Строения функции клетки: Конспект «Строение и функции клетки»

Эукариотическая клетка строение, свойства и функции (Таблица)

2.4 Строение клетки. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки

Видеоурок: Клеточное строение организма

Лекция: Строение клетки. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки — основа её целостности

Клетка является сложной многокомпонентной открытой системой, что значит – она имеет постоянную связь с внешней средой путем обмена энергии и веществ.

Органоиды клеток

Плазматическая мембрана — это двойной слой из фосфолипидов, пронизанный молекулами протеинов. На наружном слое располагаются гликолипиды и гликопротеины. Проницаема избирательно для жидкостей. Функции — защитная, а также связь и взаимодействие клеток меж собой.

Ядро. Функционально – хранит ДНК. Ограничено двойной пористой мембраной, связанной через ЭПС с наружной мембраной клетки. Внутри ядра находится ядерный сок и располагаются хромосомы.

Цитоплазма. Представляет собой гелеобразное полужидкое внутреннее содержимое клетки. Функционально – обеспечивает связь органоидов между собой, является средой их существования.

Ядрышко. Это – собранные вместе части рибосом. Округлое, очень мелкое тело, расположенное в ядре. Функция – синтез рРНК.

Митохондрии. Двумембранный органоид. Внутренняя мембрана собрана в складки, называемые кристами, на них располагаются ферменты, участвующие в реакциях окислительного фосфорилирования, то есть синтеза АТФ, что и является основной функцией.

Рибосомы. Состоят из большей и меньшей субъединиц, не имеют мембран. Функционально – участвуют в сборке белковых молекул.

Эндоплазматический ретикулум (ЭПС). Одномембранная структура во всем объеме цитоплазмы, состоящая из полостей сложной геометрии. На гранулярной ЭПС расположены рибосомы, на гладкой – ферменты для синтеза жиров.

Аппарат Гольджи. Это уплощенные цистернообразные полости мембранной структуры. От них могут отделяться пузырьки с необходимыми для метаболизма веществами. Функции – накопление, преобразование, сортировка липидов и белков, образование лизосом.

Клеточный центр. Это область цитоплазмы, в которой содержатся центриоли – микротрубочки. Их функция – правильное распределение генетического материала при митозе, образование митотического веретена.

Лизосомы. Одномембранные пузырьки с ферментами, участвующие в переваривании макромолекул. Функционально – растворяют крупные молекулы, уничтожают старые структуры в клетке.

Клеточная стенка. Представляет собой плотную оболочку из целлюлозы, осуществляет скелетную функцию у растений.

Пластиды. Мембранные органоиды. Существует 3 вида – хлоропласты, где совершается фотосинтез, хромопласты, содержащие красящие вещества, и лейкопласты, являющиеся хранилищами крахмала.

Вакуоли. Пузырьки, которые в растительных клетках могут занимать до 90% объема клетки и содержать питательные вещества. У животных – вакуоли пищеварительные, сложной структуры, небольшого размера. Отвечают также за выделение ненужных веществ во внешнюю среду.

Микрофиламенты (микротрубочки). Белковые немембранные структуры, отвечающие за движение органоидов и цитоплазмы внутри клетки, появление жгутиков.

Компоненты клетки являются взаимосвязанными пространственно, химически и физически и находятся в постоянном взаимодействии между собой.

Строение клетки: функции, назначение и интересные факты

Клетка – это элементарная единица строения всего живого на Земле (кроме вирусов). Она обладает собственным обменом веществ и даже способна к обособленному существованию и размножению. В живой природе встречаются одноклеточные, колониальные и многоклеточные организмы. О том, каково строение этих клеток и что относится к их первостепенному функционалу, и пойдет речь ниже.

Строение растительной клетки и ее функции

Как уже было описано выше, живые организмы (в том числе и растения) могут состоять как из одной, так и из нескольких клеток. Также встречаются представители, состоящие из колонии (группы) клеток. Например, водоросль хламидомонада признана одноклеточным растением, водоросль вольвокс — колонией клеток, а подсолнечник — это уже многоклеточный организм.

Клетки кожицы чешуи лука под микроскопом

По внешнему виду клетки растений разнообразны. По форме они напоминают призму, спираль, куб или овал, а также цилиндр. Это разнообразие объясняется тем, что форма клеток зависит от их размещения в организме растений и функций, которые они выполняют.

Кроме формы, клетки отличаются друг от друга еще и размерами. Одни представлены в организме как «гиганты» – их даже видно невооруженным взглядом (например, клетка стебля льна – 40 мм). Также в природе встречаются клетки длиной в 1 мм (например, клетка мякоти арбуза).

Что касается строения растительных клеток, то оно идентично и включает в себя следующие составляющие:

Строение растительной клетки

Первый слой – клеточная оболочка, бесцветная и плотная. Она отделяет внутреннее содержание клетки от внешней среды и защищает от его вредного воздействия, в первую очередь от высыхания. Клеточная оболочка пронизана микроскопическими отверстиями – порами, через которые происходит обмен веществ. А состоит эта оболочка преимущественно из клетчатки (или целлюлозы), что и придает клетке необходимую прочность и плотность.

Читайте по теме:  Четверть кожных клеток содержит раковые мутации – ученые

Внутри клетка наполнена цитоплазмой – бесцветной жидкостью с повышенной вязкостью и неоднородной структурой. При резком изменении температуры (нагревании или замораживании) цитоплазма разрушается, что приводит к гибели клетки, поскольку как раз в ней содержатся органоиды – структуры, отвечающие за процессы жизнедеятельности (лизосомы, рибосомы, митохондрии, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.)

Ядро – еще одна обязательная часть эукариотической клетки. Оно отвечает за ее рост, размножение или разделение. Однако главная функция ядра – передача наследственной информации от материнской клетки к дочерним.

Что касается строения ядра, то в его состав входят: ядерная оболочка, кариоплазма, ядрышки и хроматин (хромосомы). Форма ядра бывает различной: сферической, удлиненной, дисковидной. Расположение ядра в клетке непостоянно. В молодой растительной клетке чаще всего оно расположено ближе к центру. Во взрослых клетках ядро смещается к периферии, что связано с появлением крупной центральной вакуоли. Химический состав ядра представлен, главным образом, нуклеиновыми кислотами и белками.

Вакуоль, расположенная в центре клетки, заполнена клеточным соком, который является водным раствором органических и минеральных веществ. В клеточном соке есть разные красители, придающие цвет цветкам, плодам растений. Если вакуоль достаточно наполнена водой, то она похожа на воздушный шар. Спелые плоды, сочные стебли растений имеют большие вакуоли. А увядшие листья или цветки растений – наоборот, следствие того, что вакуоли теряют воду и это, в свою очередь, приводит к тем же изменениям и в органах растения.

Строение пластид

Отличительной особенностью растительных клеток является наличие пластид. Они представляют собой шаровидные органоиды (органеллы). В зависимости от цвета, который придают пластидам пигменты, различают хлоропласты (зеленые пластиды), хромопласты (желто-красные пластиды) и лейкопласты (бесцветные пластиды). Каждый тип пластид выполняет свою функцию. Например, хлоропласты содержат пигмент хлорофилл, который дает зеленую окраску листьям; хромопласты окрашивают плоды, цветки растений в желтый, красный и розовый цвета.

Читайте по теме: Искусственную нервную клетку изобрели шведские ученые

Пластиды присутствуют только в растительных клетках. Они могут легко переходить из одного типа в другой. Например, преобразование лейкопластов в хлоропласты проявляется в позеленении клубней картофеля, хлоропластов в хромопласты — в окраске листьев осенью в красный, желтый и оранжевый цвета. В процессе жизнедеятельности растений пигменты пластид также разрушаются. Это происходит перед ноябрем.

Строение животной клетки и ее функции

Животные и растительные клетки имеют схожее строение и функции. Например, они одинаково состоят из клеточной мембраны, ядра с ядрышком, митохондрий, рибосом, эндоплазматической сети и ряда других органоидов и иных структур.

Строение животной клетки

Однако, несмотря на схожесть, животным клеткам присущи индивидуальные характерные особенности, отличающие их от растительных клеток:

1. Животные клетки покрыты только клеточной (плазматической) мембраной. У них нет прочной клеточной оболочки (стенки), как у растительных клеток. С одной стороны, благодаря наличию этой оболочки растения обеспечены защитным «скелетом», но зато они не могут поглощать вещества с помощью захвата, питание проходит только через всасывание. А животные клетки используют захват как один из способов потребления полезных веществ. Также клеточная мембрана эластична, что дает возможность в некоторой степени менять форму клетки.
2. В отличие от растительной клетки, у животной нет пластид, в том числе хлоропластов. В результате животная клетка не способна к автотрофному питанию, а питается гетеротрофно.
3. В животной клетке присутствует центриоль (клеточный центр), обеспечивающий образование веретена деления и расхождение при этом хромосом. Такой клеточной структуры у растительной клетки нет.

Интересные факты о клетках человеческого организма

1. Организм человека состоит из 220 миллиардов клеток, которые подразделяются на 200 обособленных групп. Но четко различаются две категории:

• 20 миллиардов «бессмертных», главным образом нервных клеток (нейронов), образующих нервные ткани и существующих на протяжении всей человеческой жизни;
• 200 миллиардов «смертных», которые постоянно замещаются.

2. Продолжительность существования клеток:

• кишечника — 5 дней;
• эритроцитов — 120 дней;
• печени — 480 дней;
• нейронов — 100 лет и более;
• мышечных тканей — 100 лет и более.

3. У человека каждые 27 дней вырастают новые внешние клетки. Речь идет о коже, которая защищает внутренние органы от внешних воздействий, постоянно сохраняя свою прочность за счет обновления клеток.

Интересные факты о растительных клетках

1. Мимоза стыдливая получила такое название благодаря резкому понижению давления в клетках при взаимодействии с любым внешним раздражителем, из-за чего лепестки растения сворачиваются. Такая реакция происходит из-за оттока воды при выделении химических веществ.
2. Китайская крапива обладает прочнейшими клетками волокон. Подтверждением выступает экспериментально доказанный факт: прочность растения на разрыв волокон в среднем составляет 95 килограмм на 1 миллиметр.
3. Жалящее действие крапивы обеспечивается наличием на ее стеблях стрекательных клеток. Механизм действия такой: когда человек прикасается к растению, конец клетки впивается в кожу и выпускает свое содержимое (витамин В4, муравьиную кислоту и гистамин).

Строение стрекательных клеток

В этой статье рассмотрена лишь обобщенная информация о строении растительных и животных клеток. На практике же видно, насколько уникальны составляющие всех живых элементов природы, будь то строение клеток бактерий, грибов или обыкновенного лука. Только при изучении биологии, с помощью теоретического и практического подходов, можно создать комплексную картину структуры всех живых организмов на Земле.

Строение клетки – таблица с органоидами и их функциями (9 класс)

Элементарной и функциональной единицей всего живого на нашей планете является клетка. В данной статье Вы подробно узнаете об её строении, функциях органоидов, а также найдёте ответ на вопрос: «Чем отличается строение клеток растений и животных?».

Строение клетки

Наука, которая изучает строение клетки и её функции, называется цитологией. Несмотря на свои незначительные размеры, данные части организма имеют сложную структуру. Внутри находится полужидкое вещество, именуемое цитоплазмой. Здесь проходят все жизненно важные процессы и располагаются составляющие части – органоиды. Узнать об их особенностях Вы сможете далее.

Ядро

Самой важной частью является ядро. От цитоплазмы его отделяет оболочка, которая состоит из двух мембран. В них имеются поры, чтобы вещества могли попадать из ядра в цитоплазму и наоборот. Внутри находится ядерный сок (кариоплазма), в котором располагается ядрышко и хроматин.

Рис. 1. Строение ядра.

Именно ядро управляет жизнедеятельностью клетки и хранит генетическую информацию.

Функциями внутреннего содержимого ядра являются синтезирование белка и РНК. Из них образуются особые органеллы – рибосомы.

Рибосомы

Располагаются вокруг эндоплазматической сети, при этом делая её поверхность шероховатой. Иногда рибосомы свободно располагаются в цитоплазме. К их функциям относится биосинтез белка.

Эндоплазматическая сеть

ЭПС может иметь шероховатую либо гладкую поверхность. Шероховатая поверхность образуется за счёт наличия рибосом на ней.

К функциям ЭПС относится синтез белка и внутренняя транспортировка веществ. Часть образованных белков, углеводов и жиров по каналам эндоплазматической сети поступает в особые ёмкости для хранения. Называются эти полости аппаратом Гольджи, представлены они в виде стопок «цистерн», которые отделены от цитоплазмы мембраной.

Аппарат Гольджи

Чаще всего располагается вблизи ядра. В его функции входит преобразование белка и образование лизосом. В данном комплексе хранятся вещества, которые были синтезированы самой клеткой для потребностей всего организма, и позднее выведутся из неё.

Лизосомы представлены в виде пищеварительных ферментов, которые заключены с помощью мембраны в пузырьки и разносятся по цитоплазме.

Митохондрии

Эти органоиды покрыты двойной мембраной:

• гладкая – наружная оболочка;
• кристы – внутренний слой, имеющий складки и выступы.

Рис. 2. Строение митохондрий.

Функциями митохондрий является дыхание и преобразование питательных веществ в энергию. В кристах находится фермент, который синтезирует из питательных веществ молекулы АТФ. Это вещество является универсальным источником энергии для всевозможных процессов.

Данные органоиды содержат собственную нить ДНК и способны к самостоятельному размножению. Этот факт навёл учёных на мысль, что изначально митохондрии существовали самостоятельно, и были схожи с бактериями. Спустя время они поселились внутри клеточного организма, возможно, как паразитирующая особь. А, спустя много лет, стали органеллами, без которых не обходится ни одна эукариотическая клетка.

Плазматическая мембрана

Клеточная стенка отделяет и защищает внутреннее содержимое от внешней среды. Она поддерживает форму, обеспечивает взаимосвязь с другими клетками, обеспечивает процесс обмена веществ. Состоит мембрана из двойного слоя липидов, между которыми находятся белки.

Сравнительная характеристика

Растительная и животная клетка отличаются друг от друга своим строением, размерами и формами. А именно:

• клеточная стенка у растительного организма имеет плотное строение за счёт наличия целлюлозы;
• у растительной клетки есть пластиды и вакуоли;
• животная клетка имеет центриоли, которые имеют значение в процессе деления;
• наружная мембрана животного организма гибкая и может приобретать различные формы.

Рис. 3. Схема строения растительной и животной клетки.

Подытожить знания про основные части клеточного организма поможет следующая таблица:

Таблица «Строение клетки»

Что мы узнали?

Живой организм состоит из клеток, которые имеют достаточно сложное строение. Снаружи она покрыта плотной оболочкой, которая защищает внутреннее содержимое от воздействия внешней среды. Внутри находится ядро, регулирующее все происходящие процессы и хранящее генетический код. Вокруг ядра расположена цитоплазма с органоидами, каждый из которых имеет свои особенности и характеристику.

Предыдущая

БиологияСтроение животной клетки (9 класс, биология) – особенности и функции

Следующая

БиологияСтроение митохондрии и их функции в таблице

пластиды, цитоплазма, органеллы; отличия растительной и животной клетки

В биологии клеточное строение организмов является одним из важнейших предметов изучения. Клетка является самой маленькой составной частью организма, которой присущи свойства живого. Если представить, что живой организм — это архитектурное сооружение, то клетки будут являться «кирпичами», из которых этот дом состоит.

Строение растительной клетки и ее функции обеспечивают рост, развитие и, самое главное, жизнь растению. Ниже на схеме представлено клеточное строение растения.

Особенности строения растительной клетки

Все растения можно подразделить на одноклеточные и многоклеточные. К организмам, состоящим из одной клетки, относятся в основном одноклеточные водоросли. Многоклеточные представители флоры — это сложные конструкции из органов, тканей и мельчайших частиц, которые находятся в постоянном взаимодействии. Клеточное строение растений примерно одинаково у всех видов флоры и состоит из нескольких компонентов.

Плазматическая мембрана

Имеет другие названия — клеточная мембрана, цитолемма, плазмалемма. Разделяет клетку и внешнюю среду, обеспечивая обмен между ними. Она состоит из двух слоев, образованных липидами (сложными органическими соединениями, которые включают в себя жирные кислоты и спирт).

В небольшом количестве цитолемма содержит и белки: одни проходят через всю мембрану (интегральные), другие — наполовину погружены в слой липидов (полуинтегральные) или просто соприкасаются с внешней стороной мембраны (поверхностные). Толщина всей конструкции составляет не более 9 нм.

Плазмалемма выполняет следующие функции:

• механическая — благодаря мембране клетки является самостоятельными образованиями, составляющими основу тканей;
• энергетическая — обеспечивает перенос энергии при фотосинтезе и клеточном дыхании;
• транспортная — через мембрану проходит обмен питательными и другими веществами между соседними клетками;
• барьерная — защищает клеточное содержимое от негативных воздействий;
• рецепторная — благодаря некоторым белкам-рецепторам клетка принимает и распознает различные сигналы.

Очень важную роль играют ионные каналы, относящиеся к транспортным белкам. Благодаря им во внутриклеточное пространство проникают питательные вещества именно через плазматическую мембрану.

Цитоплазма

Представляет собой прозрачную жидкую емкость, в которой расположены основные клеточные компоненты. Ее со всех сторон окружает плазмалемма. Это очень сложная органическая структура, состоящая из постоянно меняющейся смеси различных веществ. Ее основу составляет вода, количество которой может достигать 90 %. Благодаря водному раствору здесь протекают сложные химические реакции.

Клеточное содержимое выполняет большую роль в жизнедеятельности клетки:

• представляет собой единое целое;
• обеспечивает химические реакции и процессы;
• обеспечивает транспортировку веществ;
• устанавливает для каждого органоида свое собственное местоположение.

Так как цитоплазма — это живое вещество, то для нее характерна избирательная проницаемость: одни вещества легко проникают в ее внутреннее содержимое (вода), другие — могут задерживаться в ней.

Эндоплазматическая сеть

По-другому называется эндоплазматический ретикулум. Пронизывает всю внутреннюю часть клетки с помощью многочисленных трубочек, каналов и пузырьков, тем самым обеспечивая точное расположение клеточного ядра и других компонентов (органоидов).

Главной задачей ЭПС является система транспортировки полезных веществ. Помимо этого, с его помощью осуществляется синтез клеточных мембран, являющийся основным свойством клеток растений.

Митохондрии

Являются клеточными органоидами, расположенными по всему клеточному содержимому. Они весьма разнообразны и могут быть в виде палочки, цилиндрической формы, нитевидной или в форме зернышек. Обычно их количество в клеточном составе насчитывает несколько сотен. Средняя толщина митохондрии — около одного микрона.

Митохондрии состоят из белка (65 %) и липидов (30 %). Немаловажным фактом является наличие нуклеиновых кислот — ДНК и РНК.

Роль и значение митохондрий были открыты лишь недавно. Оказалось, что в основном благодаря им обеспечиваются дыхательные процессы, а также происходит высвобождение энергии для поддержания жизнедеятельности.

Пластиды

Эти вещества входят в клеточный состав только у представителей флоры — высших растений, водорослей и простейших, обладающих способностью к фотосинтезу. Данные органоиды имеют довольно крупную форму.

В зависимости от роли, цвета и формы различают следующие типы пластид:

1. Хлоропласты. Их необычная роль заключается в придаче зеленого окраса растениям. В своем составе они содержат хлорофилл, который и придает хлоропластам соответствующий оттенок. Помимо хлорофилла в состав хлоропластов входят белки, составляющие половину веса зеленых пластидов, а также РНК и ДНК.
2. Хромопласты. Еще более интересную задачу выполняют желтые, оранжевые или красные хромопласты. Они окрашивают в соответствующие цвета лепестки цветковых растений и различных плодов. Такой оттенок хромопластам придают специальные пигменты — каротиноиды. Таким образом, яркая окраска цветов привлекает многочисленных насекомых для опыления и дальнейшего размножения растений.
3. Лейкопласты. В отличие от хлоропластов и хромопластов не имеют цвета. Их роль заключается в накоплении и запасании питательных веществ — белков, жиров и крахмала.

Несмотря на разнообразие, все пластиды высших растений выполняют определенные функции: фотосинтез, синтез органических веществ, восстанавливают неорганические ионы, запасают питательные вещества.

Комплекс Гольджи

В некоторых местах клеточной внутренней среды можно различить стопку изогнутых и близко расположенных пластинок, окруженных большими и малыми пузырьками. Эта конструкция носит название диктиосомы, или комплекса Гольджи, названного в честь открывшего его итальянского ученого.

Аппарат Гольджи содержит специальные емкости — «цистерны», в которых происходит созревание белков. Далее, после их созревания, диктиосома выполняет свою главную задачу — сортировка и транспорт белков.

Лизосомы

Органоиды, ограниченные мембраной. Лизосомы образуются только в эукариотах, то есть клетках, имеющих ядро. Соответственно, в безъядерных прокариотах они отсутствуют, так как те не обладают внутриклеточным пищеварением.

Таким образом, можно выявить основную задачу лизосом — внутриклеточное переваривание макромолекул. Для этой цели внутри органоидов расположены гидролитические ферменты, ускоряющие химические реакции.

Следует отметить, что в растениях лизосомы как таковые отсутствуют. Вместо них роль внутриклеточного пищеварения выполняют вакуоли, имеющие тем самым большое сходство с лизосомами.

Вакуоли

Представляют собой органоиды, которые отделены от остальной части клетки одной мембраной (тонопластом). Вакуоли находятся в клетках растений и грибов, но могут встречаться и у некоторых животных и бактерий.

Зрелые клетки имеют в своем составе одну большую вакуоль, которая может занимать до 90 % всего объема. При этом, располагаясь в центре, такая вакуоль вытесняет остальное содержимое вдоль клеточной оболочки.

Как уже говорилось выше, вакуоли играют такую же роль, как и лизосомы. Помимо пищеварения, они поддерживают внутриклеточное давление, хранят в себе полезные и уничтожают токсичные вещества, а также способствуют росту самой клетки.

Ядро

Являясь самым крупным органоидом, ядро управляет почти всеми клеточными процессами. Помимо этого, в ядре хранится и воспроизводится наследственная информация, большая часть которой сосредоточена в хромосомах. В молодых клетках ядро располагается в центре, в то время как у зрелых оно вытесняется выросшей вакуолью к оболочке. Ядро обычно имеет форму шара или эллипса и покрыто двумя слоями мембраны.

Внутри ядро заполнено ядерным соком, состоящим из геля или золя, в которых находятся ядрышки. Ядрышко содержит в своем составе РНК и белки, содержащие фосфор. Остальная часть ядра содержит в себе ДНК.

Без ядра клетка не может существовать. Исключение составляют лишь некоторые представители, например, эритроциты, находящиеся в крови человека. Однако и ядро неспособно жить и развиваться без остальных клеточных компонентов, от которых оно получает энергию. Благодаря ядру и содержащейся в нем информации в клетке протекают заранее сформированные и упорядоченные процессы.

Отличие от животной клетки

Строение при помощи клеток свойственно всем живым существам — как растениям, так и животным. Эукариоты тех и других имеют как сходства, так и различия.

Сходства

Клеткам представителей флоры и фауны свойственно достаточно много общих компонентов и характеристик. Так, все клетки способны развиваться, размножаться и саморегулироваться.

Ниже представлены основные общие черты клеточного строения живых существ:

• одинаковые органоиды: ядро, внутреннее содержимое, эндоплазматический ретикулум, плазмалемма, митохондрии, комплекс Гольджи;
• практически одинаково протекают химические процессы;
• все клеточные компоненты состоят из схожих химических элементов;
• схожие способы деления и передачи наследственной информации.

Помимо обычных органоидов состав клеток растений и животных содержит в себе так называемые включения. Располагаясь в различных органеллах, эти включения могут время от времени исчезать и появляться вновь. Они являются продуктами обмена веществ, протекающего внутри клетки, и представляют собой различные белки, жиры и углеводы.

Отличия

При схожем клеточном составе строение растений и животных все же имеет принципиальные отличия.

В таблице приведены главные различия между двумя царствами живой природы.

Можно сделать вывод, что основные отличия клеточного строения представителей флоры и фауны исходят от их образа жизни. Растения не способны к самостоятельному движению, поэтому они сами синтезируют питательные вещества. В то время как животные добывают себе пищу из окружающей среды.

Тест

1. Найдите задачу, которую не выполняет клеточная мембрана:

1. синтез клеточной стенки;
2. избирательная проницаемость;
3. передача сигналов;
4. транспорт ионов;
5. обмен энергии.

2. В каком органоиде происходят процессы дыхания:

1. ядро;
2. аппарат Гольджи;
3. рибосома;
4. эндоплазматический ретикулум;
5. митохондрия.

3. Как называется растворимая часть цитоплазмы:

1. цитозоль;
2. цитогель;
3. цитохром;
4. клеточный сок;
5. матрикс.

4. В каком органоиде нет собственной ДНК:

1. хлоропласт;
2. хромопласт;
3. диктиосома;
4. митохондрия;
5. ядро.

5. Из чего состоит комплекс Гольджи:

1. макротрубочки;
2. микротрубочки;
3. диктиосомы;
4. микросомы;
5. полисомы.

6. Какова задача митохондрий:

1. темновая фаза фотосинтеза;
2. дыхание;
3. световая фаза фотосинтеза;
4. буферная;
5. сигнальная.

7. Отметьте одномембранный органоид:

1. рибосома;
2. диктиосома;
3. митохондрия;
4. микротрубочка;
5. макротрубочка.

8. Что отсутствует в вакуоли:

1. тонопласт;
2. пигменты;
3. клеточный сок;
4. эндоплазматическая сеть;
5. аминокислоты.

9. Каковы размеры паренхимной клетки растения:

1. 5-10 мкм;
2. 10-50 мкм;
3. 50-70 мкм;
4. 70-100 мкм;
5. 100-120 мкм.

10. Какой компонент присущ только растительной клетке:

1. микросома;
2. митохондрия;
3. пластида;
4. рибосома;
5. диктиосома.

Видео

В этом видеоролике сравнивается строение клеток растений и животных.

химический состав, физическая структура и строение, основные функции

Цитоплазма является, пожалуй, самой важной частью любой клеточной структуры, представляющей собой своего рода «соединительную ткань» между всеми составляющими клетки.

Функции и свойства цитоплазмы многообразны, ее роль в обеспечении жизнедеятельности клетки вряд ли можно переоценить.

В данной статье описаны большинство процессов, происходящих в наименьшей живой структуре на макроуровне, где основная роль отведена гелеобразной массе, заполняющей внутренний объем клетки и придающей последней внешний вид и форму.

…

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Что такое цитоплазма

Цитоплазма представляет собой вязкое (желеподобное) прозрачное вещество, которое заполняет каждую клетку и ограничено клеточной мембраной. В ее состав входят вода, соли, белки и другие органические молекулы.

Все органоиды эукариотов, такие как ядро, эндоплазматический ретикулят и митохондрии, расположены в цитоплазме. Часть ее, которая не содержится в органоидах, называется цитосоль. Хотя может показаться, что цитоплазма не имеет ни формы, ни структуры на самом деле она представляет собой высокоорганизованное вещество, которое обеспечивается за счет так называемого цитоскелета (белковая структура). Открыта была цитоплазма в 1835 году Робертом Брауном и другими учеными.

Это интересно: к прокариотам относятся также бактерии, почему?

Химический состав

Главным образом цитоплазма представляет собой субстанцию, которая заполняет клетку. Эта субстанция вязкая, подобная гелю, состоит на 80% из воды и, обычно, является прозрачной и бесцветной.

Цитоплазма — субстанция жизни, которую также называют молекулярным супом, в котором клеточные органоиды находятся во взвешенном состоянии и соединены друг с другом двухслойной липидной мембраной. Цитоскелет, находящийся в цитоплазме, придает ей форму. Процесс цитоплазматического течения обеспечивает перемещение полезных веществ между органоидами и вывод продуктов жизнедеятельности. Эта субстанция содержит много солей и является хорошим проводником электричества.

Как было сказано, субстанция состоит на 70−90% из воды и является бесцветной. Большинство клеточных процессов происходят в ней, например, гликоз, метаболизм, процессы клеточного деления. Внешний прозрачный стеклообразный слой называется эктоплазмой или клеточной корой, внутренняя часть субстанции носит название эндоплазмы. В клетках растений имеет место процесс цитоплазматического течения, представляющий собой течение цитоплазмы вокруг вакуоля.

Основные характеристики

Следует перечислить следующие свойства цитоплазмы:

• Цитоплазму можно разделить на две части: эндоплазма, представляющая собой ее центральную область с органоидами, и эктоплазма — периферическая ее часть, подобная гелю.
• Цитоплазма представляет собой жидкую субстанцию, заполняющую пространство между клеточной мембраной и органоидами;
• Различные части желеобразной массы окрашены в разные оттенки цветов и называются эргатоплазмой;
• Смесь разнообразных гранул, органических образований придает ей коллоидную консистенцию;
• Периферийная зона цитоплазмы более вязкая и желатинообразная, чем остальная ее часть, и называется плазмогель. Слой же цитоплазмы вокруг клеточного ядра имеет более высокую текучесть, чем остальная ее часть, и называется плазмосоль;
• Физическая природа субстанции — коллоидное состояние. Она состоит в основном из воды и частиц различной формы и размера, взвешенные в ней;
• Содержит протеины, из которых 20−25% являются растворимыми в воде, включая ферменты;
• Также здесь находятся некоторые аминокислоты, углеводороды, неорганические соли, липиды и липидоподобные вещества;
• Плазмогель способен абсорбировать либо выделять воду в соответствии с потребностями клетки;
• Она имеет целую систему организованных волокон, которые можно наблюдать используя специальную технику раскрашивания;
• Субстанция химически представляет собой 90% воды и 10% органических и неорганических образований.

Структура и компоненты

В прокариотах (например, бактерии), которые не имеют ядра, соединенного с мембраной, цитоплазма представляет все содержимое клетки внутри плазматической мембраны. В эукариотах (например, клетки растений и животных) цитоплазма образована тремя отличающимися друг от друга компонентами: цитосоль, органоиды, различные частицы и гранулы, носящие название цитопла

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 теперь 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 специальные функции.Свяжите это с тканями. Различия между растительными и животными клетками можно отнести к 9-й степени

.

Клеточная теория (ESG4T)

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

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

Теория клеток применима ко всем живым существам, независимо от их размеров. 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 больше об этом 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. Эти структуры образуют ультраструктуру клетки .

Рис. 2.9: Диаграмма 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 жесткого слоя целлюлозы, который удерживается твердым водонепроницаемым веществом, называемым лигнином. Он находится только в клетках, которые обеспечивают механическую поддержку растений.

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

Рис. 2.10: Микрофотографии диатомовых водорослей, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа, демонстрирующие 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, называемые плазмодесмами, 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, поскольку 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 прочна, чтобы обеспечить клетке механическую поддержку, и достаточно гибка, чтобы клетки могли 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.

Таблица 2.2: Структура и функции компонентов клеточной мембраны.

Дополнительное 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 он встречается 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 более высокой концентрации в область более низкой концентрации. 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 в клетку или из клетки. Примеры веществ, перемещаемых путем диффузии, включают диоксид углерода, кислород, воду и другие небольшие молекулы, которые могут растворяться в липидном бислое.

Наблюдайте за происходящим распространением, нажав на 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 в воду большую воронку 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 химическом 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 двигаться, 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, которая разделяет 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.грамм. 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 красные кровяные тельца, когда они помещены в три разных раствора с разными концентрациями.

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

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 его один конец, чтобы сделать основание плоским.
3. Сделайте в картофеле полость почти до дна картофеля.
4. Добавьте концентрированный раствор сахара в полость картофеля, наполнив 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 булавку 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, происходит 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 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 является избирательным 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.

Клетка — Структура и функции — Материалы для исследования NEET (AIPMT) и медицинских осмотров

Клетка — структурная и функциональная единица жизни.Структура и функции ячеек включает следующие темы:

1. Ячейка: Единица жизни
2. Биомолекулы
3. Клеточный цикл и деление клеток

1. Ячейка: Единица жизни

Все организмы состоят из клеток. Клетки различаются по форме, размеру и функциям. В зависимости от наличия или отсутствия связанного с мембраной ядра и других органелл организмы классифицируются как Eukaryotes или Prokaryotes .

Прокариот включает бактерии, сине-зеленые водоросли, Mycoplasma и PPLO ( Pleuro Pneumonia Like Organisms ). Эти клетки маленькие и размножаются более быстрыми темпами.

Eukaryotes включает протистов, растений, грибов и животных. У них есть клеточные органеллы, разделенные мембраной. У них хорошо развитое ядро, разделенное ядерной мембраной.

Рис.1. Разница между прокариотами и эукариотами

Типичная эукариотическая клетка состоит из клеточной мембраны, ядра, митохондрий, эндоплазматической сети, тела Гольджи, хлоропласта в клетках растений и т. Д. Растительные клетки имеют клеточную стенку вне клеточной мембраны. Эти клеточные органеллы отличаются друг от друга по строению и функциям.

В эукариот (высшие организмы) клетка окружена мембраной, известной как плазменная мембрана или клеточная мембрана . Плазменная мембрана состоит из липидов и белка. Растительная клетка окружена клеточной стенкой. Клеточная стенка состоит из полисахарида, известного как Целлюлоза . Целлюлоза придает клетке прочность и жесткость.

Что такое клетка в организме человека?

Клетка — структурная и функциональная единица человеческого тела.В человеческом теле присутствуют разные типы клеток. Самая большая клетка в организме человека — яйцеклетка у женщин . А самая маленькая клетка в человеческом теле — сперматозоидов .

Помимо этого, мозг содержит нервные клетки или нейроны, клетки печени известны как гепатоциты , клетки почек известны как нефрон и т. Д.

Какова структура ячейки?

Типичная структура ячейки описывается следующим образом:

Рибосомы — клеточные органеллы, участвующие в синтезе белка.Они состоят из больших и малых субъединиц. Сеть канальцев, расположенных в цитоплазме, известна как Endoplasmic Reticulum или ER. Существует два типа ER-Rough ER и Smooth ER . Грубый ER покрыт рибосомами, тогда как гладкий ER не содержит рибосом. Rough ER участвует в синтезе белка, а гладкий ER участвует в синтезе жирных кислот и детоксикации.

Рис.2. Органеллы разные

Тело Гольджи участвует в процессе секреции, то есть участвует в упаковке материалов, которые необходимо транспортировать.

Лизосомы помогают переваривать липиды, белки и углеводы. Митохондрии представляют собой двойную мембранную структуру — внешнюю и внутреннюю мембраны. Внутренняя мембрана складывается, образуя структуру, известную как Cristae . Это сайт для синтеза ATP .

Рис.3. Строение растительной клетки

Растительная клетка содержит клеточную органеллу, известную как Хлоропласт , которая отсутствует в животной клетке.Он содержит зеленый пигмент, известный как хлорофилл . Листья кажутся зелеными из-за наличия в них хлорофилла. Хлорофилл необходим для фотосинтеза . Ядро представляет собой двойную мембранную структуру. Он содержит генетический материал, известный как ДНК . ДНК передает генетическую информацию от родителей потомству.

Каков процесс, при котором материалы попадают в клеточную мембрану?

Фагоцитоз — наиболее распространенный процесс, при котором материалы попадают в клеточную мембрану.Это процесс, с помощью которого берутся материалы в

Примечание: Для подробного изучения, пожалуйста, обратитесь к содержанию « Cell — The Unit of Life » .

2. Биомолекулы

Биомолекула — любая молекула, присутствующая в живых организмах. Он включает в себя белки, липиды, углеводы и нуклеиновые кислоты. Большинство биомолекул состоят из кислорода, водорода, азота и углерода. Биомолекула — это любая молекула, присутствующая в живых организмах.Белки — это биомолекулы, которые необходимы для выживания живых организмов . Аминокислоты являются строительными блоками белков.

Белки существуют в различных формах, таких как первичная структура, вторичная структура, третичная структура и четвертичная структура.

Липиды обычно не растворяются в воде. Это сложные эфиры жирных кислот. Они являются основным компонентом клеточных мембран .

Углеводы состоят из атомов углерода, водорода и кислорода.В его состав входят сахара, целлюлоза и крахмал.

Примечание : Для подробного изучения, пожалуйста, обратитесь к содержанию « Биомолекул ».

3. Цикл клеток и деление клеток

Деление клеток — это процесс деления клетки на две почти равные дочерние клетки. Последовательность событий, происходящих во время роста и деления клеток, известна как Cell Cycle .Он разделен на две фазы:

Интерфаза — это период между делениями клеток. Это фаза покоя. Он состоит из:

• Фаза

  G1 — это фаза, на которой клетка готовится к репликации ДНК.

• S-фаза — это фаза репликации ДНК.

• Фаза G2 — это фаза, когда клетка готовится к М-фазе или митозу.

Фиг.5. Клеточный цикл и деление клеток

M фаза или Митотическая фаза — это процесс образования двух дочерних клеток из родительской клетки. Наиболее важными характеристиками M фазы является то, что содержание ДНК остается неизменным. Он также делится на разные фазы — профаза, метафаза, анафаза, телофаза и, наконец, цитокинез, в которых клетка делится.

Мейоз, также известный как Редукционный деление, отвечает за образование гамет, необходимых для воспроизводства.Это уменьшает содержание ДНК вдвое по сравнению с родительской клеткой.

Фиг.5. Разница между митозом и мейозом.

Примечание: Для более подробного изучения, пожалуйста, обратитесь к содержанию « Клеточный цикл и деление клеток ».

Посмотрите это видео, чтобы получить дополнительную информацию

Особенности курса

• 728 Видео лекции
• Примечания к редакции
• Документы за предыдущий год
• Интеллектуальная карта
• Планировщик обучения
• Решения NCERT
• Обсуждение Форум
• Тестовая бумага с видео-решением

Структура и функции ячейки

| Ресурсы Wyzant

клеток впервые были описаны Робертом Гук в его книге Micrographia, опубликованной в 1665 году.Используя микроскоп, он описал структуру пробки как очень напоминающую тюремные камеры или помещения 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. Ячейки возникают из уже существующих ячеек.
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 является предметом споров; 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, не те, что составляют собаку. Даже в пределах одного организма 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 поглощать питательные вещества и выводить 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 фотосинтезируют, хотя и в местах, где нет света (дно океана, глубокие подземные пещеры и т. Д.) автотрофы осуществляют хемосинтез. Некоторые примеры автотрофных клеток — растения, водоросли и некоторые бактерии. Другие клетки должны получать питательные вещества из других клеток. Этот тип клетки называется гетеротрофной клеткой. Гетеротроф буквально означает «другое питание». Эти клетки должны иметь возможность 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 при наличии света 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, в которую попадают 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 и 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 некоторое время чувствовать дискомфорт 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 откладываться все дальше и дальше, пока не разовьются симбиотические отношения. Хищник (гетеротроф) снабжен 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, посвященной клеткам, есть сводная таблица или диаграмма, посвященная этим органеллам.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 (существует множество различных структур в клеточной мембране).

Клеточная стенка : Технически не является частью живой клетки, поскольку находится вне мембраны. Он обеспечивает прочную структурную поддержку в растениях, грибах, некоторых водорослях и прокариотических клетках.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. Перед дифференцировкой все пластиды 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 удаления 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).Вакуоли могут быть во всех клетках, но их количество и типы могут быть разными.

Эндоплазматический ретикулум : E.R. — органелла, 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 везикулы 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 — это 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 людей 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, массой до 1 года.4 кг.

24.1B: Структура и функции клеток грибов

Грибы представляют собой одноклеточные или многоклеточные гетеротрофные разлагатели с толстыми клетками, которые поедают разлагающееся вещество и образуют клубки нитей.

Задачи обучения

• Описать физические структуры, связанные с грибами

Ключевые моменты

• Стенки клеток грибов жесткие и содержат сложные полисахариды, называемые хитином (добавляет структурной прочности) и глюканами.
• Эргостерол — это стероидная молекула в клеточных мембранах, которая заменяет холестерин, обнаруженный в мембранах клеток животных.
• Грибы могут быть одноклеточными, многоклеточными или диморфными, что означает, что грибы являются одноклеточными или многоклеточными в зависимости от условий окружающей среды.
• Грибы на морфологической вегетативной стадии состоят из клубка тонких нитевидных гиф, тогда как репродуктивная стадия обычно более очевидна.
• Грибы любят находиться во влажной и слабокислой среде; они могут расти как на свете, так и без кислорода.
• Грибы являются сапрофитами-гетеротрофами в том смысле, что они используют мертвые или разлагающиеся органические вещества в качестве источника углерода.

Ключевые термины

• глюкан : любой полисахарид, являющийся полимером глюкозы
• эргостерол : функциональный эквивалент холестерина, обнаруженный в клеточных мембранах грибов и некоторых простейших, а также стероидный предшественник витамина D2
• мицелий : вегетативная часть любого гриба, состоящая из массы ветвящихся нитевидных гиф, часто подземных
• гиф : длинная ветвистая нитчатая структура гриба, являющаяся основным способом вегетативного роста
• перегородка : деление клеточной стенки между гифами гриба
• слоевище : вегетативное тело гриба
• сапрофит : любой организм, который живет за счет мертвого органического вещества, например, некоторые грибы и бактерии
• хитин : сложный полисахарид, полимер N-ацетилглюкозамина, обнаруженный в экзоскелете членистоногих и в клеточных стенках грибов; считается ответственным за некоторые формы астмы у людей

Структура и функции ячеек

Грибы являются эукариотами и имеют сложную клеточную организацию.Как и эукариоты, клетки грибов содержат связанное с мембраной ядро, в котором ДНК обернута вокруг гистоновых белков. Некоторые типы грибов имеют структуру, сравнимую с бактериальными плазмидами (петли ДНК). Клетки грибов также содержат митохондрии и сложную систему внутренних мембран, включая эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи.

В отличие от клеток растений, клетки грибов не содержат хлоропластов или хлорофилла. Многие грибы демонстрируют яркие цвета, обусловленные другими клеточными пигментами, от красного до зеленого и черного.Ядовитый мухомор Amanita muscaria (мухомор) узнаваем по ярко-красной шляпке с белыми пятнами. Пигменты у грибов связаны с клеточной стенкой. Они играют защитную роль от ультрафиолетового излучения и могут быть токсичными.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Ядовитый Amanita muscaria : Ядовитый Amanita muscaria произрастает в умеренных и северных регионах Северной Америки.

Жесткие слои клеточных стенок грибов содержат сложные полисахариды, называемые хитином и глюканами.Хитин, также содержащийся в экзоскелете насекомых, придает структурную прочность клеточным стенкам грибов. Стенка защищает клетку от высыхания и хищников. У грибов есть плазматические мембраны, подобные другим эукариотам, за исключением того, что структура стабилизируется эргостерином: молекулой стероида, которая заменяет холестерин, обнаруженный в мембранах клеток животных. Большинство членов королевства грибов неподвижны.

Рост

Вегетативное тело гриба представляет собой одноклеточное или многоклеточное слоевище.Диморфные грибы могут переходить из одноклеточного в многоклеточное состояние в зависимости от условий окружающей среды. Одноклеточные грибы обычно называют дрожжами. Виды Saccharomyces cerevisiae (пекарские дрожжи) и Candida (возбудители молочницы, распространенной грибковой инфекции) являются примерами одноклеточных грибов.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Пример одноклеточного грибка : Candida albicans — дрожжевые клетки и возбудители кандидоза и молочницы.Этот организм имеет морфологию, сходную с кокковыми бактериями; однако дрожжи — это эукариотический организм (обратите внимание на ядро).

Большинство грибов — многоклеточные организмы. У них есть две четко выраженные морфологические стадии: вегетативная и репродуктивная. Вегетативная стадия состоит из клубка тонких нитевидных структур, называемых гифами (единичные, гифы), тогда как репродуктивная стадия может быть более заметной. Масса гиф — мицелий. Он может расти на поверхности, в почве или разлагающемся материале, в жидкости или даже на живой ткани.Хотя отдельные гифы необходимо наблюдать под микроскопом, мицелий гриба может быть очень большим, а некоторые виды действительно являются «огромным грибом». Гигантский опята Armillaria solidipes (опята) считается крупнейшим организмом на Земле, распространяющимся на более чем 2 000 акров подземной почвы в восточном Орегоне; по оценкам, ему не менее 2400 лет.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Пример мицелия гриба : Мицелий гриба Neotestudina rosati может быть патогенным для человека.Грибок проникает через порез или царапину и развивает мицетому, хроническую подкожную инфекцию.

Большинство гиф грибов разделены на отдельные клетки торцевыми стенками, называемыми перегородками (единичные, перегородки) (а, в). У большинства типов грибов крошечные отверстия в перегородках обеспечивают быстрый поток питательных веществ и небольших молекул от клетки к клетке вдоль гифы. Их описывают как перфорированные перегородки. Гифы в формах для хлеба (принадлежащих к Phylum Zygomycota) не разделены перегородками. Вместо этого они образованы крупными клетками, содержащими множество ядер, расположение которых описано как гифы ценоцитов (b).Грибы процветают во влажной и слегка кислой среде; они могут расти как со светом, так и без него.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Разделение гиф на отдельные клетки : Гифы грибов могут быть (а) перегородками или (б) ценоцитарными (coeno- = «общий»; -cytic = «клеточный») с множеством ядра присутствуют в единственной гифе. Микрофотография в светлом поле (c) Phialophora richardsiae показывает перегородки, разделяющие гифы.

Питание

Как и животные, грибы являются гетеротрофами: они используют сложные органические соединения в качестве источника углерода, а не фиксируют углекислый газ из атмосферы, как некоторые бактерии и большинство растений.Кроме того, грибы не фиксируют азот из атмосферы. Как и животные, они должны получать его из своего рациона. Однако, в отличие от большинства животных, которые проглатывают пищу, а затем переваривают ее в специализированных органах, грибы выполняют эти шаги в обратном порядке: пищеварение предшествует приему пищи. Во-первых, экзоферменты выводятся из гиф, где они перерабатывают питательные вещества в окружающей среде. Затем более мелкие молекулы, образующиеся в результате этого внешнего переваривания, абсорбируются через большую площадь поверхности мицелия.Как и в случае с клетками животных, запасающий полисахарид — это гликоген, а не крахмал, содержащийся в растениях.

Грибы — это в основном сапробионты (сапрофит — эквивалентный термин): организмы, которые получают питательные вещества из разлагающихся органических веществ. Они получают свои питательные вещества из мертвых или разлагающихся органических веществ, в основном из растительного материала. Экзоферменты грибов способны расщеплять нерастворимые полисахариды, такие как целлюлоза и лигнин мертвой древесины, на легко усваиваемые молекулы глюкозы. Таким образом, углерод, азот и другие элементы попадают в окружающую среду.Из-за разнообразия метаболических путей грибы играют важную экологическую роль и изучаются как потенциальные инструменты для биоремедиации.

Некоторые грибы паразитируют, поражая растения или животных. Головня и голландский вяз поражают растения, тогда как микоз и кандидоз (молочница) являются важными с медицинской точки зрения грибковыми инфекциями у людей.

.