Цитоплазма. Состав цитоплазмы. Ядро клетки. Ядерная оболочка.

  • ВАЖНО!
  • Органоиды клетки
  • Органоиды, или Органеллы, – постоянные специфические структуры цитоплазмы, выполняющие определённые функции, необходимые для поддержания жизнедеятельности клетки.

Различают органоиды общего значения и специальные органоиды. Органоиды общего значения имеются во всех клетках и выполняют общие функции.

Это – митохондрии, рибосомы, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы, цитоскелет и клеточный центр.

  1. Органоиды специального значения имеются только в клетках какого-то определённого типа и обеспечивают выполнение функций, присущих только этим клеткам.
  2. Мембранные органоиды:
  3. — ядро;
  4. — эндоплазматическая сеть;
  5. — аппарат Гольджи;
  6. — митохондрии;
  7. — лизосомы;
  8. — пластиды;
  9. — вакуоли.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) открыта К. Портером в 1945 году. ЭПС или ЭПР (эндоплазматический ретикулум) – сеть канальцев и цистерн, сложенных мембранами. Различают гранулярную (шероховатую, зернистую) и гладкую (агранулярную) ЭПС.

Цитоплазма. Состав цитоплазмы. Ядро клетки. Ядерная оболочка.

Гранулярная ЭПС содержит рибосомы на наружной стороне мембраны. Гладкая ЭПС не содержит рибосомы. В скелетных мышцах ЭПС носит название саркоплазматический ретикулум. ЭПС пронизывает всю клетку. Полость ЭПС сообщается с ядром и цитоплазматической мембраной.

На рибосомах гранулярной ЭПС синтезируются секреторные белки, предназначенные для выведения из клетки, а также белки лизосом и внеклеточного матрикса.

Наряду с секреторными белками на гранулярной ЭПС синтезируется большая часть полуинтегральных и интегральных белков. В гладеой ЭПС происходит также синтез мембраны липидов и осуществляется «сборка» компонентов мембраны.

Кроме того, ЭПС, как считают, участвует в образовании пероксисом. Таким образом, гранулярная ЭПС служит «фабрикой» мембран для плазмалеммы, аппарата Гольджи, лизосом и других мембранных структур клетки.

Агранулярная (гладкая) эндоплазматическая сеть представляет собой замкнутую сеть трубочек, канальцев, цистерн.

На цитоплазматической поверхности гладкой ЭПС синтезируются жирные кислоты, большая часть липидов клетки, в том числе почти все липиды, необходимые для построения клеточных мембран. Поэтому гладкую ЭПС нередко называют «фабрикой липидов».

Например, в клетках печени с мембранами гладкого эндоплазматического ретикулума связан фермент, обеспечивающий образование глюкозы из глюкозо-6-фосфата. Эта реакция имеет большое значение в поддержании уровня глюкозы в организме человека.

В организме человека эндоплазматическая сеть особенно хорошо развита в клетках, синтезирующих гормоны, в клетках печени.

Комплекс Гольджи (КГ, или аппарат Гольджи, – пластинчатый комплекс, расположен вблизи ядра, между ЭПС и плазмалеммой.

Его структурно-функциональная единица – диктиосома – представляет собой стопку из 5–20 плоских одномембранных мешочков (цистерн), имеющих диаметр около 1 мкм, внутренние полости которых не сообщаются друг с другом.

Количество таких мешочков в стопке обычно не превышает 5–20, а расстояние между ними составляет 20–25 нм.

Цитоплазма. Состав цитоплазмы. Ядро клетки. Ядерная оболочка.

Белки, синтезированные на шероховатой эндоплазматической сети, попадают в аппарат Гольджи. Здесь осуществляется химическая модификация транспортируемых белков и их упаковка в специальные пузырьки.

  • Таким образом, основными функциями комплекса Гольджи являются химическая модификация, накопление, сортировка, упаковка в секреторные пузырьки и транспорт по назначению белков и липидов, синтезированных в ЭПС.
  • В комплексе Гольджи образуются лизосомы и синтезируются некоторые полисахариды.
  • Лизосомальная система и пероксисомы

Лизосомы – мембранные органеллы клеток животных и грибов, содержащие гидролитические ферменты и осуществляющие гидролитическое расщепление макромолекул (внутриклеточное пищеварение).

Лизосомы представляют собой окружённые одинарной мембраной пузырьки, размеры которых в клетках животных колеблются от 0,2 до 0,5 мкм.

В лизосомах содержится не менее 60 гидролитических ферментов, которые расщепляют все основные классы органических макромолекул.

Все ферменты лизосом активны лишь в кислой среде при значениях pH, близких 5,0. Количество лизосом в разных клетках варьирует от единичных до нескольких сотен, как например, в фагоцитах.

Завершающие этапы процесса внутриклеточного переваривания веществ, поглощённых клеткой, осуществляются в лизосомах.

Лизосомы с помощью своих ферментов могут разрушать не только отдельные органеллы или клетки, но и целые органы (автолиз). Например, в процессе онтогенеза лягушки с помощью ферментов лизосом лизируются хвост и жабры головастика, а образующиеся при этом продукты распада используются для формирования органов взрослого животного.

Митохондрии – крупные мембранные органоиды клетки, которые можно различить в световой микроскоп. Митохондрии присутствуют во всех эукариотических клетках человека, кроме эритроцитов.

Цитоплазма. Состав цитоплазмы. Ядро клетки. Ядерная оболочка.

Они имеют обычно округлую, удлиненную или нитевидную формы. Количество митохондрий в клетке колеблется в широких пределах (от 1 до 100 тыс. и более) и зависит от потребностей клетки в энергии. Митохондрии имеют наружную и внутреннюю мембраны.

На внутренней поверхности увеличенного фрагмента кристы видны небольшие выпуклости, обращенные в митохондриальный матрикс, которые содержат ферментные системы, обеспечивающие процессы дыхания. Наружная мембрана гладкая и по своему составу сходна с плазмалеммой.

В матриксе содержатся кольцевая молекула митохондриальной ДНК (мтДНК), различные включения, а также молекулы мРНК, транспортной РНК (тРНК) и рибосомы, сходные по строению с рибосомами бактерий. Здесь же располагаются ферменты, превращающие пируват и жирные кислоты в ацетил-КоА, и ферменты реакций цикла Кребса.

Митохондриальная ДНК имеет не линейную, как в хромосомах ядра, а кольцевую форму. Главная функция митохондрий – синтез АТФ, основного источника энергии для обеспечения жизнедеятельности клетки. Поэтому митохондрии называют «энергетическими станциями» клетки.

Пластиды

Пластиды – это органоиды клеток растений и некоторых фотосинтезирующих простейших. У большинства животных и грибов пластид нет.

Пластиды делятся на несколько типов: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты. Наиболее важный и известный – хлоропласт, содержащий зелёный пигмент хлорофилл, который обеспечивает процесс фотосинтеза.

Цитоплазма. Состав цитоплазмы. Ядро клетки. Ядерная оболочка.

Хлоропласты

Цитоплазма. Состав цитоплазмы. Ядро клетки. Ядерная оболочка.

Хромопласты

Цитоплазма. Состав цитоплазмы. Ядро клетки. Ядерная оболочка.

Лейкопласты

Все виды пластид связаны между собой общим происхождением или возможным взаимопревращением. Пластиды развиваются из пропластид – более мелких органоидов меристематических клеток.

  1. Цитоплазма. Состав цитоплазмы. Ядро клетки. Ядерная оболочка.
  2. Строение пластид
  3. Пластиды относятся к двумембранным органоидам, у них есть внешняя и внутренняя мембраны.

Во многих пластидах, особенно в хлоропластах, хорошо развита внутренняя мембранная система, формирующая такие структуры, как тилакоиды, граны (стопки тилакоидов), ламелы – удлинённые тилакоиды, соединяющие соседние граны. Внутреннее содержимое пластид обычно называют стромой. В ней, помимо прочего, находятся крахмальные зёрна.

Считается, что в процессе эволюции пластиды появились аналогично митохондриям – путём внедрения в клетку-хозяина другой прокариотической клетки, способной в данном случае к фотосинтезу.

Поэтому пластиды считают полуавтономными органеллами. Они могут делиться независимо от делений клетки, у них есть собственная ДНК, РНК, рибосомы прокариотического типа, т. е. собственный белоксинтезирующий аппарат.

Часть генов, управляющая их функционированием, находится как раз в ядре.

Ядро

Ядро – важнейшая часть эукариотической клетки. Оно состоит из ядерной оболочки, кариоплазмы, ядрышек, хроматина.

1. Ядерная оболочка по строению аналогична клеточной мембране, содержит поры. Ядерная оболочка защищает генетический аппарат от воздействия веществ цитоплазмы. Осуществляет контроль за транспортом веществ.

2. Кариоплазма представляет собой коллоидный раствор, содержащий белки, углеводы, соли, другие органические и неорганические вещества. В кариоплазме содержатся все нуклеиновые кислоты: практически весь запас ДНК, информационные, транспортные и рибосомальные РНК.

3. Ядрышко – сферическое образование, содержит различные белки, нуклеопротеиды, липопротеиды, фосфопротеиды. Функция ядрышек – синтез зародышей рибосом.

4. Хроматин (хромосомы). В стационарном состоянии (время между делениями) ДНК равномерно распределены в кариоплазме в виде хроматина. При делении хроматин преобразуется в хромосомы.

Функции ядра: в ядре сосредоточена информация о наследственных признаках организма (информационная функция); хромосомы передают признаки организма от родителей к потомкам (функция наследования); ядро согласует и регулирует процессы в клетке (функция регуляции).

Одномембранные органоиды клетки

Геном, генотип и кариотип

Клетка [1986 Гаврилов Л.Ф., Татаринов В.Г. — Анатомия]

Цитоплазма. Состав цитоплазмы. Ядро клетки. Ядерная оболочка.

Клетка (cellula) — наименьшая структурная единица организма. Она состоит из цитоплазмы и ядра (рис. 1). Клетка обладает всеми основными свойствами живой материи: обменом веществ, способностью к воспроизведению (размножение) и чувствительностью (раздражимость). Клетку рассматривают как основную форму существования живого, из которой в процессе эволюции развились сложные организмы. Учение о клеточном строении всех растительных и животных организмов (клеточная теория) сформулировано Т. Шванном в 1838 г. и по определению Ф.. Энгельса, было одним из величайших открытий человечества. Эта теория явилась подтверждением единства всего органического мира и его эволюционного развития.

В сложном организме клетки взаимосвязаны и, представляя отдельные структурные единицы, входят в состав тканей и находятся в функциональном взаимодействии.

Животные клетки чрезвычайно разнообразны по величине, форме, особенностям тонкого строения и функции. Величина клетки обычно микроскопическая, но варьирует в значительных пределах. По форме клетки могут быть плоскими, кубическими, веретенообразными, отростчатыми и т. д.

Основными частями клетки являются ядро, цитоплазма, плазматическая (клеточная) мембрана (плазмолемма). Все вещество клетки представляет собой сложную коллоидную систему, состоящую из различных органических веществ и неорганических соединений.

Основным органическим веществом являются разнообразные белки.

Ядро (nucleus) клетки чаще имеет округлую или овальную форму, находится внутри клетки в цитоплазме и отграничено от нее ядерной оболочкой. Оно служит местом локализации генов, основным химическим веществом которых является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК).

При помощи специальных методов исследования внутри ядра обнаруживают глыбки и зерна, вещество которых хорошо окрашивается и носит название хроматина (от греч. chroma — краска). В зернах и глыбках хроматина выявлены ДНК, некоторые белки и РНК (рибонуклеиновая кислота).

Читайте также:  Актинический хейлит. Герпетиформный дерматит.

Помимо хроматина, в ядре имеются нуклеоплазма и 1 — 2 ядрышка.

Цитоплазма состоит из гиалоплазмы (основная плазма), имеющей разную консистенцию в различных отделах и содержащей преимущественно молекулы белка, а также из эндоплазматической сети, которая представлена каналами, образованными мембранами, связанными с цитоплазматической (клеточной) мембраной.

В цитоплазме имеются также постоянные образования — органеллы (органоиды) и непостоянные — включения. К органоидам относятся митохондрии, внутриклеточный сетчатый аппарат, лизосомы, клеточный центр и др. Некоторые виды клеток снабжены специфическими органоидами (например, миофибриллы в мышечных волокнах).

Митохондрии (см. рис. 1) обычно расположены в околоядерной зоне цитоплазмы и имеют форму палочек, зерен, цепочек. В митохондриях происходит синтез богатого энергией соединения — аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).

Цитоплазма. Состав цитоплазмы. Ядро клетки. Ядерная оболочка.Рис. 1. Схема микроскопического строения клетки. 1- плазматическая (клеточная) мембрана; 2 — цитоплазма; 3, 4 — мембраны эндоплазмати- ческой сети; 5 — рибосома; 6 — митохондрия; 7 — сетчатый аппарат; S центросома (клеточный центр); 9 — центриоли; 10 вакуоль; 11 — гранулы; 12 — внутриклеточные нити; 13 — ядро; 14 — ядерная оболочка; 15 — пора в ядерной оболочке; 16 — ядрышко

Внутренний сетчатый аппарат, или комплекс Гольджи, имеет вид сетки или венчика и содержит вакуоли разной величины, образованные мембранами. Назначение этого аппарата недостаточно ясно; установлено, что в секреторных клетках он является местом накопления секрета.

Одними из важнейших органоидов клетки являются лизосомы. Они представляют собой пузырьки, заполненные ферментами, которые регулируют обменные процессы в клетке и выполняют роль «санитаров», растворяя отжившие компоненты клетки.

Клеточный центр состоит из одного или двух телец, расположенных вблизи ядра и окруженных светлой цитоплазмой. Эти тельца называются центриолями и участвуют в процессе деления клетки.

Временные включения цитоплазмы могут появляться и исчезать в связи с процессами, происходящими в клетке. К этим включениям относятся гранулы и вакуоли, содержащие белки, жиры, углеводы и другие вещества, а также зерна пигмента.

Плазматическая (клеточная) мембрана (плазмолемма, или цитолемма) покрывает клетку с поверхности и отделяет ее от окружающей среды.

Она состоит из липидов и белков, является полупроницаемой и регулирует поступление веществ в клетку и выход их из клетки.

Большую роль в этом процессе играют так называемые ганглиозиды (жироподобное вещество с углеводом), встроенные в клеточную мембрану и являющиеся ее рецепторным аппаратом.

Межклеточное вещество, как вытекает из названия, находится между клетками. В одних тканях оно жидкое (например, в крови), а в других состоит из аморфного (бесструктурного) вещества с включенными в него различными волокнами. В разных тканях межклеточное вещество выражено неодинаково. Наиболее богата им соединительная ткань.

Строение клетки. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки – основа ее целостности

«Строительные блоки» — это наименьшие структурные единицы растений, грибов, животных. Так говорят о клетках, из которых состоят многоклеточные организмы. Даже одна клетка бактерий, некоторых грибов, простейших — это и есть весь организм. 

Сначала элементарная единица строения организмов получила латинское название cellula, что в переводе означает «маленькая камера». Древнегреческое слово «цитос» переводится как «ячейка». «Цитология» — название современной науки о строении и функциях разных типов клеток.

Бактерии, многие виды грибов, водорослей, простейшие животные — одноклеточные существа. Гораздо больше на Земле видов многоклеточных живых организмов. Вирусы не имеют клеточного строения, поэтому не могут быть отнесены ни к одной из названых групп. Однако для жизнедеятельности и размножения вирионы должны попасть в живые клетки.

Длительная эволюция жизни привела в далеком геологическом прошлом к появлению одноклеточных организмов. Многоклеточные возникли позже в истории Земли. Клетки  у таких живых организмов преимущественно специализированные, имеют разнообразные формы, размеры и другие морфологические особенности. Они выполняют определенные функции в составе тканей и органов.

Цитологические знания появлялись, накапливались и дополнялись в течение нескольких веков. К середине XIX века исследователи сформулировали основные положения клеточной теории. Выдающийся вклад в развитие учения внесли М. Шлейден, Т. Шванн, Р. Вирхов и другие ученые.

Согласно результатам исследований, для клеток характерны:

  • общие черты строения;
  • наследственный аппарат, цитоплазма, мембрана (оболочка), органоиды;
  • способность поглощать вещества, использовать заключенную в них энергию;
  • реакции на внешние и внутренние раздражители;
  • возникновение в результате деления материнских клеток.

Средний диаметр структурных единиц человеческого организма — около 25 микрон (мк) или микрометров (мкм). Крупными размерами отличаются яйцеклетки — 0,15 мм. В целом, ткани тела человека содержат 200 типов «строительных блоков». Скопления клеток, сходных по структуре и функциям, образуют ткани. Последние составляют основу органов.

Органоиды клеток

Микроскопические автономные системы содержат много компонентов. Органоиды — постоянные части клетки (рис. 1). Включения возникают и исчезают в зависимости от возраста и процессов жизнедеятельности. Компоненты тесно взаимодействуют в микроскопически маленьком пространстве.

Плазматическая мембрана

Общая толщина составляет 6–10 нм. Плазматическая мембрана содержит двойной слой липидов и два слоя белков. Белковые молекулы расположены на поверхности и в толщине липидного слоя. Растительные клетки, помимо плазматической мембраны, имеют плотную клеточную стенку. 

Цитоплазма

Под оболочкой клетки находится полужидкая масса, коллоид (промежуточное состояние между истинным раствором и взвесью). Цитоплазма содержит белки, липиды, углеводы, РНК, ионы. Имеются протеиновые структуры в виде микронитей и микротрубочек — цитоскелет. В цитоплазму погружены все компоненты клетки.

Ядро

Это «центр управления» внутриклеточными процессами, хранилище генетического материала. Размеры ядра — от 2 до 20 мкм. Основу мембран, покрывающих органоид снаружи, составляют белки и липиды. Внутри содержится ядерный сок или кариоплазма, ядрышко, хроматин. Наследственную информация содержат нити ДНК.

Митохондрии

«Энергетические станции» клетки — овальные или округлые тельца размером от 0,5 до 7 мкм. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует складки (кристы), как на

Матрикс содержит рибосомы, молекулы ДНК и РНК, ферменты. Часть вырабатываемой энергии расходуется в рибосомах, где из аминокислот синтезируются белки.

Пластиды

Крупные полуавтономные органоиды клетки, обладающие собственным геномом. Пластиды покрыты 2–4 белково-липидными оболочками. Внутри имеются строма, пузырьки, кольцевая молекула ДНК, рибосомы. 

Виды пластид:

  • Хлоропласты — пластиды, содержащие зеленый пигмент хлорофилл, различные каротиноиды. 
  • Хромопласты — оранжевые и желтые; состоят из каротиноидов.
  • Лейкопласты — бесцветные или белые; содержат крахмал.
  • Пропластиды могут превращаться в другие виды.
  • Протеинопласты накапливают белки.
  • Амилопласты запасают крахмал
  • Элайопласты хранят липиды.

Получены веские доказательства происхождения пластид в результате симбиоза древней прокариотической клетки и цианобактерий. 

Эндоплазматическая сеть или ретикулум (ЭР)

Система мешочков и каналов между ними диаметром 25–30 нм, образует единое целое с плазматической мембраной и оболочкой ядра. Различают гладкий и шероховатый ЭР. Сеть предназначена для транспортировки веществ в клетке к месту использования.

Комплекс Гольджи

Органоид в виде системы мешочков и пузырьков размером 20–30 нм. Комплекс Гольджи находится вблизи ядра, необходим для образования лизосом. Последние нужны для удаления продуктов распада.

Лизосомы

Мешочки сферической формы, покрытые одной мембраной. Внутреннее содержимое богато ферментами.

Вакуоли

Мешочки и пузырьки, покрытые одной мембраной. Крупные вакуоли характерны для растительных клеток, мелкие — для животных. Содержат пигменты, питательные вещества, минеральные растворы. Различают пищеварительные, фагоцитарные и сократительные вакуоли.

Клеточный центр

Органоид, не имеющий собственной мембраны. Клеточный центр образован центросферой и двумя центриолями, содержит белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Рибосомы

Мелкие немембранные органоиды клетки. Состоят из большой и малой субъединиц.  Рибосомы расположены в цитоплазме свободно или связаны с мембранами. Богаты РНК и белками.

Включения клетки могут быть жидкими и твердыми. Первые — это гранулы различных веществ. Капли жира — жидкие включения.

Если ядра нет, то организмы относятся к прокариотам (доядерным). В эволюционном плане они более древние и примитивные. Генетический материал таких клеток не отделен мембраной от цитоплазмы.

Внутри расположены рибосомы. Почти не встречаются мембранные органоиды. Многие одноклеточные организмы относятся к прокариотам.

Клетки, в которых хотя бы на одной стадии развития появляется ядро, — эукариотические.

Функции клеточных структур

Плазматическая мембрана ограничивает и препятствует вытеканию цитоплазмы, защищает находящиеся в ней органоиды. Оболочка клетки обладает избирательной проницаемостью. Происходит пассивный и активный транспорт веществ через микроотверстия.

Другие функции плазматической мембраны:

  • обеспечение реагирования на раздражители (раздражимость);
  • осуществление межклеточных контактов;
  • фагоцитоз;
  • пиноцитоз.

Пассивный транспорт через мембрану протекает без затрат энергии, в направлении от большей концентрации к меньшей. Так происходит осмотический перенос молекул воды. Активный транспорт протекает с затратами энергии, в направлении от меньшей концентрации к большей. Пример — диффузия питательных, минеральных веществ.

Клетка активно поглощает различные соединения. Если это твердые частицы, то процесс называется фагоцитоз. Поглощение капелек жидкости — пиноцитоз. Наружу через мембрану выводятся остатки веществ.

Читайте также:  Профилактика кариеса. Удаление зубного налета.

Цитоплазма объединяет органоиды и включения. Благодаря коллоидным и прочим свойствам внутреннего содержимого клетки осуществляется взаимодействие всех частей. Цитоскелет выполняет опорную функцию, способствует сохранению определенного положения органоидов в цитоплазме.

В ядре хранится наследственная информация, зашифрованная в структуре ДНК. Хроматин нужен для создания специфических для данного организма нуклеиновых кислот.

Благодаря транскрипции РНК и поступлению данных в рибосомы происходит синтез белка. Ферменты нуклеоплазмы регулируют обмен аминокислот, белков, нуклеотидов.

Ядро осуществляет контроль процессов жизнедеятельности клетки. Функции ядрышка — синтез одного из видов РНК.

Внутренняя мембрана митохондрии — место прикрепления ферментов для синтеза АТФ. Макроэргическое вещество необходимо для процессов жизнедеятельности. В митохондрии протекает аэробный этап дыхания, который сопровождается образованием АТФ.

Зеленая окраска хлоропластов обусловлена основным пигментом фотосинтеза. Осуществление этого процесса — основная задача пластид зеленого цвета. Световые реакции протекают на мембранах, содержащих молекулы хлорофилла. Темновые реакции фотосинтеза происходят в строме, богатой ферментами.

Хромопласты придают окраску цветкам, содержатся в плодах. Этот тип пластид обеспечивает привлечение опылителей и распространителей семян растений. Лейкопласты служат для запасания питательных веществ — крахмала, белка, масла.

В рибосомах шероховатого эндоплазматического ретикулума происходит синтез белков. Гладкий ЭР содержит ферменты для синтеза, преобразований липидов и углеводов.

Этот же тип трубочек и мешочков служит для образования лизосом, транспорта и обезвреживания токсических веществ. Растворение крупных молекул, переваривание старых клеточных структур происходит в лизосомах.

Они принимают активное участие в фагоцитозе, гибели клеток.

Пищеварительные вакуоли участвуют в фагоцитозе, выделяют ненужные вещества в окружающую среду. Сократительные — обеспечивают поддержание водно-солевого баланса.

Рибосомы участвуют в сборке белковых молекул. Клеточный центр нужен для правильного распределения генетического материала при митотическом делении. Этот органоид служит для образования выростов клеток — жгутиков и ресничек (органоидов движения).

Включениями называют непостоянные компоненты клеток. Одни вещества в их составе являются запасом питания, другие — отходами жизнедеятельности.

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

Органоиды — относительно обособленные компоненты, обладающие специфическими функциями и особенностями строения. Основная часть генетического материала эукариотической клетки сосредоточена в ядре.

Центральный органоид в одиночку не в состоянии обеспечить реализацию наследственной информации. Принимают участие цитоплазма и рибосомы. Они расположены в основном на шероховатой эндоплазматической сети.

Синтезированные белки транспортируются в комплекс Гольджи, после преобразований — в те части клетки, где они нужны. Благодаря лизосомам клетки не превращаются в «свалки отходов».

Митохондрии вырабатывают энергию, необходимую для осуществления процессов в клетке. Хлоропласты у растений служат для получения исходного материала, участвующего в энергетических превращениях.

Условно все органоиды клетки делят на три группы по характеру выполняемых функций. Митохондрии и хлоропласты осуществляют превращения энергии. Рибосомы, их скопления осуществляют синтез белков. Другие образования принимают участие в синтезе и обмене веществ.

Несмотря на существующие различия, все части клетки тесно взаимодействуют. Органоиды взаимосвязаны не только в пространстве, но и химически. Связывает все части клетки цитоплазма, в ней же происходят многочисленные реакции. В результате формируется единая структурная и функциональная система.

Строение растительной клетки

Цитоплазма. Состав цитоплазмы. Ядро клетки. Ядерная оболочка.

Рис.1 Растительная клетка 

Отличие клеточного строения растений от животных — наличие стенки, состоящей из целлюлозы, пектина, лигнина.

Под прочной оболочкой находится плазматическая мембрана, имеющей типичное строение. Есть поры, через которые осуществляется связь между соседними клетками посредством плазмодесм, цитоплазматических мостиков. Нет центриолей, характерных для животных.

Важное отличие растительных организмов — наличие пластид. Крупные хлоропласты придают частям растений зеленый цвет. Фотосинтез в зеленых пластидах — процесс автотрофного питания. Растения создают органическое вещество из воды и углекислого газа при участии солнечного света.

Оранжевая и желтая окраска обусловлена присутствием других типов пластид, красная и синяя — возникает благодаря антоцианам. Лейкопласты и хромопласты специализируются на хранении веществ.

Крупная центральная вакуоль в растительной клетке заполнена клеточным соком. Органоиду принадлежит ведущая роль в поддержании тургора, хранении полезных веществ и разрушении старых белков, отживших свое органоидов.

Строение животной клетки

Это типичные эукариотические клетки. Под плазматической мембраной находятся цитоплазма и органоиды. Клеточной стенки нет. ДНК локализована в ядре и митохондриях.

Цитоплазма. Состав цитоплазмы. Ядро клетки. Ядерная оболочка.

Рис.2 Животная клетка

Вакуоли в клетках животных выполняют пищеварительные и сократительные функции. Центриоли состоят из пучков микротрубочек, принимающих участие в процессе деления. В качестве органелл движения могут присутствовать реснички и жгутики. Они важны для перемещения одноклеточных животных. В организме многоклеточных создают движение жидкостей или молекул твердых веществ вдоль неподвижных клеток.

Клетка — мельчайшая единица строения многоклеточных организмов. У одноклеточных это и есть тело. Любая клетка представляет собой сложную биохимическую систему. Части или органоиды действуют как единое целое, обеспечивают жизнедеятельность, а при размножении — передачу наследственных признаков.

Источники:

  • Рис. 1: https://image.shutterstock.com/image-vector/vector-plant-cell-anatomy-diagram-600w-543156751.jpg
  • Рис. 2: wikimedia.org 

Смотри также:

Строение клетки: ядро и цитоплазма

Клетки как растений, так и животных отделены от своего окружения плазматической мембраной. Каждая клетка состоит из двух важнейших, неразрывно связанных между собой частей – ядра и цитоплазмы.

Клеточное ядро состоит из оболочки, ядерного сока (нуклеоплазмы), ядрышка и хроматина.

Функциональная роль ядерной оболочки заключается в обособлении генетического материала (хромосом) клетки от цитоплазмы и в регуляции двусторонних взаимодействий ядра и цитоплазмы. Основу ядерного сока составляют белки.

Ядерный сок образует внутреннюю среду ядра, в связи с чем он играет важную роль в обеспечении функционирования генетического материала.

Ядрышко представляет собой плотное округлое тельце, располагающееся в ядерном соке. В ядре клетки в зависимости от ее функционального состояния число ядрышек колеблется от 1 до 5–7 и более. Ядрышко не является самостоятельным органоидом клетки.

Оно лишено мембраны и образуется вокруг участка хромосомы, в котором закодирована структура рибосомных рибонуклеиновых кислот (рРНК). Этот участок носит название ядрышкового организатора; на нем синтезируется рРНК.

Кроме накопления рРНК, в ядрышке формируются рибосомы, которые затем перемещаются в цитоплазму.

Хроматин представлен в виде глыбок, гранул и сетевидных структур, хорошо окрашивающихся некоторыми красителями. Хроматин содержит дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и белки и представляет собой спирализованные и уплотненные участки хромосом.

В цитоплазме различают основное вещество (матрикс), органеллы и включения. Основное вещество цитоплазмы заполняет пространство между клеточной оболочкой, ядерной оболочкой и другими внутриклеточными структурами. Оно образует внутреннюю среду клетки, которая объединяет все внутриклеточные структуры и обеспечивает их взаимодействие.

Органеллы – это постоянные структуры цитоплазмы, выполняющие в клетке жизненно важные функции.

Существуют органеллы, свойственные всем клеткам, – это митохондрии, клеточный центр, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть, рибосомы, лизосомы, пероксисомы, и есть органеллы, свойственные только определенным типам клеток, например, отвечающие за окрашивание мышц, за реснички эпителия трахеи и бронхов.

Включениями называют относительно непостоянные компоненты цитоплазмы, которые служат запасными питательными веществами (жир, гликоген) и являются продуктами, подлежащими выведению из клетки (гранулы секрета), балластными веществами (некоторые пигменты).

Урок 6: Строение клетки — 100urokov.ru

  • План урока:
  • Основные части и органоиды клетки, их строение и функции
  • Эукариотические и прокариотические клетки
  • Сходства и различия в строении клеток животных, растений и грибов

Основные части и органоиды клетки, их строение и функции

Как правило, клетки обладают микроскопическими размерами. Однако известны и очень крупные клетки, видимые невооруженным глазом. Величина клеток зависит от выполняемых ими функций. Так, яйцеклетки благодаря накоплению в них питательных веществ достигают больших размеров.

Растительные организмы имеют крупные размеры клеток у плодов, так как в них заключены вакуоли с клеточным соком. Они могут достигать 500 мкм. Большинство растительных клеток имеет размер 10-100 мкм.

Несмотря на все разнообразие клеток, в их строении можно выделить общие моменты.

Каждая клетка покрыта плазматической, или клеточной мембраной, которая отделяет внутреннее содержимое от окружающей среды. Клеточная мембрана представляет собой тонкую плотную пленку, обволакивающую всю клетку. Ее структуру составляют несколько слоев.

Внутренний слой состоит из двух рядов липидов, молекулы которых расположены гидрофобными концами вглубь мембраны, а гидрофильные концы обращены к внешней водной среде. В отдельных местах клеточная мембрана пронизана белковыми молекулами, некоторые из которых служат рецепторами, а другие обеспечивают транспорт веществ.

Познакомимся со строением клеточной мембраны на рисунке.

Клеточная мембрана выполняет ряд важных функций:

  1. Разграничительная – ограничивает содержимое клетки от окружающей микросреды. Соответственно, обеспечивается сохранение различий между внутренними частями клетки и внешней средой.
  2. Рецепторная – в мембрану встроены белки, являющиеся рецепторами. Они обеспечивают восприятие различных воздействий на поверхность клетки.
  3. Транспортная – регулирование обмена различными веществами между клеткой и окружающей средой. Причем клеточная мембрана обладает полупроницаемостью, что обеспечивает избирательное поступление молекул и ионов.

Внутренним содержимым клетки является цитоплазма. Она представляет собой бесцветную, прозрачную жидкость, в которой располагаются все части клетки. Клеточная цитоплазма неоднородна, состоит она из гиалоплазмы и цитоскелета. Подробнее познакомимся на рисунке.  

Читайте также:  Диагностика гепатита D. Лечение гепатита D. Профилактика гепатита D.

Помимо клеточной мембраны и цитоплазмы важной составной частью любой эукариотической клетки является ядро.

Формы и размеры этой структуры очень изменчивы и зависят от вида организма, а также от типа и функционального состояния клетки. Оно может быть шаровидным, линзовидным, веретеновидным и многолопастным.

Общий план строения ядра одинаков у всех клеток.

Ядро отгорожено от цитоплазмы двойной мембраной или ядерной оболочкой. Все слои мембраны пронизаны многочисленными порами, через которые производится обмен веществ.

Содержимое ядра клетки получило название кариоплазма или ядерный сок. Это гелеобразное вещество заполняет пространство между структурами ядра и осуществляет связь между ними.

Внутри ядра находится ядрышко, представляющее округлую структуру. В клетке их может содержаться от 1 до 10, а например, у дрожжей, их нет совсем. В состав ядрышек входят белки, РНК и ДНК. Во время деления ядрышки разрушаются.

Помимо ядрышек в кариоплазме есть хроматин – комплекс ДНК и белка. Из него в процессе деления клетки формируются хромосомы.

Установлено, что каждый вид организмов имеет конкретное и постоянное количество хромосом в ядре клетки.

Набор хромосом, содержащийся в клетках, называется кариотипом.

В ядрах клетках тела, или соматических, содержится двойной набор хромосом. Такой кариотип имеет две одинаковые хромосомы и характерен для человека.

Ядра половых клеток имеют одинарный кариотип, то есть все хромосомы разные, нельзя встретить двух одинаковых.

Как мы уже убедились, ядро клетки имеет сложное строение. Какие же функции оно выполняет? Ядро является информационной системой клетки, местом хранения и воспроизводства наследственного материала. Оно служит центром управления обменом веществ клетки. Удаление этой структуры приводит к гибели клетки.

В цитоплазме расположены и другие составляющие клетки, получившие название органоиды.

Их принято делить на две группы, познакомимся с ними на схеме.

Рассмотрим строение и функции основных органоидов клетки.

  1. Рибосомы расположены в цитоплазме клетке, а также есть на поверхности эндоплазматической сети. Данные структуры являются мелкими телами сферической формы, состав которых образован белком, а также РНК.

Рибосомы часто соединены по 5-70 штук, представляющих полисомы. Основной функцией рибосом считается синтез белка.

  1. Клеточный центр представляет собой органоид клетки, состоящий из одной или двух мелких гранул – центриолей. Каждая центриоль – это цилиндрическое тельце, стенки которой состоят из параллельно расположенных трубочек. Основная функция клеточного центра – участие в делении клетки. В данном процессе центриоли расходятся в противоположные стороны и формируют полюса делящейся клетки.

Органоиды движения имеются у достаточного числа клеток. Такие органоиды движения как жгутики и реснички являются подвижными отростками цитоплазмы. Предназначены они для передвижения, а также для транспорта веществ. В состав этих структур входят микротрубочки. Внутри органоидов движения микротрубочки бьются друг о друга, тем самым обеспечивается перемещение клетки.

Клеточные включения являются непостоянными компонентами клетки в виде скопления каких-либо веществ. По исполняемым функциям можно выделить несколько видов клеточных включений. Познакомимся на рисунке.

  1. Мембранные органоиды
  2. Эндоплазматическая сеть считается системой связанных между собой полостей и канальцев, пронизывающих всю цитоплазму в клетке. Стенки каналов и полостей образованы простыми мембранами. По строению они различаются, поэтому выделяют два типа эндоплазматической сети: шероховатую и гладкую.

Шероховатая ЭПС представлена канальцами, на внешней поверхности которых располагаются рибосомы. Вних протекает синтез белка. На поверхности гладкой ЭПС находятся ферменты, обеспечивающие синтез жиров и углеводов.

Основной функцией эндоплазматической сети считается транспорт веществ, а также участие во внутриклеточном обмене. Немаловажной ролью считается синтез некоторых соединений, которые осуществляются структурами, расположенными на поверхности ЭПС.            

  1. Комплекс Гольджи сооружен из мембран сложенных друг на друга. В его состав входит система трубочек с пузырьками на концах. В клетке комплекс Гольджи расположен возле ядра, либо рассеян по всей цитоплазме.

В комплексе Гольджи происходит накопление, преобразование веществ, их накопление в пузырьках и выведение за пределы клетки, а также важной функцией считается формирование лизосом.

  1. Шаровидные образования в клетке, содержащие ферменты, получили название лизосомы. Соответственно, функцией лизосом считается расщепление веществ, бактерий, вирусов, а также отмерших органоидов.
  1. Митохондрии бывают в форме палочек, зерен, гранул или нитей. Численность их в клетке может составлять 50-500. Строение митохондрии изучено электронным микроскопом. Рассмотрим его на рисунке.

Функцией митохондрий является окисление соединений с освобождением энергии. Эти органоиды считаются энергетическими центрами, в которых образуется АТФ.

Особенностью митохондрий считается их автономия, то есть они способны самостоятельно размножаться. Митохондрии обладают собственной ДНК, хотя она и отличается по составу от ДНК ядра.

  1. В клетках растений находятся специальные органоиды – пластиды. Они разнообразны по форме и размерам, но чаще всего представляют собой овальные тельца.

Различают три вида клеточных пластид в зависимости от окраски.

Рассмотрим строение пластид на примере хлоропластов. Сверху эти органоиды покрыты оболочкой, состоящей из наружной и внутренней мембраны.

Пластиды, так же как ядро и митохондрии, имеют собственный генетический аппарат, под контролем которого происходит их размножение.

  1. Еще одними органоидами клетки считаются крупные пузырьки, заполненные клеточным соком – вакуоли. Образуются они из пузырьков аппарата Гольджи или расширений ЭПС. Характерны они по большей части для растений и выполняют функцию хранения питательных веществ, которые используются, например, при прорастании семян.

В животной клетке эти органоиды отсутствуют, исключение простейшие. У этой группы существ можно отметить пищеварительные и сократительные вакуоли. Первые способствуют перевариванию веществ с помощью ферментов, расположенных в них. Сократительные вакуоли обеспечивают выведение продуктов распада.

Эукариотические и прокариотические клетки

Все известные живые организмы подразделяются на две группы. Познакомимся с ними на схеме.

Клетка прокариот имеет довольно простое строение.В прокариотической клетке не имеется истинного ядра, ядрышек и хромосом. Наследственный материал представлен одной нитью ДНК соединенной с белками. Данная структура получила название нуклеоид и является прототипом ядра у прокариотической клетки.

В строении структур прокариот можно выделить ряд особенностей:

  1. Имеют жесткую клеточную стенку, а иногда и слизистую капсулу;
  2. В прокариотической клетке нет внутренней мембраны, кроме впячивания оболочки. Здесь расположены ферменты принимающие участие в обмене веществ у прокариот;
  3. Отсутствуют мембранные органоиды – митохондрии, ЭПС, хлоропласты, лизосомы, комплекс Гольджи, вакуоли.
  4. Прокариотические клетки имеют лишь рибосомы, причем очень мелкие.

Строение прокариот приспособлено для выполнения элементарных процессов жизнедеятельности: обмен веществ, размножение и другие.

Особенностью этих организмов считается их существование в бескислородной среде, то есть они являются анаэробами. Получение энергии для процессов жизнедеятельности происходит при расщеплении других соединений. К примеру, некоторые бактерии анаэробы способны усваивать азот из воздуха.

Однако не все прокариоты считаются анаэробами, среди них можно выделить и аэробов. Эти организмы нуждаются в кислороде для своей жизнедеятельности.Аэробы используют кислород для клеточного дыхания и окисления веществ. Примером могут быть бациллы.

Для многих прокариот характерен процесс спорообразования. Познакомимся с основными стадиями образования спор на рисунке.

  1. Споры обеспечивают прокариотам возможность переносить неблагоприятные условия.
  2. Еще одним процессом, позволившим прокариотам сохраниться с древнейших времен, считается способность к очень быстрому размножению.
  3. Основным способом размножения прокариот является деление клетки надвое, иногда встречается почкование и половой процесс – конъюгация.

Эукариотические клетки имеют более сложное строение. Наследственная информация сконцентрирована в хромосомах, которые представлены нитями ДНК и белковых молекул. Все это находится в оформленном ядре.

В эукариотической клетке имеются все органоиды, которые участвуют в выполнении разнообразных функций.

Более подробно на эукариотических клетках остановимся в следующем пункте.

Сходства и различия в строении клеток животных, растений и грибов

  • У всех эукариотических клеток существует ряд общих признаков:
  • Сходство и различие строения клеток эукариот отразим в таблице.
  • Сходством в строении клеток данных групп организмов является наличие плазматической мембраны, цитоплазмы, ядра, а также определенного набора органоидов.

Можно выделить черты сходства в строении клеток грибов и животных.

В структурах этих существ имеется запасное вещество – гликоген, отсутствуют пластиды. Вакуоли мелкие или вовсе отсутствуют. Отличием клеток грибов является присутствие в клетки 2, а иногда и больше ядер.

Сходством растительной и животной клетки будет наличие одного ядра.

Растительная клетка имеет много различий. Для нее характерна крупная вакуоль и многочисленные пластиды, в которых локализованы фотосинтезирующие пигменты. Основным запасным продуктом является крахмал. Клеточная мембрана состоит преимущественно из целлюлозы.

Черты сходства клеток грибов и растений, а также животных свидетельствуют об общем происхождении. Однако, в ходе эволюции каждая группа организмов приспосабливались к условиям среды обитания. Соответственно начали появляться черты различия клеток животных, грибов и растений.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector