Клетката е основната структурна и функционална единица на всички живи организми, с изключение на вирусите. Той има специфична структура, включваща много компоненти, които изпълняват специфични функции.
Каква наука изучава клетката?
Всеки знае, че науката за живите организми е биологията. Строежът на клетката се изучава от нейния клон – цитологията.
От какво се състои една клетка?
Тази структура се състои от мембрана, цитоплазма, органели или органели и ядро (липсва в прокариотните клетки). Структурата на клетките на организмите, принадлежащи към различни класове, варира леко. Наблюдават се значителни разлики между клетъчната структура на еукариотите и прокариотите.
Плазмената мембрана
Мембраната играе много важна роля – тя разделя и предпазва съдържанието на клетката от външна среда. Състои се от три слоя: два протеинови слоя и среден фосфолипиден слой.
Клетъчна стена
Друга структура, която предпазва клетката от излагане външни фактори, разположен отгоре плазмената мембрана. Присъства в клетките на растения, бактерии и гъбички. В първия се състои от целулоза, във втория - от муреин, в третия - от хитин. В животинските клетки върху мембраната е разположен гликокаликс, който се състои от гликопротеини и полизахариди.
Цитоплазма
Представлява цялото пространство на клетката, ограничено от мембраната, с изключение на ядрото. Цитоплазмата включва органели, които изпълняват основните функции, отговорни за живота на клетката.
Органели и техните функции
Структурата на клетката на живия организъм включва редица структури, всяка от които изпълнява определена функция. Те се наричат органели или органели.
Митохондриите
Те могат да се нарекат едни от най-важните органели. Митохондриите са отговорни за синтеза на необходимата за живота енергия. Освен това те участват в синтеза на определени хормони и аминокиселини.
Енергията в митохондриите се произвежда поради окислението на АТФ молекулите, което се случва с помощта на специален ензим, наречен АТФ синтаза. Митохондриите са кръгли или пръчковидни структури. Броят им в животинска клетка, средно е 150-1500 броя (това зависи от предназначението му). Те се състоят от две мембрани и матрица - полутечна маса, която запълва вътрешното пространство на органела. Основните компоненти на черупките са протеини, фосфолипидите също присъстват в тяхната структура. Пространството между мембраните е изпълнено с течност. Митохондриалната матрица съдържа зърна, които натрупват определени вещества, като магнезиеви и калциеви йони, необходими за производството на енергия, и полизахариди. Освен това тези органели имат собствен апарат за биосинтеза на протеини, подобен на този на прокариотите. Състои се от митохондриална ДНК, набор от ензими, рибозоми и РНК. Структурата на прокариотната клетка има свои собствени характеристики: тя не съдържа митохондрии.
Рибозоми
Тези органели са съставени от рибозомна РНК (рРНК) и протеини. Благодарение на тях се извършва транслация - процесът на синтез на протеин върху иРНК (информационна РНК) матрица. Една клетка може да съдържа до десет хиляди от тези органели. Рибозомите се състоят от две части: малка и голяма, които се комбинират директно в присъствието на иРНК.
Рибозомите, които участват в синтеза на протеини, необходими за самата клетка, са концентрирани в цитоплазмата. А тези, с помощта на които се произвеждат протеини, които се транспортират извън клетката, се намират на плазмената мембрана.
Комплекс Голджи
Той присъства само в еукариотните клетки. Тази органела се състои от диктозоми, чийто брой обикновено е приблизително 20, но може да достигне няколкостотин. Апаратът на Голджи е включен в клетъчната структура само на еукариотни организми. Той се намира близо до ядрото и изпълнява функцията на синтез и съхранение на определени вещества, например полизахариди. Той произвежда лизозоми, които Ще говоримПо-долу. Този органел също е част отделителна системаклетки. Диктозомите са представени под формата на купчини сплескани дисковидни цистерни. По краищата на тези структури се образуват везикули, съдържащи вещества, които трябва да бъдат отстранени от клетката.
Лизозоми
Тези органели са малки везикули, съдържащи набор от ензими. Тяхната структура има една мембрана, покрита със слой протеин отгоре. Функцията, изпълнявана от лизозомите, е вътреклетъчното смилане на веществата. Благодарение на ензима хидролаза, с помощта на тези органели се разграждат мазнини, протеини, въглехидрати и нуклеинови киселини.
Ендоплазмен ретикулум (ретикулум)
Клетъчната структура на всички еукариотни клетки също предполага наличието на EPS (ендоплазмен ретикулум). Ендоплазменият ретикулум се състои от тръби и сплескани кухини с мембрана. Тази органела се предлага в два вида: груба и гладка мрежа. Първият се отличава с факта, че рибозомите са прикрепени към мембраната му, вторият няма тази характеристика. Груб ендоплазмения ретикулумизпълнява функцията за синтезиране на протеини и липиди, които са необходими за образуването на клетъчната мембрана или за други цели. Smooth участва в производството на мазнини, въглехидрати, хормони и други вещества, с изключение на протеини. Ендоплазменият ретикулум също изпълнява функцията за транспортиране на вещества в клетката.
Цитоскелет
Състои се от микротубули и микрофиламенти (актинови и междинни). Компонентите на цитоскелета са полимери на протеини, главно актин, тубулин или кератин. Микротубулите служат за поддържане на формата на клетката, те образуват органи за движение в прости организми, като ресничести, хламидомонас, еуглена и др. Актиновите микрофиламенти също играят ролята на рамка. Освен това те участват в процеса на движение на органелите. Междинните продукти в различните клетки са изградени от различни протеини. Те поддържат формата на клетката и също така осигуряват ядрото и другите органели в постоянно положение.
Клетъчен център
Състои се от центриоли, които имат формата на кух цилиндър. Стените му са изградени от микротубули. Тази структура участва в процеса на делене, осигурявайки разпределението на хромозомите между дъщерните клетки.
Ядро
В еукариотните клетки това е един от най-важните органели. Той съхранява ДНК, която криптира информация за целия организъм, неговите свойства, протеини, които трябва да се синтезират от клетката и т.н. Състои се от обвивка, която защитава генетичния материал, ядрен сок (матрица), хроматин и ядро. Обвивката се образува от две порести мембрани, разположени на известно разстояние една от друга. Матрицата е представена от протеини, тя образува благоприятна среда вътре в ядрото за съхраняване на наследствена информация. Ядреният сок съдържа нишковидни протеини, които служат като опора, както и РНК. Тук също присъства хроматин, интерфазна форма на съществуване на хромозома. По време на клетъчното делене тя се превръща от бучки в пръчковидни структури.
Нуклеол
Това е отделна част от ядрото, отговорна за образуването на рибозомна РНК.
Органели, открити само в растителните клетки
Растителните клетки имат някои органели, които не са характерни за други организми. Те включват вакуоли и пластиди.
Вакуола
Това е един вид резервоар, където се съхраняват резервни хранителни вещества, както и отпадъчни продукти, които не могат да бъдат отстранени поради плътната клетъчна стена. Той е отделен от цитоплазмата чрез специфична мембрана, наречена тонопласт. Докато клетката функционира, отделни малки вакуоли се сливат в една голяма - централната.
Пластиди
Тези органели са разделени на три групи: хлоропласти, левкопласти и хромопласти.
Хлоропласти
Това са най-важните органели на растителната клетка. Благодарение на тях възниква фотосинтеза, по време на която клетката получава необходимите хранителни вещества. хранителни вещества. Хлоропластите имат две мембрани: външна и вътрешна; матрица - веществото, което запълва вътрешното пространство; собствена ДНК и рибозоми; нишестени зърна; зърна. Последните се състоят от купчини тилакоиди с хлорофил, заобиколени от мембрана. Именно в тях протича процесът на фотосинтеза.
Левкопласти
Тези структури се състоят от две мембрани, матрица, ДНК, рибозоми и тилакоиди, но последните не съдържат хлорофил. Левкопластите изпълняват резервна функция, натрупвайки хранителни вещества. Те съдържат специални ензими, които позволяват получаването на нишесте от глюкоза, което всъщност служи като резервно вещество.
Хромопласти
Тези органели имат същата структура като описаните по-горе, но не съдържат тилакоиди, но има каротеноиди, които имат специфичен цвят и са разположени непосредствено до мембраната. Благодарение на тези структури цветните венчелистчета са боядисани в определен цвят, което им позволява да привличат опрашващи насекоми.
Повечето живи организми имат клетъчна структура. Клетката е структурна и функционална единица на живите същества. Характеризира се с всички признаци и функции на живите организми: метаболизъм и енергия, растеж, размножаване, саморегулация. Клетките се различават по форма, размер, функции и тип метаболизъм (фиг. 47).
Ориз. 47.Разнообразие от клетки: 1 - зелена еуглена; 2 - бактерии; 3 - растителна клетка на листната маса; 4 - епителна клетка; 5 - нервна клетка
Размерите на клетките варират от 3-10 до 100 µm (1 µm = 0,001 m). По-рядко се срещат клетки с размер под 1-3 микрона. Има и гигантски клетки, чийто размер достига няколко сантиметра. Формата на клетките също е много разнообразна: сферична, цилиндрична, овална, вретеновидна, звездовидна и др. Всички клетки обаче имат много общи неща. Те имат същото химичен съставИ общ плансгради.
Химичен състав на клетката.От всички познати химически елементиОколо 20 се намират в живите организми, като 4 от тях: кислородът, въглеродът, водородът и азотът представляват до 95%. Тези елементи се наричат биогенни елементи. от неорганични веществакоито са част от живите организми, най-висока стойностима вода. Съдържанието му в клетката варира от 60 до 98%. Освен вода клетката съдържа и минерали, главно под формата на йони. Това са съединения на желязо, йод, хлор, фосфор, калций, натрий, калий и др.
Освен неорганични вещества клетката съдържа и органична материя: протеини, липиди (мазнини), въглехидрати (захари), нуклеинови киселини (ДНК, РНК). Те съставляват по-голямата част от клетката. Най-важните органични вещества са нуклеиновите киселини и протеините. Нуклеиновите киселини (ДНК и РНК) участват в предаването на наследствената информация, синтеза на протеини и регулирането на всички жизнени процеси в клетката.
катерициизпълняват редица функции: строителни, регулаторни, транспортни, контрактилни, защитни, енергийни. Но най-важна е ензимната функция на протеините.
Ензими- това са биологични катализатори, които ускоряват и регулират цялото многообразие химична реакциясрещащи се в живите организми. Нито една реакция в жива клетка не протича без участието на ензими.
ЛипидиИ въглехидратиТе изпълняват предимно строителни и енергийни функции и са резервни хранителни вещества за организма.
Така, фосфолипидизаедно с белтъците изграждат всички мембранни структури на клетката. Въглехидрат с високо молекулно тегло, целулозата образува клетъчната стена на растенията и гъбите.
Мазнини, нишестеИ гликогенса резервни хранителни вещества за клетката и организма като цяло. Глюкоза, фруктоза, захароза и др Сахаравлизат в състава на корените, листата и плодовете на растенията. Глюкозае задължителен компонент на кръвната плазма на човека и много животни. При разграждането на въглехидратите и мазнините в организма се отделя голямо количество енергия, необходима за протичане на жизнените процеси.
Клетъчни структури.Клетката се състои от външна клетъчна мембрана, цитоплазма с органели и ядро (фиг. 48).
Ориз. 48.Комбинирана диаграма на структурата на животинска (A) и растителна (B) клетка: 1 - черупка; 2 - външна клетъчна мембрана; 3 - сърцевина; 4 - хроматин; 5 - ядро; 6 - ендоплазмен ретикулум (гладък и гранулиран); 7 - митохондрии; 8 - хлоропласти; 9 - Апарат на Голджи; 10 - лизозома; 11 - клетъчен център; 12 - рибозоми; 13 - вакуола; 14 - цитоплазма
Външна клетъчна мембрана- това е единична мембрана клетъчна структура, което ограничава жизненото съдържание на клетката на всички организми. Притежавайки селективна пропускливост, той защитава клетката, регулира потока на веществата и обмена с външната среда и поддържа определена форма на клетката. Клетките на растителните организми и гъбите, в допълнение към външната мембрана, имат и черупка. Тази нежива клетъчна структура се състои от целулоза в растенията и хитин в гъбите, дава сила на клетката, защитава я и е „скелетът“ на растенията и гъбите.
IN цитоплазма,Полутечното съдържание на клетката съдържа всички органели.
Ендоплазмения ретикулумпрониква в цитоплазмата, осигурявайки комуникация между отделните части на клетката и транспорт на вещества. Има гладък и гранулиран EPS. Гранулираният ER съдържа рибозоми.
Рибозоми- Това са малки гъбовидни тела, върху които се извършва протеинов синтез в клетката.
апарат на Голджиосигурява опаковане и отстраняване на синтезирани вещества от клетката. В допълнение, от неговите структури се формират лизозоми.Тези сферични тела съдържат ензими, които разграждат хранителните вещества, влизащи в клетката, осигурявайки вътреклетъчно храносмилане.
Митохондриите- Това са полуавтономни мембранни структури с продълговата форма. Техният брой в клетките варира и се увеличава в резултат на деленето. Митохондриите са енергийните станции на клетката. По време на процеса на дишане настъпва окончателното окисление на веществата с атмосферен кислород. В този случай освободената енергия се съхранява в молекулите на АТФ, чийто синтез се извършва в тези структури.
хлоропласти,полуавтономен мембранни органели, са характерни само за растителните клетки. Хлоропластите са зелени на цвят поради пигмента хлорофил, те осигуряват процеса на фотосинтеза.
Освен хлоропласти растителните клетки също имат вакуоли,пълни с клетъчен сок.
Клетъчен центъручаства в процеса на делене на клетките. Състои се от две центриоли и центросфера. По време на деленето те образуват нишки на вретеното и осигуряват равномерно разпределениехромозоми в една клетка.
Ядро- Това е центърът за регулиране живота на клетката. Ядрото е отделено от цитоплазмата с ядрена мембрана, която има пори. Вътре е изпълнен с кариоплазма, която съдържа ДНК молекули, които осигуряват предаването на наследствена информация. Тук се извършва синтеза на ДНК, РНК и рибозоми. Често в ядрото се виждат едно или повече тъмни кръгли образувания – това са нуклеоли. Тук се образуват и натрупват рибозоми. В ядрото ДНК молекулите не се виждат, тъй като са под формата на тънки нишки от хроматин. Преди разделянето ДНК спирала, удебелява се, образува комплекси с протеин и се превръща в ясно видими структури - хромозоми (фиг. 49). Обикновено хромозомите в една клетка са сдвоени, еднакви по форма, размер и наследствена информация. Сдвоените хромозоми се наричат хомоложни.Нарича се двоен сдвоен набор от хромозоми диплоиден.Някои клетки и организми съдържат единичен несдвоен набор, наречен хаплоиден.
Ориз. 49.А - структура на хромозома: 1 - центромер; 2 - хромозомни рамена; 3 - ДНК молекули; 4 - сестрински хроматиди; B - видове хромозоми: 1 - равновъоръжени; 2 - различни рамене; 3 - с едно рамо
Броят на хромозомите за всеки тип организъм е постоянен. Така в клетките на човека има 46 хромозоми (23 двойки), в клетките на пшеницата има 28 (14 двойки), а в гълъбите има 80 (40 двойки). Тези организми съдържат диплоиден набор от хромозоми. Някои организми, като водорасли, мъхове и гъби, имат хаплоиден набор от хромозоми. Половите клетки във всички организми са хаплоидни.
В допълнение към изброените, някои клетки имат специфични органели - ресничкиИ флагели,осигуряващи движение главно в едноклетъчните организми, но присъстват и в някои клетки многоклетъчни организми. Например камшичетата се намират в Euglena green, Chlamydomonas и някои бактерии, а ресничките се срещат в ресничестите клетки, клетките на ресничестия епител на животните.
| |
§ 43. Основни критерии за живите същества§ 45. Характеристики на клетъчната дейност
Подобни страници
Всички живи същества и организми не се състоят от клетки: растения, гъби, бактерии, животни, хора. Въпреки минималния си размер, всички функции на целия организъм се изпълняват от клетката. В него протичат сложни процеси, от които зависи жизнеността на тялото и функционирането на неговите органи.
Във връзка с
Конструктивни особености
Учените изучават структурни характеристики на клеткатаи принципите на нейната работа. Подробно изследване на структурните характеристики на клетката е възможно само с помощта на мощен микроскоп.
Всички наши тъкани - кожа, кости, вътрешни органисе състои от клетки, които са строителни материали, има различни формии размери, всеки сорт изпълнява специфична функция, но основните характеристики на структурата им са сходни.
Първо нека разберем какво се крие зад него структурна организация на клетките. В хода на своите изследвания учените са установили, че клетъчната основа е мембранен принцип.Оказва се, че всички клетки са образувани от мембрани, които се състоят от двоен слой фосфолипиди, с външни и вътрепротеиновите молекули са потопени.
Какво свойство е характерно за всички видове клетки: същата структура, както и функционалност - регулиране на метаболитния процес, използване на собствен генетичен материал (наличие и РНК), получаване и потребление на енергия.
Структурната организация на клетката се основава на следните елементи, които изпълняват специфична функция:
- мембрана- клетъчна мембрана, състои се от мазнини и протеини. Основната му задача е да отделя веществата вътре от външната среда. Структурата е полупропусклива: може също така да предава въглероден окис;
- сърцевина– централна зона и основен компонент, отделен от другите елементи с мембрана. Вътре в ядрото има информация за растежа и развитието, генетичен материал, представен под формата на ДНК молекули, които изграждат състава;
- цитоплазма- това е течно вещество, което образува вътрешната среда, където протичат различни жизнени процеси и съдържа много важни компоненти.
От какво се състои клетъчното съдържание, какви са функциите на цитоплазмата и нейните основни компоненти:
- Рибозома- най-важният органел, който е необходим за процесите на биосинтеза на протеини от аминокиселини; протеините изпълняват голяма сумажизненоважни задачи.
- Митохондриите- друг компонент, разположен вътре в цитоплазмата. Може да се опише с една фраза – източник на енергия. Тяхната функция е да осигурят на компонентите мощност за по-нататъшно производство на енергия.
- апарат на Голджисе състои от 5 - 8 торби, които са свързани помежду си. Основната задача на този апарат е да пренася протеини в други части на клетката, за да осигури енергиен потенциал.
- Повредените елементи се почистват лизозоми.
- Занимава се с транспорт ендоплазмения ретикулум,през които протеините движат молекули на полезни вещества.
- Центриолиса отговорни за размножаването.
Ядро
Тъй като това е клетъчният център, трябва да се обърне внимание на неговата структура и функции Специално внимание. Този компонент е най-важният елементза всички клетки: съдържа наследствени характеристики. Без ядрото процесите на възпроизвеждане и предаване на генетична информация биха станали невъзможни. Вижте снимката, изобразяваща структурата на ядрото.
- Ядрената мембрана, която е подчертана в люляк, пропуска необходимите вещества и ги освобождава обратно през порите - малки дупки.
- Плазмата е вискозно вещество и съдържа всички други ядрени компоненти.
- ядрото е разположено в самия център и има формата на сфера. Неговата Главна функция– образуване на нови рибозоми.
- Ако вземем предвид централна частклетки в напречен разрез, можете да видите фини сини тъкани - хроматин, основното вещество, което се състои от комплекс от протеини и дълги нишки на ДНК, които носят необходимата информация.
Клетъчната мембрана
Нека разгледаме по-отблизо работата, структурата и функциите на този компонент. По-долу има таблица, която ясно показва значението на външната обвивка.
Хлоропласти
Това е друг най-важен компонент. Но защо хлоропластите не бяха споменати по-рано, ще попитате? Да, защото този компонент се намира само в растителните клетки.Основната разлика между животните и растенията е методът на хранене: при животните той е хетеротрофен, а при растенията е автотрофен. Това означава, че животните не могат да създават, тоест да синтезират органични вещества от неорганични - те се хранят с готови органични вещества. Растенията, напротив, са способни да извършват процеса на фотосинтеза и съдържат специални компоненти - хлоропласти. Това са зелени пластиди, съдържащи веществото хлорофил. С негово участие светлинната енергия се превръща в енергията на химичните връзки на органичните вещества.
Интересно!Хлоропластите са концентрирани в големи количества предимно в надземните части на растенията – зелени плодове и листа.
Ако ви зададат въпрос: кажете ми важна характеристикасгради органични съединенияклетки, тогава отговорът може да бъде даден по следния начин.
- много от тях съдържат въглеродни атоми, които имат различни химически и физични свойства, а също така могат да се свързват помежду си;
- са носители, активни участници в различни процеси, протичащи в организмите, или са техни продукти. Това се отнася до хормони, различни ензими, витамини;
- може да образува вериги и пръстени, което осигурява разнообразни връзки;
- се разрушават при нагряване и взаимодействие с кислород;
- атомите в молекулите се комбинират помежду си с помощта на ковалентни връзки, не се разлагат на йони и следователно взаимодействат бавно, реакциите между веществата отнемат много дълго време - няколко часа и дори дни.
Структура на хлоропласта
Тъкани
Клетките могат да съществуват една по една, както при едноклетъчните организми, но най-често те се обединяват в групи от собствен вид и образуват различни тъканни структури, които изграждат организма. В човешкото тяло има няколко вида тъкани:
- епителен– концентрирани на повърхността кожата, органи, елементи на храносмилателния тракт и дихателната система;
- мускулест— ние се движим благодарение на свиването на мускулите на нашето тяло, извършваме различни движения: от най-простото движение на малкия пръст до бягане с висока скорост. Между другото, сърдечният ритъм също възниква поради свиването на мускулната тъкан;
- съединителната тъкансъставлява до 80 процента от масата на всички органи и играе защитна и поддържаща роля;
- нервен- образува нервни влакна. Благодарение на него през тялото преминават различни импулси.
Процес на възпроизвеждане
През целия живот на организма протича митоза - това е името, дадено на процеса на делене.състоящ се от четири етапа:
- Профаза. Двата центриола на клетката се делят и се движат в противоположни посоки. В същото време хромозомите образуват двойки и ядрената обвивка започва да се разпада.
- Вторият етап се нарича метафази. Хромозомите са разположени между центриолите и постепенно външната обвивка на ядрото напълно изчезва.
- Анафазае третият етап, по време на който центриолите продължават да се движат в обратна посока една от друга, а отделните хромозоми също следват центриолите и се отдалечават една от друга. Цитоплазмата и цялата клетка започват да се свиват.
- Телофаза– финален етап. Цитоплазмата се свива, докато се появят две еднакви нови клетки. Около хромозомите се образува нова мембрана и във всяка нова клетка се появява една двойка центриоли.
Интересно!Епителните клетки се делят по-бързо от тези на костна тъкан. Всичко зависи от плътността на тъканите и други характеристики. Средна продължителностСрокът на експлоатация на основните структурни звена е 10 дни.
Клетъчна структура. Структура и функции на клетката. Клетъчен живот.
Заключение
Научихте каква е структурата на клетката – най-важната съставна част на тялото. Милиарди клетки съставляват удивително мъдро организирана система, която осигурява работоспособността и жизнената активност на всички представители на животинския и растителния свят.
Клетките се делят на прокариотни и еукариотни. Първите са водораслите и бактериите, които съдържат генетична информация в един органел, хромозомата, докато еукариотните клетки, които изграждат по-сложни организми като човешкото тяло, имат ясно диференцирано ядро, което съдържа няколко хромозоми с генетичен материал.
Еукариотна клетка
Прокариотна клетка
Структура
Клетъчна или цитоплазмена мембрана
Цитоплазмената мембрана (обвивка) е фина структура, който разделя съдържанието на клетката от заобикаляща среда. Състои се от двоен слой липиди с протеинови молекули с дебелина приблизително 75 ангстрьома.
Клетъчната мембранаТой е непрекъснат, но има множество гънки, извивки и пори, което ви позволява да регулирате преминаването на вещества през него.
Клетки, тъкани, органи, системи и устройства
клетки, Човешкото тяло- компонент от елементи, които действат хармонично за ефективно изпълнение на всички жизнени функции.
Текстил- това са клетки с еднаква форма и структура, специализирани да изпълняват една и съща функция. Различни тъкани се комбинират, за да образуват органи, всеки от които изпълнява специфична функция в живия организъм. В допълнение, органите също са групирани в система, за да изпълняват специфична функция.
Тъкани:
Епителен- защитава и покрива повърхността на тялото и вътрешните повърхности на органите.
Съединителен- мазнини, хрущяли и кости. Изпълнява различни функции.
Мускулеста- гладка мускул, набраздена мускулна тъкан. Свива и отпуска мускулите.
нервен- неврони. Генерира и предава и приема импулси.
Размер на клетката
Размерът на клетките варира значително, въпреки че обикновено варира от 5 до 6 микрона (1 микрон = 0,001 mm). Това обяснява факта, че много клетки не са виждали преди изобретението електронен микроскоп, чиято разделителна способност варира от 2 до 2000 ангстрьома (1 ангстрьом = 0,000 000 1 mm) Размерът на някои микроорганизми е по-малък от 5 микрона, но има и гигантски клетки. Най-известният е жълтъкът на птичи яйца, яйцеклетка с размер около 20 mm.
Има и още по-ярки примери: клетката на ацетабуларията, едноклетъчно морско водорасло, достига 100 mm, а рамията, тревисто растение, достига 220 mm - повече от дланта на ръката ви.
От родители към деца благодарение на хромозомите
Клетъчното ядро претърпява различни промени, когато клетката започне да се дели: мембраната и нуклеолите изчезват; По това време хроматинът става по-плътен, като в крайна сметка образува дебели нишки - хромозоми. Хромозомата се състои от две половини - хроматиди, свързани в точка на стесняване (центрометър).
Нашите клетки, както всички животински и растителни клетки, се подчиняват на така наречения закон за числово постоянство, според който броят на хромозомите от определен тип е постоянен.
В допълнение, хромозомите са разпределени по двойки, които са идентични една на друга.
Всяка клетка в нашето тяло съдържа 23 двойки хромозоми, които са няколко удължени ДНК молекули. Молекулата на ДНК е под формата на двойна спирала, състояща се от две захарни фосфатни групи, от които азотни основи (пурини и пирамидини) изпъкват под формата на стъпала на вита стълба.
По дължината на всяка хромозома има гени, отговорни за наследствеността, предаването на генетични характеристики от родители на деца. Те определят цвета на очите, кожата, формата на носа и др.
Митохондриите
Митохондриите са кръгли или удължени органели, разпределени в цитоплазмата, съдържащи воден разтвор на ензими, които са способни да извършват множество химични реакции, като клетъчно дишане.
Чрез този процес се освобождава енергията, необходима на клетката, за да изпълнява жизнените си функции. Митохондриите се намират главно в повечето активни клеткиживи организми: клетки на панкреаса и черния дроб.
Клетъчно ядро
Ядро, по едно във всяко човешка клетка, е основният му компонент, тъй като е организъм, който контролира функциите на клетката и е носител на наследствени характеристики, което доказва значението му за възпроизводството и предаването на биологичната наследственост.
В ядрото, чийто размер варира от 5 до 30 микрона, могат да се разграничат следните елементи:
- Ядрена обвивка. Той е двоен и позволява на веществата да преминават между ядрото и цитоплазмата поради порестата си структура.
- Ядрена плазма. Лека, вискозна течност, в която са потопени останалите ядрени структури.
- Нуклеол. Сферично тяло, изолирано или на групи, участващо в образуването на рибозоми.
- Хроматин. Вещество, което може да приема различни цветове, състоящо се от дълги нишки ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина). Нишките са частици, гени, всяка от които съдържа информация за определена клетъчна функция.
Ядро на типична клетка
Кожните клетки живеят средно една седмица. Червените кръвни клетки живеят 4 месеца, а костните клетки живеят от 10 до 30 години.
центрозома
Центрозомата обикновено се намира близо до ядрото и играе жизненоважна роляв митоза или клетъчно делене.
Състои се от 3 елемента:
- Диплозома. Състои се от две центриоли - цилиндрични структури, разположени перпендикулярно.
- центросфера. Полупрозрачно вещество, в което е потопена диплозомата.
- Астра. Сияйна формация от нишки, излизащи от центросферата, имащи важноза митоза.
Комплекс Голджи, лизозоми
Комплексът на Голджи се състои от 5-10 плоски диска (плочи), в които се разграничава основният елемент - резервоарът и няколко диктиозоми или клъстер от резервоари. Тези диктиозоми се разделят и разпределят равномерно по време на митоза или клетъчно делене.
Лизозомите, "стомахът" на клетката, се образуват от везикули на комплекса Голджи: те съдържат храносмилателни ензими, които им позволяват да усвояват храната, постъпваща в цитоплазмата. Тяхната вътрешност или микус е облицована с дебел слой полизахариди, които пречат на тези ензими да разграждат собствения си клетъчен материал.
Рибозоми
Рибозомите са клетъчни органели с диаметър около 150 ангстрьома, които са прикрепени към мембраните на ендоплазмения ретикулум или са свободно разположени в цитоплазмата.
Те се състоят от две субединици:
- голямата субединица се състои от 45 протеинови молекули и 3 РНК (рибонуклеинова киселина);
- по-малката субединица се състои от 33 протеинови молекули и 1 РНК.
Рибозомите се комбинират в полизоми с помощта на РНК молекула и синтезират протеини от аминокиселинни молекули.
Цитоплазма
Цитоплазмата е органична маса, разположена между цитоплазмената мембрана и ядрената обвивка. Съдържа вътрешна среда - хиалоплазма - вискозна течност, състояща се от голямо количество вода и съдържаща протеини, монозахариди и мазнини в разтворена форма.
Той е част от клетка, надарена с жизненоважна дейност, тъй като в него се движат различни клетъчни органели и протичат биохимични реакции. Органелите изпълняват същата роля в клетката, както и органите човешкото тяло: произвеждат жизненоважни вещества, генерират енергия, изпълняват функциите на храносмилане и отделяне на органични вещества и др.
Около една трета от цитоплазмата е вода.
Освен това цитоплазмата съдържа 30% органични вещества (въглехидрати, мазнини, протеини) и 2-3% неорганични вещества.
Ендоплазмения ретикулум
Ендоплазменият ретикулум е структура, подобна на мрежа, образувана от сгъването на цитоплазмената обвивка в себе си.
Смята се, че този процес, известен като инвагинация, е довел до по-сложни същества с по-големи нужди от протеини.
В зависимост от наличието или отсъствието на рибозоми в мембраните се разграничават два вида мрежи:
1. Ендоплазменият ретикулум е нагънат. Набор от плоски структури, свързани помежду си и комуникиращи с ядрената мембрана. Голям брой рибозоми са прикрепени към него, така че неговата функция е да натрупва и освобождава протеини, синтезирани в рибозомите.
2. Ендоплазменият ретикулум е гладък. Мрежа от плоски и тръбести елементи, която комуникира с нагънатия ендоплазмен ретикулум. Синтезира, отделя и транспортира мазнини в клетката, заедно с протеините на нагънатия ретикулум.
Ако искате да прочетете всичко най-интересно за красотата и здравето, абонирайте се за бюлетина!
Както знаете, почти всички организми на нашата планета имат клетъчна структура. По принцип всички клетки имат подобна структура. Това е най-малката структурна и функционална единица на живия организъм. Клетките могат да имат различни функции и, следователно, вариации в тяхната структура. В много случаи те могат да действат като независими организми.
Клетъчна структураимат растения, животни, гъбички, бактерии. Съществуват обаче някои различия между техните структурни и функционални единици. И в тази статия ще разгледаме клетъчната структура. 8 клас включва изучаване на тази тема. Следователно статията ще бъде от интерес за ученици, както и за тези, които просто се интересуват от биология. Този преглед ще опише различни организми, приликите и разликите между тях.
История на теорията за клетъчната структура
Хората не винаги са знаели от какво са съставени организмите. Сравнително наскоро стана известно, че всички тъкани се образуват от клетки. Науката, която изучава това е биологията. Клетъчната структура на тялото е описана за първи път от учените Матиас Шлейден и Теодор Шван. Това се случи през 1838 г. Тогава структурата се състоеше от следните разпоредби:
животни и растения от всякакъв вид се формират от клетки;
растат чрез образуването на нови клетки;
клетката е най-малката единица на живота;
Един организъм е съвкупност от клетки.
Съвременната теория включва малко по-различни разпоредби и има малко повече от тях:
клетката може да произлезе само от майчината клетка;
Тя не се състои от проста колекция от клетки, а от тези, обединени в тъкани, органи и системи от органи;
клетките на всички организми имат сходна структура;
клетка - сложна система, състоящ се от по-малки функционални единици;
клетка - най-малката структурна единица, способен да действа като независим организъм.
Клетъчна структура
Тъй като почти всички живи организми имат клетъчна структура, заслужава да се разгледа основни характеристикиструктура на този елемент. Първо, всички клетки са разделени на прокариотни и еукариотни. Последните съдържат ядро, което защитава наследствената информация, записана в ДНК. В прокариотните клетки той отсъства и ДНК се носи свободно. Всички са построени според следната диаграма. Те имат обвивка - плазмена мембрана, около която обикновено са разположени допълнителни защитни образувания. Всичко под него, с изключение на ядрото, е цитоплазма. Състои се от хиалоплазма, органели и включвания. Хиалоплазмата е основното прозрачно вещество, което служи вътрешна средаклетки и запълва цялото му пространство. Органелите са постоянни структури, които изпълняват определени функции, т.е. осигуряват жизнената дейност на клетката. Включванията са непостоянни образувания, които също играят една или друга роля, но го правят временно.
Клетъчна структура на живите организми
Сега ще изброим органелите, които са еднакви за клетките на всяко живо същество на планетата, с изключение на бактериите. Това са митохондрии, рибозоми, апарат на Голджи, ендоплазмен ретикулум, лизозоми, цитоскелет. Бактериите се характеризират само с един от тези органели - рибозоми. Сега нека разгледаме структурата и функциите на всяка органела поотделно.
Митохондриите
Те осигуряват вътреклетъчното дишане. Митохондриите играят ролята на своеобразна „електростанция“, произвеждаща енергия, необходима за живота на клетката, за протичането на определени химични реакции в нея.
Те принадлежат към двумембранни органели, тоест имат две защитни обвивки - външна и вътрешна. Под тях има матрица - аналог на хиалоплазмата в клетката. Между външната и вътрешната мембрана се образуват кристи. Това са гънки, които съдържат ензими. Тези вещества са необходими, за да могат да се извършват химични реакции, които освобождават енергията, необходима на клетката.
Рибозоми
Те са отговорни за протеинов метаболизъм, а именно за синтеза на вещества от този клас. Рибозомите се състоят от две части - субединици, голяма и малка. Тази органела няма мембрана. Рибозомните субединици се комбинират само непосредствено преди процеса на синтез на протеини, през останалото време те са отделни. Веществата тук се произвеждат въз основа на информация, записана в ДНК. Тази информация се доставя на рибозомите с помощта на tRNA, тъй като транспортирането на ДНК тук всеки път би било много непрактично и опасно - вероятността от нейното увреждане би била твърде висока.
апарат на Голджи
Тази органела се състои от купчини плоски цистерни. Функциите на този органел са, че той натрупва и модифицира различни вещества, а също така участва в процеса на образуване на лизозоми.
Ендоплазмения ретикулум
Дели се на гладка и грапава. Първият е изграден от плоски тръби. Той е отговорен за производството на стероиди и липиди в клетката. Грапавият се нарича така, защото по стените на мембраните, от които се състои, има множество рибозоми. Изпълнява транспортна функция. А именно, той пренася протеини, синтезирани там от рибозомите до апарата на Голджи.
Лизозоми
Те са продукти, които съдържат ензими, необходими за извършване на химични реакции, протичащи по време на вътреклетъчния метаболизъм. Най-голям брой лизозоми се наблюдават в левкоцитите - клетки, които изпълняват имунна функция. Това се обяснява с факта, че те извършват фагоцитоза и са принудени да усвояват чужд протеин, което изисква голямо количество ензими.
Цитоскелет
Това е последният органел, който е общ за гъбите, животните и растенията. Една от основните му функции е да поддържа формата на клетката. Образува се от микротубули и микрофиламенти. Първите са кухи тръби, направени от протеина тубулин. Поради присъствието си в цитоплазмата, някои органели могат да се движат в клетката. В допълнение, ресничките и камшичетата в едноклетъчните организми също могат да се състоят от микротубули. Вторият компонент на цитоскелета, микрофиламентите, се състои от контрактилните протеини актин и миозин. При бактериите този органел обикновено отсъства. Но някои от тях се характеризират с наличието на цитоскелет, но той е по-примитивен, не толкова сложен като този на гъбите, растенията и животните.
Органели на растителни клетки
Клетъчната структура на растенията има някои характеристики. В допълнение към органелите, изброени по-горе, присъстват и вакуоли и пластиди. Първите са предназначени да натрупват вещества в него, включително ненужни, тъй като често е невъзможно да се отстранят от клетката поради наличието на плътна стена около мембраната. Течността, която е във вакуолата, се нарича клетъчен сок. Младото първоначално има няколко малки вакуоли, които с възрастта се сливат в една голяма. Пластидите се делят на три вида: хромопласти, левкопласти и хромопласти. Първите се характеризират с наличието на червен, жълт или оранжев пигмент. Хромопластите в повечето случаи са необходими за привличане ярък цвятопрашващи насекоми или животни, които участват в разпространението на плодове заедно със семена. Благодарение на тези органели цветята и плодовете имат разнообразни цветове. Хромопластите могат да се образуват от хлоропласти, което може да се наблюдава през есента, когато листата придобиват жълто-червени нюанси, както и когато плодовете узряват, когато цветът постепенно изчезва напълно. зелен цвят. Следващият вид пластиди - левкопласти - са предназначени да съхраняват вещества като нишесте, някои мазнини и протеини. Хлоропластите извършват процеса на фотосинтеза, чрез който растенията получават необходимите органични вещества за себе си.
От шест молекули въглероден диоксид и същото количество вода една клетка може да получи една молекула глюкоза и шест кислорода, които се отделят в атмосферата. Хлоропластите са органели с двойна мембрана. Тяхната матрица съдържа тилакоиди, групирани в grana. Тези структури съдържат хлорофил и това е мястото, където протича реакцията на фотосинтеза. В допълнение, матрицата на хлоропласта също съдържа собствени рибозоми, РНК, ДНК, специални ензими, нишестени зърна и липидни капчици. Матрицата на тези органели също се нарича строма.
Характеристики на гъбите
Тези организми също имат клетъчна структура. В древността те са били обединени в едно царство с растения чисто според външен знак, но с навлизането на по-развитата наука стана ясно, че това не може да стане.
Първо, гъбите, за разлика от растенията, не са автотрофи, те не са способни сами да произвеждат органични вещества, а се хранят само с готови. Второ, гъбичната клетка е по-подобна на животинската клетка, въпреки че има някои растителни характеристики. Клетката на гъбата, подобно на растението, е заобиколена от плътна стена, но се състои не от целулоза, а от хитин. Това вещество е трудно смилаемо от животните, поради което гъбите се считат за тежка храна. В допълнение към органелите, описани по-горе, които са характерни за всички еукариоти, има и вакуола - това е още една прилика между гъбите и растенията. Но пластидите не се наблюдават в структурата на гъбичната клетка. Между стената и цитоплазмената мембрана има лозомезома, чиито функции все още не са напълно изяснени. В противен случай структурата на гъбената клетка наподобява тази на животинската клетка. В допълнение към органелите, включвания като мастни капки и гликоген също плуват в цитоплазмата.
Животински клетки
Те се характеризират с всички органели, описани в началото на статията. Освен това върху плазмената мембрана е разположен гликокаликсът, мембрана, състояща се от липиди, полизахариди и гликопротеини. Той участва в транспорта на веществата между клетките.
Ядро
Разбира се, в допълнение към обикновените органели животинските, растителните и гъбичните клетки имат ядро. Той е защитен от две черупки, които имат пори. Матрицата се състои от кариоплазма (ядрен сок), в която плават хромозоми със записана върху тях наследствена информация. Има и нуклеоли, които са отговорни за образуването на рибозоми и синтеза на РНК.
Прокариоти
Те включват бактерии. Клетъчната структура на бактериите е по-примитивна. Те нямат ядро. Цитоплазмата съдържа органели като рибозоми. Около плазмената мембрана има клетъчна стена, изградена от муреин. Повечето прокариоти са снабдени с органели на движение - главно флагели. Допълнителна защитна обвивка, лигавична капсула, също може да бъде разположена около клетъчната стена. В допълнение към основните ДНК молекули, в цитоплазмата на бактериите има плазмиди, върху които се записва информация, която е отговорна за повишаване на устойчивостта на организма към неблагоприятни условия.
Всички организми ли са изградени от клетки?
Някои смятат, че всички живи организми имат клетъчна структура. Но това не е вярно. Има такова царство на живите организми като вирусите.
Те не са изградени от клетки. Този организъм е представен от капсид - протеинова обвивка. Вътре в него има ДНК или РНК, върху които е записана малко количество генетична информация. Липопротеинова обвивка, наречена суперкапсид, също може да бъде разположена около протеиновата обвивка. Вирусите могат да се възпроизвеждат само в чужди клетки. Освен това те са способни на кристализация. Както можете да видите, твърдението, че всички живи организми имат клетъчна структура, е неправилно.
сравнителна таблица
Сега, след като разгледахме структурата на различни организми, нека обобщим. И така, клетъчна структура, таблица:
| Животни | растения | гъби | Бактерии | |
| Ядро | Яжте | Яжте | Яжте | Не |
| Клетъчна стена | Не | Да, от целулоза | Да, от хитин | Да, от murein |
| Рибозоми | Яжте | Яжте | Яжте | Яжте |
| Лизозоми | Яжте | Яжте | Яжте | Не |
| Митохондриите | Яжте | Яжте | Яжте | Не |
| апарат на Голджи | Яжте | Яжте | Яжте | Не |
| Цитоскелет | Яжте | Яжте | Яжте | Яжте |
| Ендоплазмения ретикулум | Яжте | Яжте | Яжте | Не |
| Цитоплазмена мембрана | Яжте | Яжте | Яжте | Яжте |
| Допълнителни черупки | Гликокаликс | Не | Не | Мукозна капсула |
Това е може би всичко. Разгледахме клетъчната структура на всички организми, които съществуват на планетата.
