Растительная клетка органоиды и их функции

Строение растительной клетки и ее функции

Зеленые деревья и солнце

Как строение растительной клетки обеспечивает ее жизнь, из чего она состоит и что содержит? Эта крохотная базовая структура каждого растительного организма отличается от животных клеток и способна сама создавать органические вещества. Познакомимся с уникальным творением природы.

Строение растительной клетки

Клетка растения — самая малая его структурная единица, а в некоторых случаях — единственная. Так, в природе растения бывают как многоклеточными, так и одноклеточными. К группе последних принадлежат многие водоросли, у которых всего одна клетка представляет собой полноценный живой организм.

В то же время многоклеточное растение — это не просто набор клеток, а единый организм, в котором есть различные ткани и органы, взаимодействующие друг с другом.

Строение клетки человека, ее свойства и функции в организме человека

Существует базовое строение клетки растения, то есть те компоненты, которые всегда присутствуют в клетках данного типа. Основной состав растительной клетки таков:

  • оболочка (цитоплазматическая мембрана и стенка клетки);
  • цитоплазма, в которой находится ядро, митохондрии (энергетические станции клетки), хлоропласты (зеленые пластиды, с помощью которых происходит фотосинтез), вакуоли и другие органоиды.

Рассмотрим особенности строения растительной клетки подробнее.

Строение растительной клетки

Строение растительной клетки: Freepick

Растительная клетка: строение внешней части

В отличие от животных у растений каждая клетка отделена от окружающей среды двумя барьерами, а именно:

  1. Прочная оболочка из целлюлозы, пектинов и лигнина (сложное полимерное соединение, вещество, характеризующее одеревеневшие стенки растительных клеток ) поддерживает форму клетки, а также служит надежной защитой от всего, что находится вокруг.
  2. Плазматическая мембрана. Эта тончайшая часть составлена из белков и жиров, через нее транспортируется вода, минеральные и органические вещества. Она регулирует обмен между клеткой и средой.

Что такое биосфера и каковы ее границы?

Клетки растений внутри: цитоплазма

Внутри растительных клеток находится специфическое полужидкое вещество, которое называют цитоплазмой. Оно состоит из воды, веществ минеральной и органической природы.

В цитоплазме находятся и взаимодействуют друг с другом все органоиды. Таким образом, она поле для протекания всех биохимических процессов.

Клеточное строение растений: органоиды

Клетка живет и выполняет все свои функции благодаря органоидам — крошечным структурам с уникальным строением.

Главный органоид каждой клетки — ядро:

  • Снаружи его покрывают две мембраны, в которых есть поры. Через них в ядро могут проникать и выходить наружу разные вещества.
  • Внутри ядра спрятаны хромосомы, в которых содержится наследственная информация о признаках организма. Каждая хромосома — это одна молекула ДНК, связанная с белками.
  • В ядре также находятся крохотные ядрышки, которые синтезируют РНК для рибосом.

Повышенный холестерин в крови: причины

Кроме ядра, клетки растений содержат:

  1. Эндоплазматическую сеть (ЭПС) — ветвящиеся каналы, расположенные в цитоплазме. Она необходима для синтеза белков, жиров и углеводов, транспорта веществ.
  2. Рибосомы. Эти органоиды могут быть закреплены на ЭПС или располагаться в цитоплазме. В их составе есть РНК и белок, а сами они необходимы для синтеза белков. Вместе ЭПС и рибосомы — это синтетический аппарат по производству белков.
  3. Митохондрии от цитоплазмы отделены двумя мембранами. В них происходит окисление органических веществ и синтез молекул АТФ. АТФ — соединение, которое клетки используют как источник энергии.
  4. Уникальные органоиды — пластиды. Они могут быть бесцветными (лейкопласты) или содержать цветные пигменты (хромопласты). Самые известные пластиды из второй группы называются хлоропластами. В их структуре содержится зеленый пигмент хлорофилл, поглощающий энергию света и применяемый для синтеза углеводов из воды и углекислого газа. На такие чудеса способны только растения.
  5. Комплекс Гольджи — система из полостей, которые от цитоплазмы отделяет одна мембрана. В нем накапливаются белки, жиры и углеводы, а также может происходить синтез веществ из последних двух групп.
  6. Лизосомы. В этих одномембранных органоидах содержатся ферменты, ускоряющие реакции превращения сложных молекул в простые. В лизосомах белки могут превратиться в аминокислоты, сложные углеводы — в простые, жиры — в глицерин и жирные кислоты. Кроме того, лизосомы разрушают части клетки, которые отмерли.
  7. Вакуоли. Еще один уникальный органоид, который наполняет клеточный сок и запасные питательные вещества. Также вакуоль может собирать вредные вещества. В молодых клетках вакуолей обычно несколько, они маленькие, а по мере роста клетки сливаются в одну большую вакуоль.

Степень зрелости плаценты в зависимости от срока беременности

Размеры растительных клеток варьируются от одного до десятков тысяч микрометров, а вот их наполнение в большинстве случаев практически одинаково.

Растительная клетка: особенности и функции

Растения в горшках

Разнообразные растения: Freepick

Биологи не случайно поделили клетки на растительные и животные. Несмотря на схожесть, есть у них и заметные отличия. Растительная клетка уникальна благодаря тому, что:

  1. В ее структуре есть вакуоли, которые содержат клеточный сок и разнообразные питательные и биологически активные вещества.
  2. Такой клеточной стенки, как у растительных клеток, у животных нет, а клеточные стенки бактерий и грибов устроены по-другому.
  3. Связи между клетками растения осуществляют специальные цитоплазматические мостики — плазмодесмы.
  4. Только растительные организмы содержат пластиды. Это могут быть зеленые хлоропласты с хлорофиллом, лейкопласты двух видов (запасающие жиры или крахмал), хромопласты, содержащие яркие желто-красные пигменты.
  5. В растительных клетках не содержатся центриоли (эти органоиды, принимающие участие в делении клетки, встречаются только у водорослей и животных).
  6. Основное запасное вещество клетки растения — крахмал. Так называемый животных крахмал (гликоген) имеет такой же состав, но немного другую структуру.
  7. Ткани в растениях не везде содержат межклеточное вещество, которое соединяет клетки между собой. В этих случаях происходит образование межклетников, которые содержат воздух. С их помощью происходит газообмен клетки с окружающей средой.

Масло расторопши: польза и вред, применение

Остальные органоиды и компоненты у растительной и животной клетки очень похожи. Почему сформировались именно такие особенности строения клеток растений? Они обусловлены их образом жизни и тем, как растения питаются.

В большинстве своем растения известны неподвижным (прикрепленным) образом жизни: они не могут активно двигаться, чтобы находить новые источники питания или более благоприятные условия существования.

Выживают с помощью захвата воды и других необходимых веществ путем диффузии из окружающей среды, а также самостоятельно синтезируют углеводы в хлоропластах.

То есть функции растительной клетки таковы:

  • поддерживать процессы жизнедеятельности и обмена веществ;
  • синтезировать глюкозу из воды и углекислого газа, поглощенного из воздуха, а потом превращать ее в крахмал;
  • накапливать различные питательные вещества;
  • размножаться путем деления и передавать генетическую информацию дочерним клеткам.

Поджелудочная железа человека: где находится и как болит

Теперь вам известно не только строение растительной клетки, но и предназначение всех ее структурных компонентов. Природа создала совершенное творение: такая крошечная клетка бесперебойно работает, словно настоящая биохимическая лаборатория.

Источник



Органоиды клетки

Органоиды (органеллы) клетки — специализированные структуры клетки, выполняющие различные жизненно необходимые функции. Особенно сложно устроены клетки простейших, где одна клетка составляет весь организм и выполняет функции дыхания, выделения, пищеварения и многие другие.

  • Немембранные — рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, органоиды движения (жгутики, реснички)
  • Одномембранные — ЭПС, комплекс (аппарат) Гольджи, лизосомы и вакуоли
  • Двумембранные — ядро, пластиды, митохондрии

Строение клетки

Прежде чем говорить об органоидах клетки, без которых невозможна ее жизнедеятельность, необходимо упомянуть о том, без чего вообще не существует клетки — о клеточной мембране. Клеточная мембрана ограничивает клетку от окружающего мира и формирует ее внутреннюю среду.

Клеточная мембрана (оболочка)

Запомните, что в отличие от клеточной стенки, которая есть только у растительных клеток и у клеток грибов (она придает им плотную, жесткую форму) клеточная мембрана есть у всех клеток без исключения! Этот важный момент объясню еще раз 🙂 У клеток животных имеется только клеточная мембрана, а у клеток растений и грибов есть и клеточная стенка, и клеточная мембрана.

Клеточная мембрана представляет собой билипидный слой (лат. bi — двойной + греч. lipos — жир), который пронизывают молекулы белков.

Строение мембраны

Билипидный слой представлен двумя слоями фосфолипидов. Обратите внимание, что их гидрофобные концы обращены внутрь мембраны, а гидрофильные «головки» смотрят наружу. Билипидный слой насквозь пронизывают интегральные белки, частично — погруженные белки, имеются также поверхностно лежащие белки — периферические.

  • Поддержании постоянства структуры мембраны
  • Рецепции сигналов из окружающей среды (химического раздражения)
  • Транспорте веществ через мембрану
  • Ускорении (катализе) реакций, которые ассоциированы с мембраной

Интегральные (пронизывающие) белки образуют каналы, по которым молекулы различных веществ могут поступать в клетку или удаляться из нее. «Заякоренные» молекулы олигосахаридов на поверхности клетки образуют гликокаликс, который выполняет рецепторную функцию, участвует в избирательном транспорте веществ через мембрану.

Гликокаликс

Теперь вы знаете, что гликокаликс — надмембранный комплекс, совокупность клеточных рецепторов, которые нужны клетке для восприятия регуляторных сигналов биологически активных веществ (гормонов, гормоноподобных веществ). Гормон избирателен, специфичен и присоединяется только к своему рецептору: меняется конформация молекулы рецептора и обмен веществ в клетке. Так гормоны регулируют жизнедеятельность клеток.

Вирусы и бактерии не являются исключением: они взаимодействуют только с теми клетками, на которых есть подходящие к ним рецепторы. Так, вирус гриппа поражает преимущественно клетки слизистой верхних дыхательных путей. Однако, если рецепторов нет, то вирус не может проникнуть в клетку, и организм приобретает невосприимчивость к инфекции. Вспомните врожденный иммунитет: именно по причине отсутствия рецепторов человек не восприимчив ко многим болезням животных.

Инвазия ВИЧ в клетку

Итак, вернемся к клеточной мембране. Ее можно сравнить со стенами помещения, в котором, вероятно, вы находитесь. Стены дома защищают его от ветра, дождя, снега и прочих факторов внешней среды. Рискну предположить, что в вашем доме есть окна и двери, которые по мере необходимости открываются и закрываются 🙂 Так и клеточная мембрана может сообщать внутреннюю среду клетки с внешней средой: через мембрану вещества поступают в клетку и удаляются из нее.

  • Разделительная (барьерная) — образует барьер между внешней средой и внутренней средой клетки (цитоплазмой с органоидами)
  • Поддержание обмена веществ между внешней средой и цитоплазмой

Через мембрану по каналам кислород и питательные вещества поступают в клетку, а продукты жизнедеятельности — мочевина — удаляются из клетки во внешнюю среду.

    Пассивный — часто идет по градиенту концентрации, без затрат АТФ (энергии). Возможен путем осмоса, простой диффузии или облегченной (с участием белка-переносчика) диффузии.

Внутрь клетки с помощью осмоса поступает вода. Путем простой диффузии в клетку попадают O2, H2O, CO2, мочевина. Облегченная диффузия характерна для транспорта глюкозы, аминокислот.

Активный транспорт чаще происходит против градиента концентрации, в ходе него используются белки-переносчики и энергия АТФ. Ярким примером является натрий-калиевый насос, который накачивает ионы калия внутрь клетки, а ионы натрия выводит наружу. Это происходит против градиента концентрации, поэтому без затрат энергии (АТФ) не обойтись.

Транспорт веществ через мембрану

  • Фагоцитоз (греч. phago — ем + cytos — клетка) — поглощение твердых пищевых частиц и бактерий фагоцитами
  • Пиноцитоз (греч. pino — пью) — поглощение клеткой жидкости, захват жидкости клеточной поверхностью

Фагоцитоз был открыт И.И. Мечниковым, который создал фагоцитарную теорию иммунитета. Это теория гласит, что в основе иммунной системы нашего организма лежит явление фагоцитоза: попавшие в организм бактерии уничтожаются фагоцитами (T-лимфоцитами), которые переваривают их.

В ходе эндоцитоза мембрана сильно прогибается внутрь клетки, ее края смыкаются, захватывая бактерию, пищевые частицы или жидкость внутрь клетки. Образуется везикула (пузырек), который движется к пищеварительной вакуоли или лизосоме, где происходит внутриклеточное пищеварение.

Фагоцитоз и пиноцитоз

Клетки многих органов, к частности эндокринных желез, которые выделяют в кровь гормоны, транспортируют синтезированные вещества к мембране и удаляют их из клетки с помощью экзоцитоза (от др.-греч. ἔξω — вне, снаружи). Таким образом, процессы экзоцитоза и эндоцитоза противоположны.

Клеточная стенка

Расположена снаружи клеточной мембраны. Присутствует только в клетках бактерий, растений и грибов, у животных отсутствует. Придает клетке определенную форму, направляет ее рост, придавая характерное строение всему организму. Клеточная стенка бактерий состоит из полимера муреина, у грибов — из хитина, у растений — из целлюлозы.

Клеточная стенка

Цитоплазма

Органоиды клетки расположены в цитоплазме, которая состоит из воды, питательных веществ и продуктов обмена. В цитоплазме происходит постоянный ток веществ: поступившие в клетку вещества для расщепления необходимо доставить к органоидам, а побочные продукты — удалить из клетки.

Постоянное движение цитоплазмы поддерживает связь между органоидами клетки и обеспечивает ее целостность.

Цитоплазма

Прокариоты и эукариоты

Прокариоты (греч. πρό — перед и κάρυον — ядро) или доядерные — одноклеточные организмы, не обладающие в отличие от эукариот оформленным ядром и мембранными органоидами. У прокариот могут обнаруживаться только немембранные органоиды. Их генетический материал представлен в виде кольцевой молекулы ДНК — нуклеоида. К прокариотам относятся бактерии, в их числе цианобактерии (цианобактерий по-другому называют — сине-зеленые водоросли).

Эукариоты (греч. εὖ — хорошо + κάρυον — ядро) или ядерные — домен живых организмов, клетки которых содержат оформленное ядро. Растения, животные, грибы — относятся к эукариотам.

Прокариоты и эукариоты

Немембранные органоиды

Очень мелкая органелла (около 20 нм), которая была открыта после появления электронного микроскопа. Состоит из двух субъединиц: большой и малой, в состав которых входят белки и рРНК (рибосомальная РНК), синтезируемая в ядрышке.

Запомните ассоциацию: «Рибосома — фабрика белка». Именно здесь в ходе матричного биосинтеза — трансляции, с которой подробнее мы познакомимся в следующих статьях, на базе иРНК (информационной РНК) синтезируется белок — последовательность соединенных аминокислот в заданном иРНК порядке.

Строение рибосомы

Микротрубочки являются внутриклеточными белковыми производными, входящими в состав цитоскелета. Они поддерживают определенную форму клетки, участвуют во внутриклеточном транспорте и процессе деления путем образования нитей веретена деления. Микротрубочки также образуют основу органоидов движения: жгутиков (у бактерий жгутик состоит из сократительного белка — флагеллина) и ресничек.

Микрофиламенты — тонкие длинные нитевидные структуры, состоящие из белка актина. Встречаются во всей цитоплазме, служат для создания тока цитоплазмы, принимают участие в движении клетки, в процессах эндо- и экзоцитоза.

Микротрубочки и микрофиламенты

Этот органоид характерен только для животной клетки, в клетках грибов и высших растений отсутствует. Клеточный центр состоит из 9 триплетов микротрубочек (триплет — три соединенных вместе). Участвует в образовании нитей веретена деления, располагается на полюсах клетки.

Клеточный центр

Это органоиды движения, которые выступают над поверхностью клетки и имеют в основе пучок микротрубочек. Реснички встречаются только в клетках животных, жгутики можно обнаружить у животных, растений и бактерий.

Жгутики и реснички

Одномембранные органоиды
  • Эндоплазматическая сеть (ЭПС), эндоплазматический ретикулум (лат. reticulum — сеть)

ЭПС представляет собой систему мембран, пронизывающих всю клетку и разделяющих ее на отдельные изолированные части (компартменты). Это крайне важно, так как в разных частях клетки идут реакции, которые могут помешать друг другу, что нарушит процессы жизнедеятельности.

Выделяют гладкую ЭПС и шероховатую ЭПС. Обе они выполняют функцию внутриклеточного транспорта веществ, однако между ними имеются различия. На мембранах гладкой ЭПС происходит синтез липидов, обезвреживаются вредные вещества. Шероховатая ЭПС синтезирует белок, так как имеет на мембранах многочисленные рибосомы (потому и называется шероховатой).

Эндоплазматическая сеть (ЭПС)

Комплекс Гольджи состоит из трубочек, сети уплощенных канальцев (цистерн) и связанных с ними пузырьков. Располагается вокруг ядра клетки, внешне напоминает стопку блинов. Это — «клеточный склад». В нем запасаются жиры и углеводы, с которыми здесь происходят химические видоизменения.

Модифицированные вещества упаковываются в пузырьки и могут перемещаться к мембране клетки, соединяясь с ней, они изливают свое содержимое во внешнюю среду. Можно догадаться, что комплекс Гольджи хорошо развит в клетках эндокринных желез, которые в большом количестве синтезируют и выделяют в кровь гормоны.

В комплексе Гольджи появляются первичные лизосомы, которые содержат ферменты в неактивном состоянии.

Комплекс Гольджи

Представляет собой мембранный пузырек, содержащий внутри ферменты (энзимы) — липазы, протеазы, фосфатазы. Лизосому можно ассоциировать с «клеточным желудком».

Лизосома участвует во внутриклеточном пищеварении поступивших в клетку веществ. Сливаясь с фагосомой, первичная лизосома превращается во вторичную, ферменты активируются. После расщепления веществ образуется остаточное тельце — вторичная лизосома с непереваренными остатками, которые удаляются из клетки.

Процесс фагоцитоза

Лизосома может переварить содержимое фагосомы (самое безобидное), переварить часть клетки или всю клетку целиком. В норме у каждой клетки жизненный цикл заканчивается апоптозом — запрограммированным процессом клеточной гибели.

В ходе апоптоза ферменты лизосомы изливаются внутрь клетки, ее содержимое переваривается. Предполагают, что нарушение апоптоза в раковых клетках ведет к бесконтрольному росту опухоли.

Лизосома

Пероксисомы (микротельца) содержат окислительно-восстановительные ферменты, которые разлагают H2O2 (пероксид водорода) на воду и кислород. Если бы пероксид водорода оставался неразрушенными, это приводило бы к серьезным повреждениям клетки.

Вакуоли характерны для растительных клеток, однако встречаются и у животных (у одноклеточных — сократительные вакуоли). У растений вакуоли выполняют другие функции и имеют иное строение: они заполняются клеточным соком, в котором содержится запас питательных веществ. Снаружи вакуоль окружена тонопластом.

Трудно переоценить значение вакуолей в жизнедеятельности растительной клетки. Вакуоли создают осмотическое давление, придают клетке форму.

Примечательно, что по размеру вакуолей можно судить о возрасте клетки: молодые клетки имеют вакуоли небольшого размера, а в старых клетках вакуоли могут настолько увеличиваться, что оттесняют ядро и остальные органоиды на периферию.

Вакуоли

Двумембранные органоиды
  • Ядро («ядро» по лат. — nucleus, по греч. — karyon)

Важнейший компонент эукариотической клетки — оформленное ядро, которое у прокариот отсутствует. Внутренняя часть ядра представлена кариоплазмой, в которой расположен хроматин — комплекс ДНК, РНК и белков, и одно или несколько ядрышек.

Ядрышко — место в ядре, где активно идет процесс матричного биосинтеза — транскрипция, с которым мы познакомимся подробнее в следующих статьях. В течение дня, наблюдая за одной и той же клеткой, можно увидеть разное количество ядрышек или не найти ни одного.

Оболочка ядра состоит из двух мембран и пронизана большим количеством ядерных пор, через которые происходит сообщение между кариоплазмой и цитоплазмой. Главными функциями ядра является хранение, защита и передача наследственного материала дочерним клеткам.

Строение ядра

Замечу, что хромосомы видны только в момент деления клетки. Хромосомы представляют собой сильно спирализованные молекулы ДНК, связанные с белками.

Я всегда рекомендую ученикам ассоциировать хромосому с мотком ниток: если все нитки обмотать вокруг одной оси, то они становятся мотком и хорошо видны (хромосомы — во время деления, спирализованное ДНК), если же клетка не делится, то нитки размотаны и разбросаны в один слой, хромосом не видно (хроматин — деспирализованное ДНК).

Хроматин и хромосомы

Хромосомы отличаются друг от друга по строению, форме, размерам. Совокупность всех признаков (форма, число, размер) хромосом называется кариотип. Кариотип может быть представлен по-разному: существует кариотип вида, особи, клетки.

Изучая кариотип человека, врач-генетик может обнаружить различные наследственные заболевания, к примеру, синдром Дауна — трисомия по 21-ой паре хромосом (должно быть 2 хромосомы, однако при синдроме Дауна их три).

Кариотип

Органоид палочковидной формы. Митохондрию можно сравнить с «энергетической станцией». Если в цитоплазме происходит анаэробный этап дыхания (бескислородный), то в митохондрии идет более совершенный — аэробный этап (кислородный). В результате кислородного этапа (цикла Кребса) из двух молекул пировиноградной кислоты (образовавшихся из 1 глюкозы) получаются 36 молекул АТФ.

Митохондрия окружена двумя мембранами. Внутренняя ее мембрана образует выпячивания внутрь — кристы, на которых имеется большое скопление окислительных ферментов, участвующих в кислородном этапе дыхания. Внутри митохондрия заполнена матриксом.

Митохондрия

Запомните, что особенностью этого органоида является наличие кольцевой молекулы ДНК — нуклеоида, и рибосом. То есть митохондрия обладает собственным генетическим материалом и возможностью синтеза белка, почти как отдельный организм.

В связи с этим, митохондрия считается полуавтономным органоидом. Вероятнее всего, изначально митохондрии были самостоятельными организмами, однако со временем вступили в симбиоз с эукариотами и стали частью клетки.

Митохондрий особенно много в клетках мышц, в том числе — в сердечной мышечной ткани. Эти клетки выполняют активную работу и нуждаются в большом количестве энергии.

    Хлоропласт (греч. chlōros — зелёный)

Получил свое название за счет содержащегося в нем зеленого пигмента — хлорофилла (греч. chloros — зеленый и phyllon — лист). Под двойной мембраной расположены тилакоиды, которые собраны в стопки — граны. Внутреннее пространство между тилакоидами и мембраной называется стромой.

Запомните, что светозависимая (световая) фаза фотосинтеза происходит на мембранах тилакоидов, а темновая (светонезависимая) фаза — в строме хлоропласта за счет цикла Кальвина. Это очень пригодится при изучении фотосинтеза в дальнейшем.

Хлоропласт

Так же, как и митохондрии, пластиды относятся к полуавтономным органоидам: в них имеется кольцевидная ДНК — нуклеоид, рибосомы.

Пластиды, которые содержат пигменты каратиноиды в различных сочетаниях. Сочетание пигментов обуславливает красную, оранжевую или желтую окраску. Находятся в плодах, листьях, лепестках цветков.

Хромопласты могут развиваться из хлоропластов: во время созревания плодов хлоропласты теряют хлорофилл и крахмал, в них активируется биосинтез каротиноидов.

Не содержат пигментов, образуются в запасающих частях растения (клубни, корневища). В лейкопластах накапливается крахмал, липиды (жиры), пептиды (белки). На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты и запускать процесс фотосинтеза.

Пластиды

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Растительная клетка: органоиды и их функции

Строение ограноидов прокариотов и эукариотов

Органоиды клетки и их наличие зависит от типа клетки. Современная биология делит все клетки (или живые организмы) на два типа: прокариоты и эукариоты.

Прокариоты – это безъядерные клетки или организмы, к которым относятся вирусы, прокариот-бактерии и сине-зеленые водоросли, у которых клетка состоит непосредственно из цитоплазмы, в которой расположена одна хромосома – молекула ДНК (иногда РНК).

Эукариотические клетки имеют ядро, в котором находятся нуклеопротеиды (белок гистон + комплекс ДНК), а также другие органоиды.

К эукариотам относятся большинство современных известных науке одноклеточных и многоклеточных живых организмов (в том числе, и растений).

Название органоида. Строение органоида. Функции органоида

  1. Выполняет транспортную функцию.
  2. Регулирует скорость протекания обменных биохимических процессов.
  3. Обеспечивает взаимодействие органоидов.
  1. Ферменты на мембранах обеспечивают синтез АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты).
  2. Энергетическая функция. Митохондрии обеспечивают поставки энергии в клетку за счет высвобождения ее при распаде АТФ.
  1. Обеспечивает процессы по синтезу питательных веществ (белков, жиров, углеводов).
  2. На гранулированной ЭПС синтезируются белки, на гладкой – жиры и углеводы.
  3. Обеспечивает циркуляцию и доставку питательных веществ внутри клетки.
  1. Образует лизосомы.
  2. Собирает и выводит синтезируемые в ЭПС органические вещества.

Ядро клетки является главным и самым сложным органоидом клетки, поэтому его мы рассмотрим отдельно.

Прокариоты и эукариоты

Первые организмы, появившиеся 3,0 — 3,5 млрд. лет назад, жили в бескислородных условиях, были анаэробными гетеротрофами.

Они использовали органические вещества абиогенного происхождения в качестве питательных веществ, энергию получали за счет бескислородного окисления и брожения.

Замечательным событием стало появление процесса фотосинтеза, когда для синтеза органических веществ стала использоваться энергия солнечной света.

Бактериальный фотосинтез на первых этапах не сопровождался выделением кислорода (первые фотоавтотрофы, используют углекислый газ как источник углерода и Н2S — как источник водорода).

6СО2 + 12Н2S + Q света = С6Н12О6 + 6S2 + 6Н2О

Позже, у синезеленых, появляется фотосистема, способная расщеплять воду и использовать ее молекулы в качестве доноров водорода.

Начинается фотолиз воды, при котором происходит выделение кислорода. Фотосинтез синезеленых сопровождается накоплением кислорода в атмосфере и образованием озонового экрана.

Кислород в атмосфере остановил процесс абиогенного синтеза органических соединений, но привел к появлению энергетически более выгодного процесса — дыхания. Появляются аэробные бактерии, у которых продукты гликолиза подвергаются дальнейшему окислению с помощью кислорода до углекислого газа и воды.

Симбиоз большой анаэробной клетки (вероятно, относящейся к архебактериям и сохранившей ферменты гликолитического окисления) с аэробными бактериями оказался взаимовыгодным, причем аэробные бактерии со временем утратили самостоятельность и превратились в митохондрии.

Потеря самостоятельности связана с утратой части генов, которые перешли в хромосомный аппарат клетки-хозяина.

Но все же митохондрии сохранили собственный белоксинтезирующий аппарат и способность к размножению.

Важным этапом в эволюции клетки стало появление эукариот, при котором произошло обособление ядра, отделение генетического аппарата клетки от реакций обмена веществ.

Различные способы гетеротрофного питания привели к формированию царства Грибов и царства Животных. У грибов в клеточной стенке присутствует хитин, запасные питательные вещества откладываются в форме гликогена, продуктом метаболизма белков является мочевина.

Симбиоз с цианобактериями привел к появлению хлоропластов.

Хлоропласты так же утратили часть генов и являются полуавтономными органоидами, способными к самовоспроизведению. Их появление привело к развитию по пути с автотрофным типом обмена веществ и обособлению части организмов в царство Растений. Для растений характерным веществом клеточной стенки является клетчатка, запасное вещество откладывается в форме крахмала, характерно наличие крупных вакуолей и у высших растений в клеточном центре отсутствуют центриоли.

В пользу симбиотического происхождения митохондрий и хлоропластов говорят многие факты.

Во-первых, их генетический материал представлен одной кольцевой молекулой ДНК (как и у прокариот), во-вторых, их рибосомы по массе, по строению рРНК и рибосомальных белков близки к таковым у аэробных бактерий и синезеленых. В-третьих, они размножаются как прокариоты и, наконец, механизмы белкового синтеза в митохондриях и бактериях чувствительны к одним антибиотикам (стрептомицину), а циклогексимид блокирует синтез белка в цитоплазме.

Кроме того, известен один вид амеб, которые не имеют митохондрий и живут в симбиозе с аэробными бактериями, а в клетках некоторых растений обнаружены цианобактерии (синезеленые), сходные по строению с хлоропластами.

Дальнейшая эволюция привела к обособлению и сохранению двух империй — Доклеточные и Клеточные. Доклеточные объединены в царство Вирусы, Клеточные — в два надцарства Прокариоты (доядерные) и Эукариоты (ядерные).

Прокариоты входят в царство Дробянок и разделены на три подцарства: самые древние относятся к подцарству Архебактерий, другая группа бактерий относится к подцарству Эубактерий, и в подцарство Синезеленых объединяются прокариоты, способные при фотосинтезе выделять кислород.

Строение цитоплазмы

Цитоплазма представляет собой внутреннее содержимое клетки и состоит из основного вещества (гиалоплазмы) и находящихся в нем разнообразных внутриклеточных структур (органоидов и включений).

Гиалоплазма (матрикс) — водный раствор неорганических и органических веществ, способный изменять свою вязкость и находящийся в постоянном движении.

Цитоплазматические структуры клетки представлены органоидами и включениями.

Органоиды (органеллы) — постоянные и обязательные компоненты большинства клеток, имеющие определенную структуру и выполняющие жизненно важные функции. Включения — непостоянные структуры цитоплазмы в виде гранул (крахмал, гликоген, белки) и капель (жиры).

Органоиды бывают мембранные (одномембранные и двумембранные) и немембранные.

Одномембранные органоиды клетки

К ним относят эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли, образующие единую мембранную систему клетки.

Эндоплазматический ретикулум (эндоплазматическая сеть) — система соединенных между собой полостей, трубочек и каналов, отграниченных от цитоплазмы одним слоем мембраны и разделяющих цитоплазму клеток на изолированные пространства.

Это необходимо, чтобы отделить множество параллельно идущих реакций. Выделяют шероховатый эндоплазматический ретикулум (на его поверхности расположены рибосомы, на которых синтезируется белок) и гладкий эндоплазматический ретикулум (на его поверхности осуществляется синтез липидов и углеводов).

Аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс) представляет собой стопку из 5-20 уплощенных дисковидных мембранных полостей и отшнуровывающихся от них микропузырьков.

Его функция — трансформация, накопление, транспорт поступающих в него веществ к различным внутриклеточным структурам или за пределы клетки. Мембраны аппарата Гольджи способны образовывать лизосомы.

Лизосомы — мембранные пузырьки, содержащие гидролитические ферменты.

Различают первичные и вторичные лизосомы. Первичные лизосомы — отшнуровывающиеся от полостей аппарата Гольджи микропузырьки, окруженные одиночной мембраной и содержащие набор гидролитических ферментов. Вторичные лизосомы образуются после слияния первичных лизосом с субстратом, подлежащим расщеплению.

Ко вторичным лизосомам относят:

  1. пищеварительные вакуоли — образуются при слиянии первичных лизосом с фагоцитарными и пиноцитарными вакуолями (пищеварительные вакуоли простейших).

Их функция — переваривание веществ, поступивших в клетку при эндоцитозе;

  • остаточные тельца содержат непереваренный материал. Их функция — накопление непереваренных веществ и, обычно, выведение их наружу посредством экзоцитоза;
  • аутолизосомы — образуются при слиянии первичных лизосом с отработанными органоидами.

Их функция — разрушение отработанных частей клетки или клетки целиком (аутолиз).

Вакуоли — наполненные жидкостью мембранные мешки в цитоплазме клеток растений. Они образуются из мелких пузырьков, отщепляющихся от эндоплазматического ретикулума. Мембрана вакуоли называется тонопластом, а содержимое полости — клеточным соком. В клеточном соке содержатся запасные питательные вещества, растворы пигментов, отходы жизнедеятельности, гидролитические ферменты.

Вакуоли участвуют в регуляции водно-солевого обмена, создании тургорного давления, накоплении запасных веществ и выведении из обмена токсичных соединений.

Пероксисомы — мембранные пузырьки, содержащие набор ферментов. Ферменты пероксисом (каталаза и др.) нейтрализуют токсичную перекись водорода (H2O2), образующуюся как промежуточный продукт при биохимических реакциях, катализируя ее распад на воду и кислород.

Пероксисомы также участвуют в метаболизме липидов.

Двумембранные органоиды клетки

В клетках эукариот имеются органоиды, изолированные от цитоплазмы двумя мембранами — это митохондрии и пластиды.

Они имеют собственную кольцевую молекулу ДНК, рибосомы мелкого размера и способны делиться. Это послужило основой появления симбиотической теории возникновения эукариот.

Согласно этой теории в прошлом митохондрии и пластиды являлись самостоятельными прокариотами, перешедшими позднее к эндосимбиозу с другими клеточными организмами.

Митохондрии — двумембранные органоиды, присутствующие во всех эукариотических клетках. Могут быть палочковидной, овальной или округлой формы. Содержимое митохондрий (матрикс) ограничено от цитоплазмы двумя мембранами: наружной гладкой и внутренней, образующей складки (кристы).

В митохондриях образуются молекулы АТФ. Для этого используется энергия, выделяющаяся при окислении органических соединений.

Пластиды — двумембранные органоиды, характерные только для клеток фотосинтезирующих эукариотических организмов.

Имеют две мембраны и гомогенное вещество внутри — строму (матрикс). В зависимости от окраски различают следующие виды пластид.

  1. хлоропласты — зеленые пластиды, в которых протекает процесс фотосинтеза.

Наружная мембрана гладкая; внутренняя — формирует систему плоских пузырьков (тилакоидов), которые собраны в стопки (граны). В мембранах тилакоидов содержатся зеленые пигменты хлорофилла, а также каратиноиды;

  • хромопласты — пластиды, содержащие пигменты каротиноиды, придающие им красную, желтую и оранжевую окраску.

Они придают яркую окраску цветам и плодам;

  • лейкопласты — непигментированные, бесцветные пластиды. Содержатся в клетках подземных или неокрашенных частей растений (корней, корневищ, клубней). Способны накапливать запасные питательные вещества, в первую очередь крахмал, липиды и белки. Лейкопласты могут превращаться в хлоропласты (например, при цветении клубней картофеля) и редко в хромопласты (например, при созревании корнеплода у моркови), а хлоропласты — в хромопласты (например, при созревании плодов).

Немембранные органоиды

К ним относят рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты, клеточный центр.

Рибосомы — мелкие органоиды, образованные двумя субъединицами: большой и малой.

Они состоят из белков и рРНК.

Малая субъединица содержит одну молекулу рРНК и белки, большая — три молекулы рРНК и белки. Рибосомы могут либо свободно находиться в цитоплазме, либо прикрепляться к эндоплазматическому ретикулуму. На рибосомах происходит синтез белка. Белки, синтезируемые на рибосомах на поверхности эндоплазматического ретикулума, обычно поступают в его цистерны, а образовавшиеся на свободных рибосомах остаются в гиалоплазме.

Микротрубочки и микрофиламенты — нитевидные структуры, состоящие из сократительных белков и обусловливающие двигательные функции клетки.

Микротрубочки имеют вид длинных полых цилиндров, стенки которых состоят из белков — тубулинов. Микрофиламенты еще более тонкие, длинные, нитевидные структуры, состоящие из белков актина и миозина. Микротрубочки и микрофиламенты пронизывают всю цитоплазму клетки, формируя ее цитоскелет, обусловливают циклоз (ток цитоплазмы), внутриклеточные перемещения органоидов, образуют веретено деления и т.д.

Определенным образом организованные микротрубочки формируют центриоли клеточного центра, базальные тельца, реснички, жгутики.

Клеточный центр (центросома) обычно находится вблизи ядра, состоит из двух центриолей, располагающихся перпендикулярно друг к другу. Каждая центриоль имеет вид полого цилиндра, стенка которого образована девятью триплетами микротрубочек (9 + 0).

Центриоли играют важную роль в делении клетки, образуя веретено деления.

Реснички, жгутики — органоиды движения, представляющие собой своеобразные выросты цитоплазмы клетки, покрытые плазматической мембраной. В основании ресничек и жгутиков лежат базальные тельца, служащие им опорой.

Базальное тельце представляет собой цилиндр, образованный девятью триплетами микротрубочек (9 + 0). Базальные тельца способны восстанавливать реснички и жгутики после их потери. Остов реснички и жгутика также представляет собой цилиндр, по периметру которого располагаются девять парных микротрубочек, а в центре — две одиночные (9 + 2).

Строение клеток эукариот. Строение клеточной оболочки

Разделение организмов на про- и эукариоты

По форме клетки необычайно разнообразны: одни имеют округлую форму, другие похожи на звездочки со многими лучами, третьи вытянутые и т.д. Различны клетки и по размеру – от мельчайших, с трудом различимых в световом микроскопе, до прекрасно видимых невооруженным глазом (например, икринки рыб и лягушек).

Любое неоплодотворенное яйцо, в том числе гигантские окаменевшие яйца ископаемых динозавров, которые хранятся в палеонтологических музеях, тоже были когда-то живыми клетками. Однако, если говорить о главных элементах внутреннего строения, все клетки схожи между собой.

Прокариоты (от лат. pro – перед, раньше, вместо и греч. karyon – ядро) – это организмы, клетки которых не имеют ограниченного мембраной ядра, т.е. все бактерии, включая архебактерии и цианобактерии. Общее число видов прокариот около 6000.

Вся генетическая информация прокариотической клетки (генофор) содержится в одной-единственной кольцевой молекуле ДНК.

Митохондрии и хлоропласты отсутствуют, а функции дыхания или фотосинтеза, обеспечивающие клетку энергией, выполняет плазматическая мембран.

Размножаются прокариоты без выраженного полового процесса путем деления надвое. Прокариоты способны осуществлять целый ряд специфических физиологических процессов: фиксируют молекулярный азот, осуществляют молочнокислое брожение, разлагают древесину, окисляют серу и железо.

После вступительной беседы учащиеся рассматривают строение прокариотической клетки, сравнивая основные особенности строения с типами эукариотической клетки.

Эукариоты – это высшие организмы, имеющие четко оформленное ядро, которое оболочкой отделяется от цитоплазмы (кариомембраной).

К эукариотам относятся все высшие животные и растения, а также одноклеточные и многоклеточные водоросли, грибы и простейшие. Ядерная ДНК у эукариот заключена в хромосомах. Эукариоты обладают клеточными органоидами, ограниченными мембранами.

Отличия эукариот от прокариот

– Эукариоты имеют настоящее ядро: генетический аппарат эукариотической клетки защищен оболочкой, схожей с оболочкой самой клетки.

– Включенные в цитоплазму органоиды окружены мембраной.

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

Источник

Растительная клетка: органоиды и их функции

Строение ограноидов прокариотов и эукариотов

Органоиды клетки и их наличие зависит от типа клетки. Современная биология делит все клетки (или живые организмы) на два типа: прокариоты и эукариоты.

Прокариоты – это безъядерные клетки или организмы, к которым относятся вирусы, прокариот-бактерии и сине-зеленые водоросли, у которых клетка состоит непосредственно из цитоплазмы, в которой расположена одна хромосома – молекула ДНК (иногда РНК).

Эукариотические клетки имеют ядро, в котором находятся нуклеопротеиды (белок гистон + комплекс ДНК), а также другие органоиды.

К эукариотам относятся большинство современных известных науке одноклеточных и многоклеточных живых организмов (в том числе, и растений).

Название органоида. Строение органоида. Функции органоида

  1. Выполняет транспортную функцию.
  2. Регулирует скорость протекания обменных биохимических процессов.
  3. Обеспечивает взаимодействие органоидов.
  1. Ферменты на мембранах обеспечивают синтез АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты).
  2. Энергетическая функция. Митохондрии обеспечивают поставки энергии в клетку за счет высвобождения ее при распаде АТФ.
  1. Обеспечивает процессы по синтезу питательных веществ (белков, жиров, углеводов).
  2. На гранулированной ЭПС синтезируются белки, на гладкой – жиры и углеводы.
  3. Обеспечивает циркуляцию и доставку питательных веществ внутри клетки.
  1. Образует лизосомы.
  2. Собирает и выводит синтезируемые в ЭПС органические вещества.

Ядро клетки является главным и самым сложным органоидом клетки, поэтому его мы рассмотрим отдельно.

Прокариоты и эукариоты

Первые организмы, появившиеся 3,0 — 3,5 млрд. лет назад, жили в бескислородных условиях, были анаэробными гетеротрофами.

Они использовали органические вещества абиогенного происхождения в качестве питательных веществ, энергию получали за счет бескислородного окисления и брожения.

Замечательным событием стало появление процесса фотосинтеза, когда для синтеза органических веществ стала использоваться энергия солнечной света.

Бактериальный фотосинтез на первых этапах не сопровождался выделением кислорода (первые фотоавтотрофы, используют углекислый газ как источник углерода и Н2S — как источник водорода).

6СО2 + 12Н2S + Q света = С6Н12О6 + 6S2 + 6Н2О

Позже, у синезеленых, появляется фотосистема, способная расщеплять воду и использовать ее молекулы в качестве доноров водорода.

Начинается фотолиз воды, при котором происходит выделение кислорода. Фотосинтез синезеленых сопровождается накоплением кислорода в атмосфере и образованием озонового экрана.

Кислород в атмосфере остановил процесс абиогенного синтеза органических соединений, но привел к появлению энергетически более выгодного процесса — дыхания. Появляются аэробные бактерии, у которых продукты гликолиза подвергаются дальнейшему окислению с помощью кислорода до углекислого газа и воды.

Симбиоз большой анаэробной клетки (вероятно, относящейся к архебактериям и сохранившей ферменты гликолитического окисления) с аэробными бактериями оказался взаимовыгодным, причем аэробные бактерии со временем утратили самостоятельность и превратились в митохондрии.

Потеря самостоятельности связана с утратой части генов, которые перешли в хромосомный аппарат клетки-хозяина.

Но все же митохондрии сохранили собственный белоксинтезирующий аппарат и способность к размножению.

Важным этапом в эволюции клетки стало появление эукариот, при котором произошло обособление ядра, отделение генетического аппарата клетки от реакций обмена веществ.

Различные способы гетеротрофного питания привели к формированию царства Грибов и царства Животных. У грибов в клеточной стенке присутствует хитин, запасные питательные вещества откладываются в форме гликогена, продуктом метаболизма белков является мочевина.

Симбиоз с цианобактериями привел к появлению хлоропластов.

Хлоропласты так же утратили часть генов и являются полуавтономными органоидами, способными к самовоспроизведению. Их появление привело к развитию по пути с автотрофным типом обмена веществ и обособлению части организмов в царство Растений. Для растений характерным веществом клеточной стенки является клетчатка, запасное вещество откладывается в форме крахмала, характерно наличие крупных вакуолей и у высших растений в клеточном центре отсутствуют центриоли.

В пользу симбиотического происхождения митохондрий и хлоропластов говорят многие факты.

Во-первых, их генетический материал представлен одной кольцевой молекулой ДНК (как и у прокариот), во-вторых, их рибосомы по массе, по строению рРНК и рибосомальных белков близки к таковым у аэробных бактерий и синезеленых. В-третьих, они размножаются как прокариоты и, наконец, механизмы белкового синтеза в митохондриях и бактериях чувствительны к одним антибиотикам (стрептомицину), а циклогексимид блокирует синтез белка в цитоплазме.

Кроме того, известен один вид амеб, которые не имеют митохондрий и живут в симбиозе с аэробными бактериями, а в клетках некоторых растений обнаружены цианобактерии (синезеленые), сходные по строению с хлоропластами.

Дальнейшая эволюция привела к обособлению и сохранению двух империй — Доклеточные и Клеточные. Доклеточные объединены в царство Вирусы, Клеточные — в два надцарства Прокариоты (доядерные) и Эукариоты (ядерные).

Прокариоты входят в царство Дробянок и разделены на три подцарства: самые древние относятся к подцарству Архебактерий, другая группа бактерий относится к подцарству Эубактерий, и в подцарство Синезеленых объединяются прокариоты, способные при фотосинтезе выделять кислород.

Строение цитоплазмы

Цитоплазма представляет собой внутреннее содержимое клетки и состоит из основного вещества (гиалоплазмы) и находящихся в нем разнообразных внутриклеточных структур (органоидов и включений).

Гиалоплазма (матрикс) — водный раствор неорганических и органических веществ, способный изменять свою вязкость и находящийся в постоянном движении.

Цитоплазматические структуры клетки представлены органоидами и включениями.

Органоиды (органеллы) — постоянные и обязательные компоненты большинства клеток, имеющие определенную структуру и выполняющие жизненно важные функции. Включения — непостоянные структуры цитоплазмы в виде гранул (крахмал, гликоген, белки) и капель (жиры).

Органоиды бывают мембранные (одномембранные и двумембранные) и немембранные.

Одномембранные органоиды клетки

К ним относят эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли, образующие единую мембранную систему клетки.

Эндоплазматический ретикулум (эндоплазматическая сеть) — система соединенных между собой полостей, трубочек и каналов, отграниченных от цитоплазмы одним слоем мембраны и разделяющих цитоплазму клеток на изолированные пространства.

Это необходимо, чтобы отделить множество параллельно идущих реакций. Выделяют шероховатый эндоплазматический ретикулум (на его поверхности расположены рибосомы, на которых синтезируется белок) и гладкий эндоплазматический ретикулум (на его поверхности осуществляется синтез липидов и углеводов).

Аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс) представляет собой стопку из 5-20 уплощенных дисковидных мембранных полостей и отшнуровывающихся от них микропузырьков.

Его функция — трансформация, накопление, транспорт поступающих в него веществ к различным внутриклеточным структурам или за пределы клетки. Мембраны аппарата Гольджи способны образовывать лизосомы.

Лизосомы — мембранные пузырьки, содержащие гидролитические ферменты.

Различают первичные и вторичные лизосомы. Первичные лизосомы — отшнуровывающиеся от полостей аппарата Гольджи микропузырьки, окруженные одиночной мембраной и содержащие набор гидролитических ферментов. Вторичные лизосомы образуются после слияния первичных лизосом с субстратом, подлежащим расщеплению.

Ко вторичным лизосомам относят:

  1. пищеварительные вакуоли — образуются при слиянии первичных лизосом с фагоцитарными и пиноцитарными вакуолями (пищеварительные вакуоли простейших).

Их функция — переваривание веществ, поступивших в клетку при эндоцитозе;

  • остаточные тельца содержат непереваренный материал. Их функция — накопление непереваренных веществ и, обычно, выведение их наружу посредством экзоцитоза;
  • аутолизосомы — образуются при слиянии первичных лизосом с отработанными органоидами.

Их функция — разрушение отработанных частей клетки или клетки целиком (аутолиз).

Вакуоли — наполненные жидкостью мембранные мешки в цитоплазме клеток растений. Они образуются из мелких пузырьков, отщепляющихся от эндоплазматического ретикулума. Мембрана вакуоли называется тонопластом, а содержимое полости — клеточным соком. В клеточном соке содержатся запасные питательные вещества, растворы пигментов, отходы жизнедеятельности, гидролитические ферменты.

Вакуоли участвуют в регуляции водно-солевого обмена, создании тургорного давления, накоплении запасных веществ и выведении из обмена токсичных соединений.

Пероксисомы — мембранные пузырьки, содержащие набор ферментов. Ферменты пероксисом (каталаза и др.) нейтрализуют токсичную перекись водорода (H2O2), образующуюся как промежуточный продукт при биохимических реакциях, катализируя ее распад на воду и кислород.

Пероксисомы также участвуют в метаболизме липидов.

Двумембранные органоиды клетки

В клетках эукариот имеются органоиды, изолированные от цитоплазмы двумя мембранами — это митохондрии и пластиды.

Они имеют собственную кольцевую молекулу ДНК, рибосомы мелкого размера и способны делиться. Это послужило основой появления симбиотической теории возникновения эукариот.

Согласно этой теории в прошлом митохондрии и пластиды являлись самостоятельными прокариотами, перешедшими позднее к эндосимбиозу с другими клеточными организмами.

Митохондрии — двумембранные органоиды, присутствующие во всех эукариотических клетках. Могут быть палочковидной, овальной или округлой формы. Содержимое митохондрий (матрикс) ограничено от цитоплазмы двумя мембранами: наружной гладкой и внутренней, образующей складки (кристы).

В митохондриях образуются молекулы АТФ. Для этого используется энергия, выделяющаяся при окислении органических соединений.

Пластиды — двумембранные органоиды, характерные только для клеток фотосинтезирующих эукариотических организмов.

Имеют две мембраны и гомогенное вещество внутри — строму (матрикс). В зависимости от окраски различают следующие виды пластид.

  1. хлоропласты — зеленые пластиды, в которых протекает процесс фотосинтеза.

Наружная мембрана гладкая; внутренняя — формирует систему плоских пузырьков (тилакоидов), которые собраны в стопки (граны). В мембранах тилакоидов содержатся зеленые пигменты хлорофилла, а также каратиноиды;

  • хромопласты — пластиды, содержащие пигменты каротиноиды, придающие им красную, желтую и оранжевую окраску.

Они придают яркую окраску цветам и плодам;

  • лейкопласты — непигментированные, бесцветные пластиды. Содержатся в клетках подземных или неокрашенных частей растений (корней, корневищ, клубней). Способны накапливать запасные питательные вещества, в первую очередь крахмал, липиды и белки. Лейкопласты могут превращаться в хлоропласты (например, при цветении клубней картофеля) и редко в хромопласты (например, при созревании корнеплода у моркови), а хлоропласты — в хромопласты (например, при созревании плодов).

Немембранные органоиды

К ним относят рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты, клеточный центр.

Рибосомы — мелкие органоиды, образованные двумя субъединицами: большой и малой.

Они состоят из белков и рРНК.

Малая субъединица содержит одну молекулу рРНК и белки, большая — три молекулы рРНК и белки. Рибосомы могут либо свободно находиться в цитоплазме, либо прикрепляться к эндоплазматическому ретикулуму. На рибосомах происходит синтез белка. Белки, синтезируемые на рибосомах на поверхности эндоплазматического ретикулума, обычно поступают в его цистерны, а образовавшиеся на свободных рибосомах остаются в гиалоплазме.

Микротрубочки и микрофиламенты — нитевидные структуры, состоящие из сократительных белков и обусловливающие двигательные функции клетки.

Микротрубочки имеют вид длинных полых цилиндров, стенки которых состоят из белков — тубулинов. Микрофиламенты еще более тонкие, длинные, нитевидные структуры, состоящие из белков актина и миозина. Микротрубочки и микрофиламенты пронизывают всю цитоплазму клетки, формируя ее цитоскелет, обусловливают циклоз (ток цитоплазмы), внутриклеточные перемещения органоидов, образуют веретено деления и т.д.

Определенным образом организованные микротрубочки формируют центриоли клеточного центра, базальные тельца, реснички, жгутики.

Клеточный центр (центросома) обычно находится вблизи ядра, состоит из двух центриолей, располагающихся перпендикулярно друг к другу. Каждая центриоль имеет вид полого цилиндра, стенка которого образована девятью триплетами микротрубочек (9 + 0).

Центриоли играют важную роль в делении клетки, образуя веретено деления.

Реснички, жгутики — органоиды движения, представляющие собой своеобразные выросты цитоплазмы клетки, покрытые плазматической мембраной. В основании ресничек и жгутиков лежат базальные тельца, служащие им опорой.

Базальное тельце представляет собой цилиндр, образованный девятью триплетами микротрубочек (9 + 0). Базальные тельца способны восстанавливать реснички и жгутики после их потери. Остов реснички и жгутика также представляет собой цилиндр, по периметру которого располагаются девять парных микротрубочек, а в центре — две одиночные (9 + 2).

Строение клеток эукариот. Строение клеточной оболочки

Разделение организмов на про- и эукариоты

По форме клетки необычайно разнообразны: одни имеют округлую форму, другие похожи на звездочки со многими лучами, третьи вытянутые и т.д. Различны клетки и по размеру – от мельчайших, с трудом различимых в световом микроскопе, до прекрасно видимых невооруженным глазом (например, икринки рыб и лягушек).

Любое неоплодотворенное яйцо, в том числе гигантские окаменевшие яйца ископаемых динозавров, которые хранятся в палеонтологических музеях, тоже были когда-то живыми клетками. Однако, если говорить о главных элементах внутреннего строения, все клетки схожи между собой.

Прокариоты (от лат. pro – перед, раньше, вместо и греч. karyon – ядро) – это организмы, клетки которых не имеют ограниченного мембраной ядра, т.е. все бактерии, включая архебактерии и цианобактерии. Общее число видов прокариот около 6000.

Вся генетическая информация прокариотической клетки (генофор) содержится в одной-единственной кольцевой молекуле ДНК.

Митохондрии и хлоропласты отсутствуют, а функции дыхания или фотосинтеза, обеспечивающие клетку энергией, выполняет плазматическая мембран.

Размножаются прокариоты без выраженного полового процесса путем деления надвое. Прокариоты способны осуществлять целый ряд специфических физиологических процессов: фиксируют молекулярный азот, осуществляют молочнокислое брожение, разлагают древесину, окисляют серу и железо.

После вступительной беседы учащиеся рассматривают строение прокариотической клетки, сравнивая основные особенности строения с типами эукариотической клетки.

Эукариоты – это высшие организмы, имеющие четко оформленное ядро, которое оболочкой отделяется от цитоплазмы (кариомембраной).

К эукариотам относятся все высшие животные и растения, а также одноклеточные и многоклеточные водоросли, грибы и простейшие. Ядерная ДНК у эукариот заключена в хромосомах. Эукариоты обладают клеточными органоидами, ограниченными мембранами.

Отличия эукариот от прокариот

– Эукариоты имеют настоящее ядро: генетический аппарат эукариотической клетки защищен оболочкой, схожей с оболочкой самой клетки.

– Включенные в цитоплазму органоиды окружены мембраной.

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

Источник

Adblock
detector