единая для всего органического мира клеточная теория (Томас Шванн, Макс Шлейден1839)

Номер слайда 4

Типы клеток Прокариотические – безъядерные клетки Эукариотические – ядерные клетки

Номер слайда 5

Органоид — постоянные специализированные структуры в клетках, осуществляющие определённые функции, жизненно необходимые для клетки.

Номер слайда 6

Ядро Цитоплазма Митохондрии Оболочка Комплекс Гольджи Рибосома ЭПС Клеточный центр Лизосомы

Номер слайда 7

Плазматическая мембрана Плазматическая мембрана отделяет клетку и ее содержимое от окружающей среды Мембрана образована двумя слоями липидов

Номер слайда 8

На различную глубину в фосфолипидный слой погружены белки и гликопротеины

Номер слайда 9

функции плазматической мембраны: -транспортная — обеспечивает поступление питательных веществ и воды в клетку и выведение из нее продуктов обмена. — избирательная проницаемость, или полупроницаемость, позволяет клетке взаимодействовать с окружающей средой: в нее поступают и выводятся из нее лишь определенные вещества. Мелкие молекулы воды и некоторых других веществ проникают в клетку путем диффузии, частично через поры в мембране.

Номер слайда 10

фагоцитоз пиноцитоз Захват плазматической мембраной твёрдых частиц и впячивание их внутрь клетки Впячивание мембраны внутрь клетки в виде тонкого канальца в который попадает жидкость

Номер слайда 11

плазматическая мембрана животных клеток имеет гликокаликс (слой белков и липидов), выполняющего сигнальную и рецепторную функции

Номер слайда 12

плазматическая мембрана растительных клеток снаружи покрыта клеточной стенкой, состоящей из целлюлозы.

Номер слайда 13

Цитоплазма Цитоплазма Отграниченное от внешней среды полужидкое содержимое клетки, представляющее собой коллоидный раствор различных солей и органических веществ. Основное вещество цитоплазмы- матрикс (водный раствор веществ) функции: объединяет в одно целое ядро и все органоиды, обеспечивает их взаимодействие.

Номер слайда 14

оболочка ядерный сок ядрышко хромосомы

Номер слайда 15

Двухслойная пористая мембрана, образующая комплекс с остальными мембранами клетки. Функции: отделяет ядро от цитоплазмы. — на оболочке находится множество пор, через которые поступают и выделяются белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, вода, ионы… Оболочка ядра Оболочка ядра

Номер слайда 16

Ядерный сок Ядерный сок Находится под ядерной оболочкой. Функция Отделяет ядро от цитоплазмы. Строение Коллоидный раствор органических и неорганических веществ, по составу сходный с матриксом Ядерный сок

Номер слайда 17

Ядрышко Органоид ядра клетки, размером от 1 до 10 мкм. По форме он круглый. В состав ядрышка входят РНК и белки Функция В ядрышке происходит синтез РНК и формирование рибосом. Ядрышко

Номер слайда 18

Хромосомы Хромосомы (греч. chrōma цвет, окраска + sōma тело) — основные структурно-функциональные элементы клеточного ядра, представляет собой молекулу ДНК, упакованную с помощью специальных белков. Название«хромосомы» обусловлено их способностью интенсивно окрашиваться основными красителями во время деления клетки. Функция — хранение и передача наследственной информации.

Номер слайда 19

Номер слайда 20

Внешнее строение хромосом

Номер слайда 21

Внутреннее строение хромосом Хромосома эукариот образуется из единственной и чрезвычайно длинной молекулы ДНК, которая содержит линейную группу множества генов. Хромосомы эукариот — это ДНК-содержащие структуры в ядре, митохондриях и пластидах. Хромосомы прокариот — это ДНК-содержащие структуры в клетке без ядра. Хромосомы вирусов — это молекула ДНК или РНК в составе капсида.

Номер слайда 22

Эндоплазматическая сеть Система мембран, образующих канальцы, цистерны, трубочки. Строение мембран сходно с наружной мембраной и образует с ней единую сеть Различают шероховатую (на её мембранах есть рибосомы) и гладкую ЭПС Функции: Синтез белка на рибосомах Транспорт веществ Участие в синтезе липидов

Номер слайда 23

Номер слайда 24

Рибосома Мельчайшие органоиды клетки диаметром 20нм. Состоят из 2-х неравных субъединиц: большой и малой. В состав рибосом входят р-РНК и белки. Располагаются же они на мембранах ЭПС и в цитоплазме. Синтезируются в ядрышке Функция: В рибосомах синтезируются все необходимые клетке белки.

Номер слайда 25

Для синтеза сразу нескольких молекул белка рибосомы объединяются вдоль и-РНК в цепочки, образуя полисомы

Номер слайда 26

Комплекс Гольджи Органоид клетки, названный так по имени итальянского ученого К. Гольджи, который впервые увидел его в цитоплазме нервных клеток (1898) и обозначил как сетчатый аппарат. Сейчас комплекс Гольджи обнаружен во всех клетках растительных и животных организмов. Форма и размеры его различны. Система уплощенных цистерн, ограниченных двойными мембранами, образующих по краям пузырьки, входит в единую мембранную систему клетки.

Номер слайда 27

Функции — сбор и накопление продуктов синтетической деятельности клетки: жиры, углеводы и белки, а потом транспорт этих веществ в цитоплазму, либо наружу из клетки. -образование лизосом цистерны пузырьки

Номер слайда 28

Лизосомы Самые мелкие одномембранные органоиды, содержат пищеварительные ферменты. Образуется в комплексе Гольджи. Функции: Пищеварительная — обеспечивает переваривание органических веществ, попавших в клетку при фагоцитозе и пиноцитозе участвуют в растворении органоидов, клеток и частей организма

Номер слайда 29

Клеточный центр Органоид немембранного строения, состоящий из двух центриолей, расположенных перпендикулярно друг другу. Каждая центриоль имеет вид полого цилиндра, стенка которого образована из 9 пар микротрубочек Функции: Участвуют в делении клеток, образуя веретено деления

Номер слайда 30

Митохондрии Двухмембранный органоид. Находятся они в цитоплазме клетки. По форме могут быть палочковидными, округлыми, овальными. Количество митохондрий в клетке неодинаково. Наружная мембрана гладкая, а внутренняя образует многочисленные складки — кристы. Внутри заполнена матриксом, в котором содержатся молекулы ДНК, РНК, рибосомы Функция В митохондриях синтезируется АТФ. Не редко их называют «Силовые станции клетки».

Номер слайда 31

Номер слайда 32

Пластиды полуавтономные органеллы высших растений, водорослей и некоторых фотосинтезирующих простейших. Пластиды относятся к двухмембранным органоидам, имеющим собственный геном и белоксинтезирующий аппарат. Существуют три основных типа пластид:

Номер слайда 33

Классификация пластид

Номер слайда 34

Лейкопласты Бесцветные пластиды, содержащиеся в клетках подземных и неокрашенных частей растения. Различаются по содержащимся в них веществах(могут содержать белки, жиры и углеводы). Функции: накопление питательных веществ

Номер слайда 35

Хромопласты Пластиды, содержащие красные, желтые и оранжевые пигменты- каротиноиды. Имеют различную форму. Функции: окрашивают плоды, лепестки и другие части растений в желтый, оранжевый и красный цвета — участвуют в процессе фотосинтеза

Номер слайда 36

Хлоропласты Пластиды, имеющие зеленую окраску. Функции: окрашивают части растений в зеленый цвет — в них протекает процесс фотосинтеза

Номер слайда 37

Расположение хлоропластов

Номер слайда 38

Строение хлоропласта

Номер слайда 39

Взаимопревращения пластид

Номер слайда 40

Органоиды движения Выросты цитоплазмы клетки- жгутики и реснички Некоторые одноклеточные передвигаются при помощи ложноножек — выпячиваний цитоплазмы

Номер слайда 41

Номер слайда 42

Номер слайда 43

Клеточные включения Это образования, которые то появляются, то исчезают в зависимости от ее состояния. Чаще всего клеточные включения находятся в цитоплазме и представляют собой питательные вещества или гранулы веществ, синтезируемых клеткой. Это могут быть: капли жира -зерна крахмала -гранулы белка -кристаллы солей

Номер слайда 44

Вакуоли Наполненные жидкостью мембранные полости. Мембрана называется тонопластом, а содержимое клеточным соком. Функции: в растительных клетках являются резервуаром воды и минеральных солей

Номер слайда 45

В старых растительных клетках чаще всего встречается одна крупная центральная вакуоль. В молодых клетках несколько мелких вакуолей.

Номер слайда 46

В животных клетках нет центральной вакуоли, только многочисленные и мелкие. Функции: в животных клетках участвуют в накоплении питательных веществ пищеварении (пищеварительные вакуоли) выведении продуктов обмена (сократительная вакуоль)

Номер слайда 47

Таблица «Строение клетки» — биология, разное

Таблица 10. Строение клетки.

Органоиды	Строение	Функции
Мебранные структуры
Наружная клеточная мембрана	Ультрамикроскопическая пленка, состоящая из двух мономолекулярных слоев белка и расположенного между ними бимолекулярного слоя лнпидов. Цельность липидного слоя может прерываться белковыми молекулами — «порами»	Изолирует клетку от окружающей среды, обладает избирательной проницаемостью, регулирует процесс поступления веществ в клетку; обеспечивает обмен веществ и энергии с внешней средой, способствует соединению клеток в ткани, участвует в пиноцитозе (поступление жидких веществ)и фагоцитозе; регулирует водный баланс клетки и выводит из нее конечные продукты жизнедеятельности1
Эндоплазматическая сеть (ЭС, ЭПС)	Ультрамикроскопическая система мембран, образующих трубочки, канальцы, цистерны, пузырьки. Строение мембран универсальное (как и наружной), вся сеть объединена в единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки и наружной клеточной мембраной. Гранулярная ЭС несет рибосомы, гладкая — лишена их	Обеспечивает транспорт веществ как внутри клетки, так и между соседними клетками. Делит клетку на отдельные секции. в которых одновременно происходят различные физиологические процессы и химические реакции. Гранулярная ЭПС участвует в синтезе белка. Жиры и углеводы синтезируются на гладкой (агранулярной) ЭПС. В каналах ЭПС образуются сложные молекулы белка, синтезируются жиры, транспортируется АТФ
Двумембранные структуры
Митохондрии	Микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Внешняя мембрана гладкая, внутренняя — образует различной формы выросты — кристы. В матриксе митохондрии (полужидком веществе) находятся ферменты, рибосомы, ДНК, РНК	Универсальная органелла, являющаяся дыхательным и энергетическим центром. В процессе кислородного (окислительного) этапа диссимиляции в матриксе с помощью ферментов происходит расщепление органических веществ с освобождением энергии, которая идет на синтез АТФ (на кристах)
Лейкопласты	Микроскопические органеллы, имеющие двумембранное строение. Внутренняя мембрана образует 2-3 выроста. Форма округлая. Бесцветны	Характерны для расти тельных клеток. Служат местом отложения запасных питательных веществ, главным образом крахмальных зерен. На свету их строение усложняется и они преобразуются в хлоропласты. Образуются из пропластид
Хлоропласты	Микроскопические органеллы, имеющие двумембранное строение. Наружная мембрана гладкая. Внутренняя мембрана образует систему двухслойных пластин — тилакоидов стромы и тилакоидов гран. В мембранах тилакоидов гран между слоями молекул белков и липидов сосредоточены пигменты — хлорофилл и каротиноиды. В белковолипидном матриксе находятся собственные рибосомы. ДНК, РНК. Форма хлоропластов чечевице-образная. Окраска зеленая1	Характерны для растительных клеток. Органеллы фотосинтеза, способные создавать из неорганических веществ (СО2 и Н2О) при наличии световой энергии и пигмента хлорофилла органические вещества — углеводы и свободный кислород. Синтез собственных белков. Могут образоваться из пропластид или лейкопластов, а осенью перейти в хромопласты (красные и оранжевые плоды, красные и желтые листья)
Хромопласты	Микроскопические органеллы, имеющие двумембранное строение. Собственно хромопласты имеют шаровидную форму, а образовавшиеся из хлоропластов принимают форму кристаллов каротиноидов, типичную для данного вида растения. Окраска красная, оранжевая, желтая	Характерны для растительных клеток. Придают лепесткам цветков окраску, привлекательную для насекомых-опылителей. В осенних листьях и зрелых плодах, отделяющихся от растения, содержатся кристаллические каротиноиды — конечные продукты обмена
Одномембранные структуры
Аппарат Гольджи	Микроскопические одномембранные органеллы, состоящие из стопочки плоских цистерн, по краям которых ответвляются трубочки, отделяющие мелкие пузырьки	В общей системе мембран любых клеток — наиболее подвижная и изменяющаяся органелла. В цистернах накапливаются продукты синтеза, распада и вещества, поступившие в клетку, а также вещества, которые выводятся из клетки. Упакованные в пузырьки, они поступают в цитоплазму: одни используются, другие выводятся наружу. В растительной клетке участвует в построении клеточной стенки
Лизосомы	Микроскопические одномембранные органеллы округлой формы. Их число зависит от жизнедеятельности клетки и ее физиологического состояния. В лизосомах находятся лизирующие (растворяющие) ферменты, синтезированные на рибосомах	Переваривание пищи, попавшей в животную клетку при фагоцитозе и пиноцитозе. Защитная функция. В клетках любых организмов осуществляют автолиз (саморастворение органелл), особенно в условиях пищевого или кислородного голодания. У животных рассасывается хвост. У растений растворяются органеллы при образовании пробковой ткани. сосудов древесины
Немембранные структуры
Клеточный центр	Ультрамикроскопическая органелла немембранного строения. Состоит из двух центриолей. Каждая имеет цилиндрическую форму, стенки образованы девятью триплетами трубочек, а в середине находится однородное вещество. Центриоли расположены перпендикулярно друг к другу	Принимает участие в делении клеток животных и низших растений. В начале деления (в профазе) центриоли расходятся к разным полюсам клетки. От центриолей к центромерам хромосом отходят нити веретена деления. В анафазе эти нити притягивают хроматиды к полюсам. После окончания деления центриоли остаются в дочерних клетках, удваиваются и образуют клеточный центр
Органоиды движения	Реснички — многочисленные цитоплазматические выросты на поверхности мембраны	Удаление частичек пыли (реснитчатый эпителий верхних дыхательных путей), передвижение (одноклеточные организмы)
	Жгутики — единичные цитоплазматические выросты на поверхности клетки	Передвижение (сперматозоиды, зооспоры, одноклеточные организмы)
	Ложные ножки (псевдоподии) — амебовидные выступы цитоплазмы	Образуются у животных в разных местах цитоплазмы для захвата пищи, для передвижения
	Миофибриллы — тонкие нити до 1 см длиной и больше	Служат для сокращения мышечных волокон, вдоль которых они расположены
	Цитоплазма, осуществляющая струйчатое и круговое движение	Перемещение органелл клетки по отношению к источнику света (при фотосинтезе), тепла, химического раздражителя
Структуры	Строение	Функции
Ядерная оболочка	Двухслойная пористая. Наружная мембрана переходит в мембраны ЭС. Свойственна всем клеткам животных и растений, кроме бактерий и сине-зеленых, которые не имеют ядра	Отделяет ядро от цитоплазмы. Регулирует транспорт веществ из ядра в цитоплазму (РНК, субъединицы рибосом) и из цитоплазмы в ядро (белки, жиры. углеводы, АТФ, вода, ионы)
Хромосомы (хроматин)	В интерфазной клетке хроматин имеет вид мелкозернистых нитевидных структур, состоящих из молекул ДНК и белковой (нуклеопротеидной) обкладки. В делящихся клетках хроматиновые структуры спирал изуются и образуют хромосомы. Хромосома состоит из двух хроматид и после деления ядра становится однохроматидной. К началу следующего деления у каждой хромосомы достраивается вторая хроматида. Хромосомы имеют первичную перетяжку, на которой расположена центромера; перетяжка делит хромосому на два плеча одинаковой или разной длины. У ядрышковых хромосом есть вторичная перетяжка	Хроматиновые структуры — носители ДНК-ДНК состоит из участков — генов, несущих наследственную информацию и передающихся от предков к потомкам через половые клетки. Совокупность хромосом, а следовательно, и генов половых клеток родителей передается детям, что обеспечивает устойчивость признаков, характерных •для данной популяции, вида. В хромосомах синтезируются ДНК, РНК, что служит необходимым фактором передачи наследственной информации при делении клеток и построении молекул белка
Ядрышко	Шаровидное тело, напоминающее клубок нитей. Состоит из белка и РНК. Образуется на вторичной перетяжке ядрышковой хромосомы. При делении клеток распадается	Формирование половинок рибосом из рРНК и белка. Половинки (субъединицы) рибосом через поры в ядерной оболочке выходят в цитоплазму и объединяются в рибосомы
Ядерный сок (кариолимфа)	Полужидкое вещество, представляющее коллоидный раствор белков, нуклеиновых кислот, углеводов, минеральных солей. Реакция кислая	Участвует в транспорте веществ и ядерных структур, заполняет пространство между ядерными структурами; во время деления клеток смешивается с цитоплазмой

Урок 6. строение клетки — Биология — 5 класс

Биология, 5 класс

Урок 6. Строение клетки

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1. Урок посвящён изучение строения клеток живых организмов.

Ключевые слова:

Клетка, органоиды клетки, оболочка, цитоплазма, ядро, вакуоль, пластида

Тезаурус:

Клеточная мембрана – тончайшая плёнка, которая отграничивает содержимое клетки от внешней среды.

Цитоплазма – это полужидкое содержимое клетки, её внутренняя среда.

Генетический аппарат – это клеточная структура, обеспечивающая способность клетки к самовоспроизведению и передачу наследственной (генетической) информации потомству.

Ядро – это важнейшая часть клетки, которая содержит генетическую информацию (молекулы ДНК), контролирует все процессы жизнедеятельности и определяет способность клетки к самовоспроизведению и передаче наследственной информации.

Обязательная и дополнительная литература по теме

1. Биология. 5–6 классы. Пасечник В. В., Суматохин С. В., Калинова Г. С. и др. / Под ред. Пасечника В. В. М.: Просвещение, 2019
2. Биология. 6 класс. Теремов А. В., Славина Н. В. М.: Бином, 2019.
3. Биология. 5 класс. Мансурова С. Е., Рохлов В. С., Мишняева Е. Ю. М.: Бином, 2019.
4. Биология. 5 класс. Суматохин С. В., Радионов В. Н. М.: Бином, 2014.
5. Биология. 6 класс. Беркинблит М. Б., Глаголев С. М., Малеева Ю. В., Чуб В. В. М.: Бином, 2014.
6. Биология. 6 класс. Трайтак Д. И., Трайтак Н. Д. М.: Мнемозина, 2012.
7. Биология. 6 класс. Ловягин С. Н., Вахрушев А. А., Раутиан А. С. М.: Баласс, 2013.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Все живые организмы на Земле состоят из клеток. Клетка – это та минимальная структура живого, которая обладает всеми жизненными свойствами – способностью к обмену веществ, росту, развитию, передаче генетической информации, саморегуляции и самообновлению. Клетки разных организмов отличаются друг от друга по своим размерам, форме и функциям. Яйцо страуса и икринка лягушки состоят из одной клетки. Мышечные клетки обладают сократимостью, а нервные клетки проводят нервные импульсы. Различия в строении клеток во многом зависят от функций, которые они выполняют в организмах. Чем сложнее устроен организм, тем более разнообразны по своему строению и функциям его клетки. Каждый вид клеток имеет определенные размеры и форму. Сходство в строении клеток различных организмов, общность их основных свойств подтверждают общность их происхождения и позволяют сделать вывод о единстве органического мира, является доказательством родства живой природы. На этом уроке вы заглянете внутрь клетки и узнаете о её «устройстве».

Каждая клетка имеет три обязательные части: клеточную мембрану, цитоплазму и генетический аппарат. Клеточная мембрана ограничивает внутреннее содержимое клетки, защищает его от неблагоприятных влияний окружающей среды, поддерживает определённую форму клеток, обеспечивает обмен веществ между содержимым клетки и внешней средой.

Цитоплазма объединяет все клеточные структуры и обеспечивает их взаимодействие. Генетический аппарат контролирует все процессы жизнедеятельности и определяет способность клетки к самовоспроизведению.

Клетки организмов, относящихся к разным царствам живой природы, имеют свои особенности. Клетки растений содержат в цитоплазме пластиды (например, хлорофилл). Клетки бактерий, грибов и растений кроме мембраны имеют, как правило, ещё и клеточную стенку (оболочку). Она является наружным скелетом клетки и определяет её форму. В клетках растений, животных и грибов генетических аппарат окружён мембраной и называется ядром. В ядре расположены носители наследственной информации о клетке и организме в целом (хромосомы). В ядре может находиться одно или несколько ядрышек. У бактерий ядра нет и ядерное вещество расположено непосредственно в цитоплазме.

Несмотря на различия в строении, клетки растений, животных и грибов имеют сходных набор органоидов, не существует принципиальных отличий и в работе их генетического аппарата, и в процессах, связанных с обменом веществ.

Разбор типового тренировочного задания:

Тип задания: Подчеркивания элементов;

Текст вопроса: Подчеркните правильный ответ.
Мужская половая клетка называется:

Варианты ответов:

лейкопластом

сперматозоидом

яйцеклеткой

хлоропластом

Правильный вариант ответа:

сперматозоидом

Разбор типового контрольного задания

Тип задания: множественный выбор

Текст вопроса: Выберите правильные утверждения

Варианты ответов:

1. Мембрана и ядро есть только у клеток растений.
2. Для клетки характерны все признаки живого.
3. Наука о клетке называется цитология.
4. Многоклеточный организм состоит из разных клеток.
5. Наука о клетке называется физиология.
6. Все живые организмы состоят из клеток.
7. Хлоропласты — это органоиды животных клеток.

Правильный вариант ответа:

2) Для клетки характерны все признаки живого.

3) Наука о клетке называется цитология.

4) Многоклеточный организм состоит из разных клеток.

6) Все живые организмы состоят из клеток.

Строение клетки человека — состав, функции, свойства

Клетка — элементарная живая система, основная структурная и функциональная единица организма, способная к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению.

Жизненные свойства клетки человека

К основным жизненным свойствам клетки относят: обмен веществ, биосинтез, размножение, раздражимость, выделение, питание, дыхание, рост и распад органических соединений.

Химический состав клетки

Основные химические элементы клетки: Кислород (О), Сера (S), Фосфор (Р), Углерод (С), Калий (К), Хлор (Сl), Водород (Н), Железо (Fe), Натрий (Na), Азот (N), Кальций (Са), Магний (Mg)

Неорганические вещества

Органические вещества

1. Вода — растворяет и переносит питательные вещества. Вода — универсальный растворитель. Все реакции идут в растворах. Вода обеспечивает перенос необходимых веществ и выделение вредных продуктов. Вода участвует в регуляции температуры тела и составляет 70-85% от всего химического состава клетки. 2. Минеральные соли участвуют в образова­нии жизненно важных соединений (напри­мер, белка крови — ге­моглобина)

— Углеводы; — Жиры; — Белки; — Нуклеиновые кислоты — АТФ

Органические вещества клетки

Название веществ	Из каких эле­ментов (веществ) состоят	Функции веществ
Углеводы	Углерод, водо­род, кислород.	Основные источники энергии для осуществления всех жиз­ненных процессов.
Жиры	Углерод, водо­род, кислород.	Входят в состав всех клеточных мембран, служат запасным ис­точником энергии в организме.
Белки	Углерод, водород, ки­слород, азот, сера, фосфор.	1. Главный строительный материал клетки; 2. ускоряют течение химических реакций в организме; 3. запасной источник энергии для организма.
Нуклеиновые кислоты	Углерод, водо­род, кисло­род, азот, фосфор.	ДНК — определяет состав бел­ков клетки и передачу наслед­ственных признаков и свойств следующим поколениям; РНК — образование характерных для данной клетки белков.
АТФ (аденозинтрифосфат)	Рибоза, аденин, фосфорная кислота	Обеспечивает запас энергии, участвует в построении нуклеиновых кислот

Размножение клетки (деление клетки) человека

Размножение клеток в человеческом организме происходит путем непрямого деления. В результате дочерний организм получает такой-же набор хромосом, как материнский. Хромосомы — носители наследственных свойств организма, передающихся от родителей потомству.

Этап размножения (фазы деления)	Характеристика
Подготовительная	Перед делением число хромосом удваивается. Запасается энергия и вещества, необходимые для деления.
Первая	Начало деления. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам клетки. Хромосомы утолщаются и укорачиваются. Ядерная оболочка растворяется. Из клеточного центра образуется веретено деления.
Вторая	Удвоенные хромосомы размещаются в плоскости экватора клетки. К каждой, хромосоме, прикрепляются плотные нити, которые тянутся от центриолей.
Третья	Нити сокращаются, и хромосомы расходятся к полюсам клетки.
Четвертая	Конец деления. Делится все содержимое клетки и цитоплазма. Хромосомы удлиняются и становятся неразличимыми. Формируется ядерная оболочка, на теле клетки возникает перетяжка, которая постепенно углубляется, разделяя клетку надвое. Образуются две дочерние клетки.

Строение клетки человека человека

У животной клетки, в отличие от растительной, имеется клеточный центр, но отсутствуют: плотная клеточная стенка, поры в клеточной стенке, пластиды( хлоропласты, хромопласты, лейкопласты) и вакуоли с клеточным соком.

Клеточные структуры	Особенности строения	Основные функции
Плазматическая мембрана	Билипидныи (жировой) слой, окруженный бел новым 1 слоями	Обмен веществ между клетками и межклеточным веществом
Цитоплазма	Вязкое полужидкое вещество, в котором располагаются органоиды клетки	Внутренняя среда клетки. Взаимосвязь всех частей клетки и транспорт питательных веществ
Ядро с ядрышком	Тельце, ограниченное ядерной оболочкой, с хроматином ( тип и ДНК). Ядрышко находится внутри ядра, принимает участие в синтезе белков.	Контролирующий центр клетки. Передача информации дочерним клеткам с помощью хромосом при делении
Клеточный центр	Участок более густой цитоплазмы с центриолями (и цилиндрические тельца)	Участвует в делении клеток
Эндоплазматическая сеть	Сеть канальцев	Синтез и транспорт питательных веществ
Рибосомы	Плотные тельца, содержащие белок и РНК	В них синтезируется белок
Лизосомы	Округлые тельца, внутри которых находятся ферменты	Расщепляют белки, жиры, углеводы
Митохондрии	Утолщённые тельца с внутренними складками ( кристами )	В них находятся ,ферменты, при помощи которых пи­тательные вещества расщепляются, а энергия запаса­ется в виде особого вещества — АТФ.
Аппарат Гольджи	С топка плоских мембранных мешочков	Образование лизосом

_______________

Источник информации: Биология в таблицах и схемах./ Издание 2е, — СПб.: 2004.

Резанова Е.А. Биология человека. В таблицах и схемах./ М.: 2008.

Клетки живых организмов | Кинезиолог

Введение

 Самое ценное, что есть у человека — это его собственная жизнь и жизнь его близких. Самое ценное, что есть на Земле — это жизнь в целом. А в основе жизни, в основе всех живых организмов лежат клетки. Можно сказать, что жизнь на Земле имеет клеточное строение. Вот почему так важно знать, как устроены клетки. Строение клеток изучает цитология — наука о клетках. Но представление о клетках необходимо для хорошего понимания всех биологических дисциплин.

Что же такое клетка?

Определение понятия

Клетка — это структурная, функциональная и генетическая единица всего живого, содержащая наследственную информацию, состоящая из мембранной оболочки и цитоплазмы с органоидами, способная к поддержанию гомеостаза, обмену,  размножению и развитию. © 2015-2020 Сазонов В.Ф. © 2016-2020 kineziolog.su

Данное определение клетки является хотя и кратким, но достаточно полным. Оно отражает 3 стороны универсальности клетки: 1) структурную, т.е. как единицу строения,, 2) функциональную, т.е. как единицу деятельности, 3) генетическую, т.е. как единицу наследствености и смены поколений. Важной характеристикой клетки является наличие в ней наследственной информации в виде нуклеиновой кислоты — ДНК. Также определение отражает важнейшую черту строения клетки: наличие наружной мембраны (плазмолеммы), которая создаёт границу между клеткой и окружающей её средой. И, наконец, 4 важнейших признака жизни: 1) поддержание гомеостаза, т.е. постоянства внутренней среды в условиях её постоянного обновления, 2) обмен с внешней средой веществом, энергией и информацией (через клеточную мембрану), 3) способность к размножению, т.е. к самовоспроизведению, репродукции, 4) способность к развитию, т.е. к росту,  дифференцировке и формообразованию.

Более краткое, но неполное определение: Клетка — это элементарная (наименьшая и простейшая) единица жизни.

Более полное определение клетки:

Клетка — это ограниченная активной мембраной упорядоченная, структурированная система биополимеров, образующих цитоплазму, ядро и органоиды. Эта биополимерная система участвует в единой совокупности метаболических, энергетических и информационных процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом.

Ткань — это совокупность клеток, сходных по строению, функциям и происхождению, совместно выполняющих общие функции. У человека в составе четырех основных групп тканей (эпителиальной, соединительной, мышечной и нервной) имеется около 200 различных видов специализированных клеток [Фалер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки: Руководство для врачей. / Пер. с англ. — М.: БИНОМ–Пресс, 2004. — 272 с.].

Ткани, в свою очередь, образуют органы, а органы — системы органов.

Живой организм начинается от клетки. Вне клетки жизни нет, вне клетки возможно только временное существование молекул жизни, например, в виде вирусов. Но для активного существования и размножения даже вирусам нужны клетки, пусть даже и чужие.

Строение клетки

 На рисунке, представленном ниже, даны схемы строения 6 биологических объектов. Проанилизируйте, какие из них можно считать клетками, а какие нельзя, согласно двум вариантам определения понятия «клетка».  Оформите свой ответ в виде таблички:

№	Название объекта	Это клетка, потому что…	Это не клетка, потому что…	Примечание
1	Животная клетка	имеет…
2	Растительная клетка
3	…

 

 

 

Видео: Строение клетки кратко

 

Строение клетки под электронным микроскопом

Мембрана

 Важнейшей универсальное структурой клетки является клеточная мембрана (синоним: плазмолемма), покрывающая клетку в виде тонкой плёнки. Мембрана регулирует отношения между клеткой и окружающей её средой, а именно: 1) она частично отделяет содержимое клетки от внешней среды, 2) связывает содержимое клетки с внешней средой.

Клеточная оболочка (=клеточная стенка, =целлюлозная оболочка)

Не следует путать тонкую клеточную мамбрану плазмолемму с толстой целлюлозной клеточной оболочкой, которая есть у растительных клеток. Мембрану не видно в световой микроскоп, она видна только под электронным микроскопом. А клеточную стенку видно уже под небольшим увеличением даже в школьные световые микроскопы (например, на препарате кожицы лука). И даже первооткрыватель клеток и создатель этого термина Роберт Гук смог увидеть её в свой ещё несовершенный световой микроскоп.

Клеточная оболочка состоит в основном из целлюлозы (=клетчатки). И этот материал наиболее удачно сочетает функцию опоры и защиты с процессом роста клетки. Также он обладает достаточно хорошей проницаемостью для обеспечения обмена между клеткой и внешней средой. Именно поэтому целлюлозная клеточная оболочка характерна почти для всех клеток в царстве растений. И, кстати, все хлопковые и льняные ткани, как и изделия из них, состоят как раз из целлюлозы клеточных оболочек. Корковые пробки, которыми укупоривают бутылки — тоже состоят из клеточных оболочек. Бумага — это тоже переработанные клеточные оболочки растительных клеток.

Ядро

Второй по значению и универсальности клеточной структурой является ядро. Оно есть не во всех клетках, в отличие от клеточной мембраы, поэтому мы и ставим его на второе место. В ядре находятся хромосомы, содержащие двойные нити ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Участки ДНК являются матрицами для построения информационных РНК, которые в свою очередь служат матрицами для построения в цитоплазме всех белков клетки. Таким образом, в ядре содержатся как бы «чертежи» строения всех белков клетки.

Цитоплазма

Это полужидкая внутренняя среда клетки, разделённая внутриклеточными мембранами на отсеки. Она обычно имеет цитоскелет для поддержания определённой формы и находится в постоянном движении. В цитоплазме находятся органоиды и включения.

Органоиды

На третье место можно поставить все остальные клеточные структуры, которые могут иметь собственную мембрану и называются органоидами.

Органоиды – это постоянные, обязательно присутствующие структуры клетки, выполняющие специфические функции и имеющие определенное строение. По строению органоиды можно разделить на две группы: мембранные, в состав которых обязательно входят мембраны, и немембранные. В свою очередь, мембранные органоиды могут быть одномембранными – если образованы одной мембраной и двумембранными – если оболочка органоидов двойная и состоит из двух мембран.

Включения

Включения — это непостоянные структуры клетки, которые появляются в ней и исчезают в процессе метаболизма. Различают 4 вида включений:  трофические (с запасом питательных веществ), секреторные (содержащие секрет), экскреторные (содержащие вещества «на выброс») и пигментные (содержащие пигменты — красящие вещества).

Клеточные структуры, включая органоиды (

подробнее)

Включения. Они не относятся к органоидам. Включения — это непостоянные структуры клетки, которые появляются в ней и исчезают в процессе метаболизма. Различают 4 вида включений: трофические (с запасом питательных веществ), секреторные (содержащие секрет), экскреторные (содержащие вещества «на выброс») и пигментные (содержащие пигменты — красящие вещества).

1. Мембрана (плазмолемма).
2. Ядро с ядрышком.
3. Эндоплазматическая сеть: шероховатая (гранулярная) и гладкая (агранулярная).
4. Комплекс (аппарат) Гольджи.
5. Митохондрии.
6. Рибосомы.
7. Лизосомы. Лизосомы (от гр. lysis — «разложение, растворение, распад» и soma — «тело») — это пузырьки диаметром 200—400 мкм.
8. Пероксисомы. Пероксисомы — это микротельца (пузырьки-везикулы) 0,1-1,5 мкм в диаметре, окружённые мембраной.
9.  Протеасомы. Протеасомы – специальные органоиды для разрушения белков.
10. Сферосомы. Только в растительных клетках. Содержат скопления гидролитических ферментов, липидов, ароматических аминокислот. Основная функция — синтез липидов.
11. Фагосомы.
12. Микрофиламенты. Каждый микрофиламент — это двойная спираль из глобулярных молекул белка актина. Поэтому содержание актина даже в немышечных клетках достигает 10% от всех белков.
13. Промежуточные филаменты. Являются компонентом цитоскелета. Они толще микрофиламентов и имеют тканеспецифическую природу:
14. Микротрубочки. Микротрубочки образуют в клетке густую сеть. Стенка микротрубочки состоит из одного слоя глобулярных субъединиц белка тубулина. На поперечном срезе видно 13 таких субъединиц, образующих кольцо.
15. Клеточный центр.
16. Пластиды.
17. Вакуоли. Вакуоли – одномембранные органоиды. Они представляют собой мембранные «ёмкости», пузыри, заполненные водными растворами органических и неорганических веществ.
18. Реснички и жгутики (специальные органоиды). Состоят из 2-х частей: базального тельца, расположенного в цитоплазме и аксонемы — выроста над поверхностью клетки, который снаружи покрыт мембраной. Обеспечвают движение клетки или движение среды над клеткой.

 Источник: http://meduniver.com/Medical/gistologia/24.html MedUniver

 

Видеолекция. В.Ф. Сазонов: Функционирование клетки. Общие представления о жизнедеятельности клетки живого организма

ы

 

 Видео: Внутренняя жизнь клетки (на рус.языке)

1. Видео по теме лекции: Одноклеточность

 2. Видеолекция: Клеточное строение организма

3. Видео: Строение клетки (на английском языке с русскими субтитрами). Рекомендуется для продвинутого уровня.

Видеолекция: Цитология. Сазонов С.В. — зав. кафедрой гистологии УГМУ, д.м.н., профессор

Видео: Клетки тела

Видео: Знакомство с клетками тела

4. Видео: Исторический подход к понятию «клетка» (для самостоятельного просмотра)

 

Видео: Органоиды клетки

 

 Видеолекция: Строение клетки, органоиды

 

 5. Видео: Обзор строения клетки: Разнообразие клеток человека (рекомендуется к просмотру в конце курса Цитологии для закрепления и расширения полученных ранее знаний)

Лектор: Егоров Егор Евгеньевич, доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Института молекулярной биологии им. В.А.Энгельгардта РАН

 Митоз и мейоз — текст лекции

Дополнительные материалы

Видеолекция по цитологии. Читает Сазонов С.В. — зав. кафедрой УГМУ, д.м.н., профессор. Перейти

 

Видеолекция: Биология клетки. д.б.н. Е. Шеваль

Содержание видео: 0:10 Наука о клетке 10:40 Плазматическая мембрана 25:10 Клеточные органеллы 34:15 Компактизованный геном 46:25 Живая клетка 55:10 Размножение клеток 1:08:00 Общение клеток 1:17:15 Гибель клеток 1:31:15 Межклеточное вещество 1:44:48 Ткани животных

Строение клетки — все компоненты клеток с определениями

Автор Марина Андреева На чтение 17 мин Просмотров 2к. Опубликовано 11 сентября, 2019

Вы можете почитать про клеточную теорию, которую мы изучили на предыдущем занятии, сегодня мы  рассмотрим строение клетки. Строение клетки — это продолжение биологии в рамках понятий клеточной теории.

В этом уроке мы поговорим об обязательной структуре всего живого – клетке. Клетка — структурно-функциональная элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов (кроме вирусов, о которых нередко говорят, как о неклеточных формах жизни), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению (животные, растения и грибы), либо является одноклеточным организмом (многие простейшие и бактерии). Раздел биологии, занимающийся изучением строения и жизнедеятельности клеток, получил название цитологии. В последнее время принято также говорить о биологии клетки, или клеточной биологии.

Строение клеток

Все клеточные формы жизни на Земле можно разделить на два надцарства на основании строения составляющих их клеток:

• прокариоты (доядерные) — более простые по строению и возникли в процессе эволюции раньше;
• эукариоты (ядерные) — более сложные, возникли позже. Клетки, составляющие тело человека, в основном, являются эукариотическими.

Несмотря на многообразие форм, организация клеток всех живых организмов подчинена единым структурным принципам.

Содержимое клетки отделено от окружающей среды плазматической мембраной, или плазмалеммой. Внутри клетка заполнена цитоплазмой, в которой расположены различные органоиды и клеточные включения, а также генетический материал в виде молекулы ДНК. Каждый из органоидов клетки выполняет свою особую функцию, а в совокупности все они определяют жизнедеятельность клетки в целом.

Прокариоты (от лат. Pro — перед, до и греч. Κάρῠον — ядро, орех) — организмы, не обладающие, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий). Единственная крупная кольцевая (у некоторых видов — линейная) двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (так называемый нуклеоид) не образует комплекса с белками-гистонами (так называемого хроматина). К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли), и археи. Потомками прокариотических клеток являются органеллы эукариотических клеток — митохондрии и пластиды. Основное содержимое клетки, заполняющее весь её объём, — вязкая зернистая цитоплазма.

Эукариоты (эвкариоты) (от греч. Ευ — хорошо, полностью и κάρῠον — ядро, орех) — организмы, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочных молекулах ДНК (в зависимости от вида организмов их число на ядро может колебаться от двух до нескольких сотен), прикреплённых изнутри к мембране клеточного ядра и образующих у подавляющего большинства комплекс с белками-гистонами, называемый хроматином. В клетках эукариот имеется система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у подавляющего большинства имеются постоянные внутриклеточные симбионты-прокариоты — митохондрии, а у водорослей и растений — также и пластиды.

Строение прокариотической клетки

Рисунок 1. Прокариотическая клетка бактерий

Клетки двух основных групп прокариот — бактерий и архей — похожи по структуре: характерными их признаками являются отсутствие ядра и мембранных органелл.

Основные компоненты прокариотической клетки

Основными компонентами прокариотической клетки являются:

• Клеточная стенка, которая окружает клетку извне, защищает её, придаёт устойчивую форму, предотвращающую от осмотического разрушения. У бактерий клеточная стенка состоит из муреина, построенного из длинных полисахаридных цепей, соединенных между собой короткими пептидными перемычками. Клеточная стенка архей не содержит муреина, а построена в основном из разнообразных белков и полисахаридов.
• Жгутики — органеллы движения некоторых бактерий. Бактериальный жгутик построен значительно проще эукариотического, и он в 10 раз тоньше, внешне не покрыт плазматической мембраной и состоит из одинаковых молекул белков, которые образуют цилиндр. В мембране жгутик закреплен при помощи базального тела.
• Плазматическая и внутренние мембраны. Общий принцип устройства клеточных мембран не отличается от эукариот, однако химическом составе мембраны есть немало различий, в частности, в мембранах прокариот отсутствуют молекулы холестерина и некоторых липидов, присущих мембранам эукариот. Большинство прокариотических клеток (в отличие от эукариотических) не имеют внутренних мембран, которые разделяют цитоплазму на отделы (компартменты). Только у некоторых фотосинтетических и аэробных бактерий плазмалемма образует вгибание внутрь клетки, что выполняет соответствующие метаболические функции.
• Нуклеоид — не ограниченный мембранами участок цитоплазмы, в котором расположена кольцевая молекула ДНК — «бактериальная хромосома», где хранится весь генетический материал клетки.
• Плазмиды — небольшие дополнительные кольцевые молекулы ДНК, несущие обычно всего несколько генов. Плазмиды, в отличие от бактериальной хромосомы, не являются обязательным компонентом клетки. Обычно они придают бактерии определенные полезные для неё свойства, такие как устойчивость к антибиотикам, способность усваивать из среды определенные энергетические субстраты, способность инициировать половой процесс и тд.
• Рибосомы прокариот, как и у всех других живых организмов, отвечают за осуществление процесса трансляции (одного из этапов биосинтеза белка). Однако бактериальные рибосомы несколько меньше, чем эукариотические и имеют другой состав белков и РНК. Из-за этого бактерии, в отличие от эукариот, чувствительны к таким антибиотикам, как эритромицин и тетрациклин, которые избирательно действуют на прокариотические рибосомы.
• Споры (эндоспоры) — окруженные плотной оболочкой структуры, содержащие ДНК бактерии и обеспечивающее выживание в неблагоприятных условиях. К образованию спор способны лишь некоторые виды прокариот, например в частности возбудитель столбняка, возбудитель ботулизма и возбудитель сибирской язвы. Для образования эндоспоры клетка реплицирует свою ДНК и окружает копию плотной оболочкой, из созданной структуры удаляется избыток воды, и в ней замедляется метаболизм. Споры бактерий могут выдерживать довольно жесткие условия среды, такие как длительное высушивание, кипячение, коротковолновое облучение.

Сравнительная характеристика клеток эукариот и прокариот

Вы можете увидеть сравнение по признакам прокариот и эукариот в таблице.

Признак	Прокариоты	Эукариоты
Размеры клеток	Средний диаметр 0,5 —10 мкм	Средний диаметр 10 — 100 мкм
Организация генетического материала
Форма, количество и расположение молекул ДНК	Обычно имеется одна кольцевая молекула ДНК, размещенная в цитоплазме	Обычно есть несколько линейных молекул ДНК — хромосом, локализованных в ядре. В интерфазном ядре (вне деления) хромосомы представляют собой хроматин: ДНК компактизируется в комплексе с белками
Деление
Тип деления	Простое бинарное деление. Веретено деления не образуется	Мейоз или митоз
Органеллы
Наличие мембранных органелл	Окруженные мембранами органеллы отсутствуют, иногда плазмалемма образует выпячивание внутрь клетки	Имеется большое количество одномембранных и двумембранных органелл

Строение эукариотической клетки

Строение эукариотической клетки смотрите на рисунке.

Рисунок 2. Строение эукариотической клетки

Поверхностный комплекс клетки

Плазматическая мембрана называется также плазмалеммой, наружной клеточной мембраной. Это биологическая мембрана, толщиной около 10 нанометров. Обеспечивает в первую очередь разграничительную функцию по отношению к внешней для клетки среде. Кроме этого она выполняет транспортную функцию.

Поверхностый аппарат животных клеток дополнительно включает гликокаликс. Гликокаликс представляет собой «заякоренные» в плазмалемме молекулы углеводов. Гликокаликс выполняет рецепторную и маркерную функции.

У большинства грибов и растений есть клеточная стенка — жёсткая оболочка клетки, расположенная снаружи от цитоплазматической мембраны и выполняющая структурные, защитные и транспортные функции.

Рисунок 3. Клеточная мембрана.

Мембрана клетки

1. Барьер толщиной около 8 нм, отделяет живую клетку от окружающей ее среды
2. Фосфолипиды и белки являются основными макромолекулами в мембранах
3. Составляющие являются амфипатическими молекулами
4. Имеются гидрофобные и гидрофильные области
5. Избирательно проницаема, что позволяет некоторым веществам проходить легче, чем другим.

Цитоплазма

Жидкую составляющую цитоплазмы также называют цитозолем. Под световым микроскопом казалось, что клетка заполнена чем-то вроде жидкой плазмы или золя, в котором «плавают» ядро и другие органоиды. На самом деле это не так. Внутреннее пространство эукариотической клетки строго упорядочено.

Передвижение органоидов координируется при помощи специализированных транспортных систем, так называемых микротрубочек, служащих внутриклеточными «дорогами», и специальных белков динеинов и кинезинов, играющих роль «двигателей». Отдельные белковые молекулы также не диффундируют свободно по всему внутриклеточному пространству, а направляются в необходимые компартменты при помощи специальных сигналов на их поверхности, узнаваемых транспортными системами клетки.

Эндоплазматический ретикулум

В эукариотической клетке существует система переходящих друг в друга мембранных отсеков (трубок и цистерн), которая называется эндоплазматическим ретикулумом (или эндоплазматическая сеть, ЭПР или ЭПС). Ту часть ЭПР, к мембранам которого прикреплены рибосомы, относят к шероховатому (гранулярному, грубому) эндоплазматическому ретикулуму, на его мембранах происходит синтез белков. Те компартменты, на стенках которых нет рибосом, относят к гладкому ЭПР, принимающему участие в синтезе липидов. Внутренние пространства гладкого и гранулярного ЭПР не изолированы, а переходят друг в друга и сообщаются с просветом ядерной оболочки.

Рисунок 4. Эндоплазмический ретикулум

Гранулярный ЭПР

•  Расположены в плоских мешках
•  Рибосомы на поверхности придают ей грубый вид
•  Некоторые полипептидные цепи входят в грубый ЭПР и модифицированы
•  Клетки, которые специализируются на секретировании белков, имеют много грубых ЭПР

Гладкий ЭПР

•  Серия взаимосвязанных трубочек
•  На поверхности нет рибосом
•  Липиды собраны внутри канальцев
•  Гладкая ЭПР печени инактивирует отходы, лекарства
•  Саркоплазматическая сеть мышц является специализированной формой, которая хранит кальций

Функции ЭПР

Гладкий ЭПР

1. Синтезирует липиды
2. Метаболизирует углеводы
3. Детоксифицирует лекарства и яды
4. Накапливает ионы кальция

Гранулированный ЭПР

1. Имеет связанные рибосомы
2. Распределяет транспортные пузырьки, белки, окруженные мембранами
3. Является мембранным заводом для клетки
4. Аппарат Гольджи

Аппарат Гольджи

Аппарат Гольджи представляет собой стопку плоских мембранных цистерн, несколько расширенных ближе к краям. В цистернах аппарата Гольджи созревают некоторые белки, синтезированные на мембранах гранулярного ЭПР и предназначенные для секреции или образования лизосом. То есть это органоид, который упаковывает синтезированные в клетке вещества и побочные продукты для дальнейшей секреции или расщепления.

Рисунок 5. Аппарат Гольджи

Функции аппарата Гольджи

1. Модифицирует продукты клетки.
2. Производит определенные макромолекулы.
3. Сортирует и упаковывает материалы в транспортные пузырьки.

Пузырьки

Небольшие мембранно-замкнутые мешковидные пузырьки образуются в большом количестве во множестве типов, как сами по себе, так и в почках. Есть много типов, но два основных: лизосомы и пероксисомы.

Лизосомы

Лизосомы, которые исходят из органов Гольджи, принимают участие во внутриклеточном пищеварении. Они содержат мощные ферменты, которые могут расщеплять углеводы , белки, нуклеиновые кислоты и липиды. Везикулы внутри лейкоцитов или амеб доставляют лизосомы к поглощенным бактериям, клеточным частям и другому мусору. Ферменты работают лучше всего в кислой среде внутри лизосомы.

Лизосомы разрушают изношенные части клеток или молекулы, чтобы их можно было использовать для создания новых клеточных структур. Некоторые типы клеток могут поглощать другие клетки путем фагоцитоза; это формирует пищевую вакуоль. Лизосома сливается с пищей вакуолизирует и переваривает молекулы. Лизосомы также используют ферменты для рециркуляции собственных органелл и макромолекул клетки, процесс, называемый аутофагией.

Пероксисомы

У растений и животных пузырьки, называемые пероксисомами, образуют и делятся сами по себе, поэтому они не являются частью эндомембранной системы.

Пероксисомы содержат ферменты, которые переваривают жирные кислоты и аминокислоты. Они также расщепляют перекись водорода, токсичный побочный продукт метаболизма жирных кислот.

Ферменты пероксисом превращают перекись водорода в воду и кислород или используют ее в реакциях, которые расщепляют алкоголь и другие токсины.

Ядро

Клеточное ядро содержит молекулы ДНК, на которых записана генетическая информация организма. В ядре происходит репликация — удвоение молекул ДНК, а также транскрипция — синтез молекул РНК на матрице ДНК. В ядре же синтезированные молекулы РНК претерпевают некоторые модификации (например, в процессе сплайсинга из молекул матричной РНК исключаются незначащие, бессмысленные участки), после чего они выходят в цитоплазму.

Сборка рибосом также происходит в ядре, в специальных образованиях, называемых ядрышками. Оболочка ядра двумембранная, сливается с шероховатым ЭПР. В некоторых местах внутренняя и внешняя мембраны ядерной оболочки сливаются и образуют так называемые ядерные поры, через которые происходит материальный обмен между ядром и цитоплазмой.

Рисунок 6. Ядро клетки.

Вакуоль

Вакуоль — одномембранный органоид, содержащийся в некоторых эукариотических клетках и выполняющий различные функции (секреция, экскреция и хранение запасных веществ, аутофагия, автолиз и др.). Вакуоли развиваются из мембранных пузырьков — провакуолей. Провакуоли являются производными эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи, они сливаются и образуют вакуоли.

Рисунок 7. Вакуоль.

Вакуоли и их содержимое рассматриваются как обособленный от цитоплазмы компартмент. Различают пищеварительные и сократительные (пульсирующие) вакуоли, регулирующие осмотическое давление и служащие для выведения из организма продуктов распада. Вакуоли особенно хорошо заметны в клетках растений: во многих зрелых клетках растений они составляют более половины объёма клетки, при этом они могут сливаться в одну гигантскую вакуоль. Одна из важных функций растительных вакуолей — накопление ионов и поддержание тургора (тургорного давления). Вакуоль — это место запаса воды.

Мембрана, в которую заключена вакуоль, называется тонопласт, а содержимое вакуоли — клеточный сок. Клеточный сок состоит из воды и растворенных в ней веществ.

Цитоскелет

К элементам цитоскелета относят белковые фибриллярные структуры, расположенные в цитоплазме клетки: микротрубочки, актиновые и промежуточные филаменты. Микротрубочки принимают участие в транспорте органелл, входят в состав жгутиков, из микротрубочек строится митотическое веретено деления. Актиновые филаменты необходимы для поддержания формы клетки, псевдоподиальных реакций. Роль промежуточных филаментов, по-видимому, также заключается в поддержании структуры клетки. Белки цитоскелета составляют несколько десятков процентов от массы клеточного белка.

Центриоли

Центриоли представляют собой цилиндрические белковые структуры, расположенные вблизи ядра клеток животных (у растений центриолей нет, за исключением низших водорослей). Центриоль представляет собой цилиндр, боковая поверхность которого образована микротрубочками.

Вокруг центриолей находится так называемый центр организации цитоскелета, район в котором группируются минус концы микротрубочек клетки.

Рисунок 8. Центриоли.

Перед делением клетка содержит две центриоли, расположенные под прямым углом друг к другу. В ходе митоза они расходятся к разным концам клетки, формируя полюса веретена деления. После цитокинеза каждая дочерняя клетка получает по одной центриоли, которая удваивается к следующему делению. Удвоение центриолей происходит не делением, а путём синтеза новой структуры, перпендикулярной существующей.

Митохондрии

Митохондрии — особые органеллы клетки, основной функцией которых является синтез АТФ — универсального носителя энергии. Дыхание (поглощение кислорода и выделение углекислого газа) происходит также за счёт энзиматических систем митохондрий.

Внутренний просвет митохондрий, называемый матриксом, отграничен от цитоплазмы двумя мембранами, наружной и внутренней, между которыми располагается межмембранное пространство. Внутренняя мембрана митохондрии образует складки, так называемые кристы. В матриксе содержатся различные ферменты, принимающие участие в дыхании и синтезе АТФ. Центральное значение для синтеза АТФ имеет водородный потенциал внутренней мембраны митохондрии.

Рисунок 9. Митохондрии.

Митохондрии имеют свой собственный ДНК-геном и прокариотические рибосомы, что, безусловно, указывает на симбиотическое происхождение этих органелл. В ДНК митохондрий закодированы совсем не все митохондриальные белки, большая часть генов митохондриальных белков находятся в ядерном геноме, а соответствующие им продукты синтезируются в цитоплазме, а затем транспортируются в митохондрии. Геномы митохондрий отличаются по размерам: например геном человеческих митохондрий содержит всего 13 генов.

Пластиды

Пластиды (от др.-греч. Πλαστόс — вылепленный) — полуавтономные органеллы высших растений, водорослей и некоторых фотосинтезирующих простейших. Пластиды имеют от двух до четырёх мембран, собственный геном и белоксинтезирующий аппарат.

Согласно симбиогенетической теории пластиды, как и митохондрии, произошли в результате «захвата» древней цианобактерии предшественником эукариотической «хозяйской» клетки. При этом внешняя мембрана пластид соответствует плазматической мембране хозяйской клетки, межмембранное пространство — внешней среде, внутренняя мембрана пластид — мембране цианобактерии, а строма пластид — цитоплазме цианобактерии. Наличие трёх (эвгленовые и динофлагелляты) или четырёх (золотистые, бурые, жёлто-зелёные, диатомовые водоросли) мембран считается результатом двух- и трёхкратного эндосимбиоза соответственно.

Хлоропласты (от греч. Χλωρός — «зелёный») — зелёные пластиды, которые встречаются в клетках фотосинтезирующих эукариот. С их помощью происходит фотосинтез. Хлоропласты содержат хлорофилл.

В одной клетке листа может находиться 15—20 и более хлоропластов, а у некоторых водорослей — лишь 1 -2 гигантских хлоропласта (хроматофора) различной формы.

Хлоропласты ограничены двумя мембранами — наружной и внутренней. Наружная мембрана отграничивает жидкую внутреннюю гомогенную среду хлоропласта — строму (матрикс) В строме содержатся белки, липиды, ДНК (кольцевая молекула) , РНК, рибосомы и запасные вещества (липиды, крахмальные и белковые зерна), а также ферменты, участвующие в фиксации углекислого газа.

Внутренняя мембрана хлоропласта образует впячивания внутрь стромы — тилакоиды, которые имеют форму уплощенных мешочков (цистерн) . Несколько таких тилакоидов, лежащих друг над другом, образуют грану, и в этом случае они называются тилакоидами граны. Именно в мембранах тилакоидов локализованы светочувствительные пигменты, а также переносчики электронов и протонов, которые участвуют в поглощении и преобразовании энергии света.

Рисунок 10. Хлоропласты.

Межклеточные контакты

У высших животных и растений клетки объединены в ткани и органы, в составе которых они взаимодействуют между собой, в частности, благодаря прямым физическим контактам. В растительных тканях отдельные клетки соединяются между собой с помощью плазмодесм, а животные образуют различные типы клеточных контактов, в основном десмосомы.

Плазмодесмы растений — это тонкие цитоплазматические каналы, которые проходят через клеточные стенки соседних клеток, соединяя их между собой. Полость плазмодесм устлана плазмалеммой. Совокупность всех клеток, объединенных плазмодесмами, называется симпластом, между ними возможен регулируемый транспорт веществ.

Осмотическое давление в клетке

Осмотическое давление — избыточное гидростатическое давление на раствор, отделённый от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану (осмос). Это давление стремится уравнять концентрации обоих растворов вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя.

Мера градиента осмотического давления, то есть различия водного потенциала двух растворов, разделённых полупроницаемой мембраной, называется тоничностью. Раствор, имеющий более высокое осмотическое давление по сравнению с другим раствором, называется гипертоническим, имеющий более низкое — гипотоническим.

Тургор тканей — напряжённое состояние оболочек живых клеток. Тургорное давление — внутреннее давление, которое развивается в растительной клетке, когда в неё в результате осмоса входит вода и цитоплазма прижимается к клеточной стенке; это давление препятствует дальнейшему проникновению воды в клетку.

Тургор обуславливается тремя факторами: внутренним осмотическим давлением клетки, которое вызывает напряжение клеточной оболочки, внешним осмотическим давлением, а также упругостью клеточной оболочки.

Рисунок 11. Взаимодействие эритроцитов и растительной клетки с растворами.

Дифференцировка клеток многоклеточного организма

Многоклеточные организмы состоят из клеток, которые в той или иной степени отличаются по строению и функциям, например, у взрослого человека около 230 различных типов клеток. Все они являются потомками одной клетки — зиготы (в случае полового размножения) — и приобретают различия в результате процесса дифференцировки.

Дифференцировка в подавляющем большинстве случаев не сопровождается изменением наследственной информации клетки, а обеспечивается лишь путем регуляции активности генов, специфический характер экспрессии генов наследуется во время деления материнской клетки обычно благодаря эпигенетическим механизмам. Однако есть исключения: например, при образовании клеток специфической иммунной системы позвоночных происходит перестройка некоторых генов, эритроциты млекопитающих полностью теряют всю наследственную информацию, а половые клетки — её половину.

Различия между клетками на первых этапах эмбрионального развития появляются, во-первых, вследствие неоднородности цитоплазмы оплодотворенной яйцеклетки, из-за чего во время процесса дробления образуются клетки, различающиеся по содержанию определенных белков и РНК; во-вторых, важную роль играет микроокружение клетки — её контакты с другими клетками и средой.

Возникновение клеток

Доподлинно неизвестно, когда на Земле появилась первая клетка и каким путем она возникла. Наиболее ранние вероятные ископаемые остатки клеток, приблизительный возраст которых оценен в 3,49 млрд лет, найдены на востоке Пилбары (Австралия), хотя биогенность их происхождения была поставлена под сомнение. О существовании жизни в раннем архее свидетельствуют также строматолиты того же периода.

Возникновению первых клеток должно было предшествовать накопление органических веществ в среде и появление определенной формы пребиотического метаболизма. Протоклетки содержали как минимум два обязательных элемента: наследственную информацию в виде молекул, способных к саморепликации, и определенного рода оболочки, которая ограждала внутреннее содержимое первых клеток от окружающей среды.

Наиболее вероятным кандидатом на роль саморепликативных молекул является РНК, поскольку она может одновременно выступать и носителем наследственной информации, и катализатором; кроме того, РНК, в отличие от ДНК, самодостаточна для осуществления биосинтеза белков.

Подробнее о клетке вы можете узнать из видео:

Без клетки нет жизни, клетка — это наша жизнь. Поэтому если узнавать больше о клетке, то можно объяснить, например, действие многих компонентов на нашу жизнь и самочувствие. Изучайте строение клетки и особенно важно изучать клетку будущим врачам.

Строение и функции ячеек | Клетки: основные единицы жизни

2.3 Структура и функции клетки (ESG4S)

Раздел 3: Структура и функции клетки

В этом разделе учащиеся расширяют свои знания и изучают различные клеточные структуры и связанные с ними функции. Необходимо представить роли органелл внутри клеток и связать структуру и расположение органелл с их функцией.

Ячейки различаются по размеру, форме и структуре и поэтому выполняют специализированные функции.Свяжите это с тканями. Различия между растительными и животными клетками можно отнести к 9-му классу

.

Клеточная теория (ESG4T)

Клеточная теория, разработанная в 1839 году микробиологами Шлейденом и Шванном, описывает свойства клеток. Это объяснение взаимоотношений между клетками и живыми существами. Теория утверждает, что:

• Все живое состоит из клеток и их продуктов.
• новых клеток создаются путем деления старых клеток на две.
• клеток — это основные строительные блоки жизни.

Теория клеток применима ко всем живым существам, большим или малым. Современное понимание теории клетки расширяет концепции исходной теории клетки, чтобы включить следующее:

• Активность организма зависит от общей активности независимых клеток.
• Поток энергии происходит в клетках за счет расщепления углеводов при дыхании.
• Ячейки содержат информацию, необходимую для создания новых ячеек. Эта информация известна как «наследственная информация» и содержится в ДНК.
• Содержимое клеток близких видов в основном одинаковое.

ДНК

(наследственная информация клеток) передается от «родительских» клеток к «дочерним» клеткам во время деления клеток. Вы узнаете об этом больше в следующей главе: Деление клеток .

Клетки — самая маленькая форма жизни; функциональные и структурные единицы всего живого. Ваше тело содержит несколько миллиардов клеток, сгруппированных по более чем 200 основным типам, с сотнями специфичных для клеток функций.

Некоторые функции, выполняемые клетками, настолько важны для существования жизни, что их выполняют все клетки (например, клеточное дыхание). Другие узкоспециализированные (например, фотосинтез).

На рис. 2.9 показан двухмерный чертеж животной клетки. На схеме показаны структуры, видимые внутри клетки при большом увеличении. Структуры образуют ультраструктуру клетки.

Рис. 2.9: Схема ультраструктуры клетки животного происхождения.

1. В парах обсудите различные органы человеческого тела и то, как они функционируют.
2. Как вы думаете, как функционируют клетки?

Моделирование: 2CP5

Видео: 2CP6

Моделирование: 2CP7

Видео: 2CP8

Видео: 2CP9

Теперь мы рассмотрим некоторые основные клеточные структуры и органеллы в клетках животных и растений.

Клеточная стенка (ESG4V)

Клеточная стенка — это жесткий неживой слой, который находится вне клеточной мембраны и окружает клетку. У растений, бактерий и грибов есть клеточные стенки. У растений стена состоит из целлюлозы.Он состоит из трех слоев, которые помогают поддерживать растение. Эти слои включают среднюю пластинку, первичную клеточную стенку и вторичную клеточную стенку.

Средняя пластина : отделяет одну ячейку от другой. Это тонкий мембранный слой снаружи клетки, состоящий из липкого вещества, называемого пектином.

Первичная клеточная стенка : Находится внутри средней ламели и в основном состоит из целлюлозы.

Вторичная клеточная стенка : расположена рядом с клеточной мембраной.Он состоит из толстого и прочного слоя целлюлозы, который удерживается твердым водонепроницаемым веществом, называемым лигнином. Он находится только в клетках, которые обеспечивают механическую поддержку растений.

Человеческое тело не может разрушить целлюлозу клеточных стенок, потому что мы не производим фермент целлюлазу.

Рис. 2.10: Микрофотографии диатомовых водорослей с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывающие внешний вид клеточной стенки. Шкала: A, B, D: 10 мкм, C 20 мкм

Функции клеточной стенки

• Основная функция стены — защитить внутренние части растительной клетки, она придает растительным клеткам более однородную и правильную форму и обеспечивает поддержку тела растения.
• Клеточная стенка полностью проницаема для воды и минеральных солей, что позволяет распределять питательные вещества по всему растению.
• Отверстия в клеточной стенке называются плазмодесмами, которые содержат нити цитоплазмы, соединяющие соседние клетки. Это позволяет клеткам взаимодействовать друг с другом, позволяя молекулам перемещаться между растительными клетками.

Клеточная мембрана (ESG4W)

Клеточная мембрана , также называемая плазматической мембраной, физически отделяет внутриклеточное пространство (внутри клетки) от внеклеточной среды (вне клетки).Все клетки растений и животных имеют клеточные мембраны. Клеточная мембрана окружает и защищает цитоплазму . Цитоплазма является частью протоплазмы и является живым компонентом клетки.

Клеточная мембрана состоит из двойного слоя (бислоя) специальных липидов (жиров), называемых фосфолипидами . Фосфолипиды состоят из гидрофильной головки (водолюбивой) и гидрофобной (водобоязненной) хвостовой части. Гидрофобная головка фосфолипида полярная (заряженная) и поэтому может растворяться в воде.Гидрофобный хвост неполярный (незаряженный) и не может растворяться в воде.

Липидный бислой формируется спонтанно из-за свойств молекул фосфолипидов. В водной среде полярные головы пытаются образовать водородные связи с водой, в то время как неполярные хвосты пытаются вырваться из воды. Проблема решается формированием бислоя, потому что гидрофильные головки могут указывать наружу и от водородных связей с водой, а гидрофобные хвосты обращены друг к другу и « защищены » от молекул воды (Рисунок 2.11.

Рис. 2.11: Липидный бислой, показывающий расположение фосфолипидов, содержащих гидрофильные полярные головки и гидрофобные неполярные хвосты.

Вспомните структуру липидных молекул из предыдущей главы о химии жизни .

Все обмены между клеткой и окружающей средой должны происходить через клеточную мембрану. Клеточная мембрана избирательно проницаема для ионов (например, водорода, натрия), небольших молекул (кислород, углекислый газ) и более крупных молекул (глюкоза и аминокислоты) и контролирует перемещение веществ в клетки и из них.Клеточная мембрана выполняет множество важных функций внутри клетки, таких как осмос, диффузия, транспортировка питательных веществ в клетку, процессы поглощения и секреции. Клеточная мембрана достаточно прочная, чтобы обеспечить клетке механическую опору, и достаточно гибкая, чтобы позволить клеткам расти и двигаться.

Структура клеточной мембраны: модель жидкой мозаики

S.J. Сингер и Г.Л. Николсон предложили жидкостную мозаичную модель клеточной мембраны в 1972 году. Эта модель описывает структуру клеточной мембраны как жидкостную структуру с различными белковыми и углеводными компонентами, свободно диффундирующими через мембрану.Структура и функции каждого компонента мембраны представлены в таблице ниже. Таблица 2.2 относится к компонентам клеточной мембраны, показанным на диаграммах на рисунках 2.11 и 2.12.

Рис. 2.12: Жидкая мозаичная модель клеточной мембраны.

Компонент (см. Рисунок 2.12)	Структура	Функция
Двухслойный фосфолипид	Состоит из двух слоев фосфолипидов.Каждый фосфолипид имеет полярную гидрофильную (водорастворимую) головку, а также неполярный гидрофобный (нерастворимый в воде) хвост.	Это полупроницаемая структура, которая не позволяет материалам свободно проходить через мембрану, таким образом защищая внутри- и внеклеточную среду клетки.
Мембранные белки	Это белки, которые обнаруживаются на мембране от внутренней части клетки (в цитоплазме) до внешней стороны клетки. Мембранные белки имеют гидрофильные и гидрофобные области, которые позволяют им вписываться в клеточную мембрану.	Действуют как белки-переносчики, которые контролируют движение определенных ионов и молекул через клеточную мембрану.
Гликопротеины	Состоят из коротких углеводных цепей, прикрепленных к полипептидным цепям, и находятся во внеклеточных областях мембраны.	Эти белки полезны для распознавания от клетки к клетке.
Гликолипиды	Углеводные цепи, прикрепленные к фосфолипидам на внешней поверхности мембраны.	Действуют как сайты узнавания определенных химических веществ и играют важную роль в прикреплении клеток к клеткам с образованием тканей.

Таблица 2.2: Структура и функции компонентов клеточной мембраны.

Дальнейшее описание модели жидкой мозаики можно посмотреть по адресу:

Видео: 2CPC

Движение через мембраны (ESG4X)

Перемещение веществ через клеточные мембраны необходимо, поскольку оно позволяет клеткам приобретать кислород и питательные вещества, выводить продукты жизнедеятельности и контролировать концентрацию необходимых веществ в клетке (например,г кислорода, воды, гормонов, ионов и т. д.). Ключевые процессы, посредством которых происходит такое движение, включают диффузию , осмос, облегченную диффузию и активный транспорт .

Узнайте о различных способах перемещения молекул через клеточные мембраны.

Видео: 2CPD

1. Распространение

Диффузия — это перемещение веществ из области высокой концентрации в область низкой концентрации. Следовательно, считается, что это происходит на ниже градиента концентрации .На приведенной ниже диаграмме показано движение растворенных частиц в жидкости до тех пор, пока они не станут случайным образом распределены.

Диффузия — это движение молекул из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией. Это пассивный процесс (т.е. не требует затрат энергии).

Диффузия — это пассивный процесс , что означает, что он не требует ввода энергии. Это может происходить через живую или неживую мембрану и может происходить в жидкой или газовой среде.Из-за того, что диффузия происходит через градиент концентрации, это может привести к перемещению веществ внутрь или из клетки. Примеры веществ, перемещаемых путем диффузии, включают двуокись углерода, кислород, воду и другие небольшие молекулы, которые способны растворяться в липидном бислое.

Наблюдайте за происходящим распространением, щелкнув следующую ссылку.

Видео: 2CPF

Наблюдение за диффузией

Цель

Наблюдать за диффузией.

Аппарат

• 1 x \ (\ text {500} \) \ (\ text {ml} \) стакан
• большая воронка
• пластиковая соломинка
• кристаллы перманганата калия

Метод

1. Наполните химический стакан водой и дайте ему постоять несколько минут, чтобы движение воды прекратилось.
2. Поместите большую воронку в воду так, чтобы она касалась дна стакана. Бросьте через соломинку несколько маленьких кристаллов перманганата калия. Осторожно и медленно снимите воронку.
3. Обратите внимание на размер области, окрашенной перманганатом калия в начале эксперимента, через 5 минут, а затем через 20 минут.

Вопросы

1. Что вы наблюдаете, происходящее в стакане?
2. Что вы можете сделать на основании своих наблюдений?
3. Объясните, как использование горячей воды повлияет на результаты этого эксперимента (помните, что при объяснении вам необходимо указать причину своего ответа).

Наблюдение за диффузией

Вопросы

1. Что вы наблюдаете в стакане?
2. Что вы можете сделать на основании своих наблюдений?
3. Объясните, как использование горячей воды повлияет на результаты этого эксперимента (помните, что при объяснении вам необходимо указать причину своего ответа).

Ответы

1. Пурпурный цвет медленно распространяется (распространяется) по всему стакану с водой, пока цвет не распределяется равномерно.
2. Молекулы воды и перманганата калия должны постоянно перемещаться, чтобы фиолетовый цвет распространился по воде и распространился равномерно.
3. Использование горячей воды ускорит процесс распределения / распространения. Дополнительное тепло воды дает частицам кинетическую энергию, которая позволяет им двигаться быстрее. Чем быстрее движутся частицы, тем быстрее цвет распространяется по стакану.

2. Осмос

Когда концентрация растворенных веществ в растворе низкая, концентрация воды высокая, и мы говорим, что существует высокий потенциал воды .Осмос — это движение воды из области с более высоким водным потенциалом в область с более низким водным потенциалом через полупроницаемую мембрану, разделяющую две области. Движение воды всегда происходит вниз по градиенту концентрации, то есть от более высокого водного потенциала (разбавленный раствор) к более низкому (концентрированный раствор). Осмос — это пассивный процесс, не требующий затрат энергии. Клеточные мембраны пропускают молекулы воды, но не пропускают молекулы большинства растворенных веществ, например.г. соль и сахар, чтобы пройти. Когда вода попадает в клетку через осмос, она создает давление, известное как осмотическое давление .

Рисунок 2.14: Осмос — это движение воды из области с высоким водным потенциалом в область с низким водным потенциалом через полупроницаемую мембрану.

Наблюдайте за происходящим осмосом, перейдя по следующей ссылке.

Видео: 2CPG

В биологических системах осмос жизненно важен для выживания клеток растений и животных. На рис. 2.15 показано, как осмос влияет на эритроциты, когда они помещены в три разных раствора с разными концентрациями.

Рисунок 2.15: Влияние гипертонических, изотонических и гипотонических растворов на эритроциты.

Гипертонический (концентрированный)	Изотонический	Гипотонический (разбавленный)
Среда сконцентрирована с более низким водным потенциалом, чем внутри клетки, поэтому клетка будет терять воду из-за осмоса.	Концентрация воды внутри и снаружи клетки одинакова, и нет никакого движения воды через клеточную мембрану.(Вода будет продолжать двигаться через мембрану, но вода будет входить и покидать клетку с той же скоростью.)	Среда имеет более высокий водный потенциал (более разбавленный), чем клетка, и вода будет перемещаться в клетку посредством осмоса, и в конечном итоге может привести к взрыву ячейки.

Клетки растений используют осмос для поглощения воды из почвы и транспортировки ее к листьям. Осмос в почках поддерживает необходимый уровень воды и соли в организме и крови.

Прогнозирование направления осмоса

Цель

Предсказать направление осмоса.

Аппарат

• 1 x \ (\ text {500} \) \ (\ text {ml} \) стакан
• 1 картофель крупный
• картофелечистка / скальпель
• 2 штифта
• концентрированный раствор сахароза / сахар. Для этого добавьте 100 г сахара в 200 мл воды.

Метод

1. Снимите кожуру с картофеля большого размера с помощью скальпеля / картофелечистки.
2. Обрежьте один конец, чтобы сделать основание плоским.
3. Сделайте в картофеле полость почти до дна картофеля.
4. Добавьте концентрированный сахарный раствор в полость картофеля, заполняя ее примерно наполовину. Отметьте уровень, вставив булавку на уровень сахарного раствора (вставьте стержень под углом в углубление на уровне) (Рисунок 2.16 A).
5. Осторожно поместите картофель в стакан с водой.
6. Посмотрите, что происходит с уровнем сахарного раствора в картофеле.
7. Через 15-20 минут отметьте уровень, вставив вторую иглу на уровне раствора сахара (вставьте как первую булавку) (Рисунок 2.16 В).

Рис. 2.16: Использование картофеля для исследования осмоса.

Вопросы

1. Что вы наблюдаете, происходящее с уровнем раствора внутри картофеля?
2. Какой вывод вы можете сделать на основании своего наблюдения?
3. Какие условия были выполнены в этом эксперименте, что отличает этот тип переноса от диффузионного?

Прогнозирование направления осмоса

Вопросы

1. Что вы наблюдаете, происходящее с уровнем раствора внутри картофеля?
2. Какой вывод вы можете сделать на основании своего наблюдения?
3. Какие условия были выполнены в этом эксперименте, что отличает этот тип переноса от диффузионного?

Ответы

1. Уровень раствора внутри картофеля увеличивается.
2. Вода выходит из картофеля в углубление посередине. При этом в картофель из стакана втягивается вода. Это означает, что раствор в полости гипертонический, а вода — гипотоническая.
3. Полупроницаемые мембраны клеток картофеля препятствуют движению молекул сахара. Только вода движется. При диффузии все молекулы могут двигаться. При осмосе движется только вода, и она движется через полупроницаемую мембрану.

Посмотрите иллюстрацию диффузии и осмоса.

Видео: 2CPH

3. Облегченная диффузия

Облегченная диффузия — это особая форма диффузии, которая позволяет быстро обмениваться определенными веществами. Частицы захватываются белками-носителями, которые в результате меняют свою форму. Изменение формы вызывает высвобождение частиц с другой стороны мембраны. Облегченная диффузия может происходить только через живые биологические мембраны, содержащие белки-носители. Вещество транспортируется через белок-носитель из области высокой концентрации в область низкой концентрации, пока не распределяется случайным образом.Следовательно, движение происходит на вниз по градиенту концентрации .

Рисунок 2.17: Облегченная диффузия в клеточной мембране, показаны ионные каналы и белки-носители.

Примеры веществ, перемещаемых посредством облегченной диффузии, включают все полярные молекулы, такие как глюкоза или аминокислоты.

4. Активный транспорт

Активный перенос — это перемещение веществ против градиента концентрации из области низкой концентрации к высокой концентрации с использованием подводимой энергии.В биологических системах эта энергия присутствует в форме аденозинтрифосфата (АТФ) . Процесс переносит вещества через мембранный белок. Перемещение веществ избирательно через белки-носители и может происходить в клетку или из клетки.

АТФ и АДФ — это молекулы, участвующие в перемещении энергии внутри клеток. Вам не обязательно знать эти имена полностью, вы узнаете о них позже.

Рисунок 2.18: Натрий-калиевый насос является примером первичного активного транспорта.

Примеры перемещаемых веществ включают ионы натрия и калия, как показано на рис. 2.18

Что такое клетка?: MedlinePlus Genetics

Клетки — это основные строительные блоки всего живого. Человеческое тело состоит из триллионов клеток. Они обеспечивают структуру тела, поглощают питательные вещества из пищи, преобразуют эти питательные вещества в энергию и выполняют специальные функции. Клетки также содержат наследственный материал тела и могут копировать себя.

Ячейки состоят из множества частей, каждая из которых выполняет свою функцию.Некоторые из этих частей, называемые органеллами, представляют собой специализированные структуры, которые выполняют определенные задачи внутри клетки. Клетки человека содержат следующие основные части, перечисленные в алфавитном порядке:

Цитоплазма

Внутри клетки цитоплазма состоит из желеобразной жидкости (называемой цитозолем) и других структур, окружающих ядро.

Цитоскелет

Цитоскелет представляет собой сеть длинных волокон, составляющих структурный каркас клетки.Цитоскелет выполняет несколько важных функций, включая определение формы клеток, участие в делении клеток и обеспечение движения клеток. Он также обеспечивает похожую на трек систему, которая направляет движение органелл и других веществ внутри клеток.

Эндоплазматическая сеть (ER)

Эта органелла помогает обрабатывать молекулы, созданные клеткой. Эндоплазматический ретикулум также транспортирует эти молекулы к их конкретным местам назначения внутри или за пределами клетки.

Аппарат Гольджи

Аппарат Гольджи упаковывает молекулы, обработанные эндоплазматическим ретикулумом, для транспортировки из клетки.

Лизосомы и пероксисомы

Эти органеллы являются центром переработки клетки. Они переваривают чужеродные бактерии, которые вторгаются в клетку, очищают клетку от токсичных веществ и перерабатывают изношенные клеточные компоненты.

Митохондрии

Митохондрии — это сложные органеллы, которые преобразуют энергию пищи в форму, которую клетка может использовать.У них есть собственный генетический материал, отдельный от ДНК в ядре, и они могут копировать себя.

Ядро

Ядро служит командным центром клетки, посылая ей указания расти, созревать, делиться или умирать. В нем также находится ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), наследственный материал клетки. Ядро окружено мембраной, называемой ядерной оболочкой, которая защищает ДНК и отделяет ядро ​​от остальной части клетки.

Плазменная мембрана

Плазматическая мембрана — это внешняя оболочка клетки.Он отделяет клетку от окружающей среды и позволяет материалам входить и покидать клетку.

Рибосомы

Рибосомы — это органеллы, которые обрабатывают генетические инструкции клетки для создания белков. Эти органеллы могут свободно плавать в цитоплазме или соединяться с эндоплазматической сетью (см. Выше).

Определения структуры ячеек | Sciencing

Клетки, вообще говоря, подобны тождественным единицам, составляющим единое целое.Например, тюремные блоки и ульи состоят в основном из камер. Применительно к биологическим системам этот термин, вероятно, был придуман ученым 17-го века Робертом Гуком, изобретателем составного микроскопа и пионером значительного числа научных исследований. Клетка, как ее описывают сегодня, — это мельчайшая единица живого существа, которая сохраняет характеристики самой жизни. Другими словами, отдельные клетки не только содержат генетическую информацию, но также используют и трансформируют энергию, химические реакции хозяина, поддерживают равновесие и так далее.Говоря проще, клетки обычно и уместно называют «строительными блоками жизни».

Важнейшие характеристики клетки включают клеточную мембрану для отделения и защиты содержимого клетки от остального мира; цитоплазма или похожее на жидкость вещество внутри клетки, в котором происходят метаболические процессы; и генетический материал (дезоксирибонуклеиновая кислота или ДНК). По сути, это описание прокариотической или бактериальной клетки в целом. Однако более сложные организмы, называемые эукариотами, включая животных, растения и грибы, также обладают множеством других клеточных структур, все они эволюционировали в соответствии с потребностями высокоспециализированных живых существ.Эти структуры называются органеллами. Органеллы для эукариотических клеток — это то же самое, что ваши собственные органы (желудок, печень, легкие и так далее) для вашего тела в целом.

Базовая структура ячейки

Ячейки структурно являются единицами организации. Формально они классифицируются в зависимости от того, откуда они берут энергию. Прокариоты включают два из шести таксономических царств, архебактерии и монеры; все эти виды одноклеточные и большинство из них являются бактериями, и их возраст удивительно 3.5 миллиардов лет или около того (около 80 процентов предполагаемого возраста самой Земли). Эукариотам всего 1,5 миллиарда лет, в их число входят животные, растения, грибы и протисты. Большинство эукариот многоклеточны, хотя некоторые (например, дрожжи) — нет.

Прокариотические клетки, как минимум, характеризуются скоплением генетического материала в форме ДНК внутри оболочки, ограниченной клеточной мембраной, также называемой плазматической мембраной. Внутри этого корпуса также находится цитоплазма, которая у прокариот имеет консистенцию влажного асфальта; у эукариот он намного более жидкий.Кроме того, у многих прокариот есть клеточная стенка за пределами клеточной мембраны, которая служит защитным слоем (как вы увидите, клеточная мембрана выполняет множество функций). Примечательно, что растительные клетки, которые являются эукариотическими, также включают клеточные стенки. Но прокариотические клетки не включают органеллы, и это основное структурное различие. Даже если кто-то решит рассматривать это различие как метаболическое, оно все равно связано с соответствующими структурными свойствами.

Некоторые прокариоты имеют жгутика , которые представляют собой штыревые полипептиды, используемые для движения.У некоторых также есть пили , которые представляют собой волосовидные выступы, используемые для приклеивания. Бактерии также бывают разных форм: кокки круглые (например, менингококки, которые могут вызывать менингит у человека), бациллы (палочки, как виды, вызывающие сибирскую язву), а также спириллы или спирохеты (спиралевидные бактерии, например, вызывающие сифилис). .

А вирусы? Это всего лишь крошечные кусочки генетического материала, которым может быть ДНК или РНК (рибонуклеиновая кислота), окруженные белковой оболочкой.Вирусы не могут воспроизводиться сами по себе и поэтому должны инфицировать клетки и «захватывать» их репродуктивный аппарат, чтобы размножать свои копии. В результате антибиотики нацелены на всевозможные бактерии, но неэффективны против вирусов. Существуют противовирусные препараты, постоянно появляются новые и более эффективные, но их механизмы действия полностью отличаются от механизмов действия антибиотиков, которые обычно нацелены либо на клеточные стенки, либо на метаболические ферменты, специфичные для прокариотических клеток.

Клеточная мембрана

Клеточная мембрана — это многогранное чудо биологии. Его наиболее очевидная задача — служить контейнером для содержимого клетки и обеспечивать барьер для проникновения внеклеточной среды. Однако это описывает лишь небольшую часть его функции. Клеточная мембрана — это не пассивная перегородка, а высокодинамичный набор ворот и каналов, которые помогают поддерживать внутреннюю среду клетки (то есть ее равновесие или гомеостаз), избирательно позволяя молекулам входить и выходить из клетки по мере необходимости.

Мембрана на самом деле представляет собой двойную мембрану, в которой два слоя обращены друг к другу в зеркальном отображении. Это называется бислоем фосфолипидов, и каждый слой состоит из «листа» молекул фосфолипидов, или, точнее, молекул глицерофосфолипидов. Это удлиненные молекулы, состоящие из полярных фосфатных «головок», которые обращены от центра бислоя (то есть к цитоплазме и внешней части клетки), и неполярных «хвостов», состоящих из пары жирных кислот; эти две кислоты и фосфат присоединены к противоположным сторонам молекулы трехуглеродного глицерина.Из-за асимметричного распределения заряда на фосфатных группах и отсутствия асимметрии заряда жирных кислот фосфолипиды, помещенные в раствор, фактически спонтанно собираются в этот вид бислоя, поэтому он является энергетически эффективным.

Вещества могут проникать через мембрану разными путями. Один из них — простая диффузия, при которой небольшие молекулы, такие как кислород и углекислый газ, перемещаются через мембрану из областей с более высокой концентрацией в области с более низкой концентрацией.Облегченная диффузия, осмос и активный транспорт также помогают поддерживать стабильную поставку питательных веществ, поступающих в клетки, и вывод продуктов метаболизма.

Ядро

Ядро — это место хранения ДНК в эукариотических клетках. (Напомним, что у прокариот отсутствуют ядра, потому что они лишены каких-либо мембраносвязанных органелл.) Подобно плазматической мембране, ядерная мембрана, также называемая ядерной оболочкой, представляет собой двухслойный фосфолипидный барьер.

Внутри ядра генетический материал клетки организован в отдельные тела, называемые хромосомами.Число хромосом в организме варьируется от вида к виду; у людей 23 пары, в том числе 22 пары «нормальных» хромосом, называемых аутосомами, и одна пара половых хромосом. ДНК отдельных хромосом организована в последовательности, называемые генами; каждый ген несет генетический код определенного белкового продукта, будь то фермент, фактор, определяющий цвет глаз, или компонент скелетных мышц.

Когда клетка подвергается делению, ее ядро ​​делится особым образом благодаря репликации хромосом внутри нее.Этот репродуктивный процесс называется митозом, а расщепление ядра — цитокинезом.

Рибосомы

Рибосомы являются местом синтеза белка в клетках. Эти органеллы почти полностью состоят из типа РНК, который называется рибосомной РНК или рРНК. Эти рибосомы, которые встречаются по всей цитоплазме клетки, включают одну большую субъединицу и одну маленькую субъединицу.

Возможно, самый простой способ представить рибосомы — это крошечные конвейеры. Когда приходит время производить данный белковый продукт, информационная РНК (мРНК), транскрибируемая в ядре из ДНК, попадает в ту часть рибосом, где код мРНК транслируется в аминокислоты, строительные блоки всех белков.В частности, четыре различных азотистых основания мРНК могут быть организованы 64 различными способами в группы по три (4 в третьей степени равны 64), и каждый из этих «триплетов» кодирует аминокислоту. Поскольку в организме человека всего 20 аминокислот, некоторые аминокислоты происходят из более чем одного триплетного кода.

Когда мРНК транслируется, еще один тип РНК, транспортная РНК (тРНК) несет любую аминокислоту, вызванную кодом, к рибосомному сайту синтеза, где аминокислота присоединяется к концу белка — в ходе выполнения.Как только белок, который может состоять из десятков и многих сотен аминокислот, готов, он высвобождается из рибосомы и транспортируется туда, где это необходимо.

Митохондрии и хлоропласты

Митохондрии являются «энергетическими установками» клеток животных, а хлоропласты — их аналогами в клетках растений. Митохондрии, которые, как полагают, возникли как отдельно стоящие бактерии, прежде чем стать частью структур, которые стали эукариотическими клетками, являются местом аэробного метаболизма, который требует кислорода для извлечения энергии в форме аденозинтрифосфата (АТФ) из глюкозы.Митохондрии получают молекулы пирувата, полученные в результате кислородно-независимого расщепления глюкозы в цитоплазме; в матриксе (внутренней части) митохондрий пируват подвергается циклу Кребса, также называемому циклом лимонной кислоты или циклом трикарбоновой кислоты (TCA). Цикл Кребса генерирует накопление высокоэнергетических носителей протонов и служит установкой для аэробных реакций, называемых цепью переноса электронов, которые происходят поблизости на митохондриальной мембране, которая является еще одним липидным бислоем.Эти реакции генерируют гораздо больше энергии в форме АТФ, чем при гликолизе; без митохондрий животная жизнь не могла бы развиваться на Земле из-за огромных потребностей в энергии «высших» организмов.

Хлоропласты — это то, что придает растениям зеленый цвет, так как они содержат пигмент под названием хлорофилл. В то время как митохондрии расщепляют продукты глюкозы, хлоропласты фактически используют энергию солнечного света для создания глюкозы из углекислого газа и воды. Затем растение использует часть этого топлива для собственных нужд, но большая его часть, вместе с кислородом, выделяющимся при синтезе глюкозы, достигает экосистемы и используется животными, которые не могут производить себе пищу.Без изобилия растений на Земле животные не смогли бы выжить; Верно и обратное, поскольку метаболизм животных производит достаточно углекислого газа для использования растениями.

Цитоскелет

Цитоскелет, как следует из названия, обеспечивает структурную поддержку клетки так же, как ваш собственный костный скелет обеспечивает стабильную основу для ваших органов и тканей. Цитоскелет состоит из трех компонентов: микрофиламентов, промежуточных волокон и микротрубочек, в порядке от самых маленьких до самых больших.Микрофиламенты и микротрубочки можно собирать и разбирать в соответствии с потребностями клетки в данный момент времени, тогда как промежуточные волокна имеют тенденцию быть более постоянными.

В дополнение к фиксации органелл на месте, подобно тому, как проводники, прикрепленные к высоким коммуникационным башням, удерживают их прикрепленными к земле, цитоскелет помогает перемещать предметы внутри клетки. Это может быть в виде якорных точек для жгутиков, как это делают некоторые микротрубочки; в качестве альтернативы, некоторые микротрубочки обеспечивают фактический канал (путь) для движения вещей.Таким образом, цитоскелет может быть как моторным, так и магистральным, в зависимости от конкретного типа.

Другие органеллы

Другие важные органеллы включают тельца Гольджи , которые при микроскопическом исследовании выглядят как стопки блинов и служат местами хранения и секреции белка, а также эндоплазматический ретикулум , который перемещает белковые продукты из одной части тела. ячейка в другую. Эндоплазматическая сеть бывает гладкой и шероховатой; последние названы так потому, что они усеяны рибосомами.Тельца Гольджи дают начало пузырькам, которые отламывают края «блинов» и содержат белки; если их можно рассматривать как транспортные контейнеры, то эндоплазматический ретикулум, который принимает эти тела, подобен системе шоссе или железной дороги.

Лизосомы также важны для содержания клеток. Это также везикулы, но они содержат специфические пищеварительные ферменты, которые могут лизировать (растворять) либо продукты жизнедеятельности клеток, либо химические вещества, которые вообще не должны присутствовать, но каким-то образом нарушили клеточную мембрану.

Ячейки

: их структура и функции

Ячейки: их структура и функции Глава 4: Структура и функции ячеек

  Анималкулы  и первые микроскопы
 

А. Ранние микроскописты

1. Галилей видел детали глаз насекомых двумя грубыми линзы.

2. Роберт Гук наблюдал за пробкой в ​​простые линзы, в которые он видел крошечные отсеки, которые он назвал ячейками (Cellulae) .

3. Ван Левенгук увидел протистанов, сперму и бактерии с помощью своего линзы и микроскопы.

Б. Теория клетки

1. Шлейден (ботаник) и Шванн (зоолог): Считалось, что все растения и животные состоят из клеток.

2. Вирхов: клетки происходят из уже существующих клеток.

C. Теория клетки: три обобщения:

1.Все организмы состоят из одной или нескольких клеток.

2. Ячейка — это наименьшая единица, обладающая свойствами жизнь.

3. Непрерывность жизни проистекает непосредственно из роста и деление одиночных клеток.

I. Основные аспекты клеточной структуры и Функция

A. Структурная организация клеток

1. Ячейка — это наименьший объект, который все еще сохраняет характеристики жизни.

2. Все ячейки состоят из трех основных частей:

а. Плазматическая мембрана отделяет каждую клетку от окружающая среда, разрешает поток молекул через мембрану, и содержит рецепторы, которые могут влиять на клеточные виды деятельности.

г. Область, содержащая ДНК, занимает часть интерьер.

г. Цитоплазма содержит мембраносвязанные компартменты. (кроме бактерий), частицы и волокна & endash; все залито в полужидком веществе.

3. Эукариотические клетки определяются наличием у них мембраносвязанное ядро.

4. Прокариотические клетки не имеют определенного ядра; единственный представители — бактерии.

B. Жидкая мозаичная модель клеточных мембран

1. «Жидкая» часть клеточной мембраны состоит из фосфолипиды.

а. Молекула фосфолипида состоит из гидрофильная голова и два гидрофобных хвоста.

г. Если молекулы фосфолипидов окружены водой, их кластер хвостов гидрофобных жирных кислот и двухслойный результат; гидрофильные головки находятся на внешних гранях двухслойной лист.

г. Двухслойные фосфолипиды — структурная основа для всех клеточных мембран.

2. Внутри бислоя фосфолипиды показывают довольно много движение; они рассеиваются в стороны, вращаются и сгибают хвосты, чтобы предотвращают плотную упаковку и способствуют текучести, что также приводит к от липидов с короткими хвостами и ненасыщенных хвостов (изгиб при двойном облигации).

C. Обзор мембранных белков

1. Множество различных белков встроены в двухслойным или расположенным на двух его поверхностях.

2. Мембранные белки служат транспортными белками, рецепторами. белки, белки распознавания и белки адгезии.

II. Размер и форма ячейки

A. Из-за их небольшого размера большинство ячеек можно увидеть только с помощью светового и электронного микроскопов.

B. Размер ячейки должен быть небольшим; помните соотношение поверхности к объему!

Слишком большая ячейка не сможет двигаться материалы в камеру и из нее.

III. В центре внимания наука: Микроскопы: путь к Ячейки

IV. Определяющие особенности эукариотических клеток

A. Основные сотовые компоненты

1. Органеллы образуют отделенные части цитоплазма.

2. Все эукариотических клеток содержат органеллы.

а. Ядро контролирует доступ к ДНК и позволяет легче упаковывать ДНК во время деления клеток.

г. Эндоплазматический ретикулум (ER) модифицирует новые образует полипептидные цепи, а также участвует в липидном синтез.

г. Корпус Golgi модифицирует, сортирует и отправляет белки; они также играют роль в синтезе липидов для секреция или внутреннее употребление.

г. Везикулы транспортируют материал между органеллами и функция внутриклеточного пищеварения.

e. Митохондрии — эффективные фабрики АТФ производство.

3. Клетки также содержат немембранные структуры:

г. Рибосомы , «свободные» или прикрепленные к мембранам, участвуют в сборке полипептидных цепей.

г.Цитоскелет помогает определить форму клетки, внутренняя организация и движения.

4. Органеллы разделяют реакции по времени (с учетом правильная последовательность) и пространство (позволяющее несовместимые реакции на происходят в непосредственной близости).

B. Какие органеллы типичны для растений?

1. На рис. 4.7a показано расположение частей растительной клетки.

2. Несмотря на то, что он обозначен как «типичный», ни одна диаграмма не может говорить для всех разновидностей растительных клеток.

C. Какие органеллы типичны для животных?

1. На рис. 4.7b показано расположение частей клеток животных.

2. Несмотря на то, что он обозначен как «типичный», ни одна диаграмма не может говорить для всех разновидностей клеток животных.

3. Также обратите внимание на различия между растительными и животными клетками, особенно клеточная стенка и большая центральная вакуоль растения клетки.

В.Ядро

A. Ядро изолирует ДНК, которая содержит код белка сборка из мест (рибосомы в цитоплазме), где белки будут быть собранным.

1. Локализация ДНК упрощает сортировку наследственные инструкции, когда приходит время делиться клетке.

2. Мембранная граница ядра помогает контролировать обмен сигналами и веществами между ядром и цитоплазма.

B. Ядерная оболочка

1. Ядерная оболочка состоит из двух липидных бислои с порами.

2. Он окружает внутри нуклеоплазму.

3. На внутренней поверхности расположены места прикрепления белка. нити, которые закрепляют молекулы ДНК и удерживают их организовано.

C. Ядрышко

1. Ядрышко, расположенное внутри ядра, выглядит как более темная шаровидная масса.

2. Это область, где субъединицы рибосом изготавливаются заранее. перед отгрузкой из ядра.

D. Хромосомы

1. Хроматин относится к общему количеству клеток сбор ДНК и связанных белков.

2. Хромосома — это отдельная молекула ДНК и ее ассоциированные белки.

3. ДНК дублируется и конденсируется перед делением клетки. имеет место.

E. Что происходит с белками, определяемыми ДНК?

1. Некоторые из полипептидных цепей, собранных на рибосомы накапливаются в цитоплазме.

2. Другие проходят через цитомембранную систему, где они принимают в их окончательной форме и упаковываются в пузырьки для использования в ячейка или на экспорт.

VI. Цитомембранная система

A. Эндоплазматическая сеть

1.Эндоплазматический ретикулум представляет собой совокупность соединенные между собой трубки и сплюснутые мешочки, которые начинаются от ядра и побродить по цитоплазме.

2. Есть два типа, которые различаются по наличию или отсутствию рибосом:

а. Rough ER состоит из уложенных друг на друга уплощенных мешочков. с множеством прикрепленных рибосом; олигосахаридные группы прикрепляются к полипептидам, когда они проходят через другие органеллы или секреторные пузырьки.

г. Smooth ER не содержит рибосом; это район от какие везикулы, несущие белки и липиды, отпочковываются; это также инактивирует вредные химические вещества.

Б. Тела Гольджи

1. В теле Гольджи , белки и липиды проходят финальную обработку, сортировку и упаковку.

2. Мембраны Гольджи уложены стопками из уплощенные мешочки, края которых разрываются в виде пузырьков.

C. Разнообразие пузырьков

1. Лизосомы — это везикулы, которые отпочковываются от Гольджи. тела; они содержат мощные ферменты, которые могут переваривать содержимое других пузырьков, изношенных частей клеток или бактерий и чужеродных частицы.

2. Пероксисомы — это везикулы, содержащие ферменты, которые расщепляют жирные кислоты и аминокислоты; перекись водорода высвобожденный разрушается другим ферментом.

VII. Митохондрии

A. Митохондрии являются первичными органеллами для переноса энергия углеводов в АТФ в условиях избытка кислорода.

B. В клетках встречаются сотни тысяч митохондрий.

1. Имеет две мембраны, внутреннюю складчатую мембрану. (cristae) окружены гладкой внешней мембраной.

2. Внутренние и внешние отсеки, образованные мембранами, являются важен в преобразованиях энергии.

3. Митохондрии имеют собственную ДНК и некоторые рибосомы, факт. что указывает на возможность того, что когда-то они были независимыми сущности.

VIII. Органеллы специализированные растения

A. Хлоропласты и пластиды прочие

1. Хлоропласты имеют овальную или дискообразную форму, ограничены. двойной мембраной и имеет решающее значение для процесса фотосинтез.

а. В уложенных дисках (грана) пигменты и ферменты улавливают энергию солнечного света с образованием АТФ.

г. Сахар образуется в жидком веществе (строме). окружающие стопки.

г. Пигменты, такие как хлорофилл (зеленый), придают отличительный цвета к хлоропластам.

2. Хромопласты содержат каротиноиды, которые Цвета частей растений от красного до желтого, но без хлорофилла.

3. Амилопласты не имеют пигментов; они хранят крахмал зерна в частях растений, таких как клубни картофеля.

B. Центральная вакуоль

1. В зрелом растении центральная вакуоль может занимают от 50 до 90% внутреннего пространства клетки!

а. хранит аминокислоты, сахар, ионы и отходы.

г. увеличивается во время роста и значительно увеличивает площадь внешней поверхности клетки.

2. Цитоплазма вдавливается в очень узкую зону между центральная вакуоль и плазматическая мембрана.

IX. Цитоскелет

A. Основные компоненты

1. Цитоскелет — это взаимосвязанная система волокна, нити и решетки, которые простираются между ядром и плазматическая мембрана.

2. Придает клеткам их внутреннюю организацию, общую форму, и способность двигаться.

3. Основными компонентами являются микротрубочек, микрофиламентов и промежуточные филаменты: , все собраны из белка субъединицы.

4. Некоторые участки временные, например «шпиндель» микротрубочки, используемые для перемещения хромосом во время деления клеток; другие являются постоянными, например, волокна, работающие в мышцах. сокращение.

Б. Структурная основа движений клеток

1. За счет контролируемой сборки и разборки их субъединицы, микротрубочки и микрофиламенты растут или сжимаются длина (пример: движение хромосом).

2. Микрофиламенты или микротрубочки активно скользят мимо них. другой (пример: движение мышц).

3. Микротрубочки или микрофиламенты шунтируют органеллы из одной местоположение в другое (пример: цитоплазматический поток).

C. Жгутики и реснички

1. Жгутики довольно длинные, обычно нет. многочисленны и обнаруживаются на одноклеточных простейших и сперматозоидах животных. клетки.

2. Реснички короче и многочисленнее и могут обеспечить движение к свободноживущим клеткам или может перемещать окружающую воду и частицы, если ресничная клетка заякорена.

3. Оба этих расширения плазматической мембраны имеют 9 + 2 поперечный массив (возникающий из центриолей) и полезен в двигательная установка.

X. Специализации клеточной поверхности

A. Стенки эукариотических клеток

1.Многие одноклеточные эукариоты имеют клеточную стенку, поддерживающая и защитная структура за пределами плазматической мембраны

2. Микроскопические поры позволяют воде и растворенным веществам проходить к и от нижележащая плазматическая мембрана.

3. У растений пучки целлюлозных нитей образуют первичные клеточная стенка, которая более податлива, чем более жесткая вторичная стена, заложенная в ней позже.

4. Плазмодесматы — каналы, пересекающие соседние стенки. для соединения цитоплазмы соседних клеток.

B. Матрицы между клетками животных

1. Это сеть, которая удерживает клетки и ткани животных. вместе и влияет на то, как клетки будут делиться и метаболизировать.

2. Хрящ состоит из клеток и белков (коллагена и эластин), рассеянный в основном веществе (модифицированный полисахариды).

C. Соединения между ячейками

1. На поверхности ткани клетки соединяются вместе, образуя барьер между интерьером и экстерьером.

2. Обычно используются три перехода от ячейки к ячейке.

а. Плотные соединения связывают клетки эпителия ткани для формирования уплотнений.

г. Приклеивание стыков похоже на точечную сварку тканей подвержены растяжению.

г. Разрыв соединения связывает цитоплазму соседних клетки; они образуют каналы связи.

XI.Прокариотические клетки: бактерии

A. Термин прокариот (буквально «перед ядром») указывает на существование бактерий до эволюции клеток с ядро; бактериальная ДНК сгруппирована в отдельной области цитоплазма.

B. Бактерии — одни из самых маленьких и простых клеток.

1. Несколько жесткая клеточная стенка поддерживает клетку и окружает плазматическую мембрану, которая регулирует транспорт внутрь и из клетки.

2. Рибосомы, сайты сборки белков, рассредоточены по всему телу. цитоплазма.

3. Жгутики бактерий (без массива 9 + 2) обеспечивают движение; пили на поверхности клетки помогают бактериям прикрепляться к поверхностям и Другой.

Структура и функции клеток — Уроки Wyzant

Клетки

были впервые описаны Робертом Гуком в его книге «Микрография», опубликованной в 1665 году. Используя микроскоп, он описал структуру пробки как очень похожую на тюремные камеры или покои монахов (по этому поводу ведутся споры).Он использовал термин «ячейка» для описания этих полых камер. Теория клетки была впервые описана в 1839 году. Хотя теория клетки была изменена и пересмотрена, большинство биологов сегодня перечисляют три или четыре общих характеристики, присущих всем клеткам:

1. Клетка — основная единица жизни. Все, что меньше клетки, не является живым по определению.
2. Все организмы состоят из одной или нескольких клеток.
3. Клетки возникают из уже существующих клеток.
4. Все клетки в какой-то момент своего жизненного цикла содержат генетический материал для всего организма.

Первые две характеристики являются определениями. Третья характеристика была частично продемонстрирована работой Луи Пастера до 1862 года. Четвертый пункт вызывает споры; Защитники указывают на тот факт, что организмы начинаются как одна клетка со всей генетической информацией для организма и большинство делятся путем митоза. Противники указывают на потерю генетического материала, которая происходит во время мейоза, хотя это потеря копий генов. Клетки по-прежнему обладают всей генетической информацией.

Различные типы ячеек

Хотя клетки действительно имеют много общих черт, есть различия. Клетки, из которых состоит дерево, — это не то же самое, что и собака. Даже в одном организме существуют разные типы клеток. Клетки вашей кожи отличаются от мышечных клеток, костных клеток или клеток крови. Как и организмы, клетки можно охарактеризовать по их признакам. Два общих метода различения клеток — это механизмы питания и внутренняя структура.

Механизмы питания клеток

Клетки должны усваивать питательные вещества и удалять продукты жизнедеятельности.Сделать это можно разными способами. Некоторые клетки способны производить пищу из сырья клетки. Этот тип ячейки называется автотрофной ячейкой. Автотроф дословно переводится как «самокормление». Большинство автотрофных клеток на Земле являются фотосинтезирующими, хотя в областях, где нет света (дно океана, глубокие подземные пещеры и т. Д.), Автотрофы осуществляют хемосинтез. Некоторыми примерами автотрофных клеток являются растения, водоросли и некоторые бактерии. Другие клетки должны получать свои питательные вещества из других клеток.Этот тип клетки называется гетеротрофной клеткой. Гетеротроф буквально означает «другое питание». Эти клетки должны быть способны захватывать и поглощать другие продукты питания. Некоторые примеры гетеротрофных клеток включают животных, грибы и некоторые бактерии. Есть несколько групп организмов, которые являются миксотрофами. Эти организмы, такие как простейшие, такие как эвглена, обладают способностью фотосинтезировать, когда доступен свет, и переключаться на хищников, когда свет недоступен.

Структура ячейки

Ячейки

также различаются в зависимости от сложности и структуры.Первые камеры были относительно просты по конструкции и сложности. Они все еще присутствуют и фактически превосходят по численности более сложные клетки, с которыми вы, возможно, более знакомы. Первые клетки называются прокариотическими (буквально «до ядра», то есть до ядра). Эти клетки обычно меньше по размеру и менее активны. Обычно прокариотические клетки используют некоторую форму анаэробного дыхания. У них нет ядра или мембраносвязанных органелл. Их единственная петля ДНК называется нуклеоидом, но не изолирована от цитоплазмы мембраной.Прокариотические клетки действительно имеют цитоплазму, рибосомы, клеточные стенки, клеточные мембраны и связанные с ними материалы. Сегодня две из трех областей жизни являются прокариотическими: археи и бактерии (некоторые ученые называют эту группу эубактерами или эубактериями). Второй тип клеток называется эукариотической (буквально «истинное ядро» или имеющее истинное ядро). Эти клетки больше и сложнее. Органеллы, связанные с мембраной, «разделяют» части клетки на определенные функции. Эти клетки могут выполнять анаэробное дыхание, но большинство из них также выполняют аэробное дыхание из-за большего выхода энергии на молекулу глюкозы.Эукариотические клетки находятся в домене Eukarya. Помните, однако, что, хотя эукариотические клетки больше и сложнее, они не «лучше» прокариотических, а просто другие. Сегодня на Земле больше прокариотической биомассы, чем эукариотической биомассы.

Это два разных способа различать типы клеток. Они не связаны друг с другом. Не попадитесь в ловушку, на которую поддаются некоторые студенты, связывая автотроф / гетеротроф с прокариотом / эукариотом. Существуют прокариотические и автотрофные клетки (некоторые примитивные водоросли), прокариотические и гетеротрофные (бактерии), эукариотические и автотрофные (большинство растений), эукариотические и гетеротрофные (животные).Кроме того, есть другие способы различать типы клеток, которые может обсудить ваш инструктор.

Текущая теория гласит, что эукариотические клетки произошли от прокариотических предков. Линн Маргулис работала над этой концепцией. Ее эндосимбиотическая теория — одна из опор клеточной биологии. Теория эндосимбиотиков — это попытка объяснить, как прокариотическая клетка могла развиться в эукариотическую клетку. В большинстве учебников этот вопрос обсуждается в указателе «Линн Маргулис» или «эндосимбиоз».По сути, прокариотический гетеротроф глотает прокариотический автотроф и не переваривает его сразу (между приемом пищи и перевариванием есть запаздывание, поэтому вы можете чувствовать себя некомфортно в течение короткого времени после обильной еды). В это время автотроф продолжит работать в нормальном режиме. Пищевое отравление действует аналогичным образом — бактерии продолжают вырабатывать токсины, пока не будут уничтожены пищеварительной системой. Если автотроф производил питательные вещества, которые просачивались в гетеротрофного хозяина, пищеварительные процессы могли задерживаться все дальше и дальше, пока не разовьются симбиотические отношения.Хищник (гетеротроф) обеспечен питательными веществами, а жертва (автотроф) — укрытием и сырьем. Есть некоторая поддержка теории Маргулиса. Органеллы, такие как хлоропласты и митохондрии, примерно такого же размера, как современные прокариоты, имеют собственную ДНК и способны делиться отдельно от ядра и остальной части клетки.

Органеллы и другие клеточные структуры

Клетки, особенно эукариотические, представляют собой сложные структуры, состоящие из более мелких частей, называемых органеллами (буквально «маленький орган»).В большинстве учебников в конце главы о клетках, посвященной этим органеллам, есть сводная таблица или диаграмма. Далее следует краткий обзор большинства основных органелл и других структур, обнаруженных в клетках, а также краткое описание каждой из них. Это не должно быть всеобъемлющим (здесь все рибосомы рассматриваются вместе) или исключительным (в клеточной мембране существует множество различных структур).

Клеточная стенка : Технически не является частью живой клетки, поскольку находится вне мембраны.Он обеспечивает прочную структурную поддержку растений, грибов, некоторых водорослей и прокариотических клеток. Толщина и химический состав клеточных стенок могут различаться у разных организмов.

Клеточная мембрана : это барьер между живой частью клетки и неживой окружающей средой. Это избирательный барьер, пропускающий одни материалы, но не пропускающий другие. Вода и мелкие частицы могут проскальзывать через бислой фосфолипидов, в то время как более крупные и сложные материалы должны проходить через один из белковых каналов, встроенных в мембрану.У всех клеток есть мембраны.

Цитоплазма : жидкий матрикс клетки. Цитоплазма содержит растворенные ионы и другие материалы, обеспечивает перемещение материалов внутри клетки и позволяет органеллам перемещаться во время циклоза. Все живые клетки имеют цитоплазму.

Ядро : Ядро является «центром управления» клетки. ДНК хранится в ядре. ДНК — это набор инструкций для функционирования клетки не только для воспроизводства, но и для ферментов и других функций.Ядро есть только у эукариотических клеток.

Пластиды : это структуры, связанные с фотосинтезом. Разные пигменты запускают разные функции. Хлоропласты являются местом фотосинтеза, хромопласты могут быть фотосинтетическими и / или связаны с рассеянием семян, лейкопласты хранят крахмал. Все пластиды перед дифференцировкой начинаются как протопласты. Пластиды есть только у автотрофов.

Митохондрия : электростанция клетки, место аэробного дыхания.Пируват расщепляется в цикле Кребса, и хемиосмос затем производит АТФ из АДФ и фосфата в присутствии кислорода. Все эукариотические клетки содержат митохондрии.

Vacuole : Эти перепончатые мешочки выполняют множество функций. Материал может транспортироваться внутри клетки от одной органеллы к другой органелле, вакуоли могут переносить материалы на мембрану для изгнания или могут формироваться на мембране для доставки материалов в клетку. У растений и эукариотических водорослей есть большая центральная вакуоль для хранения метаболических отходов и воды.Гетеротрофы производят вакуоли, содержащие пищеварительные ферменты, которые расщепляют частицы пищи (так называемые лизосомы). Все клетки могут иметь вакуоли, но их количество и типы могут быть разными.

Эндоплазматический ретикулум : E.R. представляет собой органеллу, которая распространяется по всей клетке. Он может быть гладким (без рибосом) или грубым (с рибосомами) и связан с упаковкой, синтезом и транспортировкой материалов в клетке. Они находятся в эукариотических клетках.

Тела Гольджи : Наборы мембран внутри клетки.Они упаковывают материалы и образуют пузырьки для транспортировки из клетки. У эукариотических клеток есть тела Гольджи.

Рибосомы : Рибосомы — это не органеллы, а структуры клетки. Они находятся в цитоплазме, на грубом э.р. и в ядре. Одна из основных ролей рибосом — место синтеза белка. Все клетки обладают рибосомами.

Цитоскелет : цитоскелет состоит из трех различных структур — микротрубочек, микрофиламентов и промежуточных филаментов.Они отвечают за поддержание внутренней формы клетки, выступая в качестве основы для всех других частей. Цитоскелет также помогает в перемещении органелл и материалов при циклозе, и они образуют структуру веретена во время деления клетки. Цитоскелет присутствует во всех клетках.

Самые большие клетки — нервные клетки. У гигантского кальмара длина нервных клеток превышает 12 метров, а у человека самая длинная нервная клетка составляет 1,5 метра. Самая маленькая клетка — это бактерия размером 0.1 мкм. Самые маленькие клетки человека — это сперматозоиды (40 мкм). Самая массивная клетка — это страусиное яйцо весом до 1,4 кг.

эукариотических клеток | Биология I

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Описать строение эукариотических растительных и животных клеток
• Укажите роль плазматической мембраны
• Обобщить функции основных клеточных органелл
• Опишите цитоскелет и внеклеточный матрикс

Здесь должно быть ясно, что эукариотические клетки имеют более сложную структуру, чем прокариотические клетки.Органеллы позволяют одновременно выполнять в клетке различные функции. Прежде чем обсуждать функции органелл внутри эукариотической клетки, давайте сначала рассмотрим два важных компонента клетки: плазматическую мембрану и цитоплазму.

Art Connection

Рисунок 1: На этом рисунке показаны (а) типичная животная клетка и (б) типичная растительная клетка.

Какие структуры есть у растительной клетки, чего нет у животной клетки? Какие структуры есть у животной клетки, а у растительной нет?

Плазменная мембрана

Подобно прокариотам, эукариотические клетки имеют плазматическую мембрану (рис. 2), состоящую из фосфолипидного бислоя со встроенными белками, которые отделяют внутреннее содержимое клетки от окружающей среды.Фосфолипид — это молекула липида, состоящая из двух цепей жирных кислот и фосфатной группы. Плазматическая мембрана регулирует прохождение некоторых веществ, таких как органические молекулы, ионы и вода, предотвращая прохождение одних для поддержания внутренних условий, при этом активно вводя или удаляя другие. Другие соединения пассивно перемещаются через мембрану.

Рис. 2. Плазматическая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов со встроенными белками. Есть и другие компоненты, такие как холестерин и углеводы, которые могут быть обнаружены в мембране в дополнение к фосфолипидам и белку.

Плазматические мембраны клеток, которые специализируются на абсорбции, сложены в виде пальцевидных выступов, называемых микроворсинками (единственное число = микроворсинки). Эта складка увеличивает площадь поверхности плазматической мембраны. Такие клетки обычно выстилают тонкий кишечник — орган, поглощающий питательные вещества из переваренной пищи. Это отличный пример соответствия формы функциям конструкции.

Люди с глютеновой болезнью имеют иммунный ответ на глютен, белок, содержащийся в пшенице, ячмене и ржи.Иммунный ответ повреждает микроворсинки, и, таким образом, пораженные люди не могут усваивать питательные вещества. Это приводит к недоеданию, спазмам и диарее. Пациенты, страдающие глютеновой болезнью, должны соблюдать безглютеновую диету.

Цитоплазма

Цитоплазма включает содержимое клетки между плазматической мембраной и ядерной оболочкой (структура будет обсуждена в ближайшее время). Он состоит из органелл, взвешенных в гелеобразном цитозоле, цитоскелете и различных химических веществах (рис. 1).Несмотря на то, что цитоплазма состоит на 70-80 процентов из воды, она имеет полутвердую консистенцию, которая обеспечивается белками внутри нее. Однако белки — не единственные органические молекулы, обнаруженные в цитоплазме. Там же находятся глюкоза и другие простые сахара, полисахариды, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, жирные кислоты и производные глицерина. Ионы натрия, калия, кальция и многих других элементов также растворяются в цитоплазме. В цитоплазме происходят многие метаболические реакции, в том числе синтез белка.

Цитоскелет

Рис. 3. Микрофиламенты, промежуточные волокна и микротрубочки составляют цитоскелет клетки.

Если бы вы удалили все органеллы из клетки, оставались бы только плазматическая мембрана и цитоплазма? Нет. Внутри цитоплазмы все еще будут ионы и органические молекулы, а также сеть белковых волокон, которая помогает поддерживать форму клетки, закрепляет определенные органеллы в определенных положениях, позволяет цитоплазме и везикулам перемещаться внутри клетки и позволяет одноклеточные организмы передвигаться самостоятельно.В совокупности эта сеть белковых волокон известна как цитоскелет. Внутри цитоскелета есть три типа волокон: микрофиламенты, также известные как актиновые филаменты, промежуточные филаменты и микротрубочки (рис. 3).

Микрофиламенты — самые тонкие из волокон цитоскелета, они участвуют в перемещении клеточных компонентов, например, во время деления клеток. Они также поддерживают структуру микроворсинок, обширную складку плазматической мембраны, обнаруженную в клетках, предназначенных для абсорбции.Эти компоненты также распространены в мышечных клетках и отвечают за сокращение мышечных клеток. Промежуточные волокна имеют средний диаметр и выполняют структурные функции, такие как поддержание формы клетки и закрепление органелл. Кератин, соединение, укрепляющее волосы и ногти, образует промежуточные волокна одного типа. Микротрубочки — самые толстые из волокон цитоскелета. Это полые трубки, которые быстро растворяются и восстанавливаются. Микротрубочки направляют движение органелл и представляют собой структуры, которые притягивают хромосомы к своим полюсам во время деления клетки.Они также являются структурными компонентами жгутиков и ресничек. В ресничках и жгутиках микротрубочки организованы в виде круга из девяти двойных микротрубочек снаружи и двух микротрубочек в центре.

Центросома — это область около ядра клеток животных, которая функционирует как центр организации микротрубочек. Он содержит пару центриолей, две структуры, которые лежат перпендикулярно друг другу. Каждая центриоль представляет собой цилиндр из девяти троек микротрубочек.

Центросома реплицируется перед делением клетки, и центриоли играют роль в притяжении дублированных хромосом к противоположным концам делящейся клетки.Однако точная функция центриолей в делении клеток не ясна, так как клетки, у которых удалены центриоли, все еще могут делиться, а клетки растений, у которых нет центриолей, способны к делению клеток.

Жгутики и реснички

Жгутики (единичный = жгутик) представляют собой длинные, похожие на волосы структуры, которые отходят от плазматической мембраны и используются для перемещения всей клетки (например, сперматозоидов, Euglena ). Когда присутствует, клетка имеет только один жгутик или несколько жгутиков.Однако, когда присутствуют реснички (singular = cilium), их много, и они проходят по всей поверхности плазматической мембраны. Это короткие, похожие на волосы структуры, которые используются для перемещения целых клеток (например, парамеций) или перемещения веществ по внешней поверхности клетки (например, ресничек клеток, выстилающих фаллопиевы трубы, которые перемещают яйцеклетку к матке, или реснички, выстилающие клетки дыхательных путей, которые перемещают твердые частицы в горло, в которые попала слизь).

Эндомембранная система

Эндомембранная система ( endo = внутри) представляет собой группу мембран и органелл (рис. 4) в эукариотических клетках, которые работают вместе, чтобы модифицировать, упаковывать и транспортировать липиды и белки. Он включает ядерную оболочку, лизосомы и везикулы, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, о которых мы вскоре поговорим. Хотя технически это не в пределах клетки, плазматическая мембрана включена в эндомембранную систему, потому что, как вы увидите, она взаимодействует с другими эндомембранозными органеллами.

Ядро

Обычно ядро ​​является наиболее заметной органеллой в клетке (рис. 4). Ядро (множественное число = ядра) содержит ДНК клетки в форме хроматина и направляет синтез рибосом и белков. Рассмотрим его подробнее (рисунок 4).

Рис. 4. Самая внешняя граница ядра — это ядерная оболочка. Обратите внимание, что ядерная оболочка состоит из двух фосфолипидных бислоев (мембран) — внешней мембраны и внутренней мембраны — в отличие от плазматической мембраны, которая состоит только из одного фосфолипидного бислоя.(кредит: модификация работы NIGMS, NIH)

Ядерная оболочка представляет собой структуру с двойной мембраной, которая составляет самую внешнюю часть ядра (рис. 4). И внутренняя, и внешняя мембраны ядерной оболочки представляют собой бислои фосфолипидов.

Ядерная оболочка пронизана порами, которые контролируют прохождение ионов, молекул и РНК между нуклеоплазмой и цитоплазмой.

Чтобы понять хроматин, полезно сначала рассмотреть хромосомы.Хромосомы — это структуры ядра, состоящие из ДНК, наследственного материала и белков. Эта комбинация ДНК и белков называется хроматином. У эукариот хромосомы представляют собой линейные структуры. У каждого вида есть определенное количество хромосом в ядрах клеток его тела. Например, у человека число хромосом составляет 46, тогда как у дрозофилы число хромосом равно восьми.

Хромосомы видны и отличимы друг от друга только тогда, когда клетка готовится к делению.Когда клетка находится в фазах роста и поддержания своего жизненного цикла, хромосомы напоминают размотанный беспорядочный пучок нитей, которым является хроматин.

Мы уже знаем, что ядро ​​управляет синтезом рибосом, но как оно это делает? Некоторые хромосомы имеют участки ДНК, кодирующие рибосомную РНК. Темно окрашенная область внутри ядра, называемая ядрышком (множественное число = ядрышки), объединяет рибосомную РНК с ассоциированными белками для сборки рибосомных субъединиц, которые затем транспортируются через ядерные поры в цитоплазму.

Эндоплазматический ретикулум

Эндоплазматический ретикулум (ER) (Рисунок 5) представляет собой серию взаимосвязанных мембранных канальцев, которые совместно модифицируют белки и синтезируют липиды. Однако эти две функции выполняются в отдельных областях эндоплазматической сети: шероховатой эндоплазматической сети и гладкой эндоплазматической сети соответственно.

Полая часть канальцев ER называется просветом или цистернальным пространством. Мембрана ER, представляющая собой бислой фосфолипидов, залитый белками, является непрерывной с ядерной оболочкой.

Шероховатый эндоплазматический ретикулум (RER) назван так потому, что рибосомы, прикрепленные к его цитоплазматической поверхности, придают ему вид в электронный микроскоп.

Рибосомы синтезируют белки, будучи прикрепленными к ER, что приводит к переносу вновь синтезированных белков в просвет RER, где они претерпевают модификации, такие как сворачивание или добавление сахаров. RER также производит фосфолипиды для клеточных мембран.

Если фосфолипидам или модифицированным белкам не суждено оставаться в RER, они будут упакованы в пузырьки и транспортироваться из RER путем отпочкования от мембраны (Рисунок 4).Поскольку RER участвует в модификации белков, которые будут секретироваться из клетки, его много в клетках, секретирующих белки, таких как печень.

Гладкий эндоплазматический ретикулум (SER) является продолжением RER, но на его цитоплазматической поверхности мало или совсем нет рибосом (см. Рисунок 4). Функции SER включают синтез углеводов, липидов (включая фосфолипиды) и стероидных гормонов; детоксикация лекарств и ядов; метаболизм алкоголя; и хранение ионов кальция.

Аппарат Гольджи

Рис. 5. Аппарат Гольджи на этой просвечивающей электронной микрофотографии лейкоцита виден как стопка полукруглых сплющенных колец в нижней части этого изображения. Рядом с аппаратом Гольджи можно увидеть несколько пузырьков. (кредит: модификация работы Луизы Ховард; данные шкалы от Мэтта Рассела)

Мы уже упоминали, что пузырьки могут отпочковываться из ER, но куда они деваются? Перед достижением конечного пункта назначения липиды или белки в транспортных пузырьках необходимо отсортировать, упаковать и пометить, чтобы они оказались в нужном месте.Сортировка, маркировка, упаковка и распределение липидов и белков происходит в аппарате Гольджи (также называемом тельцом Гольджи), в серии уплощенных перепончатых мешочков (рис. 5).

Аппарат Гольджи имеет принимающую поверхность рядом с эндоплазматическим ретикулумом и высвобождающую поверхность на стороне, противоположной ER, по направлению к клеточной мембране. Транспортные пузырьки, которые образуются из ER, перемещаются к принимающей стороне, сливаются с ней и опорожняют свое содержимое в просвет аппарата Гольджи.Когда белки и липиды проходят через Гольджи, они претерпевают дальнейшие модификации. Наиболее частая модификация — добавление коротких цепочек молекул сахара. Затем вновь модифицированные белки и липиды маркируются небольшими молекулярными группами, чтобы они направлялись в нужное место назначения.

Наконец, модифицированные и меченые белки упаковываются в пузырьки, которые отпочковываются с противоположной стороны Гольджи. В то время как некоторые из этих пузырьков, транспортирующие пузырьки, откладывают свое содержимое в другие части клетки, где они будут использоваться, другие, секреторные пузырьки, сливаются с плазматической мембраной и высвобождают свое содержимое за пределы клетки.

Количество Гольджи в различных типах клеток снова показывает, что форма следует за функцией внутри клеток. Клетки, которые участвуют в большой секреторной деятельности (например, клетки слюнных желез, которые секретируют пищеварительные ферменты, или клетки иммунной системы, которые секретируют антитела), имеют большое количество Гольджи.

В клетках растений Гольджи играет дополнительную роль в синтезе полисахаридов, некоторые из которых встраиваются в клеточную стенку, а некоторые используются в других частях клетки.

Лизосомы

В клетках животных лизосомы представляют собой «мусоропровод». Пищеварительные ферменты в лизосомах способствуют расщеплению белков, полисахаридов, липидов, нуклеиновых кислот и даже изношенных органелл. У одноклеточных эукариот лизосомы важны для переваривания пищи, которую они глотают, и повторного использования органелл. Эти ферменты активны при гораздо более низком pH (более кислом), чем ферменты, расположенные в цитоплазме. Многие реакции, происходящие в цитоплазме, не могут происходить при низком pH, поэтому преимущество разделения эукариотической клетки на органеллы очевидно.

Лизосомы также используют свои гидролитические ферменты для уничтожения болезнетворных организмов, которые могут проникнуть в клетку. Хороший пример этого — группа белых кровяных телец, называемых макрофагами, которые являются частью иммунной системы вашего тела. В процессе, известном как фагоцитоз, часть плазматической мембраны макрофага инвагинирует (складывается) и поглощает патоген. Инвагинированный участок с патогеном внутри затем отщепляется от плазматической мембраны и становится пузырьком.Везикула сливается с лизосомой. Затем гидролитические ферменты лизосомы уничтожают патоген (рис. 6).

Рис. 6. Макрофаг фагоцитировал потенциально патогенную бактерию в везикулу, которая затем сливается с лизосомой внутри клетки, так что патоген может быть уничтожен. Другие органеллы присутствуют в клетке, но для простоты не показаны.

Везикулы и вакуоли

Везикулы и вакуоли — это мембранные мешочки, которые функционируют при хранении и транспортировке.Вакуоли несколько больше, чем везикулы, и мембрана вакуоли не сливается с мембранами других клеточных компонентов. Везикулы могут сливаться с другими мембранами внутри клеточной системы. Кроме того, ферменты в вакуолях растений могут разрушать макромолекулы.

Art Connection

Рис. 7. Эндомембранная система работает, чтобы модифицировать, упаковывать и транспортировать липиды и белки. (кредит: модификация работы Магнуса Манске)

Почему лицевая сторона цис Гольджи не обращена к плазматической мембране?

Рибосомы

Рисунок 8.Рибосомы состоят из большой субъединицы (вверху) и маленькой субъединицы (внизу). Во время синтеза белка рибосомы собирают аминокислоты в белки.

Рибосомы — это клеточные структуры, ответственные за синтез белка. При просмотре в электронный микроскоп свободные рибосомы выглядят как кластеры или отдельные крошечные точки, свободно плавающие в цитоплазме. Рибосомы могут быть прикреплены либо к цитоплазматической стороне плазматической мембраны, либо к цитоплазматической стороне эндоплазматического ретикулума (рис. 8).Электронная микроскопия показала, что рибосомы состоят из больших и малых субъединиц. Рибосомы — это ферментные комплексы, отвечающие за синтез белка.

Поскольку синтез белка важен для всех клеток, рибосомы встречаются практически в каждой клетке, хотя в прокариотических клетках они меньше. Их особенно много в незрелых эритроцитах для синтеза гемоглобина, который участвует в транспортировке кислорода по всему телу.

Митохондрии

Рисунок 9.На этой просвечивающей электронной микрофотографии показана митохондрия в электронном микроскопе. Обратите внимание на внутреннюю и внешнюю мембраны, кристы и митохондриальный матрикс. (кредит: модификация работы Мэтью Бриттона; данные шкалы от Мэтта Рассела)

Митохондрии (единственное число = митохондрии) часто называют «электростанциями» или «энергетическими фабриками» клетки, потому что они отвечают за выработку аденозинтрифосфата (АТФ), основной молекулы, несущей энергию в клетке. Образование АТФ при расщеплении глюкозы известно как клеточное дыхание.Митохондрии — это овальные органеллы с двойной мембраной (рис. 9), которые имеют собственные рибосомы и ДНК. Каждая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов, залитый белками. Внутренний слой имеет складки, называемые кристами, которые увеличивают площадь поверхности внутренней мембраны. Область, окруженная складками, называется митохондриальным матриксом. Кристы и матрикс играют разные роли в клеточном дыхании.

В соответствии с нашей темой «форма следует за функцией», важно отметить, что мышечные клетки имеют очень высокую концентрацию митохондрий, потому что мышечным клеткам требуется много энергии для сокращения.

Пероксисомы

Пероксисомы — это маленькие круглые органеллы, окруженные одиночными мембранами. Они проводят реакции окисления, расщепляющие жирные кислоты и аминокислоты. Они также выводят токсины из многих ядов, которые могут попасть в организм. Алкоголь детоксифицируется пероксисомами в клетках печени. Побочным продуктом этих реакций окисления является перекись водорода H ₂ O ₂ , которая содержится в пероксисомах, чтобы предотвратить повреждение химическим веществом клеточных компонентов за пределами органелл.Перекись водорода безопасно расщепляется пероксисомальными ферментами на воду и кислород.

Клетки животных по сравнению с клетками растений

Несмотря на их фундаментальное сходство, между клетками животных и растений существуют поразительные различия (см. Таблицу). Клетки животных имеют центриоли, центросомы (обсуждаемые под цитоскелетом) и лизосомы, тогда как клетки растений их не имеют. У растительных клеток есть клеточная стенка, хлоропласты, плазмодесматы и пластиды, используемые для хранения, а также большая центральная вакуоль, тогда как у животных клеток нет.

Стена клетки

На рисунке 1b, схеме растительной клетки, вы видите структуру, внешнюю по отношению к плазматической мембране, которая называется клеточной стенкой. Стенка клетки представляет собой жесткое покрытие, которое защищает клетку, обеспечивает структурную поддержку и придает форму клетке. Клетки грибов и протистов также имеют клеточные стенки.

В то время как основным компонентом стенок прокариотических клеток является пептидогликан, основной органической молекулой в стенке растительной клетки является целлюлоза (рис. 10), полисахарид, состоящий из длинных прямых цепей единиц глюкозы.Когда информация о питании относится к пищевым волокнам, это относится к содержанию целлюлозы в пище.

Рис. 10. Целлюлоза представляет собой длинную цепь молекул β-глюкозы, соединенных 1-4 связями. Пунктирные линии на каждом конце рисунка обозначают серию из гораздо большего количества единиц глюкозы. Размер страницы не позволяет изобразить целую молекулу целлюлозы.

Хлоропласты

Подобно митохондриям, хлоропласты также имеют собственную ДНК и рибосомы. Хлоропласты участвуют в фотосинтезе и могут быть обнаружены в эукариотических клетках, таких как растения и водоросли.При фотосинтезе углекислый газ, вода и световая энергия используются для производства глюкозы и кислорода. В этом основное различие между растениями и животными: растения (автотрофы) могут производить себе пищу, например глюкозу, тогда как животные (гетеротрофы) должны полагаться на другие организмы в качестве органических соединений или источника пищи.

Рис. 11. На этой упрощенной схеме хлоропласта показаны внешняя мембрана, внутренняя мембрана, тилакоиды, грана и строма.

Подобно митохондриям, хлоропласты имеют внешнюю и внутреннюю мембраны, но внутри пространства, ограниченного внутренней мембраной хлоропласта, находится набор взаимосвязанных и уложенных друг на друга, заполненных жидкостью мембранных мешочков, называемых тилакоидами (рис. 11).Каждый стек тилакоидов называется гранумом (множественное число = грана). Жидкость, заключенная во внутренней мембране и окружающая грану, называется стромой.

Хлоропласты содержат зеленый пигмент под названием хлорофилл, который улавливает энергию солнечного света для фотосинтеза. Как и в растительных клетках, у фотосинтезирующих протистов также есть хлоропласты. Некоторые бактерии также осуществляют фотосинтез, но у них нет хлоропластов. Их фотосинтетические пигменты расположены в тилакоидной мембране внутри самой клетки.

Эволюция в действии

Эндосимбиоз Мы упоминали, что и митохондрии, и хлоропласты содержат ДНК и рибосомы. Вы не задумывались, почему? Убедительные доказательства указывают на эндосимбиоз как на объяснение.

Симбиоз — это взаимоотношения, при которых организмы двух разных видов живут в тесной ассоциации и обычно проявляют особую адаптацию друг к другу. Эндосимбиоз ( эндо- = внутри) — это отношения, в которых один организм живет внутри другого.Эндосимбиотические отношения изобилуют природой. Микробы, производящие витамин К, живут в кишечнике человека. Эти отношения полезны для нас, потому что мы не можем синтезировать витамин К. Это также полезно для микробов, потому что они защищены от других организмов и обеспечивают стабильную среду обитания и обильную пищу, живя в толстой кишке.

Ученые давно заметили, что бактерии, митохондрии и хлоропласты похожи по размеру. Мы также знаем, что митохондрии и хлоропласты содержат ДНК и рибосомы, как и бактерии.Ученые считают, что клетки-хозяева и бактерии сформировали взаимовыгодные эндосимбиотические отношения, когда клетки-хозяева поглощали аэробные бактерии и цианобактерии, но не уничтожали их. В процессе эволюции эти проглоченные бактерии стали более специализированными в своих функциях: аэробные бактерии превратились в митохондрии, а фотосинтезирующие бактерии — в хлоропласты.

Центральная вакуоль

Ранее мы упоминали вакуоли как важные компоненты растительных клеток.Если вы посмотрите на рисунок 1b, вы увидите, что каждая растительная клетка имеет большую центральную вакуоль, которая занимает большую часть клетки. Центральная вакуоль играет ключевую роль в регулировании концентрации воды в клетках при изменении условий окружающей среды. В клетках растений жидкость внутри центральной вакуоли обеспечивает тургорное давление, которое представляет собой внешнее давление, создаваемое жидкостью внутри клетки. Вы когда-нибудь замечали, что если вы забудете полить растение на несколько дней, оно увянет? Это потому, что когда концентрация воды в почве становится ниже, чем концентрация воды в растении, вода перемещается из центральных вакуолей и цитоплазмы в почву.По мере того как центральная вакуоль сжимается, клеточная стенка остается без поддержки. Эта потеря поддержки клеточных стенок растения приводит к его увяданию. Кроме того, эта жидкость может сдерживать травоядность, поскольку горький вкус содержащихся в ней отходов препятствует употреблению насекомыми и животными. Центральная вакуоль также служит для хранения белков в развивающихся семенных клетках.

Внеклеточный матрикс клеток животных

Рис. 12. Внеклеточный матрикс состоит из сети веществ, секретируемых клетками.

Большинство клеток животных выделяют материалы во внеклеточное пространство. Основными компонентами этих материалов являются гликопротеины и белковый коллаген. В совокупности эти материалы называются внеклеточным матриксом (рис. 12). Мало того, что внеклеточный матрикс удерживает клетки вместе, образуя ткань, он также позволяет клеткам внутри ткани связываться друг с другом.

Свертывание крови является примером роли внеклеточного матрикса в клеточной коммуникации.Когда клетки, выстилающие кровеносный сосуд, повреждены, они обнаруживают белковый рецептор, называемый тканевым фактором. Когда тканевой фактор связывается с другим фактором внеклеточного матрикса, он заставляет тромбоциты прилипать к стенке поврежденного кровеносного сосуда, стимулирует соседние гладкомышечные клетки кровеносного сосуда к сокращению (тем самым сужая кровеносный сосуд) и инициирует серию шаги, которые стимулируют тромбоциты производить факторы свертывания крови.

Межклеточные соединения

Клетки также могут общаться друг с другом посредством прямого контакта, называемого межклеточными соединениями.Есть некоторые различия в том, как это делают клетки растений и животных. Плазмодесмы (единичное число = плазмодесма) представляют собой соединения между растительными клетками, тогда как контакты животных клеток включают плотные и щелевые соединения и десмосомы.

В общем, длинные участки плазматических мембран соседних растительных клеток не могут касаться друг друга, потому что они разделены клеточными стенками, окружающими каждую клетку. Плазмодесмы — это многочисленные каналы, которые проходят между клеточными стенками соседних растительных клеток, соединяя их цитоплазму и позволяя транспортировать сигнальные молекулы и питательные вещества от клетки к клетке (рис. 13а).

Плотное соединение — это водонепроницаемое уплотнение между двумя соседними клетками животных (рис. 13b). Белки плотно прижимают клетки друг к другу. Эта плотная адгезия предотвращает утечку материалов между ячейками. Плотные соединения обычно находятся в эпителиальной ткани, которая выстилает внутренние органы и полости и составляет большую часть кожи. Например, плотные соединения эпителиальных клеток, выстилающих мочевой пузырь, предотвращают утечку мочи во внеклеточное пространство.

Также только в клетках животных обнаруживаются десмосомы, которые действуют как точечные сварные швы между соседними эпителиальными клетками (рис. 13c).Они удерживают клетки вместе в виде листов в растягивающихся органах и тканях, таких как кожа, сердце и мышцы.

Щелевые соединения в клетках животных похожи на плазмодесмы в клетках растений в том смысле, что они представляют собой каналы между соседними клетками, которые позволяют транспортировать ионы, питательные вещества и другие вещества, которые позволяют клеткам общаться (рис. 13d). Однако структурно щелевые контакты и плазмодесмы различаются.

Рисунок 13. Существует четыре типа соединений между ячейками.(а) Плазмодесма — это канал между клеточными стенками двух соседних растительных клеток. (б) Плотные соединения соединяют соседние клетки животных. (c) Десмосомы соединяют две клетки животных вместе. (d) Щелевые соединения действуют как каналы между клетками животных. (кредит b, c, d: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Компоненты прокариотических и эукариотических клеток и их функции
Компонент ячейки	Функция	Присутствует в прокариотах?	Присутствует в клетках животных?	Присутствует в клетках растений?
Плазменная мембрана	Отделяет ячейку от внешней среды; контролирует прохождение органических молекул, ионов, воды, кислорода и отходов внутрь и из клетки	Есть	Есть	Есть
Цитоплазма	Обеспечивает структуру ячейки; место многих метаболических реакций; среда, в которой находятся органеллы	Есть	Есть	Есть
Нуклеоид	Расположение ДНК	Есть	№	№
Ядро	Клеточная органелла, содержащая ДНК и направляющая синтез рибосом и белков	№	Есть	Есть
Рибосомы	Синтез белка	Есть	Есть	Есть
Митохондрии	Производство АТФ / клеточное дыхание	№	Есть	Есть
Пероксисомы	Окисляет и расщепляет жирные кислоты и аминокислоты, выводит токсины из ядов	№	Есть	Есть
Пузырьки и вакуоли	Хранение и транспортировка; пищеварительная функция в растительных клетках	№	Есть	Есть
Центросома	Неуточненная роль в делении клеток в клетках животных; источник микротрубочек в клетках животных	№	Есть	№
Лизосомы	Переваривание макромолекул; переработка изношенных органелл	№	Есть	№
Клеточная стенка	Защита, структурная поддержка и поддержание формы ячеек	Да, в первую очередь пептидогликан у бактерий, но не у архей	№	Да, в основном целлюлоза
Хлоропласты	Фотосинтез	№	№	Есть
Эндоплазматическая сеть	Модифицирует белки и синтезирует липиды	№	Есть	Есть
Аппарат Гольджи	Изменяет, сортирует, маркирует, упаковывает и распределяет липиды и белки	№	Есть	Есть
Цитоскелет	Поддерживает форму клетки, удерживает органеллы в определенных положениях, позволяет цитоплазме и пузырькам перемещаться внутри клетки и позволяет одноклеточным организмам двигаться независимо	Есть	Есть	Есть
Жгутик	Передвижение по клетке	Некоторые	Некоторые	Нет, за исключением спермы некоторых растений.
Реснички	Передвижение клеток, движение частиц по внеклеточной поверхности плазматической мембраны и фильтрация	№	Некоторые	№

В этой таблице представлены компоненты прокариотических и эукариотических клеток и их соответствующие функции.

Подобно прокариотической клетке, эукариотическая клетка имеет плазматическую мембрану, цитоплазму и рибосомы, но эукариотическая клетка обычно больше прокариотической клетки, имеет истинное ядро ​​(то есть ее ДНК окружена мембраной) и имеет другую мембрану. -связанные органеллы, которые позволяют разделить функции.Плазматическая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов, залитый белками. Ядрышко внутри ядра является местом сборки рибосомы. Рибосомы находятся в цитоплазме или прикреплены к цитоплазматической стороне плазматической мембраны или эндоплазматического ретикулума. Они осуществляют синтез белка. Митохондрии выполняют клеточное дыхание и производят АТФ. Пероксисомы расщепляют жирные кислоты, аминокислоты и некоторые токсины. Пузырьки и вакуоли — это отсеки для хранения и транспортировки. В клетках растений вакуоли также помогают расщеплять макромолекулы.

Клетки животных также имеют центросому и лизосомы. Центросома состоит из двух тел, центриолей, роль которых в делении клеток неизвестна. Лизосомы — это пищеварительные органеллы клеток животных.

Растительные клетки имеют клеточную стенку, хлоропласты и центральную вакуоль. Стенка растительной клетки, основным компонентом которой является целлюлоза, защищает клетку, обеспечивает структурную поддержку и придает форму клетке. Фотосинтез происходит в хлоропластах. Центральная вакуоль расширяется, увеличивая клетку без необходимости производить больше цитоплазмы.

Эндомембранная система включает ядерную оболочку, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, везикулы, а также плазматическую мембрану. Эти клеточные компоненты работают вместе, чтобы модифицировать, упаковывать, маркировать и транспортировать мембранные липиды и белки.

Цитоскелет состоит из трех различных типов белковых элементов. Микрофиламенты придают клетке жесткость и форму, а также облегчают клеточные движения. Промежуточные волокна несут напряжение и закрепляют на месте ядро ​​и другие органеллы.Микротрубочки помогают клетке сопротивляться сжатию, служат дорожками для моторных белков, которые перемещают везикулы через клетку и тянут реплицированные хромосомы к противоположным концам делящейся клетки. Они также являются структурными элементами центриолей, жгутиков и ресничек.

Клетки животных общаются через свои внеклеточные матрицы и связаны друг с другом плотными контактами, десмосомами и щелевыми контактами. Клетки растений связаны и общаются друг с другом с помощью плазмодесм.

Дополнительные вопросы для самопроверки

1.Какие структуры есть у растительной клетки, чего нет у животной клетки? Какие структуры есть у животной клетки, а у растительной нет?

2. Почему лицевая сторона цис Гольджи не обращена к плазматической мембране?

3. В контексте клеточной биологии, что мы подразумеваем под формой следует за функцией? Каковы хотя бы два примера этой концепции?

ответов

1. Клетки растений имеют плазмодесмы, клеточную стенку, большую центральную вакуоль, хлоропласты и пластиды.Клетки животных имеют лизосомы и центросомы.

2. Потому что эта грань получает химические вещества из ER, который находится ближе к центру клетки.

3. «Форма следует за функцией» относится к идее о том, что функция части тела определяет форму этой части тела. Например, такие организмы, как птицы или рыбы, которые быстро летают или плавают по воздуху или воде, имеют обтекаемые тела, уменьшающие сопротивление. На уровне клетки, в тканях, участвующих в секреторных функциях, таких как слюнные железы, в клетках много Гольджи.

Medibiz Tv | Статьи

Клетка — это мельчайшая единица живого организма, которую нельзя увидеть невооруженным глазом. Каждая ячейка содержит внутри множество мелких деталей, выполняющих свою функцию. Клетки человека различаются по функциям и размеру. Самыми большими из всех клеток являются яйцеклетки.
Клетка похожа на фабрику. Он построен по принципу работы. Каждая ячейка имеет внутри множество меньших отделений, выполняющих свои функции в координации друг с другом.
Клетка состоит из наружной клеточной мембраны . Клеточная мембрана сортирует и организует содержимое клетки в отсеки, называемые органеллами. Это помогает органеллам функционировать более эффективно и в узкоспециализированной манере.
Клеточная мембрана регулирует транспортировку молекул внутрь и из клеток. Клеточную мембрану часто называют плазматической мембраной , потому что это граница цитоплазмы.
Он состоит из липидного бислоя с молекулами белка, встроенными в клеточную мембрану.
Ядро — очень важный компонент, который контролирует все действия клетки. В нем хранится ДНК, инструкция по запуску функции клетки.
ДНК окружена двойной мембраной ядерной мембраны. Любая молекула, которой требуется войти в ядро ​​или выйти из него, будет двигаться через поры.
В центре ядра находится ядрышко, которое отвечает за создание рибосомных защит и рРНК.
Рибосомы в основном производят белки. Они прикреплены к шероховатой эндоплазматической сети (ER), а также плавают внутри цитоплазмы.Эта доза органелл не имеет мембраны.
Транспортные белки эндоплазматической сети (ER), которые строятся рибосомами и далее переносятся в аппарат Гольджи. Существует 2 типа ER Rough ER и гладкий ER. ER Грубый ER и гладкий ER связаны друг с другом. Белки
Rough ER содержат рибосомы на поверхности. Здесь белки, производимые рибосомами, модифицируются и транспортируются.
Smooth ER практически не содержит рибосом на поверхности. Smooth ER отвечает за создание новых мембран для клетки или нейтрализацию токсинов.
Аппарат Гольджи — это органелла, которая модифицирует, сортирует, упаковывает и распределяет белки, полученные из ER. Аппарат Гольджи также подготавливает материалы, которые вывозятся за пределы клетки. Пакеты, подготовленные аппаратом Гоги, называются везикулами.
Везикулы представляют собой мембранные пакеты ферментов или белков. Наиболее важными везикулами являются пероксисомы и лизосомы
Пероксисома представляет собой мембранные пакеты, заполненные ферментами-катализаторами, которые могут нейтрализовать токсины
Лизосомы представляют собой мембранные пакеты, заполненные пищеварительными ферментами, которые способны переваривать пищу, вирусы, бактерии и т. Д.
Короче говоря, вся клетка регулируется ядром. Внутри ядра содержится ДНК. ДНК может посылать массаж из ядра через ядерные поры в цитоплазму. Здесь массаж находит рибосомы, которые создают белок и вставляют этот белок в грубую ER. Грубый ER отправляет белки в новые пузырьки, и эти наполненные белком пузырьки захватываются аппаратом Гольджи. Аппарат Гольджи модифицирует, сортирует, упаковывает эти белки и строит новые пузырьки. В зависимости от функции белков он будет производить лизосомы, вакуоли, пероксисомы или белки, транспортируемые за пределы клетки.
Митохондрии — еще одна чрезвычайно важная органелла внутри клетки. Эта доза не играет никакой роли в производстве белка. Он отвечает за производство энергии, метаболизм и клеточное дыхание, поэтому его называют электростанцией. Митохондрии имеют свою собственную ДНК и свой собственный набор рибосом внутри нее. Так что это можно сказать как ячейка в ячейке.
Структура клетки также содержит цитоскелет, который функционирует как вспомогательные материалы внутри клетки. Он поддерживает форму клетки и сохраняет целостность органелл.Есть два типа цитоскелета: микрофиламенты и микротрубочки.
Микрофиламенты отвечают за момент клетки, как в мышечной клетке, актине.
Микротрубочки , центриоли, более активны во время деления клеток.
Существует некоторая внеклеточная метрикс, называемая коллагеном, которая отвечает за удержание клеток вместе.