Микротрубочки
Микротрубочки — мембранные, надмолекулярные структуры, состоящие из белковых глобул, расположенных спиральными или прямолинейными рядами. Микротрубочки выполняют преимущественно механическую (двигательную) функцию, обеспечивая подвижность и сокращаемость органоидов клетки. Располагаясь в цитоплазме, они придают клетке определённую форму и обеспечивают стабильность пространственного расположения органоидов. Микротрубочки способствуют перемещению органоидов в места, которые определяются физиологическими потребностями клетки. Значительное количество этих структур расположено в плазмалемме, вблизи клеточной оболочки, где они участвуют в формировании и ориентации целлюлозных микрофибрилл оболочек растительных клеток.
Строение микротрубочки
Врачи и биологи подчеркивают важность различий между прокариотами и эукариотами в контексте здоровья и медицины. Прокариоты, такие как бактерии, имеют простую клеточную структуру без ядра, что делает их более уязвимыми для антибиотиков. Эукариоты, включая клетки человека, обладают сложной организацией, включая мембранные органеллы и ядро, что позволяет им выполнять более сложные функции. Это различие играет ключевую роль в разработке лекарств и терапии. Врачи отмечают, что понимание клеточной структуры помогает в диагностике инфекционных заболеваний и в создании новых методов лечения. Кроме того, изучение клеток прокариот и эукариот может привести к важным открытиям в области генетики и биотехнологий, что в свою очередь влияет на развитие медицины и улучшение качества жизни пациентов.
Ядро
Ядро — самая заметная и обычно самая крупная органелла клетки. Оно впервые было подробно исследовано Робертом Броуном в 1831 году. Ядро обеспечивает важнейшие метаболические и генетические функции клетки. По форме оно достаточно изменчиво: может быть шаровидным, овальным, лопастным, линзовидным.
Ядро играет значительную роль в жизни клетки. Клетка, из которой удалили ядро, не выделяет более оболочку, перестаёт расти и синтезировать вещества. В ней усиливаются продукты распада и разрушения, вследствие этого она быстро погибает. Образование нового ядра из цитоплазмы не происходит. Новые ядра образуются только делением или дроблением старого.
Внутреннее содержимое ядра составляет кариолимфа (ядерный сок), заполняющая пространство между структурами ядра. В нём находится одно или несколько ядрышек, а также значительное количество молекул ДНК, соединённых со специфическими белками — гистонами.
Строение ядра
Аппарат Гольджи
Аппарат Гольджи — органоид, имеющий универсальное распространение во всех разновидностях эукариотических клеток. Представляет собой многоярусную систему плоских мембранных мешочков, которые по периферии утолщаются и образуют пузырчатые отростки. Он чаще всего расположен вблизи ядра.
Читайте также:
Аппарат Гольджи
В состав аппарата Гольджи обязательно входит система мелких пузырьков (везикул), которые отшнуровываются от утолщённых цистерн (диски) и располагаются по периферии этой структуры. Эти пузырьки играют роль внутриклеточной транспортной системы специфических секторных гранул, могут служить источником клеточных лизосом.
Функции аппарата Гольджи состоят также в накоплении, сепарации и выделении за пределы клетки с помощью пузырьков продуктов внутриклеточного синтеза, продуктов распада, токсических веществ. Продукты синтетической деятельности клетки, а также различные вещества, поступающие в клетку из окружающей среды по каналам эндоплазматической сети, транспортируются к аппарату Гольджи, накапливаются в этом органоиде, а затем в виде капелек или зёрен поступают в цитоплазму и либо используются самой клеткой, либо выводятся наружу. В растительных клетках Аппарат Гольджи содержит ферменты синтеза полисахаридов и сам полисахаридный материал, который используется для построения клеточной оболочки. Предполагают, что он участвует в образовании вакуолей. Аппарат Гольджи был назван так в честь итальянского учёного Камилло Гольджи, впервые обнаружившего его в 1897 году.
Строение клеток прокариот и эукариот вызывает множество обсуждений среди ученых и студентов. Прокариоты, такие как бактерии, отличаются простотой: у них нет ядра, а генетический материал представлен в виде кольцевой ДНК, свободно плавающей в цитоплазме. Это делает их более адаптивными к изменяющимся условиям среды. В отличие от них, эукариоты имеют сложную структуру: их клетки содержат ядро, органеллы и мембранные системы, что позволяет им выполнять более сложные функции. Многие исследователи отмечают, что именно эта сложность дает эукариотам преимущество в развитии многоклеточных организмов. Обсуждая эти различия, люди часто подчеркивают важность понимания клеточной структуры для биологии и медицины, так как это знание помогает в разработке новых методов лечения и биотехнологий.
Пластиды
Пластиды — самые крупные (после ядра) цитоплазматические органоиды, присущие только клеткам растительных организмов. Они не найдены только у грибов. Пластиды играют важную роль в обмене веществ. Они отделены от цитоплазмы двойной мембранной оболочкой, а некоторые их типы имеют хорошо развитую и упорядоченную систему внутренних мембран. Все пластиды едины по происхождению.
Хлоропласты — наиболее распространённые и наиболее функционально важные пластиды фотоавтотрофных организмов, которые осуществляют фотосинтетические процессы, приводящие в конечном итоге к образованию органических веществ и выделению свободного кислорода. Хлоропласты высших растений имеют сложное внутреннее строение.
Строение хлоропласта
Размеры хлоропластов у разных растений неодинаковы, но в среднем диаметр их составляет 4-6 мкм. Хлоропласты способны передвигаться под влиянием движения цитоплазмы. Кроме того, под воздействием освещения наблюдается активное передвижение хлоропластов амебовидного типа к источнику света.
-
Читайте также:
-
Читайте также:
Хлорофилл — основное вещество хлоропластов. Благодаря хлорофиллу зелёные растения способны использовать световую энергию.
Лейкопласты (бесцветные пластиды) представляют собой чётко обозначенные тельца цитоплазмы. Размеры их несколько меньше, чем размеры хлоропластов. Более и однообразна и их форма, приближающая к сферической.
Строение лейкопласта
Встречаются в клетках эпидермиса, клубнях, корневищах. При освещении очень быстро превращаются в хлоропласты с соответствующим изменением внутренней структуры. Лейкопласты содержат ферменты, с помощью которых из излишков глюкозы, образованной в процессе фотосинтеза, в них синтезируется крахмал, основная масса которого откладывается в запасающих тканях или органах (клубнях, корневищах, семенах) в виде крахмальных зёрен. У некоторых растений в лейкопластах откладываются жиры. Резервная функция лейкопластов изредка проявляется в образовании запасных белков в форме кристаллов или аморфных включений.
Хромопласты в большинстве случаев являются производными хлоропластов, изредка — лейкопластов.
Строение хромопласта
Созревание плодов шиповника, перца, помидоров сопровождается превращением хлоро- или лейкопластов клеток мякоти в каратиноидопласты. Последние содержат преимущественно жёлтые пластидные пигменты — каратиноиды, которые при созревании интенсивно синтезируются в них, образуя окрашенные липидные капли, твёрдые глобулы или кристаллы. Хлорофилл при этом разрушается.
Плазматическая мембрана.
Плазматическая мембрана окружает клетки всех живых организмов. В световой микроскоп она не видна, т. к. ее толщина составляет всего около 7 нм. С помощью электронного микроскопа установлено, что плазматическая мембрана состоит из фосфолипидного бислоя, окруженного белками. Часть белков погружена в фосфолипидный бислой и пронизывает его насквозь. Эти белки участвуют в избирательном транспорте различных соединений (сахаров, аминокислот, солей) в клетку и в удалении из клетки продуктов обмена. Расположенные на поверхности мембраны рецепторы гормонов и нейромедиаторов участвуют в гуморальной и нервной регуляции клеточной активности у многоклеточных организмов.
Плазматическая мембрана полупроницаема, то есть способна пропускать в клетку воду и некоторые низкомолекулярные соединения, и не пропускать макромолекулы и многие другие вещества. Это свойство обеспечивает барьерную функцию плазматической мембраны: отделение внутриклеточного содержимого от внешней среды и поддержание постоянства состава цитоплазмы. Плазматическая мембрана участвует в процессах фагоцитоза (поглощение твердых частиц) и пиноцитоза (поглощение капель жидкостей). При этом участок мембраны впячивается внутрь клетки и отшнуровывается от нее, образуя пищеварительную вакуоль. Фагоцитоз и пиноцитоз являются основой питания у многих одноклеточных организмов. У высших организмов с помощью фагоцитоза осуществляются защитные функции. Лейкоциты и некоторые клетки костного мозга, лимфатических узлов, селезенки с помощью фагоцитоза поглощают бактерий, вирусные частицы и другие чужеродные вещества. С помощью обратного фагоцитоза и пиноцитоза осуществляется секреция из клетки различных веществ. Большинство клеток растений, грибов и бактерий помимо плазматической мембраны имеют клеточную стенку. Это прочное образование, построенное из целлюлозы и лигнина (у растений), хитина (у грибов и некоторых водорослей) или из сложного комплекса белков и полисахаридов (у бактерий). Клеточная стенка препятствует фагоцитозу и пиноцитозу, поэтому питание большинства растений и грибов основывается на явлении осмоса. У некоторых животных, например, у членистоногих, прочный хитиновый покров имеют только клетки наружного эпителия, формирующие наружный скелет этих животных. У большого числа одноклеточных организмов плазматическая мембрана участвует в образовании кутикулы — прочной белковой оболочки клеток. Однако большинство животных клеток лишено клеточной стенки, поэтому эти клетки могут легко изменять форму и двигаться за счет ложноножек (амебоидное движение). У ряда животных клеток снаружи от плазматической мембраны образуется гликокаликс — эластичное образование, состоящее из гликопротеинов и углеводов. Как и клеточная стенка, он защищает плазматическую мембрану от механических повреждений, а также участвует во взаимодействии клеток между собой.
Эндоплазматическая сеть
Эндоплазматическая сеть — сеть каналов, трубочек, пузырьков, цистерн, расположенных внутри цитоплазмы. Открыта в 1945 году английским учёным К. Портером, представляет собой систему мембран, имеющих ультрамикроскопическое строение.
Строение эндоплазматической сети
Вся сеть объединена в единое целое с наружной клеточной мембраной ядерной оболочки. Различают ЭПС гладкую и шероховатую, несущую на себе рибосомы. На мембранах гладкой ЭПС находятся ферментные системы, участвующие в жировом и углеводном обмене. Этот тип мембран преобладает в клетках семян, богатых запасными веществами (белками, углеводами, маслами), рибосомы прикрепляются к мембране гранулярной ЭПС, и во время синтеза белковой молекулы полипептидная цепочка с рибосомами погружается в канал ЭПС. Функции эндоплазматической сети очень разнообразны: транспорт веществ как внутри клетки, так и между соседними клетками; разделение клетки на отдельные секции, в которых одновременно проходят различные физиологические процессы и химические реакции.
Митохондрии
Митохондрии — органеллы, характерные для большинства клеток растений. Имеют изменчивую форму палочек, зёрнышек, нитей. Открыты в 1894 году Р. Альтманом с помощью светового микроскопа, а внутреннее строение было изучено позднее с помощью электронного.
Строение митохондрии
Митохондрии имеют двухмембранное строение. Внешняя мембрана гладкая, внутренняя образует различной формы выросты — трубочки в растительных клетках. Пространство внутри митохондрии заполнено полужидким содержимым (матриксом), куда входят ферменты, белки, липиды, соли кальция и магния, витамины, а также РНК, ДНК и рибосомы. Ферментативный комплекс митохондрий ускоряет работу сложного и взаимосвязанного механизма биохимических реакций, в результате которых образуется АТФ. В этих органеллах осуществляется обеспечение клеток энергией — преобразование энергии химических связей питательных веществ в макроэргиеские связи АТФ в процессе клеточного дыхания. Именно в митохондриях происходит ферментативное расщепление углеводов, жирных кислот, аминокислот с освобождением энергии и последующим превращением её в энергию АТФ. Накопленная энергия расходуется на ростовые процессы, на новые синтезы и т. д. Митохондрии размножаются делением и живут около 10 дней, после чего подвергаются разрушению.
Вакуоль
Вакуоль — важнейшая составная часть растительных клеток. Она представляет собой своеобразную полость (резервуар) в массе цитоплазмы, заполненную водным раствором минеральных солей, аминокислот, органических кислот, пигментов, углеводов и отделённую от цитоплазмы вакуолярной мембраной — тонопластом.
Цитоплазма заполняет всю внутреннюю полость только у самых молодых растительных клеток. С ростом клетки существенно изменяется пространственное расположение вначале сплошной массы цитоплазмы: у неё появляются заполненные клеточным соком небольшие вакуоли, и вся масса становится ноздреватой. При дальнейшем росте клетки отдельные вакуоли сливаются, оттесняя к периферии прослойки цитоплазмы, в результате чего в сформированной клетке находится обычно одна большая вакуоль, а цитоплазма со всеми органеллами располагаются около оболочки.
Водорастворимые органические и минеральные соединения вакуолей обусловливают соответствующие осмотические свойства живых клеток. Этот раствор определённой концентрации является своеобразным осмотическим насосом для регулируемого проникновения в клетку и выделения из неё воды, ионов и молекул метаболитов.
В комплексе со слоем цитоплазмы и её мембранами, характеризующимися свойствами полупроницаемости, вакуоль образует эффективную осмотическую систему. Осмотически обусловленными являются такие показатели живых растительных клеток, как осмотический потенциал, сосущая сила и тургорное давление.
Строение вакуоли
Вопрос-ответ
Какое строение прокариотической клетки?
В клетках прокариот нет оформленного ядра. Их наследственный материал представлен одной кольцевой молекулой ДНК. Имеются также плазмиды — небольшие молекулы ДНК. Поверхностный аппарат клетки состоит из цитоплазматической мембраны и клеточной стенки.
Чем строение прокариот отличается от эукариот?
Главное отличие связано с наличием ядра: у эукариот оно есть, а у прокариот наследственная информация храниться в нуклеоиде – единственной хромосоме. Кроме того, прокариоты – только одноклеточные организмы (бактерии), в их цитоплазме нет мембранных органелл, а есть рибосомы и органеллы движения.
Какое строение имеет эукариотическая клетка?
Эукариотическая клетка отличается от прокариотической большими размерами и более сложным строением. Линейные размеры эукариотической клетки обычно составляют десятки мкм (у животных около 10–40 мкм, у растений 100–200 мкм). Основные структуры эукариотической клетки: цитоплазматическая мембрана, цитоплазма и ядро.
Что общего в строении клеток эукариот и прокариот?
Снаружи клетки прокариот, так же как и эукариотические клетки, покрыты плазматической мембраной. Строение мембран у двух этих групп организмов одинаковое. Клеточная мембрана прокариот образует многочисленные впячивания внутрь клетки – мезосомы.
Советы
СОВЕТ №1
Изучайте основные отличия между прокариотами и эукариотами, такие как наличие ядра и органелл. Это поможет вам лучше понять, как функционируют разные типы клеток и их роль в живых организмах.
СОВЕТ №2
Используйте визуальные материалы, такие как схемы и микрофотографии, чтобы лучше усвоить строение клеток. Визуализация поможет вам запомнить ключевые компоненты и их функции.
СОВЕТ №3
Проводите эксперименты с микроскопом, чтобы увидеть клетки в действии. Наблюдение за живыми образцами прокариот и эукариот даст вам практическое понимание их структуры и поведения.
СОВЕТ №4
Обсуждайте изученные материалы с одноклассниками или друзьями. Обмен знаниями и мнениями поможет закрепить информацию и углубить понимание темы.
