Estructura celular 6. Biología: células

Cualquier organismo es un sistema vivo integral.

A pesar de la ejecución Varias funciones Y diferentes tamaños plan General La estructura celular es similar.

Consta de tres partes indisolublemente unidas:

1. conchas,

2. citoplasma,

3. núcleos.

en un tipico célula animal Se distinguen las siguientes estructuras:

1.membrana;

2.centro;

3.citoplasma;

4.retículo endoplasmático (RE) ;

5.Complejo de Golgi;

6.lisosomas;

7.mitocondrias;

8.ribosomas;

9.centro celular;

10. organoides de movimiento .

7. ¿Qué es? presión osmótica ?

Presión osmótica, presión de difusión, parámetro termodinámico que caracteriza la tendencia de una solución a disminuir su concentración al entrar en contacto con un disolvente puro debido a la contradifusión de las moléculas del soluto y el disolvente.

La concentración de iones y azúcares en la savia celular de la vacuola central suele ser mayor que en la pared celular; El tonoplasto ralentiza significativamente la difusión de estas sustancias desde la vacuola y al mismo tiempo es fácilmente permeable al agua.

Por lo tanto, el agua fluirá hacia vacuola. Este proceso unidireccional de difusión de agua a través de una membrana selectivamente permeable se llama ósmosis A. El agua que ingresa a la savia celular ejerce presión sobre la pared del protoplasto y, a través de él, sobre la pared celular, provocando su estado tenso y elástico o turgencia celular.

La turgencia asegura que los órganos vegetales no lignificados conserven su forma y posición en el espacio, así como su resistencia a factores mecánicos.

Si se coloca una celda en solución hipertónica un poco de sal o azúcar no tóxico (es decir, en una solución de una concentración más alta que la concentración de savia celular), luego se produce una liberación osmótica de agua de la vacuola. Como resultado de esto, su volumen se reduce, el protoplasto de la pared elástica se aleja de la pared celular, la turgencia desaparece y plasmólisis celular .

La plasmólisis suele ser reversible. Cuando se coloca una célula en agua o en una solución hipotónica, la vacuola central vuelve a absorber vigorosamente el agua, el protoplasto se presiona nuevamente contra la pared celular y se restablece la turgencia. La plasmólisis puede servir como indicador del estado de vida de una célula; una célula muerta no está plasmolizada porque no tiene membranas selectivamente permeables.

La pérdida de turgencia hace que la planta se marchite. Cuando se marchitan en el aire en condiciones de suministro insuficiente de agua, las delgadas paredes celulares se encogen al mismo tiempo que el protoplasto y se pliegan.

La presión de turgencia no sólo mantiene la forma de las partes no lignificadas de la planta, sino que también es uno de los factores de crecimiento celular, asegurando el crecimiento celular mediante elongación, es decir, absorbiendo agua y aumentando el tamaño de la vacuola. En las células animales no existe una vacuola central, su crecimiento se produce principalmente debido a un aumento en la cantidad de citoplasma, por lo que el tamaño de las células animales suele ser menor que el de las células vegetales.

Central vacuola Ocurre por la fusión de numerosas vacuolas pequeñas que están presentes en las células meristemáticas (embrionarias). Se cree que estas vacuolas citoplasmáticas están formadas por las membranas del retículo endoplasmático o aparato de Golgi.

8. ¿Qué es el citoplasma?

Citoplasma - ambiente interno una célula viva, distinta del núcleo, limitada por una membrana plasmática. Incluye hialoplasma, la principal sustancia transparente del citoplasma, los componentes celulares esenciales que se encuentran en él, orgánulos, así como varias estructuras no permanentes, inclusiones.

La composición del citoplasma incluye todo tipo de orgánicos y No materia orgánica. También contiene residuos insolubles. Procesos metabólicos y reservar nutrientes. La sustancia principal del citoplasma es el agua.

El citoplasma se mueve constantemente, fluye dentro de una célula viva, moviendo con él diversas sustancias, inclusiones y orgánulos. Este movimiento se llama ciclosis. En él tienen lugar todos los procesos metabólicos.

El citoplasma es capaz de crecer y reproducirse y, si se elimina parcialmente, puede restaurarse. Sin embargo, el citoplasma funciona normalmente sólo en presencia del núcleo.

Sin él, el citoplasma no puede existir durante mucho tiempo, al igual que el núcleo sin citoplasma. La función más importante del citoplasma es unir todos estructuras celulares(componentes) y asegurando su interacción química.

Siguiente

Celda…………………………………………………………1

Estructura celular……………………………………………………2

Citología…………………………………………………………..3

Microscopio y célula………………………………………………..4

Diagrama de estructura celular…………………………………………………….6

División celular……………………………………………………10

Esquema de división celular mitótica…………………………...12

Celúla

Una célula es una parte elemental de un organismo, capaz de existir, autorreproducirse y desarrollarse de forma independiente. La célula es la base de la estructura y la actividad vital de todos los organismos y plantas vivos. Las células pueden existir como organismos independientes o como parte de organismos multicelulares(células de tejido). El término “célula” fue propuesto por el microscopista inglés R. Hooke (1665). La célula es objeto de estudio de una rama especial de la biología: la citología. En el siglo XIX se iniciaron estudios más sistemáticos de las células. Uno de los más largos teorías científicas en ese momento habia Teoría celular, que afirmaba la unidad de estructura de toda la naturaleza viva. El estudio de toda la vida a nivel celular es el núcleo de la investigación biológica moderna.

En la estructura y funciones de cada célula se encuentran signos comunes a todas las células, lo que refleja la unidad de su origen a partir de sustancias orgánicas primarias. Las características particulares de diversas células son el resultado de su especialización en el proceso de evolución. Así, todas las células regulan el metabolismo de la misma manera, duplican y utilizan su material hereditario, reciben y utilizan energía. Al mismo tiempo, los diferentes organismos unicelulares (amebas, pantuflas, ciliados, etc.) difieren bastante en tamaño, forma y comportamiento. Las células de los organismos multicelulares no difieren menos. Por lo tanto, una persona tiene células linfoides: células redondas pequeñas (de aproximadamente 10 micrones de diámetro) involucradas en reacciones inmunológicas y células nerviosas, algunas de las cuales tienen procesos de más de un metro de largo; Estas células llevan a cabo las principales funciones reguladoras del organismo.

El primer método de investigación citológica fue la microscopía de células vivas. Las opciones modernas para la microscopía óptica intravital (contraste de fases, luminiscente, de interferencia, etc.) le permiten estudiar la forma de las células y estructura general algunas de sus estructuras, movimiento y división celular. Los detalles de la estructura celular se revelan sólo después de un contraste especial, que se logra tiñendo la célula muerta. Nueva fase estudiar la estructura de la célula: microscopía electrónica, que tiene una resolución de la estructura celular significativamente mayor en comparación con la microscopía óptica. La composición química de las células se estudia mediante métodos citoquímicos e histoquímicos, que permiten determinar la localización y concentración de una sustancia en las estructuras celulares, la intensidad de la síntesis de sustancias y su movimiento en las células. Los métodos citofisiológicos permiten estudiar las funciones celulares.

Estructura celular

Las células de todos los organismos tienen un plan estructural único, que muestra claramente los puntos en común de todos los procesos de la vida. Cada célula incluye dos partes indisolublemente unidas: el citoplasma y el núcleo. Tanto el citoplasma como el núcleo se caracterizan por su complejidad y estricto orden estructural y, a su vez, incluyen muchos tipos diferentes. unidades estructurales, realizando funciones muy específicas.

Caparazón. Interactúa directamente con el entorno externo e interactúa con las células vecinas (en organismos multicelulares).

La concha es la costumbre de la celda. Ella se asegura atentamente de que no penetren sustancias innecesarias en la jaula. este momento sustancias; por el contrario, las sustancias que la célula necesita pueden contar con su máxima asistencia.

La capa central es doble; Está formado por membranas nucleares interna y externa. Entre estas membranas se encuentra el espacio perinuclear. La membrana nuclear externa suele estar asociada con canales del retículo endoplásmico.

La capa central contiene numerosos poros. Están formados por el cierre de las membranas exterior e interior y tienen diferentes diámetros. Algunos núcleos, como los de los huevos, tienen muchos poros y están ubicados a intervalos regulares en la superficie del núcleo. El número de poros en la envoltura nuclear varía. varios tipos células. Los poros están ubicados a la misma distancia entre sí. Dado que el diámetro del poro puede variar y, en algunos casos, sus paredes tienen una estructura bastante compleja, parece que los poros se contraen, se cierran o, por el contrario, se expanden. Gracias a los poros, el carioplasma entra en contacto directo con el citoplasma. Moléculas bastante grandes de nucleósidos, nucleótidos, aminoácidos y proteínas pasan fácilmente a través de los poros y, por tanto, se produce un intercambio activo entre el citoplasma y el núcleo.

Citología

La ciencia que estudia la estructura y función de las células se llama citología.

Durante la última década, ha logrado grandes avances, en gran parte debido al desarrollo de nuevos métodos para estudiar las células.

La principal "herramienta" de la citología es un microscopio, que permite estudiar la estructura de una célula con un aumento de 2400-2500 veces. Las células se estudian en forma viva y también después de un tratamiento especial. Este último se reduce a dos etapas principales.

En primer lugar, las células se fijan, es decir, se matan con sustancias de acción rápida que son tóxicas para las células y no destruyen sus estructuras. La segunda etapa es colorear la preparación. Se basa en el hecho de que diferentes partes de la célula con en diferentes grados Algunos tintes perciben intensidad. Gracias a esto, es posible identificar claramente diferentes componentes estructurales Células que no son visibles sin teñir debido a su índice de refracción similar. El método de hacer secciones se utiliza con mucha frecuencia. Para hacer esto, los tejidos o células individuales, después de un tratamiento especial, se encierran en un medio sólido (parafina, celoidina), después de lo cual, utilizando un dispositivo especial, un microtomo equipado con una navaja afilada, se colocan en secciones delgadas con un espesor de 3 micras (micra = 0,001 mm).

1. No todos los organismos tienen una estructura celular.

La organización celular fue el resultado de una larga evolución, precedida por formas de vida no celulares (precelulares). Antes del examen, las preparaciones fijadas y coloreadas se colocan en un medio con un alto índice de refracción (glicerina, bálsamo de Canadá, etc.). Gracias a esto, se vuelven transparentes, lo que facilita el estudio del fármaco.

En la citología moderna, se han desarrollado una serie de nuevos métodos y técnicas, cuyo uso ha profundizado enormemente el conocimiento sobre la estructura y fisiología de la célula.

Muy gran importancia Para estudiar las células se utilizan métodos bioquímicos y citoquímicos. Actualmente, no sólo podemos estudiar la estructura de una célula, sino también determinar su composición química y sus cambios durante la vida de la célula. Muchos de estos métodos se basan en el uso de reacciones de color para distinguir entre ciertos sustancias químicas o grupos de sustancias. El estudio de la distribución de sustancias de diferentes composiciones químicas en una célula mediante reacciones cromáticas es un método citoquímico. Es de gran importancia para el estudio del metabolismo y otros aspectos de la fisiología celular.

Microscopio y celda

La microscopía ultravioleta se utiliza ampliamente en la citología moderna. Los rayos ultravioleta son invisibles para el ojo humano, pero sí percibidos por una placa fotográfica. Algunos jugando especialmente papel importante En la vida de una célula, las sustancias orgánicas (ácidos nucleicos) absorben selectivamente los rayos ultravioleta. Por tanto, a partir de fotografías tomadas con rayos ultravioleta, se puede juzgar la distribución de las sustancias nucleicas en la célula.

Se han desarrollado varios métodos sofisticados para estudiar la penetración de diversas sustancias del medio ambiente en la célula.

Para ello se utilizan en particular colorantes intravitales (vitales). Se trata de tintes (por ejemplo, rojo neutro) que penetran en la célula sin matarla. Al observar una célula viva y teñida de vitalidad, se pueden juzgar las rutas de penetración y acumulación de sustancias en la célula.

Un papel particularmente importante en el desarrollo de la citología, así como en el estudio. estructura delgada La microscopía electrónica jugó un papel en los protozoos.

Un microscopio electrónico se basa en un principio diferente al de un microscopio óptico óptico. El objeto se estudia en un haz de electrones que vuelan rápidamente. La longitud de onda de los rayos de electrones es miles de veces menor que la longitud de onda de los rayos de luz. Esto permite obtener una resolución significativamente mayor, es decir, un aumento mucho mayor que en un microscopio óptico. Un haz de electrones atraviesa el objeto en estudio y luego incide sobre una pantalla fluorescente, en la que se proyecta una imagen del objeto. Para que un objeto sea transparente al haz de electrones, debe ser muy delgado. Para ello, las secciones de microtomo convencionales con un espesor de 3 a 5 micrones son completamente inadecuadas. Absorberán completamente el haz de electrones. Se crearon dispositivos especiales: ultramicrótomos, que permiten obtener secciones de espesor insignificante, del orden de 100 a 300 angstroms (un angstrom es una unidad de longitud igual a una diezmilésima de micrón). Diferencias en la absorción de electrones. en diferentes partes Las células son tan pequeñas que sin un procesamiento especial en la pantalla. microscopio electrónico no pueden ser detectados. Por tanto, los objetos en estudio son pretratados con sustancias impermeables o de difícil penetración para los electrones. Una sustancia de este tipo es el tetróxido de osmio (Os04). Ella en grados variables es absorbido por diferentes partes de la célula, que debido a esto retienen electrones de manera diferente.

Utilizando un microscopio electrónico se pueden obtener aumentos del orden de 100.000.

Microscopio de electrones abre nuevas perspectivas en el estudio de la organización celular.

Diagrama de estructura celular

En la Fig. 15 y fig. 16 compara el diagrama de la estructura de la célula, tal como se presentaba en los años veinte de este siglo y como aparece en la actualidad.

En el exterior, la célula está delimitada del medio ambiente por una fina membrana celular, que desempeña un papel importante en la regulación de la entrada de sustancias al citoplasma. La sustancia principal del citoplasma tiene una composición química compleja.

Se basa en proteínas que se encuentran en estado solución coloidal. Las proteínas son sustancias orgánicas complejas con moléculas grandes (su peso molecular es muy alto, medido en decenas de miles en relación con un átomo de hidrógeno) y una alta movilidad química. Además de las proteínas, en el citoplasma hay muchas otras proteínas. compuestos orgánicos(hidratos de carbono, grasas), entre las cuales las sustancias orgánicas complejas (ácidos nucleicos) desempeñan un papel especialmente importante en la vida de la célula. De inorgánico componentes En primer lugar, el citoplasma debería llamarse agua, que en peso constituye mucho más de la mitad de todas las sustancias que componen la célula. El agua es importante como disolvente porque las reacciones metabólicas tienen lugar en un medio líquido. Además, la célula contiene iones de sal (Ca2+, K+, Na+, Fe2+, Fe3+, etc.).

Los orgánulos se encuentran en la sustancia principal del citoplasma: estructuras constantemente presentes que realizan ciertas funciones en la vida de la célula. Entre ellas, las mitocondrias desempeñan un papel importante en el metabolismo. Al microscopio óptico son visibles en forma de pequeños bastones, hilos y, a veces, gránulos.

Un microscopio electrónico ha demostrado que la estructura de las mitocondrias es muy compleja. Cada mitocondria tiene una capa que consta de tres capas y una cavidad interna.

Desde el caparazón hacia esta cavidad llena de contenido líquido, sobresalen numerosos tabiques que no llegan a la pared opuesta, llamados crestas. Los estudios citofisiológicos han demostrado que las mitocondrias son orgánulos a los que se asocian los procesos respiratorios (oxidativos) de la célula. En cavidad interna, las enzimas respiratorias (catalizadores orgánicos) se localizan en la cáscara y las crestas, proporcionando transformaciones químicas complejas que conforman el proceso de respiración.

En el citoplasma, además de las mitocondrias, hay un sistema complejo membranas, que juntas forman el retículo endoplásmico (Fig. 16).

Los estudios de microscopía electrónica han demostrado que las membranas del retículo endoplásmico son dobles. En el lado que mira hacia la sustancia principal del citoplasma, cada membrana contiene numerosos gránulos (llamados “cuerpos de Palas” en honor al científico que los descubrió). Estos gránulos contienen ácidos nucleicos (es decir, ácido ribonucleico), por lo que también se les llama ribosomas. En el retículo endoplásmico, con la participación de los ribosomas, se lleva a cabo uno de los principales procesos de la vida celular: la síntesis de proteínas.

Algunas de las membranas citoplasmáticas carecen de ribosomas y forman un sistema especial llamado aparato de Golgi.

Esta formación se ha descubierto en las células desde hace bastante tiempo, porque puede detectarse mediante métodos especiales cuando se examina con un microscopio óptico. Sin embargo estructura fina El aparato de Golgi se conoció sólo como resultado de estudios con microscopía electrónica. Significado funcional Este orgánulo se reduce al hecho de que en el área del aparato se concentran diversas sustancias sintetizadas en la célula, por ejemplo, granos de secreción en las células glandulares, etc. Las membranas del aparato de Golgi están conectadas con el retículo endoplásmico. Es posible que tengan lugar varios procesos sintéticos en las membranas del aparato de Golgi.

El retículo endoplasmático está conectado a Concha exterior granos. Esta conexión aparentemente juega un papel importante en la interacción entre el núcleo y el citoplasma. El retículo endoplasmático también tiene una conexión con la membrana externa de la célula y en algunos lugares pasa directamente a ella.

Con la ayuda de un microscopio electrónico, se descubrió otro tipo de orgánulo en las células: los lisosomas (Fig. 16).

Se parecen a las mitocondrias en tamaño y forma, pero se distinguen fácilmente de ellas por la ausencia de células delgadas. estructura interna, tan característico y propio de las mitocondrias. Según la mayoría de los citólogos modernos, los lisosomas contienen enzimas digestivas asociadas con la descomposición de grandes moléculas de sustancias orgánicas que ingresan a la célula. Estos son como reservorios de enzimas que poco a poco se van utilizando en la vida de la célula.

En el citoplasma de las células animales, el centrosoma suele estar situado junto al núcleo. Este organelo tiene estructura permanente. Está compuesto por nueve formaciones ultramicroscópicas en forma de bastón, encerradas en un citoplasma compactado especialmente diferenciado. El centrosoma es un orgánulo asociado con la división celular.

Arroz. 16. Diagrama de la estructura celular, según datos modernos, teniendo en cuenta estudios de microscopía electrónica:

1 - citoplasma; 2 - aparato de Golgi, 3 - centrosoma; 4 - mitocondrias; 5 - retículo endoplásmico; 6 - núcleo; 7 - nucleolo; 8 - lisosomas.

Además de los orgánulos citoplasmáticos de la célula enumerados, puede contener varias estructuras e inclusiones especiales asociadas con el metabolismo y el desempeño de diversas funciones especiales características de una célula determinada. Las células animales suelen contener glucógeno o almidón animal. Es una sustancia de reserva consumida en el proceso metabólico como material principal para los procesos oxidativos. A menudo se encuentran inclusiones grasas en forma de pequeñas gotas.

En células especializadas como células musculares, existen fibras contráctiles especiales asociadas con la función contráctil de estas células. En las células vegetales hay varios orgánulos e inclusiones especiales. En las partes verdes de las plantas, siempre están presentes los cloroplastos, cuerpos proteicos que contienen el pigmento verde clorofila, con cuya participación se lleva a cabo la fotosíntesis, el proceso de nutrición aérea de la planta. Los granos de almidón, que no existen en los animales, se encuentran aquí normalmente como sustancia de reserva. A diferencia de los animales, células vegetales tener, excepto membrana externa, conchas duraderas hechas de fibra y, lo que determina la resistencia especial de los tejidos vegetales.

División celular

La capacidad de las células para reproducirse se basa en la propiedad única del ADN de autocopiarse y en la división estrictamente equivalente de los cromosomas reproducidos durante el proceso de mitosis. Como resultado de la división, se forman dos células idénticas a la original en propiedades genéticas y con una composición actualizada del núcleo y citoplasma. Los procesos de autorreproducción de los cromosomas, su división, la formación de dos núcleos y la división del citoplasma se separan en el tiempo, constituyendo colectivamente el ciclo mitótico de la célula. Si después de la división la célula comienza a prepararse para la siguiente división, el ciclo mitótico coincide con ciclo vital células. Sin embargo, en muchos casos, después de la división (y a veces antes), las células abandonan el ciclo mitótico, se diferencian y realizan una u otra función especial en el organismo. La composición de dichas células puede actualizarse debido a divisiones de células poco diferenciadas. En algunos tejidos, las células diferenciadas pueden volver a entrar en el ciclo mitótico. En el tejido nervioso, las células diferenciadas no se dividen; Muchos de ellos viven tanto como el cuerpo en su conjunto, es decir, en los humanos, varias décadas. Al mismo tiempo, los granos células nerviosas no perder la capacidad de dividirse: ser trasplantado al citoplasma Células cancerígenas, los núcleos de las neuronas sintetizan ADN y se dividen. Los experimentos con células híbridas muestran la influencia del citoplasma en la manifestación de las funciones nucleares. Una preparación inadecuada para la división impide la mitosis o distorsiona su curso. Así, en algunos casos, no se produce división citoplasmática y se forma una célula binucleada. La división repetida de los núcleos en una célula que no se divide conduce a la aparición de células multinucleadas o estructuras supracelulares complejas (symplasts), por ejemplo en los músculos estriados. A veces, la reproducción celular se limita a la reproducción de cromosomas y célula poliploide, que tiene un conjunto de cromosomas duplicado (en comparación con la célula original). La poliploidización conduce a una mayor actividad sintética y a un aumento del tamaño y la masa celular.

Uno de los principales procesos biológicos, que garantiza la continuidad de las formas de vida y subyace a todas las formas de reproducción, es el proceso de división celular. Este proceso, conocido como cariocinesis o mitosis, ocurre con una consistencia asombrosa, con sólo algunas variaciones en los detalles, en las células de todas las plantas y animales, incluidos los protozoos. Durante la mitosis ocurre distribución uniforme Cromosomas que se duplican entre células hijas. De cualquier parte de cada cromosoma, las células hijas reciben la mitad. Sin entrar en una descripción detallada de la mitosis, sólo señalaremos sus puntos principales (Fig.).

En la primera etapa de la mitosis, llamada profase, los cromosomas en forma de hilos se vuelven claramente visibles en el núcleo.

Arroz. Esquema de división celular mitótica:

1 - núcleo no fisible;

2-6 - etapas sucesivas de cambio nuclear en profase;

7-9 - metafase;

10 - anafase;

11-13 - telofase. diferentes longitudes.

En un núcleo que no se divide, como hemos visto, los cromosomas parecen hilos delgados, ubicados de manera irregular, entrelazados entre sí. En profase se acortan y engrosan. Además, cada cromosoma resulta doble. A lo largo de su longitud corre un espacio que divide el cromosoma en dos mitades adyacentes y completamente similares.

En la siguiente etapa de la mitosis, la metafase, la membrana nuclear se destruye, los nucléolos se disuelven y los cromosomas se encuentran en el citoplasma. Todos los cromosomas están dispuestos en una fila, formando la llamada placa ecuatorial. El centrosoma sufre cambios significativos. Se divide en dos partes, que divergen, y entre ellas se forman hilos formando un huso acromático. La placa ecuatorial de cromosomas se encuentra a lo largo del ecuador de este huso.

En la etapa de anafase se produce el proceso de divergencia hacia los polos opuestos de los cromosomas hijos, formado, como hemos visto, como resultado de la división longitudinal de los cromosomas maternos. Los cromosomas que divergen en anafase se deslizan a lo largo de los hilos del huso de acromatina y eventualmente se ensamblan en dos grupos en la región del centrosoma.

Durante última etapa Mitosis - telofase - se restaura la estructura del núcleo que no se divide. Se forma una envoltura nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas. Los cromosomas se estiran y adelgazan, convirtiéndose en hilos finos largos y dispuestos al azar. Se libera savia nuclear, en la que aparece el nucléolo.

Simultáneamente con las etapas de anafase y telofase, el citoplasma celular se divide en dos mitades, lo que generalmente se lleva a cabo mediante una simple constricción.

Como se puede ver en nuestra breve descripción, el proceso de mitosis se reduce principalmente a la correcta distribución de los cromosomas entre los núcleos hijos. Los cromosomas están formados por haces de moléculas de ADN en forma de hilos dispuestas a lo largo eje longitudinal cromosomas. Comienzo visible La mitosis va precedida, como se ha demostrado mediante mediciones cuantitativas precisas, de la duplicación del ADN, cuyo mecanismo molecular ya hemos comentado anteriormente.

Así, la mitosis y la división de los cromosomas durante la misma es sólo una expresión visible de los procesos de duplicación (autoreproducción) de las moléculas de ADN, que se llevan a cabo a nivel molecular. El ADN determina la síntesis de proteínas a través del ARN. Las características cualitativas de las proteínas están "codificadas" en la estructura del ADN. Por lo tanto, es obvio que la división precisa de los cromosomas en la mitosis, basada en la reduplicación (autorreproducción) de las moléculas de ADN, subyace a la "información hereditaria" en varias generaciones sucesivas de células y organismos.

El número de cromosomas, así como su forma, tamaño, etc., es característica distintiva cada tipo de organismo. Los humanos, por ejemplo, tienen 46 cromosomas, la perca - 28, el trigo blando - 42, etc.

1. ¿Por qué es necesario utilizar instrumentos de aumento para estudiar las células?
2. ¿Por qué el microscopio con el que estás trabajando se llama microscopio óptico?

Cada célula tiene tres partes esenciales: la membrana celular, el citoplasma y el aparato genético (Fig. 9).

Arroz. 9. Células animales y vegetales.

Membrana celular no sólo limita el contenido interno de la célula, sino que también la protege de influencias ambientales adversas y mantiene una determinada forma de las células. A través de la membrana se produce el intercambio de sustancias entre el contenido de la célula y el entorno externo.

Las células de bacterias, hongos y plantas, además de membranas, suelen tener también pared celular(caparazón). Es el esqueleto externo de la célula y determina su forma. La pared celular es permeable al agua, a las sales y a muchas sustancias orgánicas.

Citoplasma- contenido semilíquido de la célula. Contiene varios orgánulos (del griego organon - órgano) e inclusiones celulares. El citoplasma une todas las estructuras celulares y asegura su interacción.

Aparato genético- la parte más importante de la célula. Es él quien controla todos los procesos vitales y determina la capacidad de la célula para reproducirse. En las células de plantas, animales y hongos, el aparato genético está rodeado por una membrana y se llama centro. El núcleo contiene portadores de información hereditaria sobre la célula y el organismo en su conjunto: los cromosomas (del griego cromo - pintura y soma - cuerpo). La similitud de padres e hijos depende de los cromosomas. El núcleo puede contener uno o más nucléolos. Las bacterias no tienen núcleo y la sustancia nuclear se encuentra directamente en el citoplasma.

Características de la estructura celular.. Las células de organismos pertenecientes a diferentes reinos de la naturaleza viva tienen sus propias características. Por tanto, sólo las células vegetales contienen plastidios en el citoplasma. Son incoloros o pintados de varios colores. Las reservas se acumulan en plastidios incoloros. nutrientes. Los plástidos, de color amarillo y rojo, determinan el color de los pétalos de las flores, las hojas de otoño y los frutos maduros.

Mayoría importante tienen plastidios que son coloreados color verde, - cloroplastos (del griego cloros - verde), que contienen clorofila. El proceso de fotosíntesis ocurre en los cloroplastos.

vacuolas(del latín vacío - vacío) contiene savia celular - solución de agua organico y compuestos inorgánicos. La savia celular de las plantas puede contener sustancias colorantes (pigmentos) que dan color azul, violeta y carmesí a los pétalos y otras partes de las plantas, así como a las hojas de otoño.

Las células bacterianas tienen la estructura más simple. Las células de los hongos, a diferencia de las células vegetales y animales, suelen contener muchos núcleos. Pero, a pesar de las diferencias estructurales, las células de plantas, animales y hongos tienen un conjunto similar de orgánulos, no existen diferencias fundamentales en el funcionamiento de su aparato genético ni en los procesos asociados con el metabolismo.

Responde a las preguntas

1. ¿Cuál es la función de la membrana celular?
2. ¿Qué células tienen una pared celular (envoltura)? ¿Cuál es su papel?
3. ¿Qué papel desempeña el aparato genético de la célula?
4. ¿Cuál es la diferencia fundamental en la estructura de las células bacterianas de las células de plantas, animales y hongos?

Nuevos conceptos

Membrana celular. Citoplasma. Aparato genético. Centro. Cromosomas. Plástidos. Vacuolas.

¡Pensar!

¿Qué indica la similitud? composición química y la estructura de todas las células?

mi laboratorio

Preparación y examen de una preparación de piel de escamas de cebolla bajo un microscopio.

Fig. 10. Preparación de una micromuestra de piel de escamas de cebolla.

1. Considere la secuencia de preparación de la piel de cebolla que se muestra en la Figura 10.
2. Prepare el portaobjetos limpiándolo bien con una gasa.
3. Utilice una pipeta para colocar 1 o 2 gotas de agua en el portaobjetos.
4. Con unas pinzas, retire con cuidado un pequeño trozo de piel clara de la superficie interna de las escamas de cebolla. Coloque un trozo de cáscara en una gota de agua y alíselo con la punta de una aguja de disección.
5. Cubra la cáscara con un cubreobjetos como se muestra en la imagen. Utilice papel de filtro para eliminar el exceso de agua.
6. Examine la preparación preparada a bajo aumento. Observe qué partes de la celda ve.
7. Tiñe la preparación con solución de yodo. Utilice papel de filtro en el lado opuesto para eliminar el exceso de solución.
8. Examina la preparación coloreada. ¿Qué cambios han ocurrido?
9. Examine la muestra con gran aumento. Encuentre en él una franja oscura que rodea la célula: la membrana; debajo hay una sustancia dorada: el citoplasma (puede ocupar toda la célula o ubicarse cerca de las paredes). El núcleo es claramente visible en el citoplasma. Encuentre la vacuola con savia celular (se diferencia del citoplasma en color).
10. Dibuja 2-3 células de piel de cebolla. Etiquete la membrana, el citoplasma, el núcleo y la vacuola con savia celular (Fig. 11).
11. Piense por qué la preparación de piel de cebolla se tiñó con una solución de yodo.

Figura 11. estructura celular pieles de cebolla

Estructura celular

Celúla- una unidad elemental de estructura y actividad vital de los organismos vivos, que tiene su propio metabolismo y es capaz de autorreproducirse y desarrollarse.

Células eucariotas Contienen un núcleo delimitado del citoplasma por una membrana. Son característicos de plantas, hongos y animales.

Durante el desarrollo y diferenciación de una célula eucariota, el núcleo a veces puede destruirse, como ocurre, por ejemplo, en los eritrocitos maduros de los mamíferos.

Citoplasma- el entorno interno de la célula, asegurando la interacción química de todas las estructuras celulares.

Incluye hialoplasma(una sustancia transparente a base de agua) y los componentes celulares ubicados en ella ( organelos Y inclusión). El citoplasma de la célula se mueve continuamente y con él se mueven orgánulos e inclusiones.

Citoplasma capaz de crecer y reproducirse; si se elimina parcialmente, puede recuperarse. Sin embargo, el citoplasma funciona normalmente sólo en presencia del núcleo. Sin él, el citoplasma no puede existir durante mucho tiempo, al igual que el núcleo sin citoplasma.

Características de la estructura:

• Sustancia viscosa e incolora.
• Está en constante movimiento.
• Contiene orgánulos (componentes estructurales permanentes e inclusiones celulares), estructuras celulares no permanentes.
• Las inclusiones pueden presentarse en forma de gotas (grasas) y cereales (proteínas, carbohidratos).

Funciones desempeñadas:

• Conecta todas las partes de la celda en un solo todo.
• Transporta sustancias.
• En él tienen lugar procesos químicos.
• Realiza una función de apoyo.

La función más importante del citoplasma es unir todas las estructuras celulares (componentes) y asegurar su interacción química.

Cualquier célula tiene una estructura muy compleja. El contenido de la célula, así como muchas estructuras intracelulares, son limitados. membranas biológicas(lat. membrana- “piel”, “película”): las películas más delgadas (de 3,5 a 10 nm de espesor), que consisten principalmente en proteínas y lípidos.

Membrana celular(o membrana de plasma) separa el contenido de cualquier celda de ambiente externo, asegurando su integridad.

La membrana celular es una doble capa (bicapa) de moléculas. fosfolípidos. Tienen una parte hidrofílica (“cabeza”) y otra hidrofóbica (“cola”). Las áreas hidrófobas miran hacia adentro y las áreas hidrófilas miran hacia afuera.

La membrana biológica contiene proteínas: integral(penetrando a través de la membrana), semiintegral(sumergido por un extremo en la capa lipídica exterior o interior) y superficial(ubicado en el exterior o adyacente a adentro membranas). Algunos de ellos contactan con el citoesqueleto celular y realizan la función de canales y receptores.

Las membranas también pueden contener carbohidratos asociados con moléculas de proteínas ( glicoproteínas) o lípidos ( glicolípidos). Los carbohidratos generalmente se encuentran en Superficie exterior membranas y realizar funciones receptoras.

Funciones de membrana

• barrera: garantiza un metabolismo regulado, selectivo, pasivo y activo con ambiente;
• transporte: las sustancias se transportan dentro y fuera de la célula a través de la membrana (los nutrientes ingresan a la célula, eliminan los productos finales del metabolismo y mantienen una concentración de iones constante);
• receptor (unión de hormonas y otras moléculas reguladoras);
• en los organismos multicelulares asegura los contactos entre las células y la formación de tejidos.

Las membranas celulares tienen semipermeabilidad, o permeabilidad selectiva. Están diseñados de tal manera que regulan el proceso de transporte de sustancias al interior de la célula: algunas sustancias pasan y otras no. Glucosa, aminoácidos y ácido graso y iones.

Existen varios mecanismos para la entrada de sustancias al interior de la célula o su eliminación al exterior: difusión, ósmosis, transporte activo Y exo- o endocitosis. La difusión y la ósmosis son de naturaleza pasiva: no requieren energía. El resto de mecanismos vienen con consumo de energía.

Transporte pasivo- el proceso de pasar sustancias a través de una membrana sin consumo de energía. En este caso, la sustancia se mueve desde la zona de alta concentración hacia la zona de baja, es decir, a lo largo del gradiente de concentración.

Se distinguen los siguientes tipos de transporte pasivo:

• difusión simple(para pequeñas moléculas neutras (H 2 O, CO 2, O 2), así como sustancias orgánicas hidrofóbicas de bajo peso molecular que penetran fácilmente los fosfolípidos de membrana a lo largo de un gradiente de concentración;
• difusión facilitada(para moléculas hidrófilas transportadas a lo largo de un gradiente de concentración, pero con la ayuda de proteínas integrales especiales que forman canales en la membrana que proporcionan permeabilidad selectiva. Para elementos como K, Na y Cl, existen sus propios canales. Además, los canales de potasio son siempre abierto.

Transporte activo Es la transferencia de sustancias a través de una membrana contra un gradiente de concentración. Esta transferencia requiere un gasto de energía por parte de la célula. La fuente de energía suele ser ATP.