الكائنات الحية ذات الطبيعة الحية لديها بشكل رئيسي البنية الخلوية. في هذه المقالة سنخبرك بمزيد من التفاصيل عن السمات الهيكلية وعمل الخلايا، ونعرفها على تركيبها الكيميائي وأصنافها.
السمات الهيكلية
الخلية هي وحدة البناء والنشاط الحيوي لجميع الكائنات الحية على كوكبنا. يمكن أن يكون لها أحجام مختلفة (من 3 إلى 100 ميكرون) وأشكال (أسطوانية، كروية، بيضاوية)، وتؤدي وظائف مختلفة، وتشارك في جميع أنواع العمليات الأيضية.
من السمات المشتركةيمكن تحديد التركيب الكيميائي والهيكل.
العناصر الرئيسية للتركيب الكيميائي هي الكربون والأكسجين والنيتروجين والهيدروجين. تشكل هذه العناصر الكبيرة الجزء الأكبر من جميع المكونات. بين لا المواد العضويةأهمية خاصة هي المياه والأملاح المعدنية، والتي يتم تقديمها في شكل أيونات. وتشمل هذه الحديد واليود والبوتاسيوم والكالسيوم والفوسفور والكلور، الخ.
أرز. 1. التركيب الكيميائي.
العناصر المكونة أيضًا هي مواد عضوية: الكربوهيدرات والبروتينات والأحماض النووية والدهون. سيساعدك الجدول التالي على فهم وظائف كل منها:
أعلى 1 المادةالذين يقرؤون جنبا إلى جنب مع هذا
العناصر الهيكلية للخلية هي غشاء الخلية والنواة والسيتوبلازم مع العضيات. كل عنصر من العناصر المكونة له خصائصه ووظائفه الخاصة. على سبيل المثال:
- جوهر يحتوي على الشفرة الوراثية وينظم جميع العمليات التي تحدث داخل الكائن الخلوي؛
- غشاء الخلية يحمي من التأثيرات البيئية ويعطي الشكل.
غشاء الخلية في النباتات أكثر كثافة من غشاء الخلية في الحيوانات. هذا ممكن بسبب وجود السليلوز في التركيبة.
- السيتوبلازم يضمن الترابط بين جميع العضيات داخل الخلية.
من بين العضيات الموجودة في جميع الخلايا يمكن العثور على الريبوسومات والليزوزومات وجهاز جولجي والميتوكوندريا والشبكة الإندوبلازمية.
أرز. 2. بنية الخلية.
تختلف الخلايا النباتية والحيوانية عن بعضها البعض. وبالتالي، فإن الكائن النباتي لديه فجوات وبلاستيدات، والتي لا تملكها الحيوانات. ويحتوي جسم الحيوان على مريكزات خلوية تشارك في عمليات الانقسام.
ملامح الحياة
المظاهر الرئيسية لحياة الخلية هي العمليات الأيضيةوتحويل الطاقة.
يسمى تكوين المواد العضوية المصحوب باستهلاك الطاقة الاستيعاب.
ويسمى تحلل أو تحلل المواد العضوية، الذي يطلق الطاقة، بالتشبيه.
أرز. 3. نشاط الخلية
الشمس هي المصدر الرئيسي للطاقة على الأرض. النباتات تحت التأثير أشعة الشمسإنتاج جزيئات ATP. أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) هو مادة عضوية تعمل كنوع من البطاريات في الكائنات الحية.
عملية التمثيل الضوئي التي تحدث في زرع الخلايا، يعطي الأكسجين للغلاف الجوي. وبفضله أصبح التنفس ممكنا، وبالتالي وجود كل أشكال الحياة على هذا الكوكب.
داخل النباتات، تحت تأثير الشمس، يتم تشكيل المواد العضوية، والتي تستهلكها أنواع أخرى من الطبيعة الحية (الفطريات والحيوانات والبكتيريا).
بفضل النباتات، يتم تزويد جميع الكائنات الحية ليس فقط بالأكسجين، ولكن أيضا بالمواد المغذية.
ماذا تعلمنا؟
الخلية، مثل جميع الكائنات الحية، لها خصائصها الخاصة في البنية والحياة. كل الكائن الخلويلها غلاف ونواة وسيتوبلازم مع عضيات. التركيب الكيميائي لجميع الخلايا هو نفسه. المكونات الرئيسية هي الكربون والأكسجين والهيدروجين والنيتروجين. المظاهر الرئيسية لحياة الخلية هي عمليات الاستيعاب والتشتت.
اختبار حول الموضوع
تقييم التقرير
متوسط تقييم: 4.2. إجمالي التقييمات المستلمة: 100.
الخلية هي نظام حي أولي، وأساس البنية والنشاط الحيوي لجميع الكائنات الحية. ومن المعروف أنها أحادية الخلية (على سبيل المثال، متنوعة، وكذلك الأوليات) أو متعددة الخلايا. تشير الأسماء نفسها إلى أن بنية هذه الكائنات تعتمد على ذلك الوحدة الهيكلية- خلية.
تنقسم المادة الحية إلى مملكتين عظيمتين - و (في مؤخرابعضها مقسم إلى مملكتين خارقتين - الحقيقية والبكتيريا الأثرية). البكتيريا الزرقاء هي أيضًا كائنات بدائية النواة، وجميع الكائنات الحية الأخرى، بدءًا من الأوليات وحيدة الخلية إلى النباتات والحيوانات متعددة الخلايا، هي حقيقية النواة.
تتمتع خلايا الكائنات الحية في هذه الممالك الفائقة بخصائص أساسية مشتركة: فهي تمتلك أنظمة أساسية متشابهة، وأنظمة لنقل المعلومات الجينية (التكرار وفقًا لمبدأ المصفوفة)، وإمدادات الطاقة، وما إلى ذلك. ولكن هناك العديد من الاختلافات بينهما. أولاً، في الخلايا بدائية النواة، لا يتم تجميع جزيئات الحمض النووي التي تحدد الخصائص الوراثية للكائنات الحية في الشكل الخلوي المميز للخلايا حقيقية النواة. ثانيًا، لا تحتوي الخلايا بدائية النواة على العديد من الهياكل الخاصة داخل الخلايا، ما يسمى بالعضيات، وهي سمة من سمات الخلايا حقيقية النواة. الخلايا حقيقية النواة أكثر تنظيمًا بشكل معقد، ويمكنها أن تتخصص ضمن حدود واسعة جدًا وتكون جزءًا منها الكائنات متعددة الخلايا(انظر التخصص الخلوي (التمايز)).
في هيكلها وخصائصها البيوكيميائية الأساسية، تتشابه الخلايا المختلفة إلى حد كبير، مما يدل على وحدة أصلها في فجر العالم الحي (انظر).
ما هي الخلية؟ الخلية عبارة عن نظام يتكون من جزيئات عضوية معقدة ويحتوي أيضًا على جزيئات عضوية وغير عضوية صغيرة. الخصائص الرئيسية لهذا النظام هي: التكاثر الذاتي، والثبات والطاقة مع البيئة الخارجية، وعزله الهيكلي عنها بيئة خارجية.
يتم فصل جميع الخلايا عن بيئتها وعن بعضها البعض بواسطة طبقة رقيقة من السطح - غشاء (غشاء البلازما). يتكون هذا الغشاء من البروتينات الدهنية ويحيط بمحتويات الخلية والسيتوبلازم ومن جميع الجوانب. غشاء بلازميلديه جدا خصائص مهمة: أنه يحد من حرية حركة المواد من الخلية إلى الخارج، وعلى العكس من ذلك، يسمح بشكل انتقائي للمواد والجزيئات بالمرور، وبالتالي الحفاظ على ثبات تكوين وخصائص السيتوبلازم. وبالإضافة إلى ذلك، توجد هياكل خاصة على غشاء البلازما مجمعات البروتين()، التي "تتعرف" على المواد، وتختارها، وبمساعدة الآخرين (الناقلين)، تنقلها بشكل فعال داخل الخلية أو خارجها.
يوجد في سيتوبلازم الخلايا أنظمة خاصة منظمة بشكل معقد تؤدي أحمالًا (وظائف) مختلفة. هذه هي العضيات.
تشتمل عضيات الخلايا بدائية النواة () على نووية - مكون يحتوي على الحمض النووي وعدد صغير من الحويصلات الغشائية (على سبيل المثال، الحويصلات الغشائية التي تحمل مواد حساسة للضوء - وبعضها) وعضيات حركة خاصة -
المفاهيم والمصطلحات الأساسية حول الموضوع: أورجانويدس. السيلولما. الهيالوبلازم. الحمض النووي؛ الحمض النووي الريبي. الجين. الوراثة.
خطة دراسة الموضوع(قائمة الأسئلة المطلوبة للدراسة):
1. الخلية هي وحدة البناء والنشاط الحيوي للكائن الحي.
2. عملية التمثيل الغذائي وتحويل الطاقة في الخلية.
3. جزيء الحمض النووي هو حامل للمعلومات الوراثية.
1 . تتميز جميع الخلايا بمظاهر النشاط الحيوي التالية:
المظاهر الرئيسية لنشاط الخلية
تحتوي على خلايا نباتية وحيوانية خطة شاملةالبنايات. دعونا نلقي نظرة على الأجزاء الرئيسية من الخلية:
مكونات الخلية
الجدول 4. بنية الخلية ووظائفها
| غشاء بلازمي | عزل الخلية عن البيئة الخارجية. نفاذية بشكل انتقائي. | |
| جدار الخلية | يحتوي على السليلوز وهو "إطار" النباتات. | |
| ربحية السهم | ||
| الريبوسومات | العضية مستديرة أو على شكل فطر. يتكون من RNA والبروتين. | تخليق البروتين |
| الميتوكوندريا | لديها هيكل الغشاء المزدوج. يشكل الغشاء الداخلي أعرافًا (طيات) تحتوي على العديد من الإنزيمات التي تضمن استقلاب الطاقة في الخلية. | هو الجهاز التنفسي مركز الطاقةالخلايا. |
| الجسيمات المحللة | عضية ذات غشاء واحد ذات شكل دائري. تم تشكيلها على جهاز جولجي. | ينفذ عملية الهضم داخل الخلايا من المواد الغذائية. يدمر هياكل الخلية نفسها عند موتها ويخرجها منها. |
| البلاستيدات | البلاستيدات الخضراء - الحصول عليها اللون الاخضر، لديهم الحمض النووي الخاص بهم. | توفير عملية التمثيل الضوئي. |
| الكريات البيض – لون أبيض | المكان الذي يتم فيه إيداع العناصر الغذائية. | |
| البلاستيدات الملونة ملونة. | إعطاء بتلات ألوان مختلفة. | |
| الصباغ | يوفر لون البشرة. | |
| الفجوات | تمتلئ التجاويف بعصارة الخلية. | في النباتات - تحتوي العناصر الغذائيةوالمنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي. |
| الغشاء النووي | وظيفة الحماية; التواصل مع السيتوبلازم | |
| مادة الكروماتين | العشرون، س ص | تشكل الجينات ومن ثم الكروموسومات. هناك 23 زوجًا أو 46. |
أرز. 9. هياكل الخلية
2. في الكائنات الحية، أي عملية تكون مصحوبة بنقل الطاقة. يتم تعريف الطاقة على أنها القدرة على القيام بالعمل. التمثيل الغذائي والطاقة عبارة عن مجموعة من العمليات الفيزيائية والكيميائية والفسيولوجية لتحويل المواد والطاقة في الكائنات الحية، وكذلك تبادل المواد والطاقة بين الجسم والبيئة. يتكون التمثيل الغذائي في الكائنات الحية من تناول مواد مختلفة من البيئة الخارجية وتحويلها واستخدامها في العمليات الحيوية وإطلاق منتجات التحلل الناتجة إلى بيئة.
يتم الجمع بين جميع تحولات المادة والطاقة التي تحدث في الجسم اسم شائع - الاسْتِقْلاب(الاسْتِقْلاب).
يمكن تقسيم عملية التمثيل الغذائي إلى عمليتين مترابطتين ولكن متعددي الاتجاهات: عملية التمثيل الغذائي (الاستيعاب) والتقويض (الاستبعاد).
الابتنائية عبارة عن مجموعة من عمليات التخليق الحيوي للمواد العضوية (مكونات الخلية والهياكل الأخرى للأعضاء والأنسجة). فهو يضمن النمو والتطور وتجديد الهياكل البيولوجية، فضلا عن تراكم الطاقة (توليف العناصر الكبيرة).
الهدمهي مجموعة من عمليات تقسيم الجزيئات المعقدة إلى مواد أبسط، باستخدام بعضها كركائز للتخليق الحيوي وتقسيم الجزء الآخر إلى منتجات أيضية نهائية مع تكوين الطاقة. وتشمل المنتجات النهائية الكربون (حوالي 230 مل/دقيقة)، وأول أكسيد الكربون (0.007 مل/دقيقة)، واليوريا (حوالي 30 جم/يوم)، ومواد أخرى.
3. حمض الديوكسي ريبونوكلييك (الحمض النووي) - جزيء كبير يضمن التخزين والانتقال من جيل إلى جيل وتنفيذ البرنامج الجيني لتطوير وعمل الكائنات الحية. الدور الرئيسي للحمض النووي في الخلايا هو تخزين المعلومات على المدى الطويل حول بنية الحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينات.
في الخلايا حقيقية النواة (على سبيل المثال، الحيوانات أو النباتات)، يوجد الحمض النووي في نواة الخلية كجزء من الكروموسومات، وكذلك في بعض العضيات الخلوية (الميتوكوندريا والبلاستيدات). في خلايا الكائنات بدائية النواة (البكتيريا والعتائق)، يرتبط جزيء الحمض النووي الدائري أو الخطي، ما يسمى بالنيوكليوتيدات، من الداخل إلى غشاء الخلية. في بدائيات النوى وحقيقيات النوى السفلى (على سبيل المثال، الخميرة)، توجد أيضًا جزيئات DNA صغيرة مستقلة، معظمها دائرية تسمى البلازميدات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لجزيئات الحمض النووي المفردة أو المزدوجة أن تشكل جينوم فيروسات الحمض النووي.
من وجهة نظر كيميائية، الحمض النووي هو جزيء بوليمر طويل يتكون من كتل متكررة - النيوكليوتيدات. يتكون كل نيوكليوتيد من قاعدة نيتروجينية وسكر (ديوكسي ريبوز) ومجموعة فوسفات. تتكون الروابط بين النيوكليوتيدات في السلسلة بواسطة ديوكسيريبوز ومجموعة الفوسفات. في الغالبية العظمى من الحالات (باستثناء بعض الفيروسات التي تحتوي على DNA مفرد الجديلة)، يتكون جزيء الحمض النووي الكبير من سلسلتين موجهتين بقواعد نيتروجينية تجاه بعضهما البعض. هذا الجزيء المزدوج الجديلة حلزوني. يُطلق على البنية العامة لجزيء DNA اسم "الحلزون المزدوج".
هناك أربعة أنواع من القواعد النيتروجينية الموجودة في الحمض النووي (الأدينين والجوانين والثايمين والسيتوزين). ترتبط القواعد النيتروجينية لإحدى السلاسل بالقواعد النيتروجينية للسلسلة الأخرى بواسطة روابط هيدروجينية وفقًا لمبدأ التكامل: يرتبط الأدينين فقط بالثيمين، والجوانين - فقط مع السيتوزين. يتيح لك تسلسل النوكليوتيدات "تشفير" المعلومات حول أنواع مختلفةالحمض النووي الريبوزي (RNA) وأهمها الحمض النووي الريبي المرسال (mRNA) والحمض النووي الريبوزي الريباسي (r RNA) والحمض النووي الريبي الناقل (t RNA). يتم تصنيع كل هذه الأنواع من الحمض النووي الريبي (RNA) في القالب.
كان فك تشفير بنية الحمض النووي (1953) أحد نقاط التحول في تاريخ علم الأحياء. لمساهماتهم البارزة في هذا الاكتشاف، تم تكريم فرانسيس كريك، وجيمس واتسون، وموريس ويلكنز جائزة نوبلدكتوراه في علم وظائف الأعضاء أو الطب 1962
فحص الخلايا والأنسجة من خلال المجهر الضوئي.
مهام الإنجاز المستقل:
1. قم بإعداد ملخص حول موضوع "بنية الخلية".
2. إعداد رسالة وعرض إلكتروني حول موضوع: “بنية الخلية ووظائفها”.
3. إعداد تقرير معملي.
شكل من أشكال السيطرة عمل مستقل:
حماية العرض التقديمي والرسالة الخاصة بك.
تقديم تقرير المختبر.
أسئلة للتحكم في النفس
الخلية هي جزء أساسي من الكائن الحي، قادر على الوجود المستقل والتكاثر الذاتي والتطور. الخلية هي أساس البنية والنشاط الحيوي لجميع الكائنات الحية والنباتات. يمكن أن توجد الخلايا ككائنات مستقلة أو كجزء من كائنات متعددة الخلايا (خلايا الأنسجة). تم اقتراح مصطلح "الخلية" من قبل عالم المجهر الإنجليزي ر. هوك (1665). الخلية هي موضوع دراسة فرع خاص من علم الأحياء - علم الخلايا. بدأت الدراسات الأكثر منهجية للخلايا في القرن التاسع عشر. واحدة من أكبر النظريات العلمية في ذلك الوقت كانت نظرية الخلية، التي أكدت على وحدة بنية كل الطبيعة الحية. إن دراسة جميع أشكال الحياة على المستوى الخلوي هي جوهر البحث البيولوجي الحديث. وفي بنية كل خلية ووظائفها توجد علامات مشتركة بين جميع الخلايا، والتي تعكس وحدة أصلها من المواد العضوية الأولية. إن الخصائص الخاصة لمختلف الخلايا هي نتيجة تخصصها في عملية التطور. وهكذا فإن جميع الخلايا تنظم عملية التمثيل الغذائي بنفس الطريقة، وتضاعف وتستخدم مادتها الوراثية، وتتلقى الطاقة وتستخدمها. وفي الوقت نفسه، تختلف الكائنات وحيدة الخلية المختلفة (الأميبا، والنعال، والأهداب، وما إلى ذلك) اختلافًا كبيرًا في الحجم والشكل والسلوك. لا تختلف خلايا الكائنات متعددة الخلايا بشكل حاد. وهكذا، لدى الشخص خلايا لمفاوية - خلايا مستديرة صغيرة (قطرها حوالي 10 ميكرون) تشارك في التفاعلات المناعية، وخلايا عصبية، بعضها لديه عمليات يزيد طولها عن متر؛ تقوم هذه الخلايا بالوظائف التنظيمية الرئيسية في الجسم.
بنية الخلية.
تمتلك خلايا جميع الكائنات الحية خطة هيكلية واحدة، مما يوضح بوضوح القواسم المشتركة لجميع عمليات الحياة. تشتمل كل خلية على جزأين مرتبطين بشكل لا ينفصم: السيتوبلازم والنواة. يتميز كل من السيتوبلازم والنواة بالتعقيد والبنية المنظمة بدقة، وهما بدورهما يشتملان على العديد من الوحدات الهيكلية المختلفة التي تؤدي وظائف محددة للغاية. صدَفَة. يتفاعل بشكل مباشر مع البيئة الخارجية ويتفاعل مع الخلايا المجاورة (في الكائنات متعددة الخلايا). القشرة هي عادة الخلية. إنها تتأكد بيقظة من عدم دخول المواد غير الضرورية حاليًا إلى الخلية؛ بل على العكس من ذلك، فإن المواد التي تحتاجها الخلية يمكن الاعتماد على أقصى قدر من المساعدة لها. القشرة الأساسية مزدوجة. يتكون من أغشية نووية داخلية وخارجية. بين هذه الأغشية يوجد الفضاء المحيط بالنواة. عادة ما يرتبط الغشاء النووي الخارجي بقنوات الشبكة الإندوبلازمية. تحتوي القشرة الأساسية على العديد من المسام. تتشكل عن طريق إغلاق الأغشية الخارجية والداخلية ولها أقطار مختلفة. تحتوي بعض النوى، مثل نواة البيضة، على العديد من المسام وتقع على فترات منتظمة على سطح النواة. يختلف عدد المسام الموجودة في الغلاف النووي باختلاف أنواع الخلايا. تقع المسام على مسافة متساوية من بعضها البعض. نظرًا لأن قطر المسام يمكن أن يختلف، وفي بعض الحالات يكون لجدرانه بنية معقدة إلى حد ما، يبدو أن المسام تتقلص أو تغلق أو تتوسع على العكس من ذلك. بفضل المسام، تتلامس الكاريوبلازم بشكل مباشر مع السيتوبلازم. تمر جزيئات كبيرة جدًا من النيوكليوسيدات والنيوكليوتيدات والأحماض الأمينية والبروتينات بسهولة عبر المسام، وبالتالي يحدث تبادل نشط بين السيتوبلازم والنواة.
